四路抢答器
课 题: 专 业:14级电气工程及其自动化
班 级: 学 号:姓 名: 指导教师: 设计日期: 2016.12.20~2016.12.30
成 绩:
重庆大学城市科技学院电气信息学院
目 录
1设计目的..................................................................................................................... 1
2设计要求..................................................................................................................... 1
3系统概述..................................................................................................................... 1
3.1实验原理........................................................................................................... 1
3.1.1抢答器的选择......................................................................................... 1
3.1.2PLC四路抢答器概述 ............................................................................. 2
3.1.3PLC的基本结构 ..................................................................................... 4
3.1.4PLC性能指标 ......................................................................................... 4
3.1.5PLC中的存储器 ..................................................................................... 5
3.1.6PLC的编程语言 ..................................................................................... 5
3.2 实验分析.......................................................................................................... 6
3.2.1 PLC抢答器的工作原理 ........................................................................ 6
3.2.2 主要功能介绍........................................................................................ 6
3.2.3 扩展功能介绍........................................................................................ 6
3.2.4 总体设计模块........................................................................................ 7
3.2.5 选定输入输出设备................................................................................ 7
3.2.6 外部接线图............................................................................................ 8
3.2.8 系统控制要求........................................................................................ 9
3.3 电路分析.......................................................................................................... 9
3.3.1 定时电路模块........................................................................................ 9
3.3.2 控制电路.............................................................................................. 10
3.3.3 指示灯电路.......................................................................................... 11
3.4 实现过程........................................................................................................ 11
3.4.1实验建模............................................................................................... 11
3.4.2 实验结果.............................................................................................. 13
3.4.3 实验分析.............................................................................................. 15
4 总结.......................................................................................................................... 15
5参考文献................................................................................................................... 16
四路抢设计答器课程
1设计目的
教学目的: 电气控制系统是由各种低压电器和PLC控制器,按一定要求组
成的控制系统。通过电气控制课程设计,掌握低压电器和PLC的结构原理、选用及使用;正确处理使用中出现的各种问题;了解器件和系统的关系;培养正确的设计思想、理论联系实际的工作作风、分析问题和解决问题的能力、运用标准与规范的能力、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
基本要求: 根据设计要求正确地设计主电路和控制电路,合理地选择各种
低压电器和PLC控制器,学习与设计有关的编程方法和语言,独立设计控制程序并圆满完成调试工作。
2设计要求
控制要求:(1)竞赛者若要回答主持人所提问题时,须抢先按下桌上的抢
答按钮;(2)绿色指示灯亮后,须等主持人按下复位按钮PB5后,指示灯才熄灭;(3)如果竞赛者在主持人打开SW1开关10s 内抢先按下按钮,电磁线圈将使彩球摇动,以示竞赛者得到一次幸运的机会;(4)如果在主持人打开SW1
开关10s 内无人抢答,则必须有声音警示,同时红色指示灯亮,以示竞赛者放弃该题;(5)在竞赛者抢答成功后,应限定一定的时间回答问题,根据题目难易可设定时间(如2min);(6)当主持人打开SW2开关后记时开始,如果竞赛者在回答问题时超出设定时限,则红色指示灯亮并伴有声音提示,竞赛者停止回答问题。
3系统概述
3.1实验原理
3.1.1抢答器的选择
目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器,其大致采用模拟电路、
数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。对于采用模拟电路或者数字电路的产品,其技术相当成熟。但是随着功能的增多,电路也越复杂,并且成本偏高,故障率高,显示方式简单或者没有,无法准确判断抢按按钮的行为,也不便于参数调节及其功能的升级换代。对于计算机控制系统来说,其程序简单,目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器,其大致采用模拟
电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。对于采用模拟电路或反应灵敏,便于参数调节及其功能的升级换代,但鉴于其必须配合计算机实用,可操作性差,没有得到广泛的应用。而对于科技飞速发展的今天,PLC、单片机应用的不断深入,带动了传统控制检测技术的不断更新,并鉴于其本身具有的优点,以PLC、单片机为核心的部件成为主流。
传统的普通抢答器主要存在一下缺点:(1)在一次抢答过程中,当出现超
前违规抢答时,只能处理违规抢答信号,而对没有违规的有效信号不能进行处理,因而使该次抢答过程变为无效。(2)当有多个违规抢答时,优先编码电路只能选择其中一个,或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定,各路抢答信号的“竞争”能力也被固定,因而本质上也有优先权。普通抢答器存在不公平性。(3)当有多个违规抢答时,普通抢答器只能“抓住”其中一个违规者。因而出现了“漏洞”。现在大多抢答器都是以PLC、单片机为控制核心的智能抢答器,它对采样获得的各种抢答信号进行分析。但仅有抢答功能的抢答器已经不能满足当今社会的需要,因此该设计采用基于PLC控制来设计四路抢答器。
3.1.2PLC四路抢答器概述
抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校,为竞赛增添了刺激性、娱乐性,
在一定程度上丰富了人们的业余生活。本文介绍一种数字式抢答器,能使四个队同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台,4个参赛台,分别为1号、2号、3号、4号参赛台。总体设计选用西门子PLC控制,抢答操作方便,在很多的场所都可以使用,并且给人的视觉效果非常好。
抢答器,顾名思义就是用于比赛时,跟对手比反应时间,思维运转快慢的
新型电器。随着社会科技技术的不断发展,他的应用场合也随之增加;技术含量大大提升;更加方便可靠。目前, 形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校及企事业单位, 它为各种竞赛增添了刺激性、娱乐性, 在一定程度上丰富了人们的业余生活。用PLC进行知识竞赛抢答器设计,其控制方便,灵活,只要改变输入PLC的控制程序,便可改变竞赛抢答器的抢答方案。
PLC智能抢答器与单片机抢答器相比,在许多方面都显示出优越性.首先说
一下单片机抢答器,所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机CPU及其它外围芯片,根据不同系统设计电路板,最终设计成一台简易的计算机系统,并在此基础上设计程序以达到所要求的控制功能。这种形式在 80年代国内很流行,
但由于受到本身可靠性及其它方面的限制,目前除了仪表上仍然采用外,在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。
单片机的可靠性:由于目前国内市场上的单片机芯片的品质良莠不齐,很大
一部分还是国外筛选出来的次等品,加上其它外围元件(如电阻、电容等)的参数离散性也很大,批量小的产品不可能经过筛选配对等技术处理,因此这样的产品很难做到很好的一致性和高可靠性,因为任一元件的参数偏离设计要求都会引起系统的不稳定。另外,单片机的所有器件均不是工业级的,抗干扰性特别是抗电源干扰能力很弱,而国内的电源一般都很差,加上压片机的变频调速对电源的干扰很大,因此,更可能引起单片机系统的不稳定。
单片机的可扩展性:由于单片机的线路是根据一定的功能要求特别设计的,
所以要增加一个功能就要重新设计线路,而且对应的程序都要重新设计。这样对于增加功能的开发成本和周期都会增加。
单片机的可维护性:一旦单片机系统出现故障,很难诊断出故障元件,最简
单的方法是更换整个系统,这样维修成本增加了。
操作:现在国内单片机系统的操作均采用自设计的键盘,设定数据用拨码开
关,显示用LED,整个面板显得繁锁,而且为了减少操作键,设计时往往一键多用,操作人员很难脱开说明书操作。特别是故障显示只能显示故障代码,一旦发生故障,操作人员必须翻阅说明书方能发现故障所在,最终按说明书指示排除故障,这样排除故障的时间相对较长。总之,这样的人机对话不够友善。
特点:不可靠,价格便宜。
可编程控制器(PLC):所谓PLC系统就是采用目前市场上各大工业控制
厂家生产的可编程控制器,根据要求选用不同的模块,在此基础上设计程序以达到所设计的功能。这种形式目前在工业现场应用最为广泛。
PLC的可靠性:进口PLC采用的CPU都是生产厂家专门设计的工业级专用
处理器,其余各元件也是直接向生产厂家购买的,经过严格挑选的工业级元件,另外它的电源模块也是集各大公司工业控制的经验而特别设计的,抗干扰性特别是抗电源干扰能力有很大提高,即使在电源很差和变频调速的干扰下仍能正常工作。
PLC的可扩展性:要增加一个功能只要增加相应的模块和修正对应的程序,
而PLC的编程相对比较简单,这样对于开发周期会缩短。
PLC的可维护性:PLC本身有很强的自诊断功能,一旦系统出现故障,根
据自诊断很容易诊断出故障元件,即使非专业人员也能维修,如果故障由于程序设计不合理引起,由于它提供完善的调试工具,要找出故障也较为简单。
3.1.3PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机
相同。
中央处理单元(CPU):可编程序控制器控制系统中,CPU模块相当与人
的大脑,它不断地采集输入信号执行用户程序,刷新系统的输出。
存储器(Memory):可编程控制器的控制中枢,在系统监控下工作,承担
着将外部输入的信号的状态写入映像寄存器区域,然后将结果送到输出映像寄存器区域。
基本I/O接口电路:输入(Input)模块和输出(Output)模块简称为I/O模块,它
们是系统的眼、耳、手、脚,是联系外部现场和CPU模块的桥梁。
输入模块用来接收和采集输入信号。数字量(或称开关量)输入模块用来接收
从按钮、接近开关、光电开关、压力继电器等发出的数字量信号。模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯和报警装置等输出设备。模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。
接口电路:PLC接口电路分为I/O扩展接口电路和外设通信接口电路两类 。
(a)I/O扩接口电路:I/O扩展接口电路用连接I/O扩展单元,可以用来扩充开关
量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。I/O扩展接口电路采用并行接口和串行接口两种电路形式。 根据被控制对象对PLC控制系统的技术和要求,确定用户所需的输入、输出设备,据此确定PLC的I/O点数。(b)外设通信接口电路:通信接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器,并能组成PLC
的控制网络。PLC通过PC/PPI电缆或使用MPI卡通过RS-485接口和电缆与计算机连接,可以实现编程、监控、联网等功能。
电源:PLC内部配有一个专用开关式稳压电源,将交流/直流供电电源转化
为PLC内部电源需要的工作电源(5V直流)。当输入端子为非干接点结构时,为外部输入元件提供24V直流电源(仅供输入点使用)。
3.1.4PLC性能指标
I/O点数:I/O点数,即PLC面板上的I/O端子的个数。I/O点数越多,外部
可以连接的I/O器件就越多,控制规模就越大。它是衡量PLC性能的重要指标之一。
存储容量:这里专指用户存储器的存储容量,它决定了用户所编程序的长短。
大、中、小型PLC的存储容量变化范围一般为2KB~2MB。
扫描速度:扫描速度是指PLC执行程序的快慢,是一个重要的性能指标,
体现了计算机控制取代继电器控制的稳合程度。可编程控制器采用循环扫描的工作方式。
指令系统:它是衡量PLC能力强弱的标志,决定了PLC的处理能力、控制
能力的强弱。限定了计算机发挥运算功能、完成复杂控制的能力。
通信功能:通信有PLC之间的通信和PLC与计算机或其它设备之间的通信。
主要涉及通信模块、通信接口、通信协议、通信指令等。
扩展能力:扩展能力包括I/O点数的扩展和PLC功能的扩展两方面的内容。
特殊功能单元:特殊功能单元种类多,也可以说PLC的功能多。典型的特
殊功能单元有模拟量、模糊控制连网等功能。
3.1.5PLC中的存储器
PLC中的存储器按用途分为系统程序存储器、用户程序存储器以及工作数据
存储器。用户程序存储器用来存储根据控制要求而编制的用户应用程序;用来存储工作数据的区域称为工作数据区;系统程序存储器中存放的是厂家根据其选用的PLC的指令的系统编写的系统程序,它决定了PLC的功能,用户不能更改其内容。
3.1.6PLC的编程语言
PLC是通过程序对系统进行控制的,作为一种专用计算机,为了适应其应用
领域,一定有其专用的语言。PLC的编程语言有多种,如梯形图、语句表、功能图等。梯形图编程语言是一种图形语言,具有继电器控制电路形象、直观的优点;语句表编程语言类似计算机的汇编语言,用助记符来表示各种指令的功能,是
PLC用户程序的基础元素。
梯形图程序让PLC仿真来自电源的电流通过一系列的输入逻辑条件,根据
结果决定逻辑输出的允许条件。梯形图按逻辑关系分为“梯级”或网络。用PLC
控制的梯形图程序,可完成与继电器控制的电动机直接起、停(起、保、停)继电器控制电路图相同的功能。
3.2实验分析
3.2.1PLC抢答器的工作原理
我所设计的PLC智能抢答器是适合四个人抢答的四路抢答器,现在以四路
抢答器为例。给竞赛主持人设置了3个控制按钮,用来控制开始、复位、答题计时,每当主持人发出开始抢答指令后,那组选手最先按下抢答器按钮,则数码管就显示该组的编号,同时绿色指示灯亮,音响电路发出声响提示信号(持续三秒)以指示抢答成功,并对其后的抢答信号不在相应,选手答题完毕后,由主持人按下复位按钮,系统开始下一轮抢答。若选手在未开始抢答时提前抢答了,则视为违规,违规时数码管显示其编号同时红灯亮音响电路发出声响。当主持人按下抢答器按钮时定时器T0开始计时(设定10秒)若10秒限制到时仍无人抢答则黄灯亮音响电路发出声响,以示选手放弃该题。在抢答成功后,主持人按下答题计时按钮,同时数码管显示答题倒计时时间改时间可根据需要调节,此设定为50秒,选手必须在设定时间内完成答题,否则,音响电路发出超时报警信号。其中以上功能都通过编制的PLC程序来控3个制数码管和3个指示灯以及一个喇叭来实现。
3.2.2 主要功能介绍
抢答器最多可供4名选手参赛,编号为1~4号,各队分别用一个按钮(分别
为S0~S3)控制,并设置一个系统清零和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来,直到主持
人清零。
开关S作为清零及抢答控制开关(由主持人控制),当开关S被按下时抢
答电路清零,当开关S松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关S0~S3实现。
有抢答信号输入(开关S0~S3中的任意一个开关被按下)时,并显示出相
对应的组别号码。此时再按其他任何一个抢答器开关均无效,指示灯依旧“保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。
3.2.3扩展功能介绍
抢答器具有定时抢答的功能,抢答的时间由主持人设定。当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示。
参加选手在未开始抢答时按下抢答键,则犯规,发出报警声。
参加选手在设定的时间内抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效,封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,发出短暂的报警声,时间显示器上显示为0 。
3.2.4 总体设计模块
其工作原理为:接通电源后,主持人将开关拨到“清零”状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;主持人将开关置“开始”状态,宣布“开始”,抢答器工作。定时器倒计时,选手在定时时间内抢答时,抢答器完成优先判断、编号锁存、编号显示。当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
图1控制流程图
3.2.5选定输入输出设备
嘉宾分别有三个输入输出按钮,主持有开始,复位两个按钮。
3.2.6 外部接线图
左侧连的是嘉宾和主持人的按钮开关,右侧连的是主持人和嘉宾的指示灯。 3.2.7控制系统的选取
抢答器对时间间隔的要求很高,而且多在会议、答辩赛等一些正规的需要进行抢答的场合中使用,所以对设备的精准性和可靠性要求很高。为此,我们对将采用的控制系统进行了全面的分析对比。可编程控制器(PLC)是由工业微型计算机、输入, 输出设备、保护及抗干扰隔离电路等构成的微机控制装置,具有顺序、周期性工作的特征,从应用角度看可编程控制器具有如下特点:(1)可靠性高:由于可编程控制器的输入, 输出端口均采用继电器或光电耦合器件,采取了隔离和抗干扰措施,使其具有很高的抗干扰能力,因而能在恶劣环境下可靠工作;(2)体积小:由于在制造时采用了大规模集成电路和微处理器,用软件编程代替了硬连线,便于安装,实现了小型化;(3)通用性好:由于可编程控制器采用模块化结构,一般有CPU 模块、电源模块、PID模块、模拟输入和输出模块等,可以用这些模块灵活的组成各种不同的控制系统,对不同的控制系统,只需选取不同的模块即可,因而具有很好的适用性;(4)使用方便:对于不同的控制系统,当硬件结构选定后,如果输入、输出作很小的变动时,只需修改相应程序即可,无需对系统连线做较大的修改,减少了现场调试的工作量,使用起
来灵活方便。基于可编程控制器的上述优点能够适应和满足立体车库高性能的使用要求,所以我确定该车库控制系统为PLC(西门子S7-200系列)。
S7-200系列的PLC在各种行业的检测及控制的自动化都得到广泛的应用。由于其具有极高的性价比,在以下几方面都有优越的表现:极高的可靠性、程序易于掌握,实时特性功能、编程语言指令丰富,操作简便,有丰富的扩展功能。抢答器所使用的各种判断信号均为数字量,所以用西门子S7-200系列就完全可以满足电气控制系统方面的要求。
3.2.8系统控制要求
抢答器可同时供四组选手参加比赛 。
给主持人设置三个控制按钮,用来控制抢答的开始、复位和答题计时的开始。
每当主持人发出开始抢答指令后,那组选手最先按下抢答按钮,则数码管1就显示该组的编号,同时绿色指示灯亮,音响电路给出信箱提示信号(持续3S),以指示抢答成功,并对其后的抢答信号不再响应。选手答题完毕后,由主持人按下复位按钮,系统才能开始下一轮抢答。
违规抢答:若选手在未开时抢答试题时抢答了,则视为违规,违规时数码管1显示其编号,同时红灯亮,音响电路发出声响。
抢答限时:当主持人按下开始按钮后,定时器T0开始计时(设定30S)。若30S时限到仍无人抢答,则黄灯亮、音响电路发出声响,以示选手放弃该题。
答题限时:在抢答成功后,主持人按下答题计时开始按钮,同时数码管2、3上显示答题倒计时时间(该时间设定为50S),选手必须在设定的时间内完成答题。否则,音响电路发出答题超时报警信号。
3.3电路分析
3.3.1 定时电路模块
该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和1个7段数码管即相关电路组成。一块74LS192实现减法计数,通过译码电路74LS48显示到数码管上,其时钟信号由时钟产生电路提供。74LS192的预臵数控制端实现预臵数,由节目主持人根据情况设定时间。
共阴极七段数码显示管上,当有人抢答时,停止计数并显示此时的倒计时时间;如果没有人抢答,且倒计时时间到时,输出低电平到时序控制电路,控制74LS48,使0闪烁,同时以后选手抢答无效。
3.3.2控制电路
控制电路包括时序控制和报警两个电路。
时序控制电路需具有以下几个功能:(1)主持人闭合开关,多路抢答器电路和计时电路进入正常状态;(2)参赛者按键时 ,抢答电路和计时电路停止工作;(3)抢答时间到 ,无人抢答 ,扬声器发声 ,同时抢答电路和计时电路停止工作。根据上面的功能要求,设计的时序控制电路如图3所示。门G1 的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止,门G2的作用是控制74LS148的输人使能端。工作原理是:主持人控制开关从“清除”位臵拨到“开始”位臵时,74LS279的输出 1Q=0,经G3反相,A=1,则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端,定时电路进行递减计时。同时,在定时时间未到时,则“定时到信号”为 1,门G2的输出=0,使 74LS148处于正常工作状态,从而实现功能1的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时,1Q=1,经 G3反相,A=0,封锁CP信号,定时器处于保持状态。
工作状态;同时,门G2的输出=1,74LS148处于禁止工作状态,从而实现功能2的要求。当定时时间到时,则“定时到信号”为0,使74LS148处于禁止工作状态,禁止选手进行抢答。同时,门G1处于关门状态,封锁CP信号,使定时电路保持00状态不变,从而实现功能3的要求。
图3 时序控制电路图
报警电路:每当主持人发出开始抢答指令后,那组选手最先按下抢答按钮音响电路给出音响提示信号(持续3S),以指示抢答成功,并对其后的抢答信号不再响应;若选手在未开始抢答试题时抢答了,则视为违规,音响电路发出声响警告;当主持人按下开始按钮后,若30S时限时到仍无人抢答,音响电路发出声响,以示选手放弃该题;在抢答成功后,主持人按下答题计时开始按钮,选手必须在设定的时间内完成答题,否则音响电路发出答题超时报警信号。
3.3.3 指示灯电路
每当主持人发出开始抢答指令后,若有选手最先按下抢答按钮,则绿色指示灯亮以指示其抢答成功;若选手在未开时抢答试题时抢答了,则视为违规,同时红灯亮以示其违规抢答;当主持人按下开始按钮后,定时器T0开始计时(设定30S),若30S时限时到仍无人抢答,则黄灯亮,以示选手放弃该题。
每当主持人发出开始抢答指令后,若有选手最先按下抢答按钮,则绿色指示灯亮以指示其抢答成功;当主持人按下开始按钮后,定时器T0开始计时(设定30S),若30S时限时到仍无人抢答,则黄灯亮,以示选手放弃该题。
若选手在未开时抢答试题时抢答了,则视为违规,同时红灯亮以示其违规抢答。
3.4 实现过程
3.4.1实验建模
图4 抢答器梯形图
图4为1号和2号嘉宾抢答的按钮梯形图。
图5 抢答梯器形图
图5为3号和4号嘉宾抢答按钮的梯形图。
图6 抢答器梯形图
图6为主持人的开始按钮和抢答计时按钮。
图7 抢答器梯形图
图7为嘉宾抢答成功的梯形图。
图8 抢答器梯形图
图8为答题限时的梯形图。
图9 抢答器梯形图
图9为1号抢答成功的梯形图。
图10 抢答器梯形图
图10为2号抢答成功的梯形图。
图11 抢答器梯形图
图11为3号抢答成功的梯形图。
图12 抢答器梯形图
图12为4号抢答成功的梯形图。
3.4.2实验结果
13图抢答器仿真图
图13 为嘉宾抢答和开始抢答计时的仿真。
图14抢答器仿真图
图14为抢答成功的仿真图。
图15 抢答器仿真图
图15为各嘉宾抢答的仿真图。
将设计好的程序写入PLC后,首先要做的就是仔细检查程序,并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在实验室模拟调试,一般不用接PLC实际的负载(如接触器、电磁阀等)。也可以根据功能表图,在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号。在调试时应充分考虑各种可能的情况,对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线,都应逐一检查,不能遗漏。发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序,直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。
如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大,为了缩短调试时间,可以在调试时将它们减小,模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时,可以设计、制作控制台或控制柜,PLC之外的其他硬件的安装、接线工作也可以同时进行。
3.4.3实验分析
完成上述的工作后,就可以进行现场的调试工作立刻,首先将PLC安装控制, 现场进行联机总调试,在调试过程中有可能将会显示出系统中原先可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题,以及PLC的外部接线图和梯形图程序设计中的问题,应对出现的问题及时加以解决。如果调试达不到指标要求,则可以对相应硬件和软件部分设计作适当调整,通常只需要略微修改程序就可能出现实际效果。全部调试通过后,再经过一段时间的实验,系统才可以投入到实际运用当中。
在调试过程中出现的问题: (1)在计算机上编程通过后,程序无法下载,经过认真检查后,发现内存没有初始化,对内存进行清理后,下载程序进行调试;
(2)在刚开始调试检验的时候发现程序一直无法通过,最后发现我在编写程序时误把程序中的数字0写成了英文O;(3)在载入程序后,发现数码管不亮,经过认真检测后,发现数码管和电源之间未连成回路,连接后数码管正常显示;(4)编译成功后,在模拟实验调试时,按下启动按钮I0.0运行后发现抢答超时时黄灯不亮,而违规抢答时黄灯和红灯一起亮。经过认真检测后发现是程序中中间继电器的动断和动合触点弄错,程序经修改后回复正常;(5)在运行时发现当超过30秒时选手按下抢答按钮时后面程序仍执行。经过认真检测后,发现触点使用错误所致,程序修改后恢复正常。
4总结
经过两个礼拜的时间,在各位老师、同学的帮助下,在我的不断努力下,我的课程设计终于要完成了。从设计中我学到许多知识,也理解了做任何事都要细心的道理。知识的积累是一点一滴的,在设计中我也感受颇深。在此我要真诚的感谢老师给予我的指导,在设计过程中老师严格督促我的毕业设计速度,及时的帮我解决我在设计中遇到的各种问题和困难,在设计中一直对我严格要求,在整个设计过程中都给我耐心的指导和讲解,并主动为我提供各种相关技术资料,在老师的帮助和指导下我顺利完成了本次设计,也让我在这次设计中受益匪浅,在此谨向老师致以深切的谢意!
通过这次课程设计,加强了我的动手,思考和结局问题的能力。我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强,平时看课本时,有时问题老是弄不懂,做完课程设计,那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西,比如PLC的功能。平时看课本,这次看了,下次就忘了,主要是因为没有动手实践过吧。认识来源于实践,实践是认识的动力与最终目的,实践是检验真理的唯一标准。此次课程设计比较特殊,每一个课题是需要自己完成的,不在是有同学组合的帮忙,不在有比较充裕的时间,不在是两个人的分工合作。所以一个人做的话更显匆忙,但是对课题的理解更加丰满。
在设计电路中,经常会遇到这样那样的情况,就是心里老想着这样的接法可以行得通,但实际接上电路,总是实现不了,因此耗费很多时间在这方面。
通过这次课程设计我懂得了理论和实际结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在自己的努力、同学的帮助和老师的指导下,终于完成了此次实训。通过思考,我发现可以做适当扩展。当给电路加入适当的编、译码器件,就可以将指示灯变为直观的数字显示,对外围电路稍加修改,就可以变成多路多人抢答器,如六路或十路等,改为多路多人抢答器,可以在梯形图中再加入两路或六路分支即可。
通过这次实训,学习了S7-200系列PLC的基本指令和功能指令,系统地掌握了PLC在工业自动化控制系统中的应用以及计算机控制的相关知识,更加了解可编程控制器的构造及应用。激发了我们的创新意识,为今后从事专业技术工作打下了扎实的基础。
5参考文献
[1]何献忠·可编程控制器应用技术[M]·清华大学出版社·2013
[2]钟肇新等·可编程控制器入门教程[M]·华南理工大学出版社·1999
[3]邓星钟·机电传动控制[M]·华中科技大学出版社·2001
[4]张晓峰·电气与PLC控制技术及应用[M]·高等教育出版社·2013
[5]许缪·工厂电气控制设备[M]·北京:机械工业出版社·1999
[6]姜培刚等·机电一体化系统设计[M]·机械工业出版社·2004
[7]张海根·机电传动控制[M]·北京:高等教育出版社·2001
[8]何存兴等·液压传动与气压传动[M]·华中科技大学出版社·2000