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1、沧州师范学院综合课程设计报告书设计题目_ 智能定时抢答器设计_院 系_机电工程系_专 业_电气工程及其自动化_班 级_12-1_姓 名_学 号_ 指导老师_ _2015年6月目录 目录.1任务书.2一、设计目的. .3二、设计要求.3三、总体方案. . .3四、单元设计.6五、模拟程序.11六、器件清单. . 16七、心得体会. 16八、参考文献. 18电气工程及其自动化专业综合课程设计任务书（题目24）系（部）：机电工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：电气12-1学生姓名刘新乐同 组 者指导教师马增强题目名称智能定时抢答器设计要求及设计参数基本任务：1设计一个智能定时抢答器。2. 几个选
2、手，谁先按下自己手中的按钮，LED显示器SM就会显示相对应的选手号码。3. 开始按钮开启之后，才可以抢答。4. 显示抢答剩余时间。发挥部分：无线抢答控制。设计工作量二周：1、查找资料，根据要求给出总体设计方案、详细的单元设计和系统集成与调试，按要求写出设计说明书。 2、学习使用Proteus 7软件，利用Proteus 7进行仿真。 3、学习使用Protel软件，利用Protel完成原理图绘制。进度安排起止日期工作内容备注2015.6.22布置任务及调研1天2015.6.23方案确定1天2015.6.24-2015.6.30原理图的设计、仿真与调试5天2015.7.1撰写设计报告书1天2015
3、.7.2-2015.7.3答辩2天主要参考资料1、康华光等，模拟电子技术基础（第五版），高等教育出版社，20062、杨欣、王玉凤、刘湘黔。电路设计与仿真基于Multisim9与protel993、梁森，自动检测技术及应用（第2版），机械工业出版社，20114、刘瑞新主编：单片机原理及应用教程，机械工业出版社，2003指导教师签名 年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日答辩评委老师 年 月 日教研室意见年 月 日一、设计目的1. 全面熟练掌握PLC的硬件组成以及各种指令的应用。2. 掌握小型PLC应用系统的设计步骤。3. 熟悉和掌握PLC开发系统的应用和软件调试过程。4. 通过对设计过程故障的
4、分析、判断、进一步锻炼和培养学生的动手能力。二、设计要求1.抢答器可同时供四组选手参加比赛2.主持人有三个控制按钮，用来控制抢答开始、复位和答题计时的开始。3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，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。4抢答限时：当主持人按下开始按钮后，定时器T37开始计时（设定30S）。若30S时限到仍无人抢答，以示选手放弃该题。5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显示答题倒计时时间（该时间设定为9S），选手必须在设定的时间内完成答题
5、。三 、总体方案3.1PLC智能抢答器的工作原理 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，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。当主持人按下抢答器按钮时定时器T37开始计时（设定30秒）若30秒限制到时仍无人抢答，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9秒，选手必须在设定时间
6、内完答题。3.2结构图CPU3.3控制系统I/O分配表信号名称内部地址信号名称内部地址抢答开始按钮SB1I0.0第二组抢答按钮SB5I1.1主持人复位按钮SB2I0.1第三组抢答按钮SB6I1.2答题计时按钮SB3I0.2第四组抢答按钮SB7I1.3第一组抢答按钮SB4I1.03.4抢答器的PLC控制系统的输入端口信号名称内部地址数码管1a段Q0.0数码管1b段Q0.1数码管1c段Q0.2数码管1d段Q0.3数码管1e段Q0.4数码管1f段Q0.5数码管1g段Q0.6数码管2a段Q1.0数码管2b段Q1.1数码管2c段Q1.2数码管2d段Q1.3数码管2e段Q1.4数码管2f段Q1.5数码管2
7、g段Q1.63.5硬件连接图根据系统要求和所需的硬件，系统数字量输入点总共7个，输出点总共14个，综合考虑到系统的的性价和可扩展性，输入和输出留出一定的裕量，CPU224XP有14个输入和10个输出。EM222CN数字量输出模块8输出继电器。因此PLC选择SIEMENS的S7-200的CPU224XP和数字量扩展模块EM222。四、单元设计4.1开始抢答为了编程结构的简单、明了在主程序中引用了中间继电器，I1.0I1.3分别为四组选手的抢答信号，同时我们用中间继电器M0.0、M1.0M1.3进行自锁和互锁功能，以保证每个选手公平抢答。主持人控制台有I0.0按钮用以抢答开始，I0.2按钮用以控制
8、答题时间地开始，I0.1按钮为复位按钮。主持人控制台控制抢答器的开始、答题计时和复位当主持人按下I0.0按钮后，选手才能正常抢答。如图所示：4.2选手抢答 主持人发出抢答命令，选手开始抢答。四组选手的抢答的抢答程序。如图所示：4.3组别显示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就显示该组的组号。如图所示：4.4答题限时 在抢答成功后，主持人按下答题计时开始按钮I0.2，同时数码管2上显示倒计时时间（9S）。如图所示：4.5复位功能主持人按下I0.1，计时器复位。五、模拟程序5.1程序的模拟运行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
9、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，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，下面图3.13.2是程序运行调试中的几个过程图5.2程序的现场调试完成上述的工作后，就可以进行现场的调试工作立刻,首先将PLC安装在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
10、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。5.2.1组别显示5.2.2 抢答倒计时模拟5.3在调试过程中出现的问题：1、 程序过于网络麻烦无法编译，经马老师指点讲复杂网络简单化，实验成功。2、 实际计时部分，将数码管与PLC输出相连接，发现有的管脚不亮，仔细观察，发现不亮的部分导线太细而断掉。六、 器件清单Cpu 224xp cn 数字量扩展模块em222UANZ按钮开关
11、组： 3个；4.7K电阻：8个；LG5621AH两位数码显示管：1个；导线及连接线 ：若干；七、心得体会经过一个多礼拜的时间，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马增强老师给予我的指导，在设计过程中马老师严格督促我，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，在此谨向马老师致以深切的谢意！ 查找资料是一件繁琐的事情，虽说网上有资料但要找到一些真正有用的资料也不是一件容易的事，需要
12、耐心查找。在查资料的同时，遇到不懂得知识点就不得不去翻书，我趁着做课程设计的同时也对课本知识有了巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。经过一个星期的设计，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时的信心十足到后来汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。经过一周的磨砺，虽然辛苦，但是我感觉过的很充实。八、 参考文献1蒋圣平、颜景龙、裴焕斗等。PLC在抢答器中的应用J。测试技术学报，20002林明星。电气控制及可编程序控制器M。北京：机械工业出版社，20043周淑珍、高鸿斌。PLC分析与设计应用。北京：电子工业出版社，20044王玉中。电气控制及PLC应用技术。河南：河南科学技术出版社，20065孙平。可编程序控制器原理及应用，北京：高等教育出版社，20036张新军。电气控制与PLC技术及应用。济源：济源职业技术学院出版社，20068王芳。立体车库及其控制J。电器传动，1998
