基于PLC及Wincc的智力竞赛抢答控制装置设计说明书

分布式控制课程设计设计题目：一个智力竞赛抢答控制装置的设计学校：上海交通大学院系：设计人员：指导教师：目录1 绪论..................................................................................................................... - 1 -2 整体功能介绍....................................................................................................... - 1 -2.1任务描述..................................................................................................... - 1 -2.2智力竞赛抢答控制装置要求:................................................................... - 2 -2.3控制装置要求分析..................................................................................... - 2 -3 硬件电路设计..................................................................................................... -4 -4 软件设计............................................................................................................. -5 -4.1输入输出IO分配....................................................................................... - 5 -4.2梯形图设计................................................................................................. - 6 -4.2.1创建符号表........................................................................................ - 6 -4.2.3创建组织块OB1 ............................................................................... - 8 -4.3 STEP 7仿真调试及运行....................................................................... - 17 -4.3.1调试方案确定.................................................................................. - 17 -4.3.2软件仿真调试.................................................................................. - 18 -5 SIMATIC WinCC仿真..................................................................................... - 20 -5.1 创建新的驱动程序.................................................................................. - 20 -5.2建立变量表............................................................................................... - 21 -5.3创建运行画面........................................................................................... - 21 -6 小结与心得体会............................................................................................... - 22 -7 参考文献........................................................................................................... - 23 -1 绪论随着我国经济和文化事业的发展，在很多竞争场合都要求有快速公正的额竞争裁决，例如证券、股票交易及各种智力竞赛等。

PLC课程设计报告-- 抢答器PLC 控制系统设计抢答器PLC控制系统设计一：题目要求1．设备概况实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。

目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器已相当成熟。

现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。

但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。

本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。

2．控制要求1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。

2）设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

3）抢答器具有锁存与显示功能。

即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。

选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。

当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。

5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，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的时间，并保持到主持人将系统清除为止。

6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。

3．设计任务1) 根据控制要求，进行抢答器PLC控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。

智力竞赛抢答器设计[摘要]抢答器在竞赛中有很大用处,它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。

通过抢答器的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第1抢答者。

本文介绍一种数字式抢答器的设计方案,其程序设计简单,通过PLC的梯形图设计完成,利用SWOPC-FXGP/WIN-C软件编辑程序，仿真验证 ,非常适用于多种竞赛场合。

[关键词] PLC 触摸屏抢答控制报警功能定时功能数码显示一、引言PLC在我国的应用已有二十几年的历史，随着目前生产自动化水平的提高，以及各种监控系统的需要，PLC其外部电路简单、模块化结构、可靠性高，尤其可以通过方便的编制和修改软件来实现顺序控制的功能等特点，在工业的应用中越来越广泛。

它将传统的继电器控制技术与计算机和通信技术融为一体。

在实际现场，设备操作方便，管理维护简单，能根据各种突发事情，做出实时的正确反应，在各类竞赛中，都离不开抢答器，虽然市场上有许许多多种抢答器，但功能却各不相同，而所编程序也各不相同，据此，现以F940GOT触摸屏和三菱FX2N系列结合，进行程序设计并仿真验证,设计了一款用触摸屏GOT作为PLC输入和输出设备的抢答器。

该抢答器集抢答、声音警示、灯光指示和计时于一身，而且其编程简单，容易理解掌握，工作稳定可靠，扩展性能强。

二、方案论证与比较：与普通抢答器相比，本作品有以下几方面优势：1、具有触摸屏控制的功能。

2、具有得分统计的功能。

3、具有定时功能。

4、具有数据锁存和显示的功能。

三、总体设计思路（一）设计任务与要求：1.设计内容：要求设计一台带触摸屏并可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。

2.设计要求：1)主持人开始、复位、抢答指示和得分统计牌在GOT画面上设置。

抢答器的抢答按钮、开始指示灯、报警器、LED数码管仍用PLC的输入输出设备。

2）抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮SB1 ~ SB4表示。

每桌上设有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为SB1，SB2，SB3，SB4。

电气控制与可编程控制器课程设计题目：智力抢答器PLC控制班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：评语：成绩一、问题描述在各种形式的智力竞赛中，抢答器作为智力竞赛的批判装置得到了广泛的应用。

设计抢答器的原则是：(1)可以根据参赛者的情况，自动设定答题时间。

(2)能够用声光信号表示竞赛状态，调节赛场气氛。

(3)用数码管显示参赛者的得分情况。

控制要求如下：(1)竞赛开始时，主持人接通启动/停止按钮（SA），指示灯HL1亮。

(2)当主持人按下开始抢答按钮（SB0）后，如果在10S内无人抢答，赛场的音响（HA）发出持续 1.5S的声音，指示灯HL2亮，表示抢答器自动撤销此次抢答信号。

(3)当主持人按下开始抢答按钮（SB0）后，如果在10S内有人抢答（按下抢答按钮SB3、SB4或SB5），则最先按下按钮的信号有效，相应的抢答桌上的抢答按钮灯（HL3、HL4或HL5）亮，赛场的音响发出短促音，这里的要求是（0.2sON,0.2sOFF,0.2sON）。

(4)当主持人确认抢答有效后，按下答题计时按钮（SB6），抢答桌上的抢答灯灭，计时开始，计时时间到（假设为1分钟），赛场的音响发出持续3s的长音，抢答桌上抢答灯再次亮。

(5)如果抢答者在规定的时间内正确回答问题，主持人或助手按下加分按钮，为抢答者加分（分数自定），同时抢答桌上的指示灯快速闪烁3s(闪烁频率为0.3sON,0.3sOFF)。

(6)如果抢答者在规定的时间不能正确回答问题，主持人或助手按下减分按钮，为抢答者减分（分数自定）。

二、PLC选型及硬件配置此设计采用S7-300PLC，S7-300系列PLC采用紧凑的、无槽位限制的模块结构，其主要组成部分有金属导轨、电源模块（PS）、型号模块（SM）、功能模块（FM）、接口模块（IM)、通信处理器（CP）和中央处理器（CPU)模块等，这些模块都安装在金属导轨上，通过MPI网的接口直接与编程器PG、操作员面板OP和其他S7-300PLC相连。

目录课程设计（论文）任务书 (3)一设计目的 (4)二设计任务 (4)2.1设计要求 (4)2.2设计题目 (4)三设计原理 (4)3.1课程设计控制原理 (4)3.1．1基本功能模块 (4)3.1．2扩展功能模块 (5)3.2 PLC控制系统流程框图 (5)四设计思路 (6)4.1智力抢答器组成 (6)4.2三路抢答器设计 (7)五设计梯形图 (8)六程序指令表 (10)七调试过程问题分析 (10)7.1调试中出现的问题 (12)7.2分析与解决 (12)八课程设计总结 (13)8.1可编程逻辑器件PLC (13)8.2我们的设计心得 (14)九参考文献 (14)课程设计（论文）任务书指导教师签字：系（教研室）主任签字：年月日智力竞赛抢答器一、设计目的①. 学会绘制梯形图，掌握自主设计PLC线路的方法，并且能用硬件表示出来；②. 通过基本操作，设计一个PLC智力竞赛抢答器。

按控制要求设计PLC线路和设计PLC外部电路的接线图，编写控制程序，并学习上机调试程序的方法。

③. 熟悉PLC主机的结构，熟悉编程器的功能；④.掌握输入\输出、定时器\计数器、等常用指令的功能和编程方法。

二、设计任务2.1设计要求根据所给的基本要求，通过调研或查阅参考资料，写出具体的设计报告书，包含设计任务，设计指标、设计思路、设计梯形图和调试过程问题分析、设计结论。

设计报告每人一份，打印或手写均可，验收时需要答辩。

（设计及实现过程可参考PLC实验指导书）2.2设计题目三队进行智力竞赛，每队三人，每队所在桌上有三个按钮（SB11，SB12，SB13；SB21，SB22，SB23；SB31，SB32，SB33）一个指示灯（分别为L1，L2，L3），主持人桌上有抢答开始按钮SBB和复位按钮SBE，三队分别为小学队、中学队和大学队，要求如下，编写一PLC程序实现之。

(1)主持人按下抢答开始按钮SBB后才能抢答，任一队抢答成功其桌上灯亮，其余队再抢无效。

内蒙古工业大学2012~2013学年第二学期基于PLC的抢答器课程设计任务书姓名学号专业班级指导教师一．系统说明在很多竞赛活动中，经常用到抢答器。

对抢答器的控制要求是：当多个抢答输入信号输入时，抢答器只接收第一个到来的信号，而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯有所反应。

本系统中设有4个抢答输入按钮、7个输出指示灯，一个复位按钮、一个开始按钮。

在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。

首先应使用复位按钮复位后做好抢答准备。

当主持人说开始，并同时按下开始按钮，抢答开始,并有三十秒限定时间。

1．若抢答者在此前抢先输入，则属违规要予指示该台台号，同时红灯亮,以便扣分惩罚。

2.只有在主持人按下开始抢答按钮后（绿灯亮），抢答者才能抢答，首先按下抢答器的，利用指示灯作为指示。

3.如果在二十五秒时间内各参赛人均不抢答,此时黄灯闪烁作为警示，到三十秒红灯亮，提示答题时间到。

4.主持人按下复位按钮后，新一轮抢答开始。

二 . 设计要求1.根据系统说明分析题目的要求和目标，弄清输入信号和输出信号以及这些信号的性质（ON或OFF），写出I/O分配表，画出输入和输出连接图。

2.根据输入输出的点数选择PLC的型号, 掌握器件及电器设备的使用方式。

3.根据系统的工作顺序条件，画出流程图。

4.编写系统梯形图程序，并在PLC环境中调试运行。

三 . 设计报告报告内容包括设计思想、方案选择、器件选择及电器设备明细表、I/O分配图、系统接线图、流程图、梯形图、程序清单、系统工作原理和设计心得等。

四 . 设计时间一周1.周一，布置任务，学生查找资料、进行方案选择、器件选择。

2.周二～周四，学生编写电器设备明细表、I/O分配图、系统接线图、流程图，并编写梯形图、程序清单，完成设计报告。

3.周五，学生答辩，交报告。

课程设计(论文)题目名称智力抢答器的PLC控制课程名称PLC课程设计学生姓名学号系、专业指导教师2011年12 月23 日随着我国经济和文化实业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。

最初的抢答器是由优先权编码器构成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更加困难。

因此，一种能够体现竞赛的公开、公平、公正性的知识竞赛抢答器成为一种需求。

本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、梯形图以及输入输出端子的分配方案，比较优秀的实现了三路抢答的功能，主持人操作简单，只需按一下即可达到初始状态继续答题。

从而使得竞赛不断完善其公平、公正性。

关键词：PLC；竞赛抢答器；控制程序摘要 (Ⅰ)1课题分析与利用PLC控制的特点 (1)1.1 课题与程序控制分析 (1)1.2 采用PLC控制的特点 (1)2 PLC控制系统的硬件配置 (2)2.1.PLC机型 (2)2.2控制特点分析 (2)2.3 外部接线图 (3)3 PLC控制系统应用程序的设计 (3)3.1 程序流程图 (3)3.2 I⁄O分配表 (4)4 梯形图与程序运行步骤说明 (4)4.1梯形图设计 (4)4.2 指令表 (9)4.3程序运行过程分析说明 (11)4.4程序的下载、安装和调试 (13)5总结 (13)参考文献............................................. . 141 课题分析与利用PLC控制的特点1.1课题与程序控制分析1.1.1课题分析知识竞赛抢答器，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，它的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。

与传统抢答器不同，在PLC的控制下可以弥补传统抢答器的很多不足。

课题要求：1、竞赛开始时，主持人接通启动/停止开关（SA），指示灯(HL1)亮。

图3.2智力抢答器示意图该图3.2为智力抢答器示意图，主要由指示器、按钮、倒计时显示器、分数显示器、抢答灯和音响组成。

其结构包括主持人的按钮（启动开关、抢答开关、计时开关、加减分开关），显示器组成的1min倒计时器，在每一次抢答的时候，各种情况下的音响、灯光发生器。

3.3 系统控制要求1.竞赛开始时，主持人接通启动/停止开关(SA)，指示灯亮。

2.当主持人按下开关按钮后(SB0)，如果10s内无人抢答，赛场内的音响（HA）发出持续1.5s的声音，指示灯(HL2)亮，表示抢答器自动撤销此次抢答信号。

3.当主持人按下开始抢答按钮(SB0)后，如果在10s内有人抢答(按下抢答按钮SB3，SB4或SB5)，则最先按下抢答器按钮的信号有效，相应抢答桌上的抢答灯(HL3，HL4或HL5)亮，赛场的音响发出短促的音(0.2sON;0.2sOFF;0.2sON)。

4.当主持人确定抢答有效后，按下答题计时按钮(SB6)，抢答桌上的抢答灯灭，计时开始，计时时间到（假设为1min），赛场的音响发出持续3s的长音，抢答桌上的抢答灯再次亮。

5.如果抢答这在规定的时间内正确答题，主持人或助手按下加分按钮，为抢答者加分，同时强大桌上的指示灯快速闪烁3s（闪烁频率为0.3SON;0.3sOFF）。

6.如果抢答者不能再规定的时间内回答问题，主持人或助手按下减分按钮，为抢答者减分。

3.4 控制系统I/O分配表3.4.1智能抢答器PLC控制系统的输入端口如表3.3所示：表3.3输入信号对照表3.4.2智能抢答器PLC控制系统的输出端口如表3.4所示输出信号对照表表3.4输入、输出端子电气接线图如下图3.5所示。

图3.5控制系统外部I/O接线图第四章系统软件设计4.1整体设计根据基于PLC智力声光智能抢答器的控制要求，应用程序采用一体化结构。

通过PLC控制程序来实现整体的运行，系统仅需要少量的按钮和接口，一般的PLC配置都可运行。

该系统本着简单易懂、可靠性强、适应性强等方面进行设计。

课程设计任务书及成绩评定设计题目竞赛抢答器的设计目录摘要 (1)关键字 (1)Abstract (1)Key words (1)1.绪论 (2)课程设计研究内容 (2)竞赛抢答器操纵要求 (2)2.系统总方案设计 (3)设计要求 (3)方案分析 (3) (3)系统结构框图设计 (3)流程图设计 (4)I/O分派表 (6)硬件电路图 (7)数码管显示部份 (8)依照设计要求梯形图设计 (9) (13)调试进程总结 (14)展望后续 (15)参考文献 (16)竞赛抢答器的设计摘要：随着我国经济和文化实业的进展，在很多公布竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各类智力竞赛等，因此显现了抢答器。

最初的抢答器是由优先权编码器组成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，靠得住性不高，功能也比较简单，专门是当抢答路数很多时，实现起来就加倍困难。

因此，一种能够表现竞赛的公布、公平、公正性的知识竞赛抢答器成为一种需求。

本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图和输入输出端子的分派方案，在保留了原始抢答器的大体功能的同时又增加一系列的有效功能并简化其电路结构，其将以其操纵方便，灵活，只要改变输入PLC的操纵程序，即可改变竞赛抢答器的抢答方案，从而使得竞赛不断完善其公平、公正性。

关键字：PLC；竞赛抢答器；七段译码器Design Of Contest ResponterStudent majoring in Atomation Name YangchongtaoTutor ShenyongAbstact:With the development of China's economy and culture industry, in many publicoccasions require a fair competition competition award, such as securities, stock trading and various intelligence contest, hence the responder. Responder firstlogic circuit is composed of a priority encoder, the operation speed slow, circuit complexity, reliability is not high, the function is simple, especially when theanswer way a lot, it is more difficult to achieve. Therefore, one can reflect therace open, fair, justice knowledge contest Responder become a demand.This design takes PLC as a core design of the system structure diagram, program instructions,ladder diagram as well as input and output terminal assignment,while retaining the basic functions of the original responder and a series of practical functions and simplify the circuit structure, the control is convenient,flexible, as long as the change control procedure input PLC, responder schemecan change the contest Responder, which makes the competition and constantly improve its fairness, impartiality.Key words: PLC Race responder The seven segment decoder1绪论目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采纳模拟电路、数字电路、单片机或PLC芯片、运算机操纵系统等四类产品。