知识竞赛抢答器的PLC控制设计【开题报告】

开题报告 电气工程及其自动化 知识竞赛抢答器的PLC控制设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。 1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司的这种要求，研制成功了世界上第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用，取得很好的效果。从此这项技术迅速发展起来。 PLC的发展是要配合控制技术和计算机的发展。目前而言： 1．高速处理数据、大存储容量是PLC发展的一个方向。 2．增加更为丰富的模块技术，比如数控模块、语音处理模块等等，模块自身带有CPU，在工作中可以与主CPU并行工作，有利于PLC扫描速度的提高。 3．伴随现在的计算机网络和通讯网络的飞速发展，PLC技术应该迎头赶上，针对工业以太网络技术的PLC技术已经成功应用，但是针对因特网、GSM/CDMA通讯网络，似乎PLC没有跟上脚步，所以针对因特网、GSM/CDMA通讯网络的PLC技术也是PLC发展的一个方向。 随着我国经济和文化事业的发展，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。抢答器一般是由很多电路组成的，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，实现起来就更为困难。因此我们设计了以PLC为核心的新型智能的抢答器，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构。抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。 目前国内市场上已有许多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用数字电路、模拟电路、PLC或者单片机、计算机控制系统等几类产品。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，并且成本相对较高，故障也高，显示方式简单或没有，无法准确判断，也不便于参数调节及其功能的升级换代，但其配合计算机使用，可操作性差，没有得到广泛的应用。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，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： ⑴ 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。 ⑵ 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。 ⑶ 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”。

在抢答器毕业设计中，我运用了可编程序控制器和其他选修课程的理论和实际知

识进行设计，加深了对以前所学的知识的理解。掌握了PLC设计的一般规律， 提高了我分析和解决实际问题的能力。

通过本次毕业设计，我学会了从所实现的目的出发，合理选择所需要的硬件和软

件，制订合理的设计方案，省时省力的完成设计。

通过此次设计，提高了运用标准、手册、图册和查阅有关技术资料等的能力，提

高了可编程控制器设计的基本能力。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，

将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。软件设计部分，首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计，拟定详细的工作计划；然后进行具体设计，包括各模块的流程图，选择合适的编程语言和工具，进行代码设计等；最后是对软件进行调试、测试，达到所需功能要求。 三、研究步骤、方法及措施： （一）、制定具体实施计划 （二）、硬件部分 1、控制特点分析 2、外部接线图 （三）、软件部分 1、I/O地址分配 2、结构流程图 3、梯形图设计与分析 4、系统源程序 （四）、程序调试及分析 1、程序运行过程分析说明 2、调试结果 四、参考文献 1 陈远龄. 机床电气自动控制[M]. 重庆：重庆大学出版社，2004. 2 廖常初. PLC的编程方法与工程应用[M]. 重庆：重庆大学出版社，2001. 3 贺哲荣. 流行PLC实用程序及设计[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2006. 4 三菱FX2NPLC 使用手册.

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