基于PLC在智力答題中應(yīng)用

周會(huì)

摘 要：本文講述了PLC及搶答器在生活中的需要，介紹了PLC控制的自我設(shè)計(jì)的思路搶答器的構(gòu)成，設(shè)計(jì)要求，編程方法，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)及程序等。

關(guān)鍵詞：搶答器；PLC；梯形圖

1 引言

搶答器廣泛用于知識(shí)競(jìng)賽、娛樂(lè)節(jié)目等場(chǎng)所，為競(jìng)賽增添了刺激性，娛樂(lè)性，在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。以前的搶答器運(yùn)行緩慢，功能少等缺點(diǎn)。本文用了先進(jìn)的答題控制系統(tǒng)---PLC軟件。與一般的搶答器相比運(yùn)行更可靠，操作方便，適用于高檔場(chǎng)所。本文用了歐姆龍型PLC控制，并介紹了實(shí)現(xiàn)方法。

2 系統(tǒng)方案

本文對(duì)搶答器做了詳細(xì)的介紹，通過(guò)PLC對(duì)搶答器的控制，組成及功能的介紹。該搶答器具有鎖存與顯示功能，并用了PLC軟件程序編程；即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定。當(dāng)主持人啟動(dòng)“開(kāi)始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響。參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示0。競(jìng)賽者若要回答主持人所提問(wèn)題時(shí)，須搶先按下桌上的搶答按鈕；綠色指示燈亮后，須等主持人按下復(fù)位按鈕SB9后，指示燈才熄滅；如果競(jìng)賽者在主持人打開(kāi)SB1開(kāi)關(guān)10 s內(nèi)搶先按按鈕，電磁線圈將使彩球搖動(dòng)，以示競(jìng)賽者得到一次幸運(yùn)的機(jī)會(huì)；如果在主持人打開(kāi)SB10開(kāi)關(guān)10 s內(nèi)無(wú)人搶答，則必須有聲音警示，同時(shí)紅色指示燈亮，以示競(jìng)賽者放棄該題；在競(jìng)賽者搶答成功后，應(yīng)限定一定的時(shí)間回答問(wèn)題，根據(jù)題目難易可設(shè)定時(shí)間；當(dāng)主持人打開(kāi)SB11開(kāi)關(guān)后記時(shí)開(kāi)始，如果競(jìng)賽者在回答問(wèn)題時(shí)超出設(shè)定時(shí)限，則紅色指示燈亮并伴有聲音提示，競(jìng)賽者停止回答問(wèn)題。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1、PLC選型及介紹

我選擇用歐姆龍編程，方便，應(yīng)用廣泛等，又是我所學(xué)的編程軟件?？删幊炭刂破鳎≒LC）也是一種新型的通用自動(dòng)化控制裝置。1.實(shí)現(xiàn)成本低 由于可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，所以不用進(jìn)行額外布線，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)的投資，降低了成本。2.范圍廣 電力線是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模是其他任何網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的。PLC可以輕松地滲透到每個(gè)家庭，為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造極大的空間。3.高速率 PLC能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而在4.5M～45Mbps之間。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于撥號(hào)上網(wǎng)和ISDN，比ADSL更快！足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。更高速率的PLC產(chǎn)品正在研制之中。4.永遠(yuǎn)在線 PLC屬于即插即用，不用煩瑣的撥號(hào)過(guò)程，接入電源就等于接入網(wǎng)絡(luò)！所以我選用PLC編程。

2、輸入、輸出地址分配

3、外部接線圖

由輸入端的組成：搶答器按鈕I0.0到I0.7，是有競(jìng)賽者在給出題目時(shí)，從而按下?lián)尨鸢粹o表示自己已經(jīng)選擇答題。搶答器的復(fù)位按鈕I1.2，選擇開(kāi)關(guān)I1.1和限時(shí)開(kāi)關(guān)I1.0；輸出端由四個(gè)綠色指示燈Q0.1到Q0.4，紅色指示燈Q0.0和Q0.5，還有電磁開(kāi)關(guān)Q0.6和Q1.0組成。系統(tǒng)接線圖如圖1所示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1、搶答器流程圖

當(dāng)主持人按下開(kāi)關(guān)，當(dāng)搶答開(kāi)始后，選手搶答按動(dòng)按鈕，鎖存器鎖存相應(yīng)的選手編碼，同時(shí)用LED數(shù)碼管把選手的編碼顯示出來(lái)，并且開(kāi)始搶答時(shí)間的倒計(jì)時(shí)，同時(shí)用LED數(shù)碼管把選手的所剩搶答時(shí)間顯示出來(lái)。而在選手按鍵搶答以及搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí)到時(shí)的時(shí)候都有報(bào)警以提醒主持人和選手。搶答時(shí)間可設(shè)定時(shí)間，報(bào)警響聲持續(xù)1秒。接通電源后，主持人將開(kāi)關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開(kāi)關(guān)置“開(kāi)始”狀態(tài)，宣布“開(kāi)始”搶答器工作。

定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。

當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開(kāi)始”狀態(tài)開(kāi)關(guān)。

同時(shí)主持人按下復(fù)位按鈕，使搶答器恢復(fù)到下一輪的答題狀態(tài)。

2、系統(tǒng)控制梯形圖操作如下：

（1）由于Q0.1使用他的自身觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)），在I0.0或I0.1閉合后仍保持在ON狀態(tài)（自鎖）。同時(shí)，將其常閉觸點(diǎn)串入其他各回路中，在Q0.0接通后，他的常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，切斷其他搶答回路（互鎖）；

（2）Q0.2，Q0.3和Q0.4以同樣方式動(dòng)作，自鎖繼電器在復(fù)位按鈕I0.2再次動(dòng)作時(shí)將清零；

（3）機(jī)會(huì)選擇開(kāi)關(guān)SB10使I1.1閉合后，10 s定時(shí)器T37啟動(dòng)；

（4）如果Q0.0，Q0.1，Q0.2和Q0.3在10 s定時(shí)器T37動(dòng)作之前任何一個(gè)閉合，則Q0.6變?yōu)镺N以示搶答成功，同時(shí)切斷10 s計(jì)時(shí)顯示輸出回路，否則輸出聲音提示，以示競(jìng)賽者放棄該題；

（5）常開(kāi)觸點(diǎn)I1.1斷開(kāi)后，自鎖繼電器和定時(shí)器TIM00將清零；

（6）搶答成功后，主持人閉合限時(shí)開(kāi)關(guān)SB11使I1.2閉合后，2 min定時(shí)器T38啟動(dòng)，時(shí)間到Q0.5和Q0.7閉合，紅燈亮并有聲音提示停止回答；

（7）常開(kāi)觸點(diǎn)I1.2斷開(kāi)后，定時(shí)器T38清零，為下一輪搶答做好準(zhǔn)備。

5 結(jié)束語(yǔ)

如果給電路加入適當(dāng)?shù)木?、譯碼器件，就可以將紅、綠燈指示變?yōu)橹庇^的數(shù)字顯示，對(duì)外圍電路稍加修改，就可以變成各種各樣的不同作用的搶答器，如六路或十路單一搶答功能搶答器，在競(jìng)賽中只起到搶答作用，可向主持和觀眾展示搶答成功的組別。2、搶答、記分功能搶答器，在競(jìng)賽過(guò)程中有搶答功能，又可給競(jìng)賽選手加分和顯示分?jǐn)?shù)的...搶答器。記分搶答器根據(jù)其配置又可分一、手翻牌記分搶答器二、電子記分搶答器。一、手翻牌記分搶答器：具備搶答功能，每個(gè)競(jìng)賽選手面前放置一個(gè)手翻記分器。二、電子記分搶答器：具備搶答功能，每個(gè)競(jìng)賽選手面前放置一個(gè)LED高亮度數(shù)碼管電子記分屏，所有加分功能統(tǒng)一由一個(gè)記分控制臺(tái)控制加減分?jǐn)?shù)，屬于高檔搶答器，常在大型 企事業(yè)單位和電視臺(tái)的智力競(jìng)賽活動(dòng)中使用等，改為多路多人搶答器，可以在梯形圖中再加入兩路或六路分支即可。去掉程序中的互鎖和搶答限時(shí)功能，可以將搶答器改成呼叫器，可以用在醫(yī)院的病房、工廠的車(chē)間等多種地方。

參考文獻(xiàn)

[1]陳余.可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2013.

[2]彭利標(biāo)，徐耀生，王芯.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2014.

[3]鄧則名，鄺穗芳.電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.