PLC 控制三路搶答器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

盧易楓

(河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院 汽車(chē)工程學(xué)院,河南 鄭州 450012)

引言

搶答器是各類(lèi)競(jìng)賽中的必備設(shè)備,廣泛應(yīng)用于各種知識(shí)競(jìng)賽、文娛活動(dòng)等場(chǎng)合。各類(lèi)競(jìng)賽在搶答過(guò)程中,為了準(zhǔn)確快速判斷出哪一組或哪一名選手在主持人發(fā)出開(kāi)始答題信號(hào)后,優(yōu)先答題,需要設(shè)計(jì)一套穩(wěn)定可靠的搶答器控制系統(tǒng)。以PLC 為核心,設(shè)計(jì)搶答器,能夠很好的解決此類(lèi)問(wèn)題。有單路輸入的,也有組輸入方式,本設(shè)計(jì)以PLC 為控制核心,設(shè)計(jì)了三路輸入三路輸出的搶答器,具有搶答且不限時(shí)功能；本設(shè)計(jì)采用PLC 作為控制核心,同時(shí)由于PLC 的輸入/輸出端口資源豐富,可以在本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上修改擴(kuò)展多組輸入的搶答器控制系統(tǒng)。

1 PLC 控制三路搶答器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

選手通過(guò)自己的搶答按鈕發(fā)出搶答信息,最先按下按鈕的選手,搶答成功。按鈕即使松開(kāi),通過(guò)程序設(shè)計(jì)立即將該選手信息保持下來(lái),同時(shí)禁止其他選手的信息輸入,整個(gè)過(guò)程可以精確到毫秒。搶答成功后對(duì)應(yīng)選手的燈立即點(diǎn)亮。主持人的復(fù)位按鈕發(fā)出的復(fù)位信號(hào),解鎖當(dāng)前信息,各路輸出信號(hào)復(fù)位,進(jìn)入下一輪搶答。

三人搶答器控制系統(tǒng)是每位選手擁有一個(gè)搶答按鈕,按動(dòng)按鈕發(fā)出搶答信號(hào)；競(jìng)賽主持人有一個(gè)啟動(dòng)按鈕和一個(gè)復(fù)位按鈕,用于將搶答信號(hào)開(kāi)始搶答和復(fù)位進(jìn)入下一輪搶答；比賽開(kāi)始后,優(yōu)先按動(dòng)按鈕者搶答成功,同時(shí)禁止另外2 路按鈕輸入,禁止其他參賽者搶答；參賽者搶答成功后對(duì)應(yīng)的燈點(diǎn)亮。

圖1 PLC 控制3 路搶答器硬件電路

還設(shè)置一個(gè)搶答控制按鈕,該按鈕由主持人控制；只有當(dāng)主持人按下開(kāi)始鍵才能搶答,主持人相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮；在主持人啟動(dòng)開(kāi)始按鈕前,輸入信號(hào)被禁止,搶答屬于無(wú)效。

主持人按下復(fù)位按鈕即可實(shí)現(xiàn)搶答器的復(fù)位,繼續(xù)下一輪的搶答。

搶答器具有優(yōu)先搶答鎖存功能和顯示功能。三路選手開(kāi)始搶答時(shí),按動(dòng)按鈕,優(yōu)先搶答的選手鎖存相應(yīng)的組號(hào),在搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存,優(yōu)先搶答選手的相應(yīng)組號(hào)保持到下一輪搶答開(kāi)始。PLC 控制3 路搶答器硬件電路如圖1 所示。

2 PLC 控制三路搶答器硬件分配

由PLC 控制3 路搶答器硬件電路分析可知,本控制系統(tǒng)有5 路輸入信號(hào),包括3 位選手的搶答按鈕SB1、SB2、SB3 和1 位主持人的啟動(dòng)搶答按鈕SB0、復(fù)位按鈕SB4。有4 路輸出信號(hào),即主持人的啟動(dòng)搶答指示燈、控制選手的3 盞搶答指示燈L1、L2、L3。輸入輸出信號(hào)均選擇開(kāi)關(guān)量。所以控制系統(tǒng)可選用CPU226,集成14 路輸入量,和10 輸出量,共24 個(gè)開(kāi)關(guān)量I/O 點(diǎn),滿(mǎn)足三路搶答器的控制要求,而且還留有一定的余量。PLC 控制3 路搶答器I/O 分配表如表1 所示。

表1 PLC 控制3 路搶答器I/O 分配表

3 PLC 控制三路搶答器程序設(shè)計(jì)

搶答器的程序設(shè)計(jì)的重點(diǎn)有兩處：一是實(shí)現(xiàn)三路搶答器控制系統(tǒng)選手指示燈的“自鎖”狀態(tài),即當(dāng)主持人啟動(dòng)開(kāi)始搶答命令后,某一選手優(yōu)先按動(dòng)相應(yīng)的搶答按鈕,并搶答成功后,即使釋放其搶答按鈕,該選手相應(yīng)的指示燈保持亮的狀態(tài),直至主持人進(jìn)行復(fù)位,所以指示燈熄滅；二是如何保證一位選手搶答后,其他兩位選手后搶無(wú)效(不會(huì)亮燈),即“互鎖”功能,同時(shí)由于是3 個(gè)人搶答,所以要“兩兩互鎖”。

3.1 自鎖環(huán)節(jié)

圖2

以Q0.1 為例,如程序中的網(wǎng)絡(luò)7 所示,當(dāng)I0.1 動(dòng)作后,Q0.1 線(xiàn)圈得電,隨后Q0.1 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,即使I0.1斷開(kāi),由于Q0.1 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,Q0.1 線(xiàn)圈仍保持得電狀態(tài),故與I0.1 并聯(lián)的Q0.1 常開(kāi)觸點(diǎn)處于接通狀態(tài),因此Q0.1 線(xiàn)圈進(jìn)入自鎖狀態(tài)。Q0.2、Q0.3 同樣能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖。如程序中的網(wǎng)絡(luò)9、網(wǎng)絡(luò)11 所示。

3.2 互鎖環(huán)節(jié)

以Q0.1 為例,如程序中的網(wǎng)絡(luò)7 所示,在網(wǎng)絡(luò)7 這個(gè)通路中,Q0.2 與Q0.3 以常閉觸點(diǎn)的形式串聯(lián)在電路中,當(dāng)搶答席2 或搶答席3 搶答成功時(shí),Q0.2 或Q0.3 的常閉觸點(diǎn)將斷開(kāi),從而使得此條通路斷開(kāi),按鈕I0.1 無(wú)效,實(shí)現(xiàn)3 個(gè)按鈕的兩兩互鎖。

3.3 復(fù)位環(huán)節(jié)

在本例中,主持人可以通過(guò)操作按鈕,實(shí)現(xiàn)搶答器指示燈的復(fù)位,如程序中的網(wǎng)絡(luò)5 所示,當(dāng)主持人的復(fù)位按鈕SB4 動(dòng)作,則I0.4 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,將搶答席所有指示燈復(fù)位熄滅,實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

PLC 控制三路搶答器系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試,軟件采用分支跳轉(zhuǎn)指令。實(shí)驗(yàn)證明：通過(guò)硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序調(diào)試成功,驗(yàn)證了三路搶答器控制系統(tǒng)硬件和軟件的正確性；另外,三路搶答器控制系統(tǒng)是否達(dá)到任務(wù)的要求,只有經(jīng)過(guò)反復(fù)多次修改和調(diào)試,才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題,最終將完成一套運(yùn)行可靠,功能完善的控制系統(tǒng)。