一、题目：智能抢答器的设计二、指导思想和目的要求：指导思想：毕业设计是培养学生自学能力、综合应用能力以及独立工作能力的重要教学实践环节。

目的：培养学生深入实际，综合运用所学知识技能，考察学生理论联系实际和在社会实践中发现、解决实际问题的能力。

培养学生独立思考问题，调查研究与信息收集、整理的能力，考察学生灵活运用专业知识的能力。

培养学生严谨的治学态度及刻苦钻研的精神。

要求：毕业设计选题要遵循理论联系实际的原则，一方面要结合专业特点，另一方面要结合实际工作和社会经济、科技发展的需要，以提高毕业设计的社会应用价值。

内容新颖，学生要紧密结合社会经济和科学技术发展的需要，调查研究，收集资料，在此基础上提出新观点、新见解。

材料详实，学生深入实际，调查研究，收集材料，材料是理论的依据。

论理充分，论点提出后，论述中要思路清晰，结构合理、层次分明。

三、进度与要求：四、主要参考书及参考资料：《电气控制与PLC应用》《可编程序控制器教程》《微型可编程控制器使用手册》《可编程控制器原理及应用》摘要随着科技的飞速发展，PLC的应用不断地走向深入，同事带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中应用日益广泛普及。

对于抢答器其广泛用于电视台。

学校等单位组织举办的各项竞赛及活动时作为抢答只用，为活动添加了刺激性，娱乐性。

在一定的程度上加大了人们的闲暇时光的乐趣,而且给人的视觉效果很好，是各个单位开展活动的必备产品。

本次设计是利用PLC（Programmable Logic controller）对于PLC控制的三路智力抢答器进行控制。

首先，再选则这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。

是自己对本次的设计有一个大致的总体思路，然后仔细的分析PLC控制的三路智能抢答器的工作原理，以及他的一些工作过程，分析后得出他主要需要完成主持人的控制，选手的抢答，及输出的的功能等。

由于PLC具有可靠性高，体积小，通用性，使用方便等优点。

因此，我觉定使用SIEMENS S7-1200作为本次实践的PLC。

具有方便灵活，维护使用方便等特点。

关键词智能控制三路抢答器 PLC目录摘要 (Ⅰ)目录 (Ⅱ)第一章PLC 三路抢答器的概述 (1)1.1 PLC三路抢答器概述 (1)1.2 PLC智能抢答器的工作原理 (1)第二章PLC概述 (3)2.1.0PLC的产生，定义，组成，特点及发展趋势 (3)2.1.1 PLC工作原理 (3)2.1.2 PLC的编程语言 (3)2.1.3PLC的分类及性能指标第三章系统硬件 (10)3.1.0控制系统选取 (10)3.1.1 控制系统的硬件组成 (10)3.1.2 系统控制要求 (11)3.1.3制系统I/O分配表 (13)3.1.4系统硬件连接图 (15)第四章系统软件设计 (14)4.1 整体设计 (14)4.1 PLC控制程序 (15)参考文献 (18)致谢 (19)第一章PLC 三路抢答器的概述1.1 PLC三路抢答器概述抢答器广泛用于电视台，商业机构和学校。

为了竞赛添加刺激性，娱乐性，在一定程度是丰富了人们的业余生活。

本文件时一种数字抢答器，能使三个队同时参加抢答，赛场中有1个裁判台，3个参赛台，分别是1号，2号，3号参赛台。

总体实际选用西门子PLC控制，抢答操作方便，在很多的场所都在用，而且给人的视觉效果非常好。

抢答器，顾名思义就是用于比赛时，和对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。

随着社会科技技术的不断发展，他的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更方便可靠。

目前，形式多样，功能完备的抢答器已广泛的应用于电视台，商业机构，学校及企事业单位，它为各种竞赛添加了刺激性，娱乐性，在一定的程度上丰富了人们的业余生活。

用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只需要改变输入PLC的控制程序就可以改变竞赛抢答器的抢答方案PLC智能抢答器与单片机抢答器相比，在许多方面都显示出优越性。

首先说一下单片机抢答器，所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机CPU及其它外围芯片，根据不同系统设计电路板，最终设计成一台简易的计算机系统，并在基础上设计程序以达到所要求的控制功能。

这种形式在80年代很流行，但由于受到本身可靠性及其他方面的限制，目前除了以表示依然采用外，在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。

单片机的可靠性：由于目前市场上的单片机芯片的品质参差不齐，很大一部分还是国外筛选出来的次等品，加上其他外围元件（如电阻，电容等）的参数离散性也很大，批量小的产品不可能经过筛选配对等技术处理，因此这样的产品很难做到很好的一致性和高可靠性，因为任一元件的参数偏离设计要求都会引起系统的不稳定。

另外，单片机的说有器件均不是工业级的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力很弱，而国内的电源一般都很差，加上压片机的变频调速对电源的干扰很大，因此，更可能引起单片机系统的不稳定。

单片机的可扩展性：由于单片机的线路是根据一定的功能要求他别设计的，所以要增加一个功能就要重新设计线路，而且对应的程序都要重新设计。

这样对于怎急啊功能的开发成本和周期都会增加。

单片机的可维护性：一旦单片机系统出现了故障，很难诊断出故障元件，最简单的方法就是跟换整个系统，这样整个维修成本增加了。

操作：现在国内单片机系统的操作均采用自设计的键盘，设定数据用拨码开关，显示用LED，整个面板显得繁琐，而且为了减少操作键，设计时往往一键多用，操作人员很难脱开说明书操作。

特别是故障显示只能显示故障代码，一旦发生故障，操作人员必须翻阅说明书方能发现故障所在，最终按说明书只是排除故障，这样排除故障的时间相对较长。

总之，这样的人机对话不够友善。

特点：不可靠，价格便宜。

1.2 研究目的和意义水塔，一般是居民区里蓄水作用，但有些水塔还是水厂生产工艺的一个重要组成部分。

提到水塔就不得不说水位控制，水位控制在日常生活中应用是非常广泛的，除了水塔以外还有地下水和水电站等也涉及到了水位控制。

采用了plc进行水塔水位控制，使其操作变的方便简单，更结合了我过去所学的关于可编程逻辑控制器的知识，加深了我对其的理解。

第二章系统组成2.1 硬件2.1.1 水位传感器1.水位传感器简介水位传感器就是能将被测点水位参量实时地转变为相应电量信号的仪器，广泛用于水厂、炼油厂、化工厂、玻璃厂、污水处理厂、高楼供水系统、水库、河道、海洋等对供水池、配水池、水处理池、水井、水罐、水箱、油井、油罐、油池及对各种液体静态、动态液位的测量和控制。

2.水位传感器原理容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出"开""关"的指令，保证容器达到设定水位。

进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出"开"的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。

到设定温度时。

控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。

程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了热量的损失与事故的发生。

3.水位传感器选择根据本设计的要求所选传感器要求在水面和水底都可以使用，且要考虑到对水质的影响，所以选择超声波液位传感器U9ULS系列的U9ULS——10/100系列。

U9ULS系列超声波液位传感器开关使用范围非常广。

具有焊接的不锈钢传感器探头，没有缝隙不会泄露，另外没有易损的活动部件，它不会受温度、压力、密度和液体类型等参数的影响。

在大多数情况下，电子设备放在铸铝的，NEMA 4/NEMA 7防爆且防水的壳体中。

图2.1 水位感应器U9ULS具有以下特点：可应用于多种液体中可承受高达1000psi的压力不受气泡、蒸汽、杂质后湍流等因素的影响。

长度达121in(303.3cm)可安装在侧面、顶部或底部工作原理：U9ULS系列是根据超声波理论工作的。

当超声波在空气中传播时，会被严重衰减相反地，如果在液体中传播时，超声波的传播会被大大增强。

电子控制单元发出一系列的电信号，传感器将其转化为超声能量脉冲，并在被探测区内传播。

当另一端接到有效信号时，就发出数据有效的信号，表明有液体存在。

这个信号输送到继电器，从而产生输出信号。

U9ULS——100系列产品具有性能优异的传感器探头，可在温度为300F和压力为1000PSI的情况下良好的工作。

U9ULS——10系列产品为更靠近池底，将顶端的探头设计成缺口形状。

控制电路设计成小型，密封的结构，可安装在远程的控制地点。

特点：10A的继电器输出115/230V AC，12V DC或24V DC输入高增益。

无需效准，工作温度可达300 长度可达151.5CM2.1.2 三菱FX2N PLC简介：三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序装置，除输入出16～25点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。

特点：系统配置即固定又灵活；-编程简单；备有可自由选择，丰富的品种；令人放心的高性能；高速运算；使用于多种特殊用途；外部机器通讯简单化；共同的外部设备。

图2.2 三菱PLC- FX2NFX2N产品说明：FX系列PLC拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点；FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案；FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方面都是相当于FX系列中最高档次的超小形程序装置。

除输入出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。

在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256点的灵活输入输出组合。

可选用16/32/48/64/80/128点的主机，可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。

可根据电源及输出形式，自由选择。

程序容量：内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至16K步。

丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。

便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，矩阵输入的读取，7段显示器输出等。

数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。

特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V ，KHZ/DC12V-24V ），脉宽调制，PID 控制指令等。

外部设备相互通信，串行数据传送，ASCII code 印刷，HEX ASCII 变换，校验码等。

时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。