PLC技術(shù)應(yīng)用課件：搶答器控制

2026PLC技術(shù)應(yīng)用ProgrammableLogicControllerCONTENTS02邊沿檢測(cè)指令03搶答器控制模塊01搶答器控制任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)任務(wù)及學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)

搶答器是一種廣泛應(yīng)用于各種知識(shí)競(jìng)賽、文娛活動(dòng)等場(chǎng)合的電子產(chǎn)品。在競(jìng)賽中主持人可以根據(jù)搶答器系統(tǒng)來準(zhǔn)確快速判斷出哪一組選手最先搶到答題機(jī)會(huì)，如圖5-1。因此學(xué)習(xí)用PLC實(shí)現(xiàn)搶答器控制非常實(shí)用和必要。

在本任務(wù)中，同學(xué)們結(jié)合所學(xué)習(xí)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)搶答器控制系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)以下功能：圖5-1

搶答器學(xué)習(xí)任務(wù)及學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)（1）搶答器系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止由兩個(gè)按鈕控制，一個(gè)啟動(dòng)、一個(gè)停止；（2）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行指示燈，當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，指示燈亮，當(dāng)系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，指示燈滅；（3）搶答器可供四位選手參加搶答，有四個(gè)搶答臺(tái)，每個(gè)搶答臺(tái)上有一個(gè)搶答按鈕和一個(gè)指示燈，主持人宣布開始搶答后，最先按下?lián)尨鸢粹o的搶答臺(tái)上指示燈亮，其他搶答臺(tái)按下按鈕指示燈不亮。（4）不論哪個(gè)搶答臺(tái)搶答，當(dāng)有人搶答時(shí)，除指示燈亮外，蜂鳴器發(fā)出聲音，提示有人搶答，搶答聲音持續(xù)時(shí)間為0.5s。為避免聲音影響答題，在一輪搶答中，搶答聲音只能響一次，再按或其他搶答臺(tái)按下不起作用。（5）主持臺(tái)設(shè)置一個(gè)復(fù)位按鈕和搶答指示燈，當(dāng)系統(tǒng)處于可搶答狀態(tài)時(shí)搶答指示燈亮，如果已經(jīng)有人搶答則搶答指示燈滅，每輪搶答完成后主持人按下復(fù)位按鈕，搶答臺(tái)上的指示燈熄滅，主持臺(tái)搶答指示燈亮起，可進(jìn)行下輪搶答。（6）系統(tǒng)設(shè)置防作弊功能，防止有選手為了能搶答到，在主持人宣布開始搶答前提前按下?lián)尨鸢粹o，設(shè)置保護(hù)功能，提前按下不起作用，必須等主持人按下復(fù)位按鈕可以開始搶答后按下按鈕才能夠搶答。學(xué)習(xí)任務(wù)及學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)

（1）掌握邊沿檢測(cè)指令的功能、表示形式和使用方法。能運(yùn)用邊沿檢測(cè)指令進(jìn)行程序編寫，進(jìn)行上升沿和下降沿信號(hào)捕捉。

（2）能綜合運(yùn)用自鎖和互鎖知識(shí)、定時(shí)器指令進(jìn)行程序編寫，并結(jié)合邊沿檢測(cè)指令提高系統(tǒng)可靠性和抗干擾能力。

（3）使學(xué)生逐步樹立PLC編程系統(tǒng)的思維模式，具有分析與綜合、決策與遷移能力。搶答器控制模塊01搶答器控制模塊一、PLC的基本概念

搶答器控制模塊如圖5-2所示。模塊上所用器件有：?jiǎn)?dòng)開關(guān)ON，停止開關(guān)OFF、運(yùn)行指示燈L5、搶答臺(tái)按鈕S1-S4，搶答臺(tái)指示燈L1-L4，主持臺(tái)搶答指示燈L6和復(fù)位按鈕SR，另外再外接一個(gè)蜂鳴器HA。其中，啟動(dòng)ON和停止OFF為一個(gè)自復(fù)位的鈕子開關(guān)，向上撥為接通ON，松開后自動(dòng)復(fù)位，向下?lián)転榻油∣FF，松開后自動(dòng)復(fù)位。圖5-2搶答器控制模塊邊沿檢測(cè)指令02邊沿檢測(cè)指令開關(guān)量的邏輯控制

邊沿檢測(cè)指令也稱為跳變指令、正負(fù)轉(zhuǎn)換指令，包括上升沿檢測(cè)指令EU和下降沿檢測(cè)指令ED。

EU指令即上升沿檢測(cè)指令，也稱為正跳變指令，用于檢測(cè)輸入信號(hào)由OFF到ON（由0到1）的變化，即正跳變。EU指令的梯形圖形式由常開觸點(diǎn)與上升沿檢測(cè)指令標(biāo)識(shí)符“P”構(gòu)成，這里的“P”表示正跳變。EU指令的語句表形式由上升沿檢測(cè)指令操作碼“EU”構(gòu)成，無操作數(shù)。在梯形圖中，執(zhí)行EU指令，在檢測(cè)到每一次正跳變時(shí)，讓能流接通一個(gè)掃描周期。如圖5-3所示。圖5-3上升沿檢測(cè)指令一、上升沿檢測(cè)指令EU邊沿檢測(cè)指令開關(guān)量的邏輯控制

ED指令即下降沿檢測(cè)指令，也稱為負(fù)跳變指令，用于檢測(cè)輸入信號(hào)由ON到OFF（由1到0）的變化,即負(fù)跳變。ED指令的梯形圖形式由常開觸點(diǎn)與下降沿檢測(cè)指令標(biāo)識(shí)符“N”構(gòu)成，這里的“N”表示負(fù)跳變。ED指令的語句表形式由下降沿檢測(cè)指令操作碼“ED”構(gòu)成，無操作數(shù)。在梯形圖中，執(zhí)行ED指令，在檢測(cè)到每一次負(fù)跳變時(shí)，讓能流接通一個(gè)掃描周期。如圖5-4所示。二、下降沿檢測(cè)指令ED圖5-4下降沿檢測(cè)指令三、使用注意事項(xiàng)

（1）EU、ED指令不能直接與左側(cè)母線連接，必須接在常開或常閉觸點(diǎn)之后。

（2）當(dāng)條件滿足時(shí)，EU、ED指令的常開觸點(diǎn)只接通一個(gè)掃描周期，接受控制的元件應(yīng)接在這一觸點(diǎn)之后。搶答器控制任務(wù)實(shí)施03搶答器控制任務(wù)實(shí)施一、分析控制要求根據(jù)控制要求可知，系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止是一個(gè)自鎖控制；四個(gè)搶答臺(tái)搶答時(shí)用的按鈕按一下就松開，但是對(duì)應(yīng)搶答臺(tái)的指示燈不能熄滅，所以四個(gè)搶答臺(tái)的指示燈也是自鎖控制；四個(gè)搶答臺(tái)哪個(gè)先按下哪個(gè)搶答臺(tái)指示燈亮，其他的搶答臺(tái)再按下按鈕不起作用，所以四個(gè)搶答臺(tái)之間是聯(lián)鎖控制；防作弊的功能需要用到新的知識(shí)，程序設(shè)計(jì)中講解。二、分配輸入輸出輸入輸出信號(hào)功能對(duì)應(yīng)端子信號(hào)功能對(duì)應(yīng)端子SR主持人復(fù)位按鈕I0.0L5運(yùn)行指示燈Q0.0S11號(hào)搶答臺(tái)按鈕I0.1L11號(hào)搶答臺(tái)指示燈Q0.1S22號(hào)搶答臺(tái)按鈕I0.2L22號(hào)搶答臺(tái)指示燈Q0.2S33號(hào)搶答臺(tái)按鈕I0.3L33號(hào)搶答臺(tái)指示燈Q0.3S44號(hào)搶答臺(tái)按鈕I0.4L44號(hào)搶答臺(tái)指示燈Q0.4ON啟動(dòng)I0.5L6搶答指示燈Q0.5OFF停止I0.6HA蜂鳴器Q0.6搶答器控制任務(wù)實(shí)施三、搶答器控制電氣原理圖搶答器控制任務(wù)實(shí)施四、進(jìn)行線路安裝和檢測(cè)（1）線路的安裝步驟和方法請(qǐng)掃描二維碼觀看。（2）線路的檢查和檢測(cè)方法請(qǐng)掃描二維碼觀看。五、編寫梯形圖程序首先根據(jù)I/O端子分配表在編程軟件中編寫符號(hào)表。（1）系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止主持人按下啟動(dòng)按鈕后，系統(tǒng)運(yùn)行指示燈亮，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，主持人按下停止按鈕，系統(tǒng)停止，運(yùn)行指示燈熄滅。可以設(shè)計(jì)圖所示的啟?？刂瞥绦?。搶答器控制任務(wù)實(shí)施五、編寫梯形圖程序（2）搶答臺(tái)控制選手按下?lián)尨鸢粹o，對(duì)應(yīng)搶答臺(tái)指示燈保持常亮，主持人按下復(fù)位按鈕，選手臺(tái)指示燈熄滅?？梢栽O(shè)計(jì)如圖5-7所示的搶答臺(tái)控制程序。搶答器要具備搶答功能，即最先按下?lián)尨鸢粹o的搶答臺(tái)指示燈亮以后，其他搶答臺(tái)再按下?lián)尨鸢粹o對(duì)應(yīng)指示燈不亮，也就是具有聯(lián)鎖功能。同時(shí)我們也要讓四個(gè)搶答臺(tái)受系統(tǒng)啟?？刂?。可以設(shè)計(jì)圖5-8所示控制程序。圖5-7選手臺(tái)指示燈控制程序搶答器控制任務(wù)實(shí)施五、編寫梯形圖程序圖5-8搶答功能控制程序搶答器控制任務(wù)實(shí)施五、編寫梯形圖程序（4）蜂鳴器控制不論哪個(gè)搶答臺(tái)按下?lián)尨鸢粹o后，指示燈亮的同時(shí)蜂鳴器要發(fā)出搶答聲音，聲音持續(xù)0.5s，需要添加一個(gè)定時(shí)器用于對(duì)聲音計(jì)時(shí)，時(shí)間到后斷開蜂鳴器，所以蜂鳴器的啟動(dòng)信號(hào)應(yīng)該是每個(gè)搶答臺(tái)的搶答按鈕，停止信號(hào)應(yīng)該是定時(shí)器，同時(shí)搶答按鈕不能持續(xù)0.5s所以要加自鎖。根據(jù)控制功能我們?cè)O(shè)計(jì)如圖5-9所示控制程序。圖5-9蜂鳴器控制程序搶答器控制任務(wù)實(shí)施五、編寫梯形圖程序我們通過編程下載調(diào)試觀察控制功能。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)上面程序存在一個(gè)問題，就是不論什么時(shí)候，我們只要按下一次按鈕，蜂鳴器就會(huì)響0.5s，這樣蜂鳴器就不受控制，答題過程中按下會(huì)發(fā)出聲音影響答題，所以上面的程序還需要再進(jìn)行改進(jìn)。當(dāng)有搶答臺(tái)按下按鈕并且搶答完成，蜂鳴器發(fā)出聲響后，不讓定時(shí)器失電，可以直接采用每個(gè)搶答臺(tái)上的指示燈來控制，程序更科學(xué)。添加上系統(tǒng)啟停控制，改進(jìn)程序如圖5-10所示。圖5-10蜂鳴器控制改進(jìn)程序搶答器控制任務(wù)實(shí)施五、編寫梯形圖程序（5）搶答指示燈控制搶答指示燈是再運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)系統(tǒng)處于搶答狀態(tài)時(shí)搶答指示燈亮，如果有人已經(jīng)搶答完成指示燈滅，所以搶答指示燈和每個(gè)搶答臺(tái)上的指示燈是相反的關(guān)系，都搶答臺(tái)上的指示燈都不得電則搶答指示燈得電，只要有一個(gè)搶答臺(tái)上的指示燈得電搶答指示燈都不能得電，所以設(shè)計(jì)的程序如圖5-11所示。圖5-11搶答指示燈控制搶答器控制任務(wù)實(shí)施五、編寫梯形圖程序（6）防作弊控制按上面的步驟，搶答器控制程序已基本完成，但是程序有無問題？例如選手一直按下按鈕，即按鈕一直保持接通狀態(tài)，則會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？那么一直按下按鈕的選手將搶答成功，該怎樣解決呢？這是就用到了本任務(wù)重點(diǎn)介紹的邊沿檢測(cè)指令了，因?yàn)檫呇貦z測(cè)指令對(duì)其輸入端從斷開到閉合或者從閉合到斷開的瞬間，可以利用正跳變指令解決有選手提前按下?lián)尨鸢粹o惡意搶答的情況，程序如圖5-12所示。圖5-12防作弊搶答控制程序搶答器控制任務(wù)實(shí)施五、編寫梯形圖程序（7）完整的控制程序圖5-13搶答器控制程序搶答器控制任務(wù)實(shí)施六、傳輸調(diào)試（1）編譯程序單擊工具欄中的“編譯”按鈕，編譯用戶程序。檢測(cè)語法錯(cuò)誤。（2）保存項(xiàng)目單擊工具欄的“保存項(xiàng)目”按鈕，保存用戶程序。（3）下載項(xiàng)目單擊工具欄中的“下載”按鈕，下載用戶程序。（4）調(diào)試程序下載完成后，按照表5-10進(jìn)行調(diào)試。操作步驟操作內(nèi)容觀察內(nèi)容觀察結(jié)果思考內(nèi)容1單擊工具欄中的“程序狀態(tài)”監(jiān)視按鈕，監(jiān)控程序，PLC的指示燈狀態(tài)和編程界面狀態(tài)

2單擊“RUN”按鈕將PLC運(yùn)行，“STOP”、“RUN”指示燈狀態(tài)

3編寫和下載啟?？刂瞥绦?，按下啟動(dòng)按鈕ONI/O指示燈狀態(tài)，運(yùn)行指示燈、搶答指示燈、搶答臺(tái)指示燈、蜂鳴器等工作情況

程序是否可以優(yōu)化，功能是否有遺漏4按下停止按鈕OFF

5編寫和下載搶答臺(tái)控制程序，按下啟動(dòng)按鈕ON

6隨機(jī)按下?lián)尨鹋_(tái)的按鈕，再按其他搶答臺(tái)按鈕，按下復(fù)位按鈕

7重復(fù)上面操作

8按下停止按鈕OFF

9編寫和下載蜂鳴器控制程序，按下啟動(dòng)按鈕ON

10隨機(jī)按下?lián)尨鹋_(tái)的按鈕，再按其他搶答臺(tái)按鈕，按下復(fù)位按鈕

11隨機(jī)選擇一個(gè)搶答臺(tái)按鈕，在復(fù)位前按下，然后按復(fù)位按鈕，

12按下停止按鈕OFF

13編寫和下載調(diào)試帶邊沿檢測(cè)指令的控制程序，按下啟動(dòng)按鈕ON

14隨機(jī)按下?lián)尨鹋_(tái)的按鈕，再按其他搶答臺(tái)按鈕，按下復(fù)位按鈕

15隨機(jī)選擇一個(gè)搶答臺(tái)按鈕，在復(fù)位前按下，然后按復(fù)位按鈕，

16按下停止