论文总字数：13113字

摘 要

近年来，PLC在市场上的应用越来越广泛，同时也推动了控制测试技术的推陈出新。在国内外，影视中心、商业广场等地方经常会举办多种多样的竞赛活动。然而这类活动为保证竞赛的公平，都需使用抢答器来实现抢答功能。本文设计的抢答系统分为硬件设计和软件设计两部分。硬件部分主要完成的是系统硬件原理图的设计，并介绍了主控装置的选取，I/O分配表，抢答系统的接线图以及显示模块和其他外围电路硬件选型。软件设计首先画出系统流程图，并描述系统工作流程，然后在编程软件STEP7中进行梯形图设计，梯形图按功能划分成抢答超时，一次抢答和两次抢答三部分设计。最终该设计采用PLC模拟仿真软件对系统进行测试，利用MCGS独立组态演示抢答环节。经测试，本设计能够实现抢答功能，达到预期效果。

关键词：抢答器，PLC，MCGS

Abstract：In recent years, the application of PLC in the market is more and more widespread, and it also promotes the innovation of control test technology. At home and abroad, film and television centers, commercial plazas and other places often hold a variety of competitions. However, in order to ensure the fairness of the competition, all of these activities need to use the answering machine to achieve the answering function. The rush response system designed in this paper is divided into two parts: hardware design and software design. The hardware part mainly completes the design of the system hardware schematic diagram, and introduces the selection of the main control device, I/O distribution table, the wiring diagram of the rush response system, and the hardware selection of the display module and other peripheral circuits. The software design first draws the system flow chart and describes the system work flow, then designs the ladder diagram in the programming software STEP7. The ladder diagram is divided into three parts according to the function: rush response timeout, one rush response and two rush response. Finally, the design uses PLC simulation software to test the system, and uses MCGS independent configuration to demonstrate the rush response link. After testing, this design can achieve the function of rush answer and achieve the desired effect.

Key words: answering machine, PLC, MCGS

目录

1 绪论 4

1.1 课题研究背景及意义 4

1.2 研究现状 4

1.3 本文结构安排 6

2 系统总体设计 6

2.1 系统总体结构 6

2.2 系统工作原理 7

2.3 系统设计要求 8

2.4 系统创新点 8

3 系统硬件设计 9

3.1 系统硬件电路设计 9

3.2 主控装置的选取 10

3.3 显示模块的选型 12

3.4 其他外围电路硬件选型 12

3.5 系统的输入输出端口以及接线图 13

4 系统软件设计 15

4.1 系统设计流程 15

4.2 系统梯形图设计 17

5 系统测试 20

5.1 软件程序仿真与测试 20

5.2 八路抢答器的MCGS组态软件 22

总结与展望 26

参考文献 27

致谢 28

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

近年来随着科技的迅速发展，PLC行业迎来质的飞跃，人类从此步入了一个工业化和全球化的全新层面。

无论是在国内还是在国外，抢答器都是科技发展的代表性产品之一。目前，抢答器作为一种新型电子和电气设备被大范围使用，在许多竞答场合中，它可以精准、公平地裁决出具有优先权的选手。知识竞赛在人们的生活中已然很常见，它是通过多人抢答环节来燃起现场观众的激情，带动氛围的，它的主要作用还是帮助场内和场外的观众增长一定的知识量，扩展视野，是一种比较流行的教育竞赛。现在，很多场合都会举办知识竞赛，为保证竞赛的公平，就需要抢答器来实现抢答功能。市场上的抢答器各种各样，它们的发展速度飞快，例如电子抢答器，计算机抢答器，电话抢答器等，然而数量最多和最可靠的抢答器大部分是以单片机和PLC作为核心控制器来设计的，这两种抢答器各有优缺点，基于单片机设计的抢答器在成本方面有着优势，但在其他方面明显不足，比如可靠性差，可维护性低，抗干扰能力弱等。对此，基于PLC设计的抢答器除了在价格上有所提高，在其他方面都有着明显优势。综合以上对比，本文决定采用基于PLC设计的抢答器。在各种知识竞赛中，基于PLC设计的抢答器可以直接裁决出具有优先权的抢答者，解决了靠视觉无法判断的难题。总体设计采用PLC作为主控装置，操作简易，可靠性高，可扩展性大，在很多场合均可使用，并且给人的视觉效果非常好。

1.2 研究现状

抢答器是一种常见的电子设备，它被大范围应用于学校、影视中心、事业单位、商业广场及娱乐场所等地方，以保证竞赛的公平公正。然而，现阶段市场上的抢答器种类数不胜数，如电子抢答器，计算机抢答器，电话抢答器等，它们大多数是基于单片机的抢答系统和基于PLC的抢答系统。

1.2.1 基于单片机抢答系统的研究现状

基于单片机的抢答系统，它是现阶段市场上常见的抢答器之一，它的设计是以51单片机作为主控装置，通过P0接口连接发光二极管，利用高低电平的转换来实现抢答的功能，裁决出第一组的抢答者。

1、基于单片机抢答系统可靠性差，其原因是：现阶段出现在市场上的单片机芯片的质量有好有坏，其中一部分还是二次使用的芯片，其余辅助元件（例如电阻，LED数码管等）的产品参数也有着差异性，生产量小的产品也没有进行技术方面的配对处理，从而这样的产品不容易实现优良的统一性和强力的可靠性，因为每一个产品参数不满足设计的需要都会造成系统的不稳定。此外，基于单片机的系统抗干扰能力不是特别强，特别是在供电比较差的情况下，抗电源干扰较弱，这可能会导致基于单片机的系统不稳定。

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