盧易楓

(河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學院 汽車工程學院,河南 鄭州 450012)

引言

搶答器是各類競賽中的必備設備,廣泛應用于各種知識競賽、文娛活動等場合。各類競賽在搶答過程中,為了準確快速判斷出哪一組或哪一名選手在主持人發(fā)出開始答題信號后,優(yōu)先答題,需要設計一套穩(wěn)定可靠的搶答器控制系統(tǒng)。以PLC 為核心,設計搶答器,能夠很好的解決此類問題。有單路輸入的,也有組輸入方式,本設計以PLC 為控制核心,設計了三路輸入三路輸出的搶答器,具有搶答且不限時功能；本設計采用PLC 作為控制核心,同時由于PLC 的輸入/輸出端口資源豐富,可以在本設計基礎上修改擴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)設計

選手通過自己的搶答按鈕發(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,通過程序設計立即將該選手信息保持下來,同時禁止其他選手的信息輸入,整個過程可以精確到毫秒。搶答成功后對應選手的燈立即點亮。主持人的復位按鈕發(fā)出的復位信號,解鎖當前信息,各路輸出信號復位,進入下一輪搶答。

三人搶答器控制系統(tǒng)是每位選手擁有一個搶答按鈕,按動按鈕發(fā)出搶答信號；競賽主持人有一個啟動按鈕和一個復位按鈕,用于將搶答信號開始搶答和復位進入下一輪搶答；比賽開始后,優(yōu)先按動按鈕者搶答成功,同時禁止另外2 路按鈕輸入,禁止其他參賽者搶答；參賽者搶答成功后對應的燈點亮。

圖1 PLC 控制3 路搶答器硬件電路

還設置一個搶答控制按鈕,該按鈕由主持人控制；只有當主持人按下開始鍵才能搶答,主持人相應的指示燈點亮；在主持人啟動開始按鈕前,輸入信號被禁止,搶答屬于無效。

主持人按下復位按鈕即可實現(xiàn)搶答器的復位,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。三路選手開始搶答時,按動按鈕,優(yōu)先搶答的選手鎖存相應的組號,在搶答實行優(yōu)先鎖存,優(yōu)先搶答選手的相應組號保持到下一輪搶答開始。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,包括3 位選手的搶答按鈕SB1、SB2、SB3 和1 位主持人的啟動搶答按鈕SB0、復位按鈕SB4。有4 路輸出信號,即主持人的啟動搶答指示燈、控制選手的3 盞搶答指示燈L1、L2、L3。輸入輸出信號均選擇開關量。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 個開關量I/O 點,滿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計

搶答器的程序設計的重點有兩處：一是實現(xiàn)三路搶答器控制系統(tǒng)選手指示燈的“自鎖”狀態(tài),即當主持人啟動開始搶答命令后,某一選手優(yōu)先按動相應的搶答按鈕,并搶答成功后,即使釋放其搶答按鈕,該選手相應的指示燈保持亮的狀態(tài),直至主持人進行復位,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效(不會亮燈),即“互鎖”功能,同時由于是3 個人搶答,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7 所示,當I0.1 動作后,Q0.1 線圈得電,隨后Q0.1 常開觸點閉合,即使I0.1斷開,由于Q0.1 常開觸點閉合,Q0.1 線圈仍保持得電狀態(tài),故與I0.1 并聯(lián)的Q0.1 常開觸點處于接通狀態(tài),因此Q0.1 線圈進入自鎖狀態(tài)。Q0.2、Q0.3 同樣能夠實現(xiàn)自鎖。如程序中的網(wǎng)絡9、網(wǎng)絡11 所示。

3.2 互鎖環(huán)節(jié)

以Q0.1 為例,如程序中的網(wǎng)絡7 所示,在網(wǎng)絡7 這個通路中,Q0.2 與Q0.3 以常閉觸點的形式串聯(lián)在電路中,當搶答席2 或搶答席3 搶答成功時,Q0.2 或Q0.3 的常閉觸點將斷開,從而使得此條通路斷開,按鈕I0.1 無效,實現(xiàn)3 個按鈕的兩兩互鎖。

3.3 復位環(huán)節(jié)

在本例中,主持人可以通過操作按鈕,實現(xiàn)搶答器指示燈的復位,如程序中的網(wǎng)絡5 所示,當主持人的復位按鈕SB4 動作,則I0.4 常開觸點閉合,將搶答席所有指示燈復位熄滅,實現(xiàn)復位操作。

4 結束語

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,軟件采用分支跳轉指令。實驗證明：通過硬件電路設計和軟件程序調(diào)試成功,驗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)是否達到任務的要求,只有經(jīng)過反復多次修改和調(diào)試,才能發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,最終將完成一套運行可靠,功能完善的控制系統(tǒng)。