2007年2月 第l期(总第25期) 安阳工学院学报 Feb．2007 Joumal 0f Anyang Institute of Technolog)r No．1(Gen．No．25) 八路抢答器的PLC程序设计 夏江涛 (南京信息工程大学，南京210044) 摘要：实现抢答器功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速 发展，单片机、cPLD、PLc的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。现介绍的就是一种利用日 本三菱(MITSUBIsHI)公司生产的FxlN一40MR型PLc作为核心控制器的八路抢答器系统，并且给出了系统结构图、 程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。 关键词：PLc；抢答器；梯形图；程序；设计 中图分类号：TD23 文献标识码：A 文章编类：1673—2928(2007)01—0032—03 无论是在学校、工厂、军队还是电视节目中，都 可能会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。 目前市场上已有很多类型的竞赛抢答器，但其中绝 大多数是早期设计的，采用模拟电路、数字电路或者 模数混合电路的产品。这抢答器已相当成熟，但是随 着功能增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率 高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮 的行为，也不便于参数调节及功能的升级换代。近年 来随着科技的飞速发展，单片机、cPLD、PLc的应 用正在不断地走向深人，同时带动传统的控制检测 技术的不断更新。本设计就是利用PLC作为核心部 件进行逻辑控制及信号的产生，PLC的性能优势必 定会使得竞赛真正达到公正、公平、公开。 1 系统设计要求及工作原理 1．1设计要求 1)抢答器同时为8组选手分别提供按钮进行抢 答，按钮分另U为PBO、PBl、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6、 PB7： 2)设置一个复位按钮PBlO，实现系统电路的复 位，由主持人控制； 3)当主持人打开启动开关SWl后，在设定时间 T0内，如果某组抢先按下抢答按钮，则驱动音效电 路①发出声响，指示灯L1亮，并且在8段数码管显 示器(如图l所示)上显示出抢答成功的组号，此时 电路实现互锁，其他组再按下抢答按钮为无效； 4)如果在时间T0内，无人应答，则驱动音效电路 ②发出声响，指示灯L2亮，表示抢答者均放弃该题； 5)在抢答成功后，主持人打开限时开关sw2，启 动计时器，在设定的时间T1内回答有效，当到达设 定时间Tl时，驱动音效电路③，指示灯L3亮，表示 答题时间到。 A G ，l 匕l l l l C l D H一●图1 8段数码管显示器 1．2系统结构 系统结构框图如图2所示。 1．2．1主控镧器 本系统的主控制器采用日本三菱公司生产的 FxlN一40MR型PLC，该型PLC功能较强大，提供 24个输入点和16个输出点，继电器输出方式，均采 用8进制编号。PLC编程可采用手持式编程器或编 程软件FxGP—wIN—C，PLC可编程程序控制器及软 件提供了完整的编程环境，可进行离线编程、在线连 接和调试。三菱PLC的编程指令简单易懂且程序设 计灵活，可采用梯形图或者指令语言进行软件设计。 1．2．2输入输出端子分配方案 三菱F’)(1N一40MR型PLC采用整体式结构，其 控制单元提供24个输入点，16个输出点。本系统需要 11个输入点、13个输出点，具体分配如表1所示。 }收稿日期：2006—12—12 作者简介：夏江涛(1979一)，河南南阳人．南京信息工程大学在读硕士。研究方向：信号与信息处理。 ·32· 万方数据 

表1输入输出端子分配表 PB0 PBl PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PBlO SWl SW2 2软件设计 2．1系统梯形图 系统控制部分梯形图如图3所示，显示器编码 部分梯形图如图4所示。 2．2程序指令 程序指令如表2所示。 2．3工作过程分析 1)开始抢答前，主持人首先通过复位按钮PBlO (x010)实现电路复位，在提问之后，打开选择开关 Swl(x叭1)启动定时器To(本程序预设为10s)。 2)在抢答限时内，当某一组抢先按下抢答按钮 后，对应的辅助继电器接通，同时切断其它抢答回 路，实现互锁。如PB0抢先按下，则x000导通，辅助 继电器M0接通，同时切断Ml—M7抢答回路， PB l—PB7再按下将不会起作用。 万方数据 图3控制部分梯形图 图4编码部分梯形图 ·33· 

表2程序指令 地址指令数据地址指令数据地址指令数据 地址指令数据 Ⅳ015)提示回答时间到。 3硬件连接图 ^NI M1 87 oUT M7 131 LD LDM X000 40 ^NI M5 oR M0 41 ANI M6 ^Nl X010 42 ^NI M7 ANI M1 43 oUT M3 ANl M2 ANl M3 ANl M4 ANI M5 ^Nl M6 ANI M7 10 oUT MO 11 12 LD oR X001 M1 13 ANI X010 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 L0 X004 oR M4 ANI X010 ANI M2 ANl M3 ^NI M0 ^NI M5 ^NI M6 ^NI M7 14 ^NI M0 54 oUT M4 1S ^NI M2 16 ANI M3 55 56 L0 X005 oR M5 17 ^Nl M4 57 ANI X010 80 81 82 83 84 85 86 ^NI M1 124 L0 ANl ^NI ANI ^Nl M2 M3 M4 M5 ANl M6 125 oR 126 oR 127 oR 128 oR 129 oR M0 M1 M2 M3 M6 M7 ^NI M0 130 oUT Y001 88 89 02 93 94 95 96 97 98 99 LD X0” '32 oR oUT T0 K100 133 oR LD X000 134 oR oR X001 135 oR OR X002 136 oR M6 oR X003 137 oR M7 oR oR X004 X005 138 oUT Y002 139 LD oR X006 140 0R oR X007 141 oR 18 ANf M5 58 ANI M1 100 ANI T0 142 oR M5 19 ANI 20 ANI M6 M7 59 ANI 80 ^NI M2 M3 101 oR M8 143 oR M7 102^ND X011 144 oUT Y003 21 oUT M1 61 ANI M4 103 oUT MB 145 LO M1 M0 M2 M3 M4 M5 M1 M2 M4 M2 M3 M4 M5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 33 34 35 36 37 38 39 LD X002 62 ANI M0 1D4 LD M8 146 oR M5 oR M2 63 ^NI M6 ANl X010 64 ANI M7 105 oUT Y010 1∞oUT Y011 147 oR M7 148 oUT Y004 ANl M1 ANI M0 ^NI M3 65 oUT M5 107 X0∞ 108 LD ANI T0 M8 oR M6 1∞oUT Y012 LO 66 67 149 LD 150 oR 151 oR M3 M4 M5 ANI M4 68 ANl X010 110 0UT Y013 152 oR M7 ANI M5 69 ANI M1 ¨1 LD X012 153 oUT Y005 ANI M6 70 ANf M2 112 oUT T1 K600 154 LD M1 ANI M7 71 ANI 32 oUT M2 72 ANl LD X003 73 ANI oR M3 74 ANI M3 M4 M5 M0 115 LD T1 155 oR 116 oUT Y014 156 oR 117 oUT Y015 157 OR 118 LD ”9 oR ANI X010 75 ANI M7 ANI M1 76 oUT M6 120 oR ^NI M2 77 LD X007 121 oR ANl M0 78 oR M7 122 oR M1 M2 M4 M6 M7 ANI M4 79 ANI X010 123 oUT Y000 158 oR 159 oR M7 160 oUT Y008 161 END 3)抢答成功后，辅助继电器M8接通，启动音效 电路①(Y010)和指示灯L1Ⅳ011)，同时利用内部编 码程序段控制输出点Y000一Y006，输出驱动信号，驱 动外部数码显示器显示抢答成功的组号。 4)如果在限时内无人抢答，则启动音效电路② (Yol2)和指示灯L2(Y013)，外部数码显示器无显示。 5)抢答成功后，主持人打开限时开关SW2 (x012)，启动定时器Tl(本程序预设为60s)，当T1计 时结束，将启动音效电路③(Y014)和指示灯L3 图5硬件连接图 4讨论 本抢答器系统可以通过修改程序方便地调整设 置时间，在线监视系统的工作状态。显示部分采用控 制器内部编码方式输出控制信号驱动外部数码显示 器件，也可以外部连接编、泽码器件实现，并且可以 采用适当的输出信号驱动其它类型的显示器件。如 果对外部电路稍加修改，或者在系统程序中加入分 支，可以把八路抢答器改为更多路的抢答器。如果去 除系统中的互锁和限时功能，可以把抢答器改为呼 叫器，能够用在医院病房、宾馆客房、写字楼办公室、 工厂生产车间等多种地方。 参考文献： [1】史国生．电气控制与可编程控制器技术[M】．北京：化学工业出 版社，2004． [2】王兆义．／J、型可编程控制器实用技术[M】．北京：机械工业出版 社，2002． 【3威一平．可编程序控制器技术[明jE京：机械工业出版社，2005． [4]江秀汉．可编程序控制原理及应用[M]．西安：西安电子科技大 学出版社，1998． Programming on Answering Machine of Eight Groups Vies by PLC (Nanjing University of Info肿ation Science&Technology，Nanjing，Jiangsu 2 10044，China) XIA Jiangtao Abstract：There aure many ways to realize the aIlswering machine function，for example the earlier analog circuit，the dig— ital circuit or the analog di百tal mixing circuit．Along with the fast development of science and technology in recent years， the application of SCM，CPLD and PLC go deep into life constantly，driVing the updating of conn．ol and measure technol— ogy．The paper introduces a system of answering machine based on FX 1 N一40MR type PLC pmduced by Japan Mitsubishi company and illustrates the system stmcture diagr锄，pmgr砌，ladder chart，input and outputternlinal assignment． Keyword：PLC；answering machine；ladder chart；pm铲am；design ．34． 万方数据