基于PLC在智力答題中應用

周會

摘 要：本文講述了PLC及搶答器在生活中的需要，介紹了PLC控制的自我設計的思路搶答器的構成，設計要求，編程方法，系統軟件設計，軟件設計及程序等。

關鍵詞：搶答器；PLC；梯形圖

1 引言

搶答器廣泛用于知識競賽、娛樂節目等場所，為競賽增添了刺激性，娛樂性，在一定程度上豐富了人們的業余生活。以前的搶答器運行緩慢，功能少等缺點。本文用了先進的答題控制系統---PLC軟件。與一般的搶答器相比運行更可靠，操作方便，適用于高檔場所。本文用了歐姆龍型PLC控制，并介紹了實現方法。

2 系統方案

本文對搶答器做了詳細的介紹，通過PLC對搶答器的控制，組成及功能的介紹。該搶答器具有鎖存與顯示功能，并用了PLC軟件程序編程；即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在LED數碼管上顯示，同時揚聲器發出報警聲響提示。選手搶答實行優先鎖存，優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發出短暫的聲響。參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統清除為止。如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示0。競賽者若要回答主持人所提問題時，須搶先按下桌上的搶答按鈕；綠色指示燈亮后，須等主持人按下復位按鈕SB9后，指示燈才熄滅；如果競賽者在主持人打開SB1開關10 s內搶先按按鈕，電磁線圈將使彩球搖動，以示競賽者得到一次幸運的機會；如果在主持人打開SB10開關10 s內無人搶答，則必須有聲音警示，同時紅色指示燈亮，以示競賽者放棄該題；在競賽者搶答成功后，應限定一定的時間回答問題，根據題目難易可設定時間；當主持人打開SB11開關后記時開始，如果競賽者在回答問題時超出設定時限，則紅色指示燈亮并伴有聲音提示，競賽者停止回答問題。

3 系統硬件設計

1、PLC選型及介紹

我選擇用歐姆龍編程，方便，應用廣泛等，又是我所學的編程軟件。可編程控制器（PLC）也是一種新型的通用自動化控制裝置。1.實現成本低 由于可以直接利用已有的配電網絡作為傳輸線路，所以不用進行額外布線，從而大大減少了網絡的投資，降低了成本。2.范圍廣 電力線是覆蓋范圍最廣的網絡，它的規模是其他任何網絡無法比擬的。PLC可以輕松地滲透到每個家庭，為互聯網的發展創造極大的空間。3.高速率 PLC能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設備廠家的不同而在4.5M～45Mbps之間。遠遠高于撥號上網和ISDN，比ADSL更快！足以支持現有網絡上的各種應用。更高速率的PLC產品正在研制之中。4.永遠在線 PLC屬于即插即用，不用煩瑣的撥號過程，接入電源就等于接入網絡！所以我選用PLC編程。

2、輸入、輸出地址分配

3、外部接線圖

由輸入端的組成：搶答器按鈕I0.0到I0.7，是有競賽者在給出題目時，從而按下搶答按鈕表示自己已經選擇答題。搶答器的復位按鈕I1.2，選擇開關I1.1和限時開關I1.0；輸出端由四個綠色指示燈Q0.1到Q0.4，紅色指示燈Q0.0和Q0.5，還有電磁開關Q0.6和Q1.0組成。系統接線圖如圖1所示。

4 系統軟件設計

1、搶答器流程圖

當主持人按下開關，當搶答開始后，選手搶答按動按鈕，鎖存器鎖存相應的選手編碼，同時用LED數碼管把選手的編碼顯示出來，并且開始搶答時間的倒計時，同時用LED數碼管把選手的所剩搶答時間顯示出來。而在選手按鍵搶答以及搶答時間倒計時到時的時候都有報警以提醒主持人和選手。搶答時間可設定時間，報警響聲持續1秒。接通電源后，主持人將開關撥到“清除”狀態，搶答器處于禁止狀態，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間；主持人將開關置“開始”狀態，宣布“開始”搶答器工作。

定時器倒計時，揚聲器給出聲響提示。選手在定時時間內搶答時，搶答器完成：優先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚聲器提示。

當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開始”狀態開關。

同時主持人按下復位按鈕，使搶答器恢復到下一輪的答題狀態。

2、系統控制梯形圖操作如下：

（1）由于Q0.1使用他的自身觸點（常開觸點），在I0.0或I0.1閉合后仍保持在ON狀態（自鎖）。同時，將其常閉觸點串入其他各回路中，在Q0.0接通后，他的常閉觸點打開，切斷其他搶答回路（互鎖）；

（2）Q0.2，Q0.3和Q0.4以同樣方式動作，自鎖繼電器在復位按鈕I0.2再次動作時將清零；

（3）機會選擇開關SB10使I1.1閉合后，10 s定時器T37啟動；

（4）如果Q0.0，Q0.1，Q0.2和Q0.3在10 s定時器T37動作之前任何一個閉合，則Q0.6變為ON以示搶答成功，同時切斷10 s計時顯示輸出回路，否則輸出聲音提示，以示競賽者放棄該題；

（5）常開觸點I1.1斷開后，自鎖繼電器和定時器TIM00將清零；

（6）搶答成功后，主持人閉合限時開關SB11使I1.2閉合后，2 min定時器T38啟動，時間到Q0.5和Q0.7閉合，紅燈亮并有聲音提示停止回答；

（7）常開觸點I1.2斷開后，定時器T38清零，為下一輪搶答做好準備。

5 結束語

如果給電路加入適當的編、譯碼器件，就可以將紅、綠燈指示變為直觀的數字顯示，對外圍電路稍加修改，就可以變成各種各樣的不同作用的搶答器，如六路或十路單一搶答功能搶答器，在競賽中只起到搶答作用，可向主持和觀眾展示搶答成功的組別。2、搶答、記分功能搶答器，在競賽過程中有搶答功能，又可給競賽選手加分和顯示分數的...搶答器。記分搶答器根據其配置又可分一、手翻牌記分搶答器二、電子記分搶答器。一、手翻牌記分搶答器：具備搶答功能，每個競賽選手面前放置一個手翻記分器。二、電子記分搶答器：具備搶答功能，每個競賽選手面前放置一個LED高亮度數碼管電子記分屏，所有加分功能統一由一個記分控制臺控制加減分數，屬于高檔搶答器，常在大型 企事業單位和電視臺的智力競賽活動中使用等，改為多路多人搶答器，可以在梯形圖中再加入兩路或六路分支即可。去掉程序中的互鎖和搶答限時功能，可以將搶答器改成呼叫器，可以用在醫院的病房、工廠的車間等多種地方。

參考文獻

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[2]彭利標，徐耀生，王芯.可編程控制器原理及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2014.

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