摘要
由于近年来科学技术的快速发展，PLC被大量的应用，将使传统的检测与控制设备现代化。企业协会、俱乐部和学生都可以组织知识活动，科技和娱乐，精神，娱乐。在本文中设计一种由PLC控制的八条通道的智能抢答器。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。首先，在选定了这个主题以后，我认真地思考了这个项目。在仔细分析了PLC制器的八路智能抢答器的基本使用原则以后，鉴于PLC控制器的八位智能应答器在输入与输出接口中有25个、11个输入接口，以及可靠性、大小、一致性和便于使用性方面的优点，所以我在深思熟虑之后决定选用SIMATICS7-200系列的Emp二百二十六数字扩充模块和Em二百二十三数字扩充模块，以最简单和灵活的方法保持了便于使用性和其他特点。
关键词：智力控制；八路抢答器；PLC
引言
在学校里经常会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。为现代各类学科竞赛中也就增添了上增添了很多的刺激性、娱乐性，在一定程度的一定程度意义上说还大大丰富了起了现代城市人们日益紧张激烈的日常工作与业余科技文娱生活，并且因为它能给人视觉感官的强大冲击而且视觉效果上还表现非常好，是作为现在城市各单位积极组织与开展各种全民素质提高教育、精神文明、娱乐健身等各类活动过程中缺少的又一件必备产品。目前其实在中国市场面线上也曾已有发布过有很多针对这种类型产品推出的竞赛抢答器，但在实际上这其中有也就是绝大多数此类产品也是在早期已经设计并完成研发的，采用结合了模拟数字混合电路、数字电路结构或者是模数混合电路结构的产品。这些智能抢答器现在虽也已发展变得已相当地先进及成熟，但是它往往是随着系统使用的功能种类越加增多，电路系统组成结构也都将是越来变的复杂，并且由于设计维护成本上往往普遍偏高，故障率往往极之高，显示和控制操作方式都过于复杂简单或者有些功能几乎没有，无法快速完全且准确快速的地判断出用户抢答时按动按钮后的所有操作的行为，也是极之不太能够便于对系统参数上的自动调节和设计维护及系统显示及功能操作上进行的快速和升级换代。近年来随着微电子科技领域的持续飞速向前发展，单片机、PLC控制系统的研究应用领域正在持续不断地拓展走向更为深入，同时又带动着传统工业的过程控制以及检测系统技术要求的产品不断得到更新。可编程电子控制器系统是近年来以高性能微机技术平台为研究基础逐步发展成长起来成熟的计算机新一代电子控制技术装置，是人类实现过程自动化及控制信息化的最为理想实现工具技术之一，它还有着很多传统的继电传接触与控制系统无法与比拟的许多优点，因而近年来在工程控制的领域工作中已经得到了大量广泛地应用，若完全采用可编程的控制器电路制作的抢答器，则它比传统用数字逻辑电路控制和模拟继电器路制作出的可编程抢答控制器具有了更多的许多优点，其系统结构较简单，抗干扰能力通用性强，运行工作稳定和可靠，定时显示准确，可简单方便灵活地调整设置定时和时间，编程维护容易，功能和扩展设置方便，修改维护灵活。本项目比赛的设计工作原理之一就是要通过利用各种高性能的PLC处理器等作为其控制系统核心部件以实现进行的各种基本逻辑功能和主要控制回路参数及各类输入及输出控制信号数据等的精确模拟与产生，PLC控制器本身的这些各种综合性能优势也将必究将会是使得本次的竞赛能够的真正的达到比赛更加公正、公平、公开。
第一章绪论
1.1课题的研究背景
抢答器应用于国家中央广播电视、商用单位和高等院校，刺激了竞争对手，也更丰富了观众们的玩乐时光，本文中主要是介绍到了一个数字式的抢答器，可以同时让多达8个竞赛组在一起进行抢答，竞赛领域包括了一个仲裁平台和8个竞赛平台，分别对应是1号、2号、3号、4号、5号、6号、6号、7号和八号的竞赛平台。总体控制系统设计方案为西门子PLC总线控制系统。应急与响应控制使用极为方便，可广泛应用在多处场合应用，光学效果特别好。
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。
PLC智能抢答器和其它传统的单片抢答器做比较，在其它很多性能方面它都会有很大优点。先简要介绍一个单片机系统抢答器，称为单片机系统管理单片机系统是一种利用在目前的国际交易市场上交易的普通的单片机系统的CPU模块及其它各种外设晶片，并能按照各种要求产品设计加工成电路板，最后再产品设计为一个构造简易的计算机系统，并在此基本上设计软件系统以实现所需要的控制功能。这种结构形式已于在一九八零年以前广泛得到使用，但已随着控制器的本身及可靠性方面的其他步而被现代PLC控制器系统所完全替代。
单片机芯片系统的稳定可靠性取决于：一方面由于这些芯片之间在其国内外市场产品上存在的较大产品质量差异，因此构成这些外围芯片系统的部件很重要部分也是它们在其国外产品过滤中的一部分副产品，另外一方面还有诸如其他各种外围元件（电阻器、电容、电容器）等各种参数部件的相对广泛地分散性。由于这任何其中一个外围部件之间的技术参数部件间出现的其它任何产品差别，都会可能导致芯片整个外围系统性能的高度不稳定性。同时，内部的供电元件质量状况一般情况都是很的差，而由于压缩机频率的调节对内部供电元器件质量带来的严重的影响，也将使得整个的单片系统性能变得都很是不容易稳定。
单片机集成电路的功能可扩展性高：主要因为大部分单片机模块或专用集成运算电路元件都是设计者专程为能实现一些特定的功能而需要开发而特意设计成的，为了要增加其某一些个新功能时就往往必须去重新设计其相关部分的内部线路系统和硬件程序，也可能因此反而提高产品了市场价格和提高功能部件的研制开发周期。
操作：目前，在国外一些先进国家微机面板的操作接过是自行重新设计过的键盘，数据一般都要被重新存放在硬盘上，这本身就意味着对整个计算机面板来讲似乎也是一种比较复杂的键盘锁，而且为大大减小键盘的按键数量，设计键盘时还通常要求采用配置了一个以上按键的键盘，这似乎也还意味着还有很一些特别值得注意的，错误指示器能够正确指示出错误代码。一旦操作系统发生了严重出错，操作者这时就还需要自己先来查阅一份错误的检索手册，然后如果再没有按照错误的使用手册上面的说明来去除这些错误，则需要更正的日期可能更较长。但总而言之，这种对话的方式显然不够友好。
特点：不可靠，但价格便宜。
可编程逻辑控制器模块（PLC）概述：可编程PLC，即一种由某大型工业厂家生产在国内当前主流市场产品上加工制造出的专用可编程数字逻辑控制器，需要能够兼顾应用到市场对上述各种功能模块之间的应用需求，以保证实现产品在相关工业部门内得到可广泛实际应用需要的各种设计实现功能。
PLC微处理器的高可靠性保证：必须由生产进口工业处理器部件的专业制造商提供或用专门的设计用于生产工业处理器部件的其他工业元件可以直接地向厂家进行采购，工业元件还必须要进行认真地挑选，其能源模块应专门经过设计以方便收集国外大型自动化公司丰富的先进工业控制系统管理应用经验。。这样，对抗干扰的干扰力度，尤其是抗低功率干扰的抑制力度，有得到了一个明显有效的增强。
PLC维护：由于PLC本身具备了强大的自检测能力，当系统故障的状态下，就算PLC不专业，也很容易通过自检测能力来判断故障元件。如果故障是由于错误的程序引起的，而且由于它使用了一个改进的调整软件，那么检查故障就简单了。
操作：一般人都能够很迅速的掌握，因为图像都是可以自动转换的图象，减少了潘内，最间接的原因就是潘内和程序错误的消除。潘内的位置是机器的固定地点，以及工作人员的请求都是很快速的。
1.2 PLC的发展趋势
随着PLC应用领域日益扩大，PLC技术及其产品结构都在不断改进，功能日益强大，性价比越来越高。
1.2.1在产品规模方面，向两极发展
一方面，大力引导扶持中小企业发展那些运算处理速度上可以相对更低高快、性价比可相对要更高一些的一些较高小型计算机和发展一些超高速性能的小型高速工业自动PLC。以确保逐步实现适应国内现代小型单机工业控制系统及国外中小型自动化工业和生产车间自动流水线的控制和现代化建设的技术新需要。另一方面，向开发生产中高速度、大容量、技术较为成熟较完善自动化产品系列的小型高性能的大型单机工业PLC的系列方向予以重点培育发展。随着用户对于日益复杂庞大的微机系统功能及对控制设备功能参数的优化控制功能要求会变得的越来越之的越来越高和随着高速微处理器的控制运算技术理论与其他现代先进计算机技术理论之间的交流融合及不断地深入地发展，人们提出的对高速PLC系统控制功能的输入输出信息质量和运算处理及运算存储速度要求自然也会将变得越来越之的高，要求的用户存储器容量也将会也是变得越来越大。
1.2.2向通信网络化发展
PLC总线和网络总线混合通讯控制方式已逐渐是满足我们掌握当前最新的自动化控制系统应用发展大趋势和引领国际新一代PLC控制系统总线技术应用研究及发展和应用前景的重大技术潮流。PLC总线主机之间与各上位计算机系统PLC控制器设备系统之间实现的实时双向的联网与总线的通信、PLC控制系统设备与其他上位计算机控制系统实现的实时双向的联网或总线的通信系统也就已变得越来越能得到广泛的应用广泛研究与广泛应用。目前，PLC领域各大型制造商都是纷纷都在积极努力和发展为其自己的产品配置专用的网络和通信总线接口模块系统和通信联网专用通信接口处理接口软件以大大的加强完善了其PLC控制器网络的和通信的联网总线能力。各大型的PLC的生产设备制造商公司之间也同时的也可能会开始在系统内部进行协商或自行指定出一种比较通用一些的通信联总线标准，以进一步方便和构成一个容量要更大的一些的通信网络系统。PLC操作标准控制系统已将越来越广泛成为全球企业控制集散自动控制系统设备集团（DCS）系统一个不可缺或缺少的最主要的组成的系统部分组成之一。
1.2.3向模块化、智能化发展
为能满足各种工业电气自动化设备各种电气控制系统智能化的设计需要，近年来，智能控制器I/O模块、温度测量控制模块等和许多专门开发用于在线检测各种PLC和外部系统故障情况的各类PLC和专用控制智能模块产品的纷纷出现，不仅大大的增强扩展了控制功能，扩展拓宽了传统PLC控制的功能应用及范围，还极大提高改善了工控系统产品的可靠性。例如：自公元2002年起，达泰电子集团已经陆续开始了生产与研发了与现代PLC标准配套而使用的，适用于各类复杂的工业环境情况下运行的DTD系列无线数据传输控制模块。在公司近20年多来漫长的产品技术研究发展创新道路探索中，产品技术尤其在产品软硬件系统应用上已通过多次不断更新迭代式的产品技术研发升级，其应用质量稳定性水平已经能够大大的获得显著提高，在国内各个主要工业领域里均逐渐被行业人们较为广泛地所进行应用与了解与所认知。由最初采用的有线加密透传加密方式逐步变为了无线加密为主的信息传输加密的方式选择之一；并同时还将无线EMI抗干扰单元技术及无线ID2安全防护组件技术应用相结合，减少提高了无线数据传输中丢包率。
1.2.4编程语言和编程工具的多样化和标准化
多种编程语言技术应用的交叉融合并存、互补交叉应用与技术同步快速发展已形成是我国目前PLC等编程和软件开发应用技术水平进步中必然体现的是另外的一种大趋势。PLC系统各厂家历来都一直在日益注重在使其主要硬件模块产品及各类编程与控制的工具产品保持换代及更新比较频繁、丰富多样和规格多样、功能品质逐步得到提高化的技术基础同时，日益地重视并向MAP(制造自动化协议)的方面积极靠拢，使其各种用于PLC生产设备制造的一些主要的基本和功能部件，包括控制信号输入控制及控制输出控制的硬件模块、通信及传输自动化协议、编程语言模块产品和其它各类的编程或控制工具产品外观等在功能方面要逐步的逐步向生产技术工艺要求的规范化要求靠拢和产品标准化要求。
1.3本文研究的主要内容
本文通过设计一种由PLC控制的八条通道的智能抢答器，先对其按使用场合进行了分类，以明确其功能要求。并针对其功能要求进行了硬件的设定和选择，随后实现了控制软件的功能设计及其相应功能的程序实现。在此之后对新设计出来的控制系统加以了功能测试，确保其控制系统的顺利工作。通过上述设计对后续抢答器和类似PLC控制器的设计工作打下了基础。
第二章PLC相关技术概况
2.1 PLC的产生
可编程逻辑控制器PLC是一个新型的工业控制设备，通过科技的发展和生产力的提升，它已形成了现代和多部门的中小型制造企业。
对工业各种装置和生产工艺的控制系统一般由操纵机构、驱动机构、发动机和控制器完成。生产装置和工艺的运行与管理都是自动控制装置或自动控制器，但更多的发动机受到了自动发电控制系统影响，而自动发电控制器也在实际应用中。
中继器-触发器系统具有一种简化的机械结构和低成本制造的基本特征，不但可以自动控制生产装置、生产工艺，同时还可以实现高容量、遥控和控制的功能。
在任何情形下，都需要提供足够的信息，从而才能更有效和精确地鉴定和追踪非法小兵器和轻武器的数量、材料消耗量大、用途十分局限、可信度低、线性寿命很短。因此，不适应现代、复杂和变量的生产管理需求及其制造流程的集成化与网络化要求。
到了一九五零年代末，已考虑利用对计算机功能的准备、互操作性和灵活性来克服这一问题。该装置正在广大的工程监控领域中的普及与使用。
到一九六零年，据认为，现代计算机系统的共同、灵活和多功能特点都可和简单的特性有机地结合，从而能够提供易于使用且成本低的中继系统，并保证顺序控制整个计算机系统的工作进程。生产.这也是在一九六八年，全美最大的轿车生产商通用汽车公司第一次提出了这种理念，以满足轿车客户的较小数量和需求。
在此技术基础上，Dec集团公司于在一九六九年八月开发制造了当今的全球意义上的首台可编程逻辑控制器，以下简写为“可编程逻辑控制器”。
因此，在大约20世纪的70年代的早期，有过一种仅由发光二极管阵列单元和集成电路元件等为基本发光元件阵列所单独构成的“连续控制器”，但一直到上了整个七十年代末，Mcl4500依然是。该控制单元（“ICU”）也是任务控制系统的控制核心，它可能包括通道数据选择器8、ml4512、ml4516、8个通道的目标双向锁（ml4599、内存2732）以及许多其他控制产品中使用的控制单元计数器。尽管说它远比普通PLC产品的性能价值要求更的高，但是仍有其他一些的可靠性、功能要求以及很多其他影响因素。
2.2 PLC的定义
PLC，是一类为在制造业环境条件下使用而专业产品的数据进行操作的电子产品，它能够利用可执行程式的计算机内存，或经由在其内部存储进行逻辑统计、排列统计、排列统计、定时器、测量和算术运算等操作的命令，它也能够利用数字型或模拟式的进入和出口，操作不同的机器产品及制造业过程。
2.3 PLC的基本结构
PLC基本上是一种专业的工业控制电脑，其硬件构造也基本和一种普通微型电脑一样，如图表2-1所示：
图2-1PLC硬件结构
中央处理单元（CPU）CPU是收集并存储应用数据信息的PLC内核，实现图象范围内的所有进入输出数据消息以及进入出口寄存器数据消息，最后被送到打印机图象范围内并传输入对应的输入输出介质。它也能够在传输停止时移动。
为显著增强PLC单元的系统可靠性度和工作灵敏度，公司还最近开发建立成了带一个双主CPU单元或含三个双主要CPU元的表决控制系统，使用该单元控制系统后即便系统在某中央单元内出现严重故障时系统也均可正常顺利的运行。
内存容量（Memory）
小型的PLC设备则要更多选择地选择使用单片芯片处理器或专用的CPU。使用高性能大容量的PLC逻辑单元制造的具备极高数字信息运算处理能力的多晶片集成电路结构。
基本参数
基本结构I/O控制连接电路单元及外部输入输出信号接口控制单元,可编程逻辑控制器的内部信号输入输出电路信号是一组由构成可编程逻辑控制器电源的所有外围输出电路组成（线路开关、按钮、传感器、可编程逻辑控制器的输入输出电路）后所能够给出来的输入电压信息。技术参数可编程逻辑控制器中的输出控制电路、可编程逻辑控制器中的输入输出电路单元和可编程PLC控制器输入输出控制接口电路单元,将能量输入接口或能量输出控制接口电路单元上的输入输出运算控制结果转换成具有受控的负载的能量的输入状态或能量输出的形态构成的（“磁体”、中继器、替代接触线圈、D电路）“PLC接口和外部通信接口电路”。
（1）I/O扩接口电路
I／O扩展接口电路连接在I／O扩展单元上，并使用来扩充I／O开关触点和I／O端子的功能数量，以增加模拟时间。
（2）外设通信接口电路
通信接口，是指用来联接手动编程人员或其他图形编程人员、文本显示设备和PLC的系统，以及通过接口与电脑相连的电缆/PPI或MPI卡的RS负四百八十五电缆的接口。电源PLC的内部设定有一种固定的特殊开关电压源，该开关电压源使该源可以切换为交流电/直流，或多功能开关电源（“DC-5V”），这就是在PLC的内部供电。
2.4 PLC的特点
使用的软件和硬件功能强，.运行稳定可靠，组织灵活。
2.5 PLC工作原理
2.5.1循环扫描的特点
输入图像日志中的内容，由设备管理，输入了图像日志中的所有数值，在程序正常运行时，TEM输出记录了不同设备的实时运行的结果，根据扫描电路特性和扫描的相位，输入延迟和输出的延时问题是输入图像注册表遇到的两主要的问题。
在各输入端子，中央单元可利用输入流电路来扫描各个输入端子，并同时利用输入流电路来关闭各个输入端子。要通过输入电路,输入的输入与输出端子并不一样。
2.5.2 PLC中的存储器
X的MSPLC存储用户程式储存和段控制的工作数据寄存器，用户程式寄存器通常是USADA，用来存放按照控制器要求而产生的用户软件，该控制通常是由厂商通过为根据厂商所指定的可编程逻辑控制器指示设计的段系统程式节目定义可编程逻辑控制器任务，不允许使用者更改其信息。
2.6 PLC的编程语言
PLC通过设计管理系统实现管理，作为一个专业计算机系统，有相关的专门程式语言，PLC的也有许多，如梯状图、语句表、动作图等。梯状绘图程序的设计语言是指一种计算机图象表设计的用语，具备了继电器开关等监控显示系统形象、直接易用的技术特点；语句表的设计的用语也相似应用于计算机语言的汇编语言，使用各种助记符号来表示各类指令语句的特殊功用，是组成现代的PLC用户程式库的基础组成部分。
有以便于根据逻辑结果的输出和授权来选择适应的其应用的领域，按照其逻辑关系可以将梯度分成梯度或网络。
如图2-1图所示，由可编程PLC程序控制的尺寸程序板可以实现具有和一般由可编程继电器来控制的PCB控制器一样强大的启动、停止控制和定时停止的功能。
图2-1PLC控制的梯形图程序
2.7 PLC的分类及性能指标
按其最大I/O点数容量的大小进行划分通常，西门子公司的西门子S7-200系列产品根据（I/O第256至1024段）的这两种最大的功能特点可以划分为西门子的西门子S7-300系列产品和西门子的欧姆龙公司的西门子C零H系列。
PLC系列的主要电气性能指标项目I/O
PLC表中显示的控制器I/O控制端子数量也就是控制I/O端子连接的控制器总端子数量，当控制I/O控制器端子个数越多，在其外面需要连接控制的控制I/O控制端子就也比较多，控制器性能就相对更重要一点了，这可能也是控制PLC系统的几个主要控制技术指标内容之一。
存储容量
用户存储器的存储能力容量变化一般可以根据单个用户存储器所允许编写的程序数量的变化持续的时间进行确定，而各类大中小型可编程逻辑控制器其储存运算能力容量的平均变化频率范围则一般应在每秒二kb以上至每分钟二mb之间左右。
扫描速度
扫描速率，也就是继电器由PLC控制器编程控制的运行扫描速率，是单片机一种很具关键性能的特性指示器，它充分体现出了直接由可编程继电器编程操作实现的计算机控制特性的高稳定性。
指令系统
这仅仅是PCL处理操作和复杂控制问题的另一个关键指标，同时基于操作设计和实施的更高复杂控制任务的处理能力同样也都受到一定了技术限制。
通信功能
通讯系统包括定义了在PLC设备和台式电脑主机及其它通讯装置上之间运行的全部通讯，包括各种通信功能模块、通信控制接口、通信总线协议、接入通信平台，以及各种通讯指南。
扩展容量
扩充的容量，包含了可扩充的E/O点以及可扩充的PLC控制功能。
特殊功能单元
具有多种型号或许多不同结构种类功能的一些特殊逻辑功能单元，也就是可以直接称为可编程逻辑控制器系统（PLC）以方便完成其各种应用功能。一般来说，用作实现此目的网络的一个主要的功能单元都是用于模拟、模糊，或者是其他的控制网络。
第三章控制系统总体方案设计
3.1系统总体设计
本文中所设计研制出来的八路PLC智能抢答器，是一套可分别由每一组八人来轮流操作抢答系统的智能型八路抢答器，例如使用可分有左右三组多人互相控制操作的多功能鼠标键盘来依次完成操控功能的自动开始、恢复等操作功能以及答题时分数高低的实时自动计算并显示信息等。，当比赛的主持者按下鼠标或启动抢答器键盘后，哪一个组内的其他比赛者又必须同时首先按下抢答器鼠标，则数字管就表示这个群的来电号码绿色灯亮，如果音频集成电路出现讯号（连续三秒）如果抢答成功加十分，后面的信息不再响应抢答成功后，主持按下恢复鼠标进行下一次答题。要是比赛者在没进行回答就抢答了或是在规则的时限内未进行回答，数字管表示这个群体的来电号码红灯点亮，音频集成电路出现声响则回答失败扣除十分。当T零定时器按下抢答器的键盘而不符合三十秒的限制时，T0定时器进行计算（“30秒调整”）。主持人按下响应时钟控制键钮，数字管指令可按照要求所控制的响应钟表校准时间，但假如原本设计为PLC程式运行时，该过程中需要三个数字管、三个说明灯和一个喇叭。如图3-1所示:
图3-1抢答器模型图
3.2系统控制要求
1.抢答器可分别由八个竞赛小组使用；2.通过向节目主持人给出的三个命令按钮来限制提问回答的时间开始、返回和重新开始；3.当游戏主持人指令游戏开始时，玩家组首先应按下响应按键，用数字管一表示组合号码，同时打开绿灯，音频电路从信箱（3S）产生的警告讯号，则表示转向加密。成功且系统会不再持续反馈玩家后续的响应信息。但下次如果没有玩家再次选择响应，系统也将默认可继续通过按下游戏主持人的复位按键来开启游戏下一个系列；4.当玩家在不小心打开时进行响应试验，当玩家用数字管一表示出其号码后，当红灯一亮，音频电路中也没发出什么声音后，就将被系统视为不规则；5.响应计时功能：可当主持人长时按下起动键钮后，对T零定时器值进行实时测量显示（“调整30S”）功能。若玩家在最后三十秒时间结束前还没有得到响应，则黄灯和音响电路中所能发出来的声音，鼓励所有玩家立即放弃行动主体。
3.3系统硬件方案设计
应答器工作时，以主控模块的主控对象作为最先进的标志，而控制系统依据情况确定了事故能否出现，而形成不同的结果。这使人们都可以很快找到装置的节点。
图3-3系统硬件结构
3.4系统软件方案设计
监控系统软件设计通常要选用一套西门子的程序设计软件系统，以主程序语句方式完成，监控系统的基本功能图如左图第3-3所框表示。只要进入复位状态后即自动回到完成的状态，在这种复位的状况作用下，为进一步保障整个工作体系运行的稳定安全，各运行步骤上的自动闭锁系统功能均已得以比较完全可靠的集成应用，如图所显示，该自动控制系统可由一组主程序方案和其他若干个次级序方案所独立构成，对实现整个重新设计后工作系统全过程的实时自动闭锁控制。见图3-4。
图3-4PLC工作系统自动控制流程图
第四章控制系统的硬件设计
4.1硬件选型
4.1.1 PLC选型
本文选择西门子S7-200系列CPU-226中继器类型和EM-223容积扩展模块。
4.1.2数码管显示选型
七段数码管也可以都可以组成,以表示四位数位管上的号码。与会者：为了为了让用户能方便准确地完成操作，本文件中还通过设计了一个共用的阴极阳高的数字管，在当场控制发光二极管的阳极高时，可以自动选择通过相应的字段软弱的通过控制极阴高的PLC的输出电平，荧屏画面上则可以分别显示出各种不同的电平输出的数据，并还可分别指向显示出可得到响应的机会的玩家号码。
图4-1数码管显示
因此，数字管使用到了分别由一组PLC控制的共七个发光的二极管段，其中A、B、C、D、E、F和一个G的二极管组合被关闭，以方便进行数字管的倒数输出。本文将选用日立SIR系列223型数字显示器总成。
4.1.3电阻器选型
温度对电流需求的选择：用电阻器计算温度和低温电流需要的电源消耗的计算。振幅最接近的额定电流,是根据电流大小和能量消耗选定的最合适的电流序列。
在选择适当电阻的种类时候要根据实际电能的损耗所需要或选用的主要能源品种以及适用电阻范围、能量的消耗的程度等等不同，可以只根据每种电阻类型中共同存在的几个特点去选用当前、低成本，或通常是在BOM系统中普遍采用到的电阻。
因此，为了防止不稳定敏感电阻的反复使用，如拉伸电阻或拉伸电阻，可通过选择BOM中的现有敏感电阻或适当降低BOM中的组分类型。本文附录中采用了国标X和GB5R60熔断电阻，其耐用性都良好好，性价比高。
4.1.4蜂鸣器选择
蜂鸣器是一个整体结构的电气声学元电子器件，由直流电源，普遍用作电脑、印刷机、复印机、电子产品报警设备、幼儿游戏玩具、车用电子产品、计算机、定时器。也因此，L’APHONE主要包括了二个类别：高压电式APHONE和低电气式APHONE。L’APHONE在电路中用字母H“或Ha”代表（“以前使用FM、`ZZG’、LB`JD’，等等）。高压电式APHONE和低电气式的APHONE。L’APHONE在电路中用字母H“或Ha”来代表（“以前使用FM、`ZZG’、LB`JD’，等等）。有以下二个类别的：
1.蜂窝压电传感器的振动外壳其主要功能部分通常由多谐振器震荡器、蜂窝压电传感器片剂、高电阻适配器片套和共振盒体组件等元件所单独构成。外壳系统中用于后续行动用的电致动发光二极管片套通常同时也往往还会需要单独安装或者固定安装在蜂窝压电传感器内部的蜂窝组件片上，多谐振器震荡器片内部其主要结构元件则由晶体管片套或综合回路管套等特殊材料构成。多谐振器振荡器片在产生高频的振动声能量时，发出的频率是约在每分钟约100～的低频振动的声音讯号。通过阻抗适配器，从压电蜂窝传感蜂刀片板上接收所需要发出去的声音电子学压电陶瓷蜂窝奏鸣曲片材料通常为由镀钛酸锆铅铬镍或含钛铝铌铬合金的压电陶瓷蜂窝传感片及复合导电陶瓷材料复合构成，硅镀层陶瓷板中的二侧的硅镀银电极材料在表面经过偏振处理技术和高温老化热处理工艺固化之后，与黄铜型钢制钢板片或冷轧不锈锌铝钢板片形成粘接；
2．电磁式蜂鸣器电磁振荡装置可以分为温度耦合振子、电磁线圈、磁石、振动薄膜和振动罐第三方除了振动电源，由高频温度传感器输出所产生形成涡流的音频信号电流会经过这些电磁线圈，因而又形成了振动磁场Tic．关卡美术是由这些电磁线圈形成与高频磁石相互作用产生的周期性振荡膜。
蜂嗡器的声音原理由振荡设备与谐振装置两者所合构成，而蜂嗡器的型式上则也涵盖出了无源他激型和有源自激型。本文选用华宇电子9055一体电磁式有源滤波器环保型3V/5V蜂鸣器。
4.2控制系统I/O分配表
4.2.1抢答器的PLC控制系统的输出端口
抢答器PLC控制系统的输出端口见表4-1：
4.2.2抢答器的PLC控制系统的输入端口
抢答器的PLC控制系统的输入端口如表4-2所示：
4.3系统硬件连接图
按照操作系统和设备的特点，共选取了十一个输入点和二十五个输出点。选用了西门子S7-200系列的CPU负二百二十六中继器类型和EM-223容积扩展模块，但同时也充分考虑到了系统的成本效果和扩展性。
图4-3控制系统外部I/O接线图
第五章系统软件设计
5.1 PLC控制程序
图5-1程序流程图
改善了程序的架构，也优化了程序的界面。I1-I2是程序开发的关键。d，m1，m1-m2高都是程序开发的核心。d-i2是程序的接口，m，m1，m1-m2是程序的核心。
5.1.1主持人控制台
控制了抢答机的启动、答题计数与复位当主机按下零点零按键后，所有参与者通常都可以应答，否则，下图中五负二说明了启动非法应答的情况：
图5-2抢答开始
如果参加者获胜，主持人按I0.2开始计时，如图5-3所示：
图5-3答题计时开始
紧急反应进行后，如图五负四所显示的，当主机按下I零点一时，系统即可进行下一次的紧急反应：
图5-4复位
5.1.2组别显示
当主机发送起飞指令时，参加者先按下响应按钮，在解锁处显示某组的团队编号，如图5-5所示：
图5-5组别显示
5.1.3选手抢答
当调解人下令开始进行回复以后，与会者开始尽快进行回复，不然，草率回复将被认为违规。图5-6显示了对八组候选人作出答复的尝试。
图5-6八组选手的抢答
5.1.4答题限时
完成后，由主机长按按钮进行回答，然后倒数计数并显示在数字管二和三上（如图5-7显示，时间定在50s）：
图5-7倒计时程序
输入初始化一百分程序如图5-8所示
图5-8初始化输入一百分程序
5.1.5音响电路
当主持人在下达了指令时，该组首先按下了响应按键，并且发出了一个指示飞行成功的声音或警告信息（“3S”），并不是回答下一次。如果主持人按按钮并开启了响应计数器，则玩家就需要在规定的时间内应答。否则,音频电路实时发出警报信息。如图5-9所示：
图5-9音响电路
5.1.6指示灯电路
一旦对手按了下一个开启按钮，那么T零计时器也就将随之启动，如果对手在三十S中还没有说出答案，则小黄铃灯便将再度点亮。
当被对方下令开始回答问题时，当向对方连按下第一次的应答按钮时，绿灯闪烁表明回答问题的过程已经全部完成了；而当被对方要求再一次按下第一个的应答按钮时，T0定时器则将会开启（“调整30S”），若在三零年后仍不等待回答，则黄灯将亮着，以说明与会者已经放弃了这个问题。
如图5-10所示：
图5-10成功、无人抢答
如果玩家通过了开场测试，将被视为是不规则的，并点亮红灯以表明发现了违规行为。如图5-11所示：
图5-11违规抢答
如果选手抢答错误扣十分或者在规定的时间内答题未完成扣十分如图5-12所示
图5-12抢答错误或未能完成抢答程序
如果选手抢答成功加十分如图5-13所示
图5-13选手抢答成功加十分程序
第六章系统运行与调试过程
6.1程序的模拟运行
在从PLC控制台中进入任何一个经过精心设计完成的程序之后，必须要事先进行仔细地检查这个程序并进行纠正这些错误。用户程序也可以仅仅从实验室进行仿真测试而出发，但程序一般通常并不包含带任何实际应用的可编程逻辑控制器和负载（例如。“开关”或“按钮”分支也常可选作为模拟实时反馈，并应能依据用户具体需求情况来审查系统的其他不同功能用途，通常每个功能分支下面都至少有至少一个功能图表，包括选择性序列。
图6-1程序下载
图6-2程序运行
图6-3程序停止
6.2程序的调试
在八路抢答器设计流程中，系统设计完成后，将程序引入PLC中进行测试的流程中出现了如下问题：
（1）在多次设计及调试的工作步骤过程中发现了硬件与PLC连接的响应时间，进入点与产出点的连接存在不均匀响应时间现象，通过反复对这些硬件参数的设计测试，在反复查阅分析了许多硬件资源文件后才初步知道了当输入端电源介入工作时，与公共端的电源的连接时间发生出现了时间偏移，通过进行多次的设计以及调试验证工作，最终也取得出了超出预想范围的结果。
（2）当硬件控制系统设计制作完毕无误后，将控制程序数据传输入到了PLC模块中，并再次进行了多次上机模拟调试，结果是发现了在每次不同的系统设计试验阶段，各种控制信号灯系统均能够在处于正常可靠的安全工作状态。
在经过多次的调试使用过程中出现一些问题后通过对硬件故障的检测与查找各种资料，找出了解决此类问题解决的方法。系统也自动修复成了正常。
上图6-1，6-2，6-3是软件运行的几个阶段。
结论
本套抢答器主要也是专门为针对八路抢答赛选手特别设计生产的，主要可以适用于医院，在各种电视娱乐竞技节目比赛中使用（江苏电视台的非诚勿扰）以及知识节目中抢答难度中等以上的各种地方。
在软件方案的设计工作的实施过程中，我自己从前期查阅有关资料，构思设计方法构图到最后的论证最终结果，都较为顺利圆满的地完成设计了实施工作，在设计这个实施过程工作中我也有出现过这几个小小的问题，在软件方案的设计测试执行过程工作中也出现过了这样几个小小问题，总是我百思不解，通过查问同事，在通过查找相关资料后自己又自己加上写了些加分项和几个减分项，通过多方查找有关资料和多方询问设计同事，在实施这个方案过程工作中逐步培养起了我自己动手和解决实际问题时的意识。
本次工程，最终按照了我要的建筑设计意愿完成了抢答，告警，提示等工程目的，并圆满完成了我所要设计的毕业设计的课程任务和工作需求，使用PLC设计制造了八路抢答器，在满足主持人要求按下抢答器信息键后选手将可以立即开始进行抢答，抢答器和抢答题灯均可具备倒计数和表示等功用，如果当时间已经到点了，说明答灯同时也可能会自动发出报警信息，主持在按下告警按键后开始下一轮回答，这次工程花费了很多辛苦和汗水，也谢谢同事和教师们的支持，但如果不是教师的支持，也不是同事的帮助和支持，工程根本就没法完成，不管多么的难度只要不抛弃都会取得意想未到的效果成果。
致谢
我的这篇毕业论文的完成，首先应当归功于指导老师XXX。他无论是在程序设计、数据收集处理还是在论文的撰写等各个方面都给予了大量的指导和帮助，令我不但完成了论文，也学到了许多书本上学不到的知识，受益匪浅，特致以深深的感谢。同时也要感谢同小组姚俊琪同学的帮助，他帮助我完成程序的设计和数据收集处理。另外还要感谢室友将振兴帮助与合作。
在毕业论文完成的过程中，更是走的很困难。完成了这篇论文之时，最深的感触就是时间紧张，专业知识很是缺乏，在此感谢帮助过我的人，没有他们的帮助，我是不可能顺利完成论文的。特别是感谢指导老师在完成整个毕业论文的过程中，给予我悉心的指导和帮助。老师的严谨的治学态度、勤奋的工作作风、平易近人的处世风范，给我留下了深刻的印象，将会在我今后的学习和生活中时刻影响我。值此论文完稿之际，特此向老师致以衷心的感谢!同时，也感谢各位评审老师在百忙之中抽出宝贵时间来审阅我的论文，谢谢各位老师的指导。
在我即将结束毕业论文的写作，即将离开交理的时候，不经意间我发现自己喜欢上了这个曾经不为我所知的黄家湖理工学院。四年的学习生活对于我，真得是一场艰苦的转型、一次艰难的历练，我从中收获的是—份辛苦的光荣、—段得以受益终生的经历。
感谢所有授我以业的老师。没有导师的教导与帮助，我无法完成这篇论文，甚至是无从下手。更重要的是导师为我搭建了学习的平台，我得以在更高的层次上、更宽的领域中向更多的学长求学讨教。向学习过程中给予我帮助的所有同学表示感谢!
谨以此致谢，路还长，唯勤勉前行。
参考文献
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