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做电源的网站,网站备案 和 icp,建设厅官方网站下载专区,lnmpa安装wordpress2 抢答器控制系统总体设计 2.1 系统设计原则 通过分析各类竞赛场合的规则特点和要求#xff0c;以及该系统的可实施性#xff0c;总结出该系统设计是应满足以下原则#xff1a; #xff08;1#xff09;可靠性#xff1a;在竞赛中抢答控制系统应保持长期稳定的工作状态以及该系统的可实施性总结出该系统设计是应满足以下原则1可靠性在竞赛中抢答控制系统应保持长期稳定的工作状态设计系统时应考虑到PLC和通讯模块工作的稳定性此外还要保证无线传输数据的准确性和抗干扰性。2实用性抢答器系统的应用对象是参与竞赛的比赛人员和主持人员为了使抢答过程及结果准确可靠触摸屏界面的设计应简洁、清楚、操作方便。3经济性:该系统主要应用在各种抢答竞赛中目的是使整个抢答过程透明化精准化所以应选择经济的硬件配置与设计方案以降低损耗成本。2.2 系统工作原理及设计方案2.2.1 系统工作原理四路抢答器系统的工作原理如下系统上电后若主持者发出抢答信号表示四位参赛人员可即刻抢答选手抢到后提示灯亮、其它选手不可在抢答、显示器显示抢答选手号开始计时后显示作答界面。时间过半开始倒计时提醒答题时间结束后蜂鸣报警提醒数据信息转存寄存器中判断结果后INC工作。若主持者为发出开始抢答信号参赛人员已发出抢答信号则显示器显示犯规同时蜂鸣器报警提醒且辅助继电器不工作按具体比赛规则判罚按下复位按钮可结束当前一轮抢答按下总复位按钮可结束此轮比赛数据清空。2.2.2 系统设计方案该设计是采用三菱FX系列PLC与触摸屏相结合所设计的用于各种竞赛场合的四路多功能抢答器系统它具有线路简单、装配成本低、实用方便及功能完善等特点是一种操作简单、准确度高的比赛专用抢答器。抢答体系包含硬件和软件两个部分硬件部分主要由三菱PLC编程控制器FX3U-48M、三菱触摸屏GOT1000、LED显示器、蜂鸣器、LED提示灯、定时器、数据寄存器、六个抢答按钮已经相配合的电路配线组成软件系统包括用GXWords2编写主题程序、计时程序、INC程序已经报警程序用GTDesigner3设计触摸控制界面排版。采用GXWords2和GTDesigner3进行程序设计配合GTSimulator3可联合模拟运行检验程序是否能达到预期效果。该系统以三菱PLC可编程控制器为核心以编程软件和基本电路为辅所需元器件均可在编程软件内模拟实现下图为该系统的系统控制框图。图2-1 PLC系统控制框图2.3 数据写入及通讯过程当梯形图写好之后需要将程序与电脑通讯才能正常运行。通讯过程如下①把电脑和PLC通过专用的编程电缆线连接。每个品牌有不同的通讯端口引脚制造商生产的各个品牌的编程电缆线并不通用。所以在选用电缆线时一定要型号匹配下图是2-2为三菱FX系列PLC编程电缆线型号为USB-SC09-FX图2-2 三菱FX系列PLC编程电缆线②打开设备管理器查看端口如下图2-3所示图2-3 查看端口电脑和PLC通讯好后在设备管理器的页面下会出现COM口。本文的抢答系统用的是COM3,此外电缆线插入不同的USB口会生成不同的COM口。如果当前COM口连接不成功需点击鼠标右键更新驱动直到显示正常。③打开GXWork2软件进行如下图2-4操作点开导航栏里的连接目标设置好端口。点击“通讯测试”后弹出已成功连接对话框说明测试连接成功。④单击提示栏上的“在线”选择下面的PLC写入或PLC读取。(先点击参数程序后点击执行就能把程序下载进PLC。读取的过程也是一样。)如下图2-4图所示图2-4 PLC写入3 系统硬件设计3.1 PLC的两种结构及组成大体上PLC包含两种开放式总线结构一种是模块式一种是箱体式两者的结构不同但元器件相同在该系统中我们选用的是模块式PLC。模块式PLC下有I/O模块、CPU模块、储存、送电模块、支撑板或框架几个模块装配完成后就构成长方体样式。PLC的基本结构框图如图3-1所示图3-1 PLC的基本结构框图3.2 系统硬件设计方案3.2.1 系统硬件组成本文的硬件的控制组成主要由MitsubishiGroupFX3U-48M微型可编程控制器、MitsubishiGroupFX3U-M485BD通讯接口模块和MitsubishiGroupGOT1000触摸屏等组成可以实现系统的人机交互功能。硬件系统的核心控制部分是三菱可编程控制器通过仿真方式写入或读取来控制抢答过程正常运行。系统硬件的电气原理图3-2所示:图3-2 系统硬件控制框图上位机与下位机FX3U-48M之间通过专用的编程电缆线并设置统一端口连接。可编程控制器放置在上位机左侧通讯接口模块与可编程控制器以及上位机通讯成功后开始PLC写入模拟量特殊功能模块可与可编程控制器直接连接。由三菱GOT1000触摸屏和GXWorks2软件的监控状态实时显示抢答系统的运行状态。PLC可编程控制器程序成功写入后在寄存器设置断电保存的情况下即使电路断电或者电池短时间失电已经写入的程序不会丢失得电后可正常使用。4 抢答器控制系统软件设计4.1 软件基础4.1.1 编程语言的特点PLC的程序语言和计算机编程语言相比较而言比较特别PLC编程语言和一般的高级语言和汇编语言不同。其设计不仅要求要容易编写而且方便后期调试。到现在为止所有PLC厂家的产品都不能通用编程语言。就像本文采用的MitsubishiGroup的FX3U有自己特有的编写方式所有类型的PLC它们的汇编语言皆含有的几种特点是指令形式形结构、常数变量明确、程序结构简单、软件生成过程容易和着重调试方法。4.1.2 编程语言的形式梯形图是本文的编程语言就是用线段把PLC指令连接在一起形成一个导通图用以表达其前后顺序和PLC指令比较直观易懂梯形图和电气接线图相像。4.1.3 编程元件内部编程元件是支持本系统型号的编程语言软元件常用叫法分别叫做定电器、继时器、寄存器等和真实软元件不同通常把它们叫做“软继电器”。常用的有状态寄存器、数据寄存器、专用辅助继电器、辅助继电器、定时器、计数器、输入继电器及输出继电器等。4.2 软件总体设计及设计原则4.2.1 软件总体设计软件总体设计包括PLC控制程序编写、触摸屏界面设计及通讯设计。该控制系统有三个设计重点第一个是实现选手之间的互锁和自锁功能自锁就是在主持人发出开始抢答信号之后如有选手首位抢答成功指示灯亮放开抢答按钮也不产生影响互锁是指主持人发出抢答信号后有选手抢答则其他选手不可再抢答该系统是四人抢答应实现两两互锁。第二是实现更好的人机交互功能也就是说通过设备可以更好的控制和监测选手的抢答状态在本文中采用结婚触摸屏的方式实现此功能。第三是实现同步记录选手得分一轮比赛结束后可只管看到每位选手的总得分无需赛后复盘统计在该抢答器系统中通过INC和DEC指令得以实现。控制系统中PLC的主要工作为抢答系统启动后通过PLC程序判断抢答选手是否违规、超时、得分以及蜂鸣等。控制系统软件设计要求1与硬件系统配合能够根据抢答状态实现状态判断及数据实时更新2与控制机组和外部模块配合能够通过可编程控制器和上位机实现控制系统中所有执行元件的监测3能够保证抢答系统以及整体设备正常通讯运行触摸屏界面设计要求:1设计手动控制和自动控制按钮界面使参赛人员和主持人能够方便的使用该抢答设备同时实现通过触摸屏可一键启动、复位。2设计回答“正确”“错误”按钮使主持人根部选手实际回答情况进行判断计分3设计犯规和超时提醒使参赛人员以及主持人通过蜂鸣提示实时查看哪位选手犯规或超时4设计系统得分分信息查看界面使主持人直观判断胜负使参赛人员可快速复盘5 抢答器控制系统的应用与分析5.1 系统功能测试5.1.1 系统控制功能测试在具体比赛使用之前系统需要实验测试通过才能使用其中控制功能测试是为了测试控制系统软件以及硬件接线设计的功能性需要对程序的输入输出口和数据寄存与显示进行全面的调试以避免系统发生故障。软件调试阶段主要是对三菱编程软件中的梯形图进行编写调试最后对三菱触摸屏软件做可视化操作测试主要通过按键对电路控制测试。5.1.2 系统监视功能测试1数据传输功能对FX3U-48M进行PLC写入和读取以及仿真测试首先连接目标端口要设置一致然后进行通信测试参数加程序写入控制器与上位机成功连接后进行数据写入并备份。若无差错系统程序正常运行证明在以太网通讯下PLC和上位机可正常传输数据2数据读功能PLC的执行状态可通过触摸屏控制画面监测到在触摸屏控制界面可以看到抢答信息。系统运行过程中几号选手抢到答题和得分都有数显。5.2 系统应用分析为测试系统控制是否能够起到犯规提醒的作用该系统做了对比测试。一个选手在主持人发出抢答信号后抢答该选手若抢到就有答题资格一个选手在主持人发出抢答信号之前抢答会发出犯规蜂鸣报警并且显示几号选手犯规。文章底部可以获取博主的联系方式获取源码、查看详细的视频演示或者了解其他版本的信息。所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统我们提供全方位的支持包括修改时间和标题以及完整的安装、部署、运行和调试服务确保系统能在你的电脑上顺利运行。