四路知识竞赛抢答器的设计

该文介绍了利用西门子S7-200PLC 作为核心控制器进行四路抢答器系统的设计，根据知识竞赛抢答器的控制要求和特点设计出了PLC接线图、指令语句表。

目前市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。用PLC进行知识抢答器的设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。

一、控制系统的任务要求

任务要求。 四路抢答器即能使4位参赛队员同时参加抢答； 设主持人为裁判台，参赛队员为参赛台。主持人有裁判灯，并且设有裁判台开始按钮、复位按钮，参赛台设有参赛队员抢答按钮以及参赛台灯。考虑到若是在室外进行抢答赛，指示灯亮灭现象不是很明显，在指示灯上再并一只扬声器，这样使用更方便更适用； 知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则：

先声夺人必答题环节。此题是选手必答题，主持人读完题后，提示“请回答”，选手必须在10S内答题有效，超时视为弃权。

抢答题环节。出题后，各选手抢答必须在主持人说出“开始”并按下裁判台的开始按钮后10S内抢答。（若有选手在主持人未按下开始按钮就开始抢答则报警）10S时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，抢到题的队必须在15S内答完题，如15S内未答完，则作超时违规处理，扬声器发出超时信号，答题结束。在某个题结束后，主持人按下台上的复位按钮，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答作好准备。

惊险必答题环节。快问快答形式，各队派出的选手在两分钟内应尽可能多的回答出主持人问题，如有不能回答的问题，可以快速“PASS”，进入下一题。

扭转乾坤风险题环节。主持人读完题，提示“请回答”，选手在20S内回答正确视为有效。

二、抢答器控制系统的硬件选择及程序设计

可编程控制器PLC的选型。本设计中采用西门子公司的S7-200型PLC，其具有极高的可靠性并有丰富的指令集，易于掌握，操作便捷，适用性强，在小型企业、各职业学校应用广泛。

PLC外部接线图。根据任务控制要求，得出外部接线图，如图

说明：

抢答超时灯、报警灯（Q0.6）：主持人按下“启动”按钮，10S内无人抢答，则此指示灯亮；主持人未按“开始”按钮，有人抢答，指示灯亮。

先声夺人必答题、惊险必答题、扭转乾坤风险题指示灯（Q1.0）：先声夺人必答题计时10S、惊险必答题计时2分钟、扭转乾坤风险题计时20S指示灯。

扬声器（Q0.7）：抢答题答题超过15S，扬声器响。

选手抢答后中，主持人要按复位开关，否则扬声器会一直响，影响选手答题。

3、指令语句

LD I0.0 O M0.0 AN I0.0 = M0.0 AN M0.1 AN M0.2 AN M0.3 AN M0.4 TON T37，100 LD M0.0 A I0.1 O M0.1 AN I1.0 AN M0.2 AN M0.3 AN M0.4 AN T37 = M0.1 LD M0.0 A I0.2 O M0.2 AN I1.0 AN M0.1 AN M0.3 AN M0.4 AN T37 = M0.2 LD M0.0 A I0.3 O M0.3 AN I1.0 AN M0.1 AN M0.2 AN M0.4 AN T37 = M0.3 LD M0.0 A I0.4 O M0.4 AN I1.0 AN M0.2 AN M0.3 AN M0.1 AN T37 = M0.4 LD I0.1 O M1.1 AN I1.0 AN M0.0 AN M1.2 AN M1.3 AN M1.4 = M1.1 = M2.1 LD I0.2 O M1.2 AN I1.0 AN M0.0 AN M1.1 AN M1.3 AN M1.4 = M1.2 = M2.2 LD I0.3 O M1.3 AN I1.0 AN M0.0 AN M1.2 AN M1.1 AN M1.4 = M1.3 = M2.3 LD I0.4 O M1.4 AN I1.0 AN M0.0 AN M1.2 AN M1.3 AN M1.1 = M1.4 = M2.4 LD M0.1 O M0.2 O M0.3 O M0.4 O M 1.5

AN T38 = M1.5 TON T38，150 LD T38 O Q0.7 AN I1.0 = Q0.7 LD M0.0 A T37 O M1.1 O M1.2 O M1.3 O M1.4 AN I1.0 = Q0.6 LD M0.0 AN I1.0 = Q0.0 LD M0.1 O M2.1 AN I1.0 = Q0.1 LD M 0.2 O M2.2 AN I1.0 = Q0.2 LD M0.3 O M2.3 AN I1.0 =Q0.3 LD M0.4 O M2.4 AN I1.0 = Q0.4 LD 0.5 O M3.1 AN T39 AN I1.0 = M3.1 TON T39，100 LD I0.6 O M3.2 AN T40 AN I1.0 = M3.2 TON T40，1200 LD I0.7 O M3.3 AN T41 AN I1.0 = M3.3 TON T41，200 LD M3.1 O M3.2 O M3.3 AN I1.0 = Q1.0 END

用PLC设计的抢答器不仅性能可靠，而且运用方便，在此基础上可很方便地添加其他的功能，这样应用更广泛，更适用。限于篇幅，PLC输入输出分配读者可根据PLC外部接线图得出。

（作者单位：湖南省冷水江市高级技工学校）