基于PLC控制的抢答器

【摘 要】社会的快速发展，各种活动、竞赛已经是现代社交的主题，抢答器作为其中必不可少的一项设备已经趋于美观、成熟。本文介绍一款经济实现的抢答器，可用于小范围竞赛选拔功能。

【关键词】PLC；抢答器；MCU

1.可编程控制器（PLC）

可编程控制器，已经是现代工业控制的核心。我国在工业改造过程中也在逐步大量使用。但它的使用特点使其不仅在工业控制（钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺）方面，在其它控制方面应用也越来越多，如电梯、大型建筑物的外景灯、城市中的立体停车场以及自动门等等。因其接线简单，程序易学，已被越来越多的人接受，除自动化专业之外其它工科专业也将其作为一门必修课。

可编程控制器本身容易控制，与其连接的器件也越来越多，特别是触摸屏。这两种器件结合到一起用的例子特别多。

2.PLC实现的抢答器

抢答器现在经常见于各种各样的比赛、娱乐等活动中。抢答器功能描述起来很简单，就是在众多人中找出最先举手回答问题的那个人，但因为人的观察力和反映时间致使很难实现这个过程，所以借助仪器来完成，因为用处理器可以将细微的时间差别判断出来，再锁定并显示出来。

在抢答器的制作中MCU也是经常会用到的一种，相对PLC来说，它小巧、便宜且功能强大，所以在微控制方面使用量很大。但它需要专用电源支持，且与之连接的器件需要焊接，这就使得在某些环境下使用不大方便。在这里说的这款抢答器，只要器件齐全，只需一把螺丝刀就可以完成连接。

3.实现过程

（1）所需的硬件：

按键：一般情况下应该选择点动，通过程序识别最先按下的那一次。如果选用带自锁的按键，在每次抢按后还需要自己复位。

显示器：大屏幕方便观看，但需要通信功能的保证。所以可选用简单的，稍大些的LED显示十进制数字即可。最好加上译码电路，这样可以省下几个输出地址。

蜂鸣器：用于提示抢答信号已经被识别。

指示灯：可接至抢答人的控制台用于提示自己是否抢答成功，可用LED完成。

指示灯和蜂鸣器需加限流电路方可与PLC直连。

本方案选用的是西门子公司的PLC，型号CPU224，因为点位限制只加了部分指示灯，依靠单个数码管显示。

地址分配如下。

输入部分：

启动 I0.0

按钮1号 I0.1

按钮2号 I0.2

按钮3号 I0.3

按钮4号 I0.4

按钮5号 I0.5

按钮6号 I0.6

停止 I0.7

启动缓冲 M0.0

输出部分：

组1灯 Q0.0

组2灯 Q0.1

组3灯 Q0.2

组4灯 Q0.3

组5灯 M0.4

组6灯 M0.5

显示位1 Q0.5

显示位2 Q0.6

显示位4 Q0.7

显示位8 Q1.0

蜂鸣器 Q1.1

（2）软件实现：

主程序OB1

网络1

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮1号:I0.1

O 组1灯:Q0.0

ALD

AN 组2灯:Q0.1

AN 组3灯:Q0.2

AN 组4灯:Q0.3

AN 组5灯:M0.4

AN 组6灯:M0.5

= 组1灯:Q0.0

网络2

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮2号:I0.2

O 组2灯:Q0.1

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组3灯:Q0.2

AN 组4灯:Q0.3

AN 组5灯:M0.4

AN 组6灯:M0.5

= 组2灯:Q0.1

网络3

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮3号:I0.3

O 组3灯:Q0.2

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组2灯:Q0.1

AN 组4灯:Q0.3

AN 组5灯:M0.4

AN 组6灯:M0.5

= 组3灯:Q0.2

网络4

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮4号:I0.4

O 组4灯:Q0.3

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组2灯:Q0.1

AN 组3灯:Q0.2

AN 组5灯:M0.4

AN 组6灯:M0.5

= 组4灯:Q0.3

网络5

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮5号:I0.5

O 组5灯:M0.4

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组2灯:Q0.1

AN 组3灯:Q0.2

AN 组4灯:Q0.3

AN 组6灯:M0.5

= 组5灯:M0.4

网络6

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮6号:I0.6

O 组6灯:M0.5

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组2灯:Q0.1

AN 组3灯:Q0.2

AN 组4灯:Q0.3

AN 组5灯:M0.4

= 组6灯:M0.5

网络7

LD 启动:I0.0

O 启动缓冲:M0.0

AN 停止:I0.7

= 启动缓冲:M0.0

网络8 //复位，开始下一轮抢答

LD 停止:I0.7

EU

R 组1灯:Q0.0,9

R 组5灯:M0.4,2

网络9 //启动显示子程序

LD 启动缓冲:M0.0

CALL SBR_0:SBR0

子程序SBR0：

七段显示子程序（数码管带译码器，所以用PLC输出8421BCD码）。

网络1

LD 组1灯:Q0.0

S 显示位1:Q0.5,1

R 显示位2:Q0.6,3

网络2

LD 组2灯:Q0.1

S 显示位2:Q0.6,1

R 显示位4:Q0.7,2

R 显示位1:Q0.5,1

网络3

LD 组3灯:Q0.2

S 显示位1:Q0.5,2

R 显示位4:Q0.7,2

网络4

LD 组4灯:Q0.3

S 显示位4:Q0.7,1

R 显示位1:Q0.5,2

R 显示位8:Q1.0,1

网络5

LD 组5灯:M0.4

S 显示位4:Q0.7,1

R 显示位2:Q0.6,1

R 显示位8:Q1.0,1

S 显示位1:Q0.5,1

网络6

LD 组6灯:M0.5

S 显示位4:Q0.7,1

R 显示位1:Q0.5,1

R 显示位8:Q1.0,1

S 显示位2:Q0.6,1

网络7 //T37为蜂鸣器定时。

LD 组1灯:Q0.0

O 组2灯:Q0.1

O 组3灯:Q0.2

O 组4灯:Q0.3

O 组5灯:M0.4

O 组6灯:M0.5

TON T37,15

网络8

LD 组1灯:Q0.0

O 组2灯:Q0.1

O 组3灯:Q0.2

O 组4灯:Q0.3

O 组5灯:M0.4

O 组6灯:M0.5

AN T37

= 蜂鸣器:Q1.1

4.结束语

采用以上方法实现的抢答器，功能上不差于任何集成品。如有充裕经费，可适当扩展功能，增加些外观，就与比赛中所用的无异了。本方案亦可作为学校PLC课程的一个实训活动，无须多少花费就可锻炼学生的动手能力或团队协作能力。

作者简介：王剑锋（1981—），西安外事学院工学院实验中心工程师。