三路智力搶答器的PLC控制研究

在知識競賽、文體娛樂活動（搶答賽活動）中，能準確、公正、直觀地判斷出搶答者的座位號。更好的促進各個團體的競爭意識，讓選手門體驗到戰場般的壓力感。傳統搶答器只是大概判斷出搶答成功或犯規選手臺號，無法顯示出每個選手的搶答時間。而今搶答器可以通過數據來說明裁決結果的準確性、公平性。使比賽大大增加了娛樂性的同時，也更加公平、公正。新增無線搶答器更是搶答器史上的一大改革。

設計要求

1．按下啟動按鈕（開始搶答）后，若10s內無人搶答，則搶答器自動撤消搶答信號（有聲音提示），說明該題無人搶答，自動作廢。

2．按下啟動按鈕（開始搶答）后，第一個按下按鈕的信號有效，其余信號（后按下的）無效，有效信號用燈光和聲音指示。

3．若有人搶答即按下任意一個搶答按鈕，從按下按鈕開始計時，在答題時間（約1min）完畢時，有燈光和聲音信號提示答題時間到。

4．三路搶答器應有燈顯示和分數值顯示，對答題正確或錯誤者，在操作人員的控制下，可對其加10分或減10分。加分可達最大分值是99分，減分可達最少分值是00分。工作流程如下圖所示。

硬件I/O地址分配

根據任務要求及所選FX3U-80MR（考慮20%接口裕量）和其他硬件（蜂鳴器，燈，七段數碼顯示管）PLC的I/O地址分配如表1。

硬件系統接線圖

根據題目要求和I/O地址分配，選用六個共陰極的數碼管，結合FX3U-80MR的PLC外部系統接線圖見下圖所示。

硬件接線分析

為了硬件電路接線方便，SB1搶答的開始按鈕，對應輸入點為X1輸出點為Y0。SB1、SB2、SB3分別對應三個參賽對號，輸入點分別X4、X5、X6，輸出點分別為Y2、Y3、Y4。SB0為搶答的復位按鈕，對應輸入點為X0。數碼管1顯示輸出點為Y10-Y16。數碼管2顯示輸出點為Y20-Y26。數碼管3顯示輸出點為Y30-Y36。PLC與數碼管采用串電阻直接連接方式。

搶答器程序設計

為了編程結構的簡單、明了在主程序中引用了中間繼電器，X4—X6分別為三組選手的搶答信號， 同時我們用中間繼電器M1，M2，M3，M10，M51，M52進行自鎖和互鎖功能，以保證每個選手公平搶答。主持人控制臺有X1按鈕用以搶答開始，X0按鈕為復位按鈕。

在按下啟動按鈕SB1時復位所有數據寄存器（累加計分的數據寄存器除外D1—D4）然后三組搶答者開始搶答，搶答的同時產生一個切斷信號M10（目地后者搶答無效）搶答后開始計時答題時間60秒。答完以后主持人開始加減分（在搶答的基礎之上產生一個選通信號）沒有搶答的組加不了或見不了分數。在加減分的同時需要對D1—D4進行判斷（可以用CMP指令或LD=）。如果超過99或低于0都以0處理

在主持人按搶答開始按鈕X1時，復位D0和M52.同時有搶答開始聲音信號Y1，在PLC開始運行時復位D1—D4。如下圖所示。

初始化復位

在搶答者按下搶答的同時即X4（或X5，X6）為ON時產生一個互鎖信號M10（鎖定其他選手搶答）。同時Y2（或Y3，Y4）有1秒鐘ON信號，為了以后程序選擇置位M1（或M2，M3）程序如下圖所示。

搶答程序

搶答程序

根據任務要求當10秒內無人搶答則取消答題信號（用T4實現）。程序如下圖所示。

無人搶答程序

利用中間繼電器M10和Y2和Y3和Y4開始計時。如果已搶答則計時答題時間60秒，計滿60秒不準答題。程序如下圖所示。

答題計時程序

初始時需要解碼D0作為加減分選通信號，同時有搶答者的信號（M1，M2，M3）參與加減分的選擇。程序如下圖所示。

加減分初始化程序

如果答題正確加10分，錯誤減10分。如果加分超過99分或減分低于0分則置零處理。同時考慮到個位一直為零則用同一種輸出接口連接數碼管。直接加減十位。程序如下圖。

加減分程序

加減分程序