三人抢答器CP1H系列PLC控制系统设计

    抢答器是常见的控制设备，本例是设计3人抢答器控制程序，如图5-4所示。
    图5-4    3人抢答器现场设备示意图    （一）控制要求    3人抢答器的具体控制要求如下：    1)当主持人给出题目，并按下抢答“开始”按钮，此时抢答信号灯亮，提示各选手开始抢答。    2)当抢答结束后，主持人按下“复位”按钮，此时抢答信号灯灭，主持人开始准备出下一道抢答题。若抢答信号灯亮10s内无人抢答，视作选手弃权，本题作废。同时抢答信号灯自动熄灭。    3)在抢答信号灯亮后，先按下“抢答”按钮的选手，他面前的“抢答”灯常亮，后按的选手无效。答题完毕，主持人按下“复位”按钮，使该选手的抢答灯熄灭。    4)在主持人的抢答信号灯未亮时，提前按下“抢答”按钮的选手被判犯规，他面前的“犯规”灯常亮（犯规扣分），若有多名选手犯规，则只处罚第一个犯规的选手。主持人按下“复位”按钮，可将该选手的“犯规”灯熄灭。    （二）控制系统设计    1．系统配置    (1)基本设备。如图5-4所示，本系统涉及的基本设备包括：主持人配备抢答“开始”和“复位”按钮各一个，以及抢答信号灯一盏；3名参赛选手每人配备了“抢答”和“犯规”灯各一盏，以及一个“抢答按钮”。    (2)I/O分配。该系统选取欧姆龙CPIH-XA40DR-A型PLC为控制器，其I/O分配见表5-1，I/O接线图如图5-5所示。
    图5-5    抢答器控制器(CP1H PLC)I/O接线图    表5-1    I/O分配
    2．抢答器PLC应用程序设计    本控制任务较简单，适合采用经验设计法来设计梯形图。编程思路如下：    1)程序的总体结构可分为“抢答有效”与“抢答犯规”两部分，在此基础上分别分析抢答灯与犯规灯的输出条件。    2)设计各选手的梯形图时，在逻辑条件中需要串人其他选手抢答灯的常闭触点，旨在体现抢答器的基本功能——竞时封锁，在已有选手抢答之后其他选手再按自己的按钮将无效。犯规情况的编程与此相同。    3)设计主持人的程序时，需要考虑正常抢答和10s内无人抢答这两种情况。    4)实现系统的总复位功能需在各逻辑行中串入复位按钮的常闭触点。    3人抢答器的PLC控制梯形图如图5-6所示。
    图5-6    3人抢答器的PLC控制梯形图    本系统中应用了多段起保停电路，实现抢答器的竞时封锁功能。特别需要注意的是：应将各选手的抢答灯（输出点）的常闭触点串联在其他选手的抢答灯的逻辑条件上，这样才能保证第一个抢答灯持续点亮。如果将该触点换为各选手的抢答按钮（输入点）的常闭触点的话，则当第一个选手按完抢答按钮抬起手后，其他选手可以抢入将其复位。    起保停电路与定时器配合实现了当选手弃权时导致的主持人抢答信号灯10s延时断开的功能。