1. 选题的目的和意义

1.1 选题的目的

PLC即可编程控制器是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

近年来随着科技的飞速发展， PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。 

本次设计是利用PLC对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要25个，输入端口需要7个，由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点，因此，我决定选用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活，维护使用方1.2国内外研究现状分析

目前市场上已有很多类型的竞赛抢答器，但其中绝大多数是早期设计的，采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路的产品。这些抢答器已相当成熟，但是随着功能增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮的行为，也不便于参数调节及功能的升级换代。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC 的应用正在不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。可编程控制器是以微机技术为基础发展起来的新一代控制装置，是实现自动化控制的理想工具之一，它有着传统继电接触控制无法比拟的优点，因而在控制领域中得到了广泛应用，若采用可编程控制器制作抢答器，则比用逻辑电路和继电器制作的抢答器具有更多的优点，其结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，定时准确，可方便地设置定时时间，编程容易，功能扩展方便，修改灵活。本设计就是利用 PLC 作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，PLC的性能优势必会使得竞赛真正达到公正、公平、公开。

2、研究内容及方案

2.1课题的研究内容

工作原理：通电后，主持人将开关拨到“清零状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间：主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。若是主持人开关并未置“开始”，此时若是有人抢答，则对应选手的灯亮，扬声器发出报警声并封锁输入电路。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时抢答。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断，编号锁存，编号显示，扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止，禁止二次抢答，定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始：状态开关。对于抢答者，答对题则可以进行相应的加分，提前抢答或是答错则扣掉相应的分值。

比赛开始时，节目主持人将开关置于“清零”位置，抢答器处于禁止工作状态，编码显示器灭灯，限时显示器上显示限定时间。当节目主持人宣布“抢答开始”并将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，限时器开始倒计时。若限定时间到，却没有选手抢答时，报警电路报警，指示灯亮起，并封锁输入电路禁止选手超时抢答。若选手在限定时间内按动抢答按钮，抢答器需完成以下工作： 

1.优先编码器电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号； 

2.指示灯亮起，提醒节目主持人注意； 

3.控制电路对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答； 

4.控制电路使限时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕时，主持人操作控制开关，是系统恢复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。

2.2研究方案

抢答器可同时供四组选手参加比赛主持人有三个控制按钮，用来控制抢答开始、复位和答题计时的开始。 每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答按钮，则数码管就显示该组的编号，同时绿色指示灯亮，音响电路给出信箱提示信号，以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不再响应。选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统才能开始下一轮抢答。 违规抢答：若选手在未开时抢答试题时抢答了，则视为违规，违规时数码管显示其编号，同时红灯亮，音响电路发出声响。 抢答限时：当主持人按下开始按钮后，定时器开始计时若时限到仍无人抢答，则黄灯亮、音响电路发出声响，以示选手放弃该题。 答题限时：在抢答成功后，主持人按下答题计时开始按钮，同时数码管上显示答题倒计时时间，选手必须在设定的时间内完成答题。否则，音响电路发出答题超时报警信号

2.3预期目标

 竞赛者若要回答主持人所提问题时，须抢先按下桌上的抢答按钮；绿色指示灯亮后，须等主持人按下复位按钮PB5后，指示灯才熄灭；如果竞赛者在主持人打开SW1开关10秒内抢先按下按钮，电磁线圈将使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会如果在主持人打开开关几秒内无人抢答，则必须有声音警示，同时红色指示灯亮，以示竞赛者放弃该题在竞赛者抢答成功后，.应限定一定的时间回答问题，根据题目难易可设定时间；当主持人打开开关后记时开始，如果竞赛者在回答问题时出设定时限，则红色指示灯亮并伴有声音提示，竞赛者停止回答问题。

3、研究进度安排

参考文献

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第二篇：科研训练报告书模板

本科生科研训练报告书

院系专业                        

年级班级                        

姓    名                        

学    号                        

科研单位                        

科研时间            至         

指导教师                        

年    月    日

注：1、文中单位名称可采用国际通用符号或中文名称，但全文应统一，不可混用。

    2、字数一般不少于2000字，可另加同规格纸张。