為了激發(fā)學(xué)生愛國情懷，學(xué)校辦公室組織黨史知識競賽。鑒于學(xué)生活動經(jīng)費(fèi)有限，調(diào)研了市場上搶答器的價格和以前所買搶答器使用時的效果，感覺價格太高，現(xiàn)場的使用效果也不令人滿意，經(jīng)校辦研究，讓機(jī)電系教師帶領(lǐng)學(xué)生自己設(shè)計(jì)制作比較實(shí)用的搶答器。

學(xué)校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的一臺三菱FX-32MR型PLC，教師帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)了一款基于PLC的6路搶答器供學(xué)生進(jìn)行各種知識競賽使用。該搶答器采用較少的外圍元件就能完成搶答、聲音提示、發(fā)光顯示及答題計(jì)時等功能，同時編程簡單，易于制作，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性，實(shí)用價值較高，受到使用者、觀眾和評委的一致好評。

可行性分析

經(jīng)濟(jì)上分析，如果到市場上購買功能較強(qiáng)、效果較好的搶答器，價格一般在5000元人民幣以上，質(zhì)量好的甚至在一萬元，學(xué)校學(xué)生活動經(jīng)費(fèi)很有限，不能接受。根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有專業(yè)機(jī)電一體化，完全有能力自己設(shè)計(jì)出物美，價廉滿足要求的搶答器。

當(dāng)前搶答器的技術(shù)種類有很多種，經(jīng)比較用PLC進(jìn)行知識競賽搶答器設(shè)計(jì)，其控制準(zhǔn)確，方便，靈活，功能完善，只要改變輸入PLC的控制程序，便可改變競賽搶答器的搶答方案。

學(xué)校機(jī)電系實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)有PLC，不需要另外購買，只要購買相關(guān)導(dǎo)線、搶答按鈕、燈具和蜂鳴器等材料，總計(jì)只需支出約一百元人民幣。技術(shù)上，不需要太復(fù)雜的編程，學(xué)生完全可以編出，這樣還能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力，所以不論從經(jīng)濟(jì)上還是從技術(shù)上，都是完全可行的。

系統(tǒng)控制要求

(1)競賽共設(shè)6個組，每個參賽組擁有常開按鈕各一，分別設(shè)為SB1～SB6，各一盞信號燈。

(2)主持人控制臺設(shè)有開始搶答按鈕一個，復(fù)位按鈕一個，開始搶答信號燈一盞，報(bào)警用蜂鳴器一個。

(3)參賽選手如要搶答主持人提出的問題，必須在主持人宣布“開始”，并且按下“搶答開始”按鈕，搶答信號燈亮后，由參賽選手搶先按下自己桌上的搶答器按鈕，此時該組燈亮，并鎖住搶答器，使其它組再按也無效。

(4)當(dāng)主持人按下復(fù)位按鈕響應(yīng)后，燈熄滅，參賽選手開始回答問題。

(5)在主持人還沒宣布“開始”，沒有按下“搶答開始”按鈕，開始信號燈沒亮，參賽選手就提前搶答，該組燈亮且主持人控制臺蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，主持人根據(jù)現(xiàn)象可判斷哪組違規(guī)搶答，作出相應(yīng)的判罰。

(6)主持人按下復(fù)位按鈕后，所有信號都消失，開始下一題搶答。

從控制要求看，控制不復(fù)雜，可以說很簡單，用PLC技術(shù)很容量實(shí)現(xiàn)該搶答功能。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

先做8個安裝盒，可以是木質(zhì)，成本低，易于安裝，也比較安全，再根據(jù)需要打好相應(yīng)尺寸孔，然后在上面安裝相應(yīng)的設(shè)備，比如按鈕、燈座、蜂鳴器，控制中心要安裝PLC，接線端子等。

PLC選型及I/O分配表：三菱FX2N-48MR型PLC采用整體式結(jié)構(gòu)，提供了24個輸入點(diǎn)和24個輸出點(diǎn)，本系統(tǒng)共使用了8個輸入點(diǎn)和8個輸出點(diǎn)，因此該型號的PLC完全能滿足控制要求，并且還有預(yù)留端口，便于今后再進(jìn)行擴(kuò)展。

工作過程分析：主持人宣布搶答開始，按下開始按鈕，Y000輸出信號，Y007就不會有輸出，也就是報(bào)警用蜂鳴器不會發(fā)出聲音。當(dāng)某一參賽組按下自己的搶答按鈕后，該按鈕對應(yīng)的內(nèi)部輔助繼電器得電吸合，如SB1先按下，則Y1得電吸合，使Y1接通，此時燈1亮；且內(nèi)部輔助繼電器Y1～Y6互鎖，一個接通時，其它5個都斷開；當(dāng)主持人按下復(fù)位按鈕SB0時，所有內(nèi)部輔助繼電器失電，燈熄滅；若主持人還沒發(fā)出開始搶答指令，就有參賽組開始按按鈕，提前搶答，不論哪組搶答，Y007就會有輸出，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，主持人按復(fù)位后蜂鳴器停止。

PLC控制的輸入、輸出接線圖如下。

編程界面

結(jié)束語

對有機(jī)電專業(yè)的學(xué)校來說，PLC是自動化系統(tǒng)不可少的設(shè)備之一，因?qū)W?，F(xiàn)有PLC，故不需額外購買，只要編制一下程序，買一些導(dǎo)線、燈泡、按鈕、蜂鳴器之類的耗材，費(fèi)用不會超過200元人民幣，很是劃算。

本搶答器控制系統(tǒng)僅設(shè)計(jì)了6路，當(dāng)參賽隊(duì)多于6組時，可在現(xiàn)有程序基礎(chǔ)上適當(dāng)修改即可滿足要求，還可適當(dāng)增加設(shè)備，即可滿足不同的場景，總之，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單，程序簡潔易懂，基本能滿足學(xué)生各種知識競賽的需求。

（編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“基于PLC技術(shù)的搶答器設(shè)計(jì)”，作者為李鵬輝。）