本实用新型涉及一种实训平台,具体是一种教学用的抢答器实训平台,属于教学用具技术领域。
背景技术:
PLC是自动控制领域常用的一种主控设备,也是自动化类专业学生需重点掌握的控制设备之一。在PLC教学中,抢答器作为较理想的控制对象常常出现在实训教学中,以帮助学生掌握PLC的基本逻辑控制指令及一般逻辑程序编制和调试技巧。但在教学中由于没有配套的实训设备,学生对基本逻辑指令的学习及对程序编制、调试只能靠软件仿真运行的办法,无法观察抢答器实际抢答运行过程及程序是否正确的实现抢答功能,因而会影响学生对指令和程序的理解,降低了PLC课程此部分内容的教学效果,也难以激发学生的学习兴趣。为此,我们采用PLC为主控器设计一个抢答器实训平台,让学生既可以亲自动手组装抢答器硬件系统,又能直接观察系统实际运行效果,从而激发学生对PLC课程的学习兴趣,增强学生动手实践能力,提高PLC课程的教学成效。
技术实现要素:
本实用新型的目的是提供一种教学用的抢答器实训平台,以解决现有PLC教学缺乏对应的实训平台,无法让学生动手实践,影响教学效果的问题。
本实用新型所采取的具体技术方案如下:
一种教学用的抢答器实训平台,包括底板和支脚,支脚设置在底板的下方并对其形成架空和支撑;所述底板上设有PLC控制器、输入接线端子排、输出接线端子排、数码管接线端子排、指示灯接线端子排、按钮接线端子排、数码管显示屏、主持人控制按钮盒和多个选手抢答按钮盒;主持人控制按钮盒设有开始抢答按钮和定时按钮,每个选手抢答按钮盒均设有抢答按钮和指示灯;开始抢答按钮、定时按钮和各抢答按钮均通过线路连接至按钮接线端子排的输入端,各指示灯均通过线路和指示灯接线端子排的输出端相连接,数码管显示屏通过线路和数码管接线端子排的输出端相连接;按钮接线端子排的输出端通过线路连接输入接线端子排的输入端,输入接线端子排的输出端通过线路连接PLC控制器的输入端,PLC控制器的输出端通过线路连接输出接线端子排的输入端,输出接线端子排的输出端通过线路分别连接指示灯接线端子排的输入端和数码管接线端子排的输入端。
所述数码管显示屏采用双联数码管,所述选手抢答按钮盒设有四个。
所述PLC控制器的供电部分采用的方案为:220V市电经断路器连接+24V直流电源的输入端,+24V直流电源的输出端连接电源接线端子的输入端,再由电源接线端子的输出端通过线路向PLC控制器供电。
所述PLC控制器采用继电器输出型PLC。
所述底板采用长150cm、宽80cm、厚1.5cm的PVC板,所述支脚采用高为7cm直径为4cm的铝合金柱。
本实用新型通过提供一种教学用的抢答器实训平台,可以让学生亲自动手组装抢答器硬件系统,设计相应的PLC系统控制程序,并能直接观察程序的运行效果,从而激发学生PLC课程的学习兴趣,提高PLC课程的教学成效。
附图说明
图1为本实用新型安装在底板上的各部件的分布和连接示意图。
图中:1-断路器,2-+24V直流电源,3-电源接线端子,4-输出接线端子排,5-PLC控制器,6-输入接线端子排,7-按钮接线端子排,8-指示灯接线端子排,9-数码管接线端子排,10-选手抢答按钮盒,11-主持人控制按钮盒,12-数码管显示屏。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
本教学用的抢答器实训平台包括底板和支脚,底板采用长150cm、宽80cm、厚1.5cm的PVC板,支脚采用高为7cm直径为4cm的铝合金柱,支脚设置在底板的下方并对其形成架空和支撑。
如图1所示,所述底板(图上未画出)上按图上的框线位置设有PLC控制器5、输入接线端子排6、输出接线端子排4、数码管接线端子排9、指示灯接线端子排8、按钮接线端子排7、数码管显示屏12、主持人控制按钮盒11和四个选手抢答按钮盒10;主持人控制按钮盒11设有开始抢答按钮和定时按钮,每个选手抢答按钮盒10均设有抢答按钮和指示灯;开始抢答按钮、定时按钮和各抢答按钮均通过线路连接至按钮接线端子排7的输入端,各指示灯均通过线路和指示灯接线端子排8的输出端相连接,数码管显示屏12采用双联数码管显示屏,用于显示抢答倒计时,其通过线路和数码管接线端子排9的输出端相连接;按钮接线端子排7的输出端通过线路连接输入接线端子排6的输入端,输入接线端子排6的输出端通过线路连接PLC控制器5的输入端,PLC控制器5的输出端通过线路连接输出接线端子排4的输入端,输出接线端子排4的输出端通过线路分别连接指示灯接线端子排8的输入端和数码管接线端子排9的输入端。所述PLC控制器5采用继电器输出型PLC,PLC控制器5的供电部分采用的方案为:220V市电经断路器1连接+24V直流电源2的输入端,+24V直流电源2的输出端连接电源接线端子3的输入端,再由电源接线端子3的输出端通过线路向PLC控制器5供电。
本实训平台在PLC控制器5的程序控制下完成抢答过程如下:
(1)在系统启动后,初始状态为所有选手抢答按钮盒10的指示灯不亮,倒计时数码管显示屏12不亮。比赛开始后,主持人发出“开始抢答”指令的同时按下开始抢答按钮,开放抢答权限,选手可以开始抢答。在主持人按下开始抢答按钮前,系统是屏蔽选手的抢答按钮的,无论选手怎么按抢答按钮系统均无任何响应。
(2)主持人发出“开始抢答”指令的同时按下开始抢答按钮后,所有选手可按下所在组的抢答按钮开始抢答,PLC程序会判定出是那组选手先按下抢答按钮,同时控制所在组的指示灯亮起,表明这组选手“抢”得答题权,本轮“抢”的环节结束。PLC程序具有互锁功能,一旦有选手“抢”成功后,能屏蔽其他组的抢答按钮和指示灯,以避免出现已有组“抢”成功的情况下,其他组还会亮灯等错误现象,从而确保最先按下按钮的组取得答题权。
(3)已有组抢答成功后,根据赛制需要,如无需倒计时的,选手可以直接说出答案;如需要答题倒计时,那么在主持人按下定时按钮,数码管显示屏12会按事先PLC程序设定的时间开始显示倒计时时间,同时选手开始答题。若选手在规定时间内回答正确,此时数码管显示屏12倒计时没有走到“00”,主持人再次按下定时按钮,数码管显示屏12暂停倒计时,固定显示剩余时间。若选手在规定时间内未能回答正确,数码管显示屏12倒计时走到“00”后通过显示闪烁的数字表示答题失败。
(4)主持人的开始抢答按钮具有开放抢答权和灭掉数码管显示屏12显示的功能。无论是首轮抢答还是其中的某轮抢答,主持人在按下开始抢答按钮时,开放抢答权限,同时灭掉数码管显示屏12的显示,为本轮倒计时做好准备。如需要,只要主持人按下定时按钮,数码管显示屏12就能显示倒计时。
本实训平台的输入/输出接线端子排6和4是由PLC控制器5的输入/输出端子一一对应扩展出来的,学生接线时,直接在扩展出来的输入/输出接线端子排6和4上连接,可避免直接在PLC控制器5自身的输入/输出端子上反复接线造成接线端损坏。本实训平台的所有的按钮接线均已通过导线集中引到按钮接线端子排7,所有的指示灯均已通过导线集中引到指示灯接线端子排8,用于显示抢答倒计时的数码管显示屏12的所有引脚都已通过导线集中引到数码管接线端子排9,且连接数码管显示屏12的导线上都已做串联电阻处理,起到限电流作用,以使数码能长时间工作而不会烧毁。实训时,学生可以根据自己设计的PLC的I/O规划,将输出接线端子排4相应端子跟数码管接线端子排9相应端子对应接通即可。因PLC控制器5自身带有数码管译码指令,因此无需外接硬件译码器就可以驱动数码管显示数字。另外为了节省PLC控制器5的输出点资源,双联数码管采用共阴极型,2个管的a、b、c、d、e、f、g、h引脚是共用的,但是各自有公共端(COM端)。学生可以采用动态扫描的方式驱动数码管显示。实训时数码管接线端子排9、指示灯端子排8与输出接线端子排4之间的连线,以及按钮接线端子排7与输入接线端子排6之间的连线先拆除,由学生自己动手接线组成控制系统。
学生使用时,由学生根据设计好的I/0系统在实训平台上自己动手连接好相应线路,然后合上断路器1,PLC控制器5通电,只要学生将PC端编写好的程序通过PC/PPI电缆传输到PLC控制器5后,抢答器即可进行工作,学生们可以通过实际操作来验证编写的程序和系统连接是否正确合理,及所设计系统是否实现了抢答功能。
上述图例仅为本实用新型的典型实施例,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改或等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。