本文設(shè)計的四路搶答器要求是主持人先按下開始按鈕，選手通過按下自己的搶答按鈕，本系統(tǒng)就能夠檢測到系統(tǒng)信號的變化，哪個位置率先按下按鈕發(fā)出信號，就可以第一時間被識別到。率先被檢測并識別的位置信息，系統(tǒng)就可以記錄并保存好相關(guān)信息。并點亮對應(yīng)的指示燈，在數(shù)碼管顯示出對應(yīng)的組別，同時禁止其他選手的再次進行搶答。當(dāng)系統(tǒng)的復(fù)位信號發(fā)出時，系統(tǒng)就全部停止運行，等復(fù)位工作完成時，系統(tǒng)就進入下一個工作周期。

本設(shè)計在設(shè)計之初添加了搶答控制信號按鈕，此信號按鈕單獨設(shè)置，選手無法進行控制，由指定的人或者系統(tǒng)來進行控制;當(dāng)指定的人或者系統(tǒng)觸發(fā)了搶答控制信號按鈕，系統(tǒng)才會正常運行，參與搶答的選手立即就可以進行搶答，哪個位置率先按下按鈕發(fā)出信號，就可以第一時間被識別到。率先被檢測并識別的位置信息，系統(tǒng)就可以記錄并保存好相關(guān)信息。當(dāng)指定的人或者系統(tǒng)未觸發(fā)了搶答控制信號按鈕，系統(tǒng)不會正常運行，參與搶答的選手就不可以參與搶答。

本系統(tǒng)設(shè)計的搶答器有六路輸入信號，即主持人席的開始和復(fù)位，以及四路搶答信號。輸出信號有五路，分別是主持人席的顯示信號燈和四路搶答顯示裝置。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖如下。

由分析可知，PLC控制四路搶答器控制系統(tǒng)有6路輸入信號，包括四位選手的搶答按鈕SB1、SB2、SB3、SB4和主持人的啟動按鈕SBO、復(fù)位按鈕SB5。輸出電路有五路，即主持人的啟動搶答指示燈L0控制選手的4路搶答指示燈L1 L2L3 L4。根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計需求，控制器可選用西門子S7-1200 1215C。本控制器集成了14路輸入和10路輸出，完全滿足本設(shè)計的控制要求，并且還有一定的余量。PLC控制四路搶答器IO分配如表1所示。

 
系統(tǒng)程序設(shè)計及運行過程如下:當(dāng)主持人摁下開始按鈕時，信號就傳入PLC中，四個搶答席就進入搶答狀態(tài)。當(dāng)有某個隊摁下?lián)尨鸢粹o時，系統(tǒng)會判斷出哪個隊率先搶答成功。具體實施步驟:在程序段2中，搶答器1隊搶答成功時，系統(tǒng)搶答繼電器通電自鎖，本隊搶答器繼電器和其他參賽隊按鈕輸入觸點串聯(lián)的常開觸點斷開，保證了搶答的準(zhǔn)確性。搶答繼電器閉合后，主持人席的顯示裝置被點亮，代表主持人席和其他搶答隊都可以看到搶答結(jié)果。

若搶答器一隊正常搶答，當(dāng)主持人按下開始按鈕I0.0 時，搶答繼電器 M1.0 閉合，M1.0 常開觸點閉合，搶答器一隊按下?lián)尨鸢粹oI0.2時，搶答顯示裝置Q0.0點亮，主持人席顯示裝置Q0.4點亮，搶答器一隊搶答成功。

若搶答器一隊犯規(guī)搶答，主持人席還未按下開始按鈕I0.0時，則搶答允許繼電器M1.0未吸合，M1.0常開觸點未吸合，搶答不成功。搶答器的程序設(shè)計的主要任務(wù)有以下幾處:一是為了編程的簡單、清晰，在主程序中引用
了中間繼電器。二是實現(xiàn)四路搶答器控制系統(tǒng)選手指示燈和主持人席顯示組別的狀態(tài)鎖存，即當(dāng)主持人

按下啟動按鈕后，某選手優(yōu)先按下相應(yīng)的搶答按鈕成功后，該選手的狀態(tài)指示燈會被點亮，主持人席的狀態(tài)顯示相應(yīng)的組別，即使某選手松開搶答按鈕，指示燈仍保持常亮，主持人席仍顯示對應(yīng)組別。主持人按下復(fù)位按鈕，本輪搶答活動結(jié)束，指示燈和主持人席顯示被清除。三是保證一位選手搶答成功后，其他選手搶答無效，即實現(xiàn)“互鎖功能”。

1、自鎖功能

以Q0.0 為例，如程序段2可知，當(dāng)I0.2 動作后，Q0.0 線圈得電，指示燈點亮，主持人席顯示“A”，隨后QO.0線圈常開觸點閉合，即使I0.2 斷開，由于Q0.0 常開觸點閉合，Q0.0 線圈仍保持得電狀態(tài)，因此，Q0.0線圈進入自鎖狀態(tài)。同樣地，程序段 3、4、5 中的Q0.1、Q0.2、Q0.3 也能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖。

2、互鎖功能

以Q0.1為例，如程序段3可知，在這個通路中，Q0.0、Q0.2、Q0.3 以常閉觸點的形式串聯(lián)在通路中，當(dāng)一隊、三隊或者四隊搶答成功時，Q0.0、Q0.2、Q0.3的常閉觸點將斷開，從而使得整條通路斷開，實現(xiàn)彼此之間互鎖。

 
3、復(fù)位功能
本項目中，主持人席可以通過操作按鈕實現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作，即復(fù)位搶答顯示和主持人席顯示。

本系統(tǒng)設(shè)計了一種智能搶答器，以西門子S7-1200為主控，同時通過按鍵控制系統(tǒng)啟動及復(fù)位。對系統(tǒng)控制要求進行了總體的設(shè)計，以滿足科技的迅速發(fā)展。對系統(tǒng)的1o進行了合理分配，具備搶答器的基本功能。對控制要求和1分配進行分析綜合，編輯程序指令、梯形圖，對系統(tǒng)進行反復(fù)調(diào)試，最終確定設(shè)計方案。系統(tǒng)設(shè)計簡單、方便，相比用數(shù)字電路制作的搶答器抗干擾能力強、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟高效。該系統(tǒng)不僅具備搶答功能，還可實現(xiàn)復(fù)位、自鎖和互鎖功能，功能擴展方便更有利于其他領(lǐng)域的應(yīng)用。