基于PLC的自動售貨機控制系統(tǒng)設計

1、目錄第1章系統(tǒng)描述與設計思路11系統(tǒng)描述11.2、設計思路1第2章 限制系統(tǒng)總體方案設計32.1、系統(tǒng)硬件組成32.2、I/O地址分配32.3、中間繼電器分配42.4、硬件接線圖52.5、實物接線圖5第3章 限制系統(tǒng)梯形圖程序設計63限制程序流程圖設計63.2限制程序設計6第4章系統(tǒng)調試及結果分析104.1、系統(tǒng)調試104.2、結果分析10課程設計心得11參考文獻12附錄13PLC限制系統(tǒng)課程設計第1章系統(tǒng)描述與設計思路1.1系統(tǒng)描述PLC限制的自動售貨機系統(tǒng)主要有三個可以感受到投幣量的傳感器、六個按 鈕開關分別為啟動按鈕、停止按鈕、退幣按鈕、汽水選擇按鈕、花茶選擇按鈕 和咖啡選擇按鈕、三個指

2、示燈分別為汽水指示燈、花茶指示燈和咖啡指示燈、 和兩個七段數(shù)碼管.傳感器用來接收投幣信號,傳送投幣量的多少；按鈕開關分 別對系統(tǒng)功能進行限制,當投入的錢幣夠某一種飲料時,按下這種飲料的選擇按 鈕時才會有飲料送出,有剩余錢幣時,還可以通過按下退幣按鈕來找回剩余錢幣； 三個指示燈分別用來只是哪種飲料可以選擇,只有投幣量大于或等于這種飲料的 價格時,這種飲料的指示燈才會亮；同時,還有兩個七段數(shù)碼管,用于顯示當前 剩余的總錢幣.限制要求如下：1. 自動售貨機有3個投幣孔,分別為1元、5元和10元.2. 售貨共有3種飲料供選擇,分別為汽水、花茶和咖啡.3. 如投幣總額超過銷售價格,將可山退幣鈕找回余額.

3、4. 投幣總額或當前值顯示在7段數(shù)碼管上.5. 投幣值等于或大于12元時,汽水指示燈亮,表示只可選擇汽水.6. 投幣值等于或大于15元時,汽水和花茶指示燈亮,表示只可選擇汽水和 花茶.7. 投幣值等于或大于20元時,汽水、花茶和咖啡指示燈亮,表示3種均可 選擇.8. 按下要飲用的飲料按鈕,那么相對應的指示燈開始閃爍,3s后自動停止, 表示飲料已經(jīng)掉出.9. 動作停止后按退幣鈕,可以退回余額,退回金額如果大于10元,那么先退 10元再退1元,如果小于10元那么直接退1元的.1.2、設計思路自動售貨機的根本功能就是對投入的錢幣數(shù)進行計算,然后根據(jù)運算結果做 岀相應的判斷,看看哪種商品可以進行購置,

4、哪種商品不能購置,本次課程設計 的要求是可識別三種錢幣,分別是1元、2元、5元,采用三個按鈕進行模擬, 自動售貨機共出售四種貨物,其價格分別定為1元、3元、4元、6元,當投幣 數(shù)大于等于貨物價格時且售貨機里有這種貨物時,指示燈亮,表示可以進行購置, 四種貨物分別用四個小燈代替進行模擬.除此之外,本次設計還涉及了顯示、找 零、送貨等功能的實現(xiàn),其中顯示局部釆用數(shù)碼管進行顯示,顯示投幣總數(shù)和購 PLC限制系統(tǒng)課程設計買后的余額；當按下找零按鈕后,數(shù)碼管顯示進行清零,采用從高到低遞減的形 式進行清零,例如：當余額為17元時,按下找零按鈕后,先找三個五元數(shù)碼管 分別顯示12、7、2,然后再找2元,清零

5、.送貨局部采用小車直線運動進行模 擬,將四種貨物分別送到四個不同的地點,采用四個光電開關分別代表四個不同 的送貨地點,當按下不同的送貨按鈕后,小車會以其對應的光電開關為終點做直 線往返運動,表示送貨過程由于售貨機的全部功能是在上位機上模擬的,所以售貨機的局部碩件是山訃 算機軟件來模擬替代的這些并不會影響實際程序的操作,完全能模擬現(xiàn)實售貨機 的運行.13第2章 限制系統(tǒng)總體方案設計2.1、系統(tǒng)硬件組成我們本次采用的是西門子公司的S7-200系列PLC,它可以提供4種不同 的根本單元和6種型號的擴展單元,其系統(tǒng)構成包括根本單元、擴展單元、編程 器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等.22、I/O地址分配

6、本次課程設訃的主要I/O分配如下：表2-1I/O地址分配輸入單元PLC地址輸出單元PLC地址投幣1元10.1A貨物顯不Q1.0投幣2元10.2B貨物顯示Q1.1投幣5元10.3C貨物顯示Q2.0送貨A貨物10.4D貨物顯ZKQ2.1送貨B貨物10.5找零出口Q2.2送貨C貨物10.6出貨口Q2.3送貨D貨物10.7電機正轉Q2.6找零10.0電機反轉Q2.5數(shù)碼個位10.0 顯示10.3數(shù)碼十位顯示10.410.7限位開關S111.0限位開關S211.1限位開關S311.2限位開關S411.32.3.中間繼電器分配表22中間繼電器分配中間繼J能中間繼功能M0.0送A貨M1.2電機反M0.1限位

7、開關M1.3電機正M0.2限位開關M1.4電機正M0.3送B貨M1.5電機反M0.4送C貨M1.6電機正M0.5限位開關M2.0送貨延M0.6送D貨M2.1送貨延M0.7限位開關M2.2送貨延M1.0電機反轉M20.0找零M1.1電機正轉2.4、硬件接線圖24VT淸毎按tni元按紐2元按紐5兀按紐購A貨按仞購B貨按釘1購C貨按釘1齣D貨按何I+ 0123.45.6.7 L+IO.IO.IO.IO.IOIO.IOIO0,.1A1如A2f九Tg.BlaLECD451IbA3cA4dGNDcq-貨1、2限位開關貨31農位幵關"貨4限位開關"24VQ0.4Q0.5hoCPU-224

8、Q().611.1Q0.711.3Q1.0OilQ2.0Q2.1Q2.2MQ2.5Q2.6IL+必A貨描示燈 B貨描示燈0 C貨描示燈 因D貨描示燈 一 退錢燈<M反轉正轉»24V圖2-3硬件接線圖2.5.實物接線圖圖2-4 實物接線圖第3章限制系統(tǒng)梯形圖程序設計3.1限制程序流程圖設計整個系統(tǒng)的整體工作流程如圖3-1所示圖31整體工作流程圖3.2限制程序設計321、投幣局部X0、XI、X2為投幣識別,每識別一次,即XO、XI或X2接通一次,往寄 存器D10中累加按鍵代表的相應金額,但是在報警和退幣的時候不可投幣,此 W M206和M208會分別斷開,此時投幣無效,只有在退幣過

9、程結束4s后,再 投幣方才有效,假設在4s內投幣那么直接退幣.M204在系統(tǒng)上電按下啟動鍵X6后 接通后,M205接通時方可開始下一次操作.322、價格比擬局部D10D10D10K100K45K35K28D10那么 M6=l；(D10) =45,那么 M7=l；(D10) <45,那么 M8=lo最后一句用于判斷用戶投幣金額是否大于99,只有當(D10) <100時,即 M9=l時方可調用以下程序,否那么系統(tǒng)自動調用退幣程序.1<156OMD1存放在D10中的貨幣金額和商品的單價相比擬,如第一句中如果(D10)>45,當投幣金額不大于99時,并且大于相應商品的單價時,對

10、應的指示燈會點 亮,當某種商品被選擇后,對應的指示燈會以1S為周期閃爍.在退幣時LED燈 不在點亮,即M300的常閉觸點斷開.323、選擇商品和送出局部選擇商品局部山三段程序構成,分別用來處理汽水,花茶和咖啡的選擇,下 面以選擇汽水為例進行詳細說明.汽水的單價為3元,當汽水指示燈點亮,即Y10接通時,每按鍵一次汽水 選擇按鈕X10 ,系統(tǒng)將把用戶的可消費余額減去3元,如按鍵前數(shù)碼管顯示5.0 元,按鍵后那么顯示2元,并由M40限制汽水輸出.這里須注意的是按鍵X10時, 不可同時按Xll, X12,否那么,按鍵無效.同樣在商品送出時按選擇商品鍵也是 無效的,這里由M30的常閉來實現(xiàn).商品的送出由

11、代表該商品的指示燈閃爍4次來表示.中選擇該商品后在 實現(xiàn)上述處理的同時,將M30置“1,它的常閉觸點可以屏蔽用戶再次選擇該 商品,它的一對常開觸點用于產(chǎn)生四個周期為4s的方波,每個方波的占空比為 50%o其波形如下所示.當C0在四次計數(shù)完畢后,釋放M30,并將C0復位清零.324、退幣找零局部210T1dC閔ru 呦C 14 M2O7的常開在用戶投幣金額大于99元系統(tǒng)自動調用退幣時接通.退幣時,系統(tǒng)根據(jù)用戶所剩余額進行比擬,當余額大于或者等于5元時,先 退幣面值為5元的貨幣,然后再根據(jù)大于或者等于1元的余額退1元的貨幣,最戶投幣的作用.退幣鍵為X7,當接通X7后,退幣指示燈Y14亮,以表示系統(tǒng)

12、退幣正在進 行中.亮的時間由T14設置,這里設置T14=40,就是亮4s.PLC限制系統(tǒng)課程設計第4章系統(tǒng)調試及結果分析4/1、系統(tǒng)調試在整個程序的調試過程中,我遇到了一些問題,最初的設計比擬簡單,只是 將投幣,購置的過程考慮進去,而沒有將購置之后送貨的過程加進設計的方案中, 后來在老師的提醒之下,我乂將送貨的過程采用了小車直線運動進行模擬,將四 個光電開關模擬成四種貨物的送貨地點,分別在按下四個送貨按鈕之后,將貨物 送到四種地點,使得整個系統(tǒng)更加完善,功能更增強大.在數(shù)碼顯示的過程中也遇到了一些問題,數(shù)碼顯示時數(shù)據(jù)的傳輸所用到的中 間繼電器和后來送貨時的中間繼電器發(fā)生了沖突,使得程序運行過程

13、發(fā)生了紊 亂,后來在同學的幫助下,我明白了問題的關鍵,將其解決,使數(shù)碼顯示功能順 利實現(xiàn).在最后的送貨過程中,由于有四個地點,所以要對電機的正反轉分別進行控 制,最初我是將所有的正轉輸入都采用了 Q2.6進行驅動,所有的反轉輸入都采 用了 Q2.5進行驅動,當程序運行時,發(fā)現(xiàn)得不到預期的現(xiàn)象,經(jīng)檢查程序沒有 問題,后來經(jīng)過考慮和同學的提醒,采用中間繼電器進行驅動,現(xiàn)象就出現(xiàn)了, 實現(xiàn)了最初預想的送貨過程.在找零階段,最初只是按下找零按鈕后直接將數(shù)碼顯示清零,后來經(jīng)過思考 和老師的提醒,將找零局部乂逐步進行了完善,將找零的過程在數(shù)碼管上顯示了 出來先找大面額的錢幣,后找小面額的錢幣,其內部進行減

14、法運算,使得整個找 零的過程清楚可見.在購置貨物的過程中最初忽略了如果貨物售完該怎么辦,后來經(jīng)過完善將貨 物的數(shù)量進行了設定,只有當投幣金額大于等于所要購置的貨物時,且貨物數(shù)量 大于零時才能進行購置,這使得整個過程更加完善.4.2、結果分析通過本次PLC課程設計使得我對PLC的操作更加的熟練,同時掌握了自動 售貨機的根本工作原理,對自動售貨機的開展也有了一定的了解更加充分的體會 到了 PLC在實際生活中的重要應用與在當今限制領域的重要地位.與此同時,我也對S7200系列的PLC有了更進一步的了解,同時對PLC 的高效性和實用性有了更進一步的熟悉,在整個課程設計過程中,在遇到問題的 時候,我學會

15、了如何借助外界的幫助和自身的努力來解決實際問題,懂得如何進 行獨立思考,如何冷靜的面對要解決的問題,這些都是今后學習生活的珍貴經(jīng)驗, 在以后的各個方面都有著至關重要的作用.PLC限制系統(tǒng)課程設計課程設計心得通過一周的PLC的課程設計,在自己的努力下,最終完成FX-2N系列PLC 限制自動售貨機系統(tǒng)的設計本限制系統(tǒng)就是充分利用了 PLC,接口電路芯片以 及顯示模塊實現(xiàn)了對自動售貨機的限制,到達了設計的LI的.這次設計的PLC控 制自動售貨機系統(tǒng)的主要內容包括設計出了硬件系統(tǒng)的接線圖,梯形圖等;并且 系統(tǒng)具有啟動,停止功能;運用功能指令進行PLC限制程序設計;還進行了系統(tǒng) 調試,實現(xiàn)自動售貨機的限

16、制要求.在設計中運用所學的理論知識,進行自動售貨 機運行原理設訃,硬件系統(tǒng)設訃,軟件系統(tǒng)設計,創(chuàng)新設計,提升理論知識工程應用 水平,系統(tǒng)調試水平,分析問題與解決問題的水平.綜合運用了所學的知識,理論與 實際相結合,提出并論證設計方案,然后進行軟,硬件的設計,制作與調試,最后獲 得正確的結果.加深了對所學理論知識的穩(wěn)固,增強了建立PLC限制工業(yè)機械 和生產(chǎn)過程系統(tǒng)的整體概念,初步掌握了 PLC限制工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的軟, 硬件開發(fā)方法,為以后進行實際的PLC軟,硬件應用開發(fā)奠定了良好的根底.與 此同時,也增強了我們對問題的分析解決水平,為以后的畢業(yè)設汁和畢業(yè)后的工 作做了充分的準備.在本次課程設計中受到老師的耐心指導,使我們進一步學 習到了對問題的整體把握,學會了分析