課程設(shè)計自動售貨機的PLC控制

1、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書 專業(yè) 年級 班 一、 設(shè)計題目 自動售貨機的PLC控制二、 主要內(nèi)容 本系統(tǒng)的自動售貨機能銷售飲料和啤酒兩種，在自動售貨過程中，具有硬幣識別、幣值累加、自動售貨、自動找錢、統(tǒng)計銷售金額、銷售數(shù)量、庫存數(shù)量等功能，此售貨機只可接受的硬幣為5角和1元，飲料的售價為2.5元，啤酒為3元。三、 具體要求1. 投入硬幣時，顯示器顯示已投入的硬幣值。當(dāng)投入的硬幣值等于或超過某個商品的價值時，對應(yīng)的指示燈亮。2. 飲料指示燈亮?xí)r，按飲料按鈕，飲料驅(qū)動器動作，飲料從售貨口自動售出，飲料指示燈閃爍，5s后飲料驅(qū)動器釋放，完成一次售貨。3. 啤酒指示燈亮?xí)r，按啤酒按鈕，啤酒驅(qū)動器動

2、作，啤酒從售貨口自動售出，啤酒指示燈閃爍，5s后啤酒驅(qū)動器釋放，完成一次售貨。4. 購買商品以后，顯示器顯示剩余的金額。若有剩余金額，找錢指示燈亮。5. 在購買商品后還剩余額，或在投入硬幣后又不想購買商品（未按飲料按鈕或啤酒按鈕），按復(fù)位按鈕，售貨機自動退出應(yīng)找回的硬幣。6. 售貨機能自動計算已售出商品的總金額、啤酒和飲料的現(xiàn)存數(shù)量。當(dāng)啤酒或飲料現(xiàn)存數(shù)量為零時，對應(yīng)的指示燈閃爍，此種情況下，不能購買此種商品。7. 指示燈閃爍的頻率為1Hz 在上述具體的要求下，完成硬件電路的制作和接線，PLC控制程序的設(shè)計及聯(lián)機調(diào)試，直至滿足要求。四、 進(jìn)度安排1. 理解課程設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計要求，查閱資料（第一周

3、的星期一）。2. PLC外圍硬件電路的制作和接線，構(gòu)思設(shè)計方案（第一周的星期二至星期三）。3. PLC控制程序設(shè)計、程序調(diào)試及系統(tǒng)的總體調(diào)試，撰寫課程設(shè)計報告（第一周的星期四至第二周星期四）。4. 課程設(shè)計答辯、批改設(shè)計報告，登載成績（第二周星期五）。五、 完成后應(yīng)上交的材料 PLC外圍硬件連接電路、程序清單及課程設(shè)計總結(jié)報告。六、 總評成績指導(dǎo)教師 簽名日期 年 月 日系 主 任 審核日期 年 月 日目錄摘要 3（一）前言 4 1.1 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容 4 1.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計的一般步驟及內(nèi)容 5 1.3 程序設(shè)計的步驟 6（二） 自動售貨機介紹 6（三）自動售貨機基本功能 7

4、 3.1 I/O地址定義表 8 3.2 自動售貨機控制系統(tǒng)I/O點連接圖 9 3.3 數(shù)碼顯示電路 10（四）PLC自動售貨機設(shè)計程序 10 4.1 商品指示 11 4.2 選擇商品 11 4.3 比較 12 4.4 找錢退幣 12 4.5 程序 13（五）控制系統(tǒng)的設(shè)計特點 19（六）結(jié)束語 20摘要本文介紹了自動售貨機的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過程為例，把交易過程分為幾個程序塊，然后分別對程序塊進(jìn)行編程。具體說明了可編程序控制器在自動售貨機中的作用。程序涉及到了自動售貨機工作的絕大部分過程。利用PLC控制的自動售貨機提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動售貨機能夠長期穩(wěn)定運行。關(guān)鍵詞 自

5、動售貨機；可編程序控制器；梯形圖（一） 前言從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費以及消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應(yīng)運而生了。從廣義來講投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷售商品的機械，從狹義來講就是自動銷售商品的機械。從供給的條件看，自動售貨機可以充分補充人力資源的不足，適應(yīng)消費環(huán)境和消費模式的變化，24小時無人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運營時需要的資本少、

6、面積小，有吸引人們購買好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費用上升的問題等各項優(yōu)點?，F(xiàn)在，自動售貨機產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實現(xiàn)合理化。例如實行聯(lián)機方式，通過電話線路將自動售貨機內(nèi)的庫存信息及時地傳送各營業(yè)點的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且，為防止地球暖化，自動售貨機的開發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動售貨機成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費高峰時，這種機型的自動售貨機即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動售貨機相比，它能夠節(jié)約1015的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時，自動售貨機也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。1.1 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本

7、內(nèi)容PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的。因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象（電動機、電磁閥等）。這些設(shè)備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法在其他有關(guān)書籍中已有介紹。（2）PLC的選擇。 PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性能指標(biāo)起到重要的作用。選擇PLC，應(yīng)包括機型選擇、容量的選擇以及I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。（3）分配I/O點，繪制I/O連接圖。（4）設(shè)計控制程序。包括控制

8、系統(tǒng)流程圖、梯形圖、語句表（即程序清單）和控制系統(tǒng)流程圖。1.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟及內(nèi)容（1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求,需要完成的動作（動作順序、動作條件、必須的保護(hù)和聯(lián)鎖等）、操作方式（手動、自動；連續(xù)、單周期、單步等）。（2）根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。據(jù)此確定PLC的I/O點數(shù)。（3）選擇PLC機型及容量。（4）定義輸入、輸出點名稱，分配PLC的I/O點，設(shè)計I/O連接圖。（5）根據(jù)PLC所要完成的任務(wù)及應(yīng)具備的功能，進(jìn)行PLC程序設(shè)計，同時可進(jìn)行控制臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工。1.3程序設(shè)計的步驟（1）對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明動

9、作的順序和條件。對于簡單的控制系統(tǒng)，也可以省這一步。（2）設(shè)計梯形圖。這程序設(shè)計的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。要設(shè)計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設(shè)計的實踐經(jīng)驗。（3）根據(jù)梯形圖編制程序清單。（4）用編程器將程序輸入到PLC的用戶存儲器中，并檢查輸入的程序是否正確。（5）對程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。（6）待控制臺及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機調(diào)試。若未滿足要求，再從新修改程序或檢查接線，直到滿足為止。（二）自動售貨機介紹 這部分闡述了自動售貨機的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程，并介紹了自動售貨機運行系統(tǒng)種所包括的人工操作步驟。 先

10、是進(jìn)行對投幣的記數(shù)，把投進(jìn)的不同面值的貨幣進(jìn)行統(tǒng)計并存放到PLC中。 價格與所投的貨幣比較，當(dāng)所投幣值超過商品價格時，相應(yīng)價格選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購買。 在有操作顯示的條件下，進(jìn)行對商品選購的操作。 選購操作進(jìn)行同時，同時PLC自動進(jìn)行余額的處理，并對所選商品進(jìn)行提取。 按下退幣的按鈕，PLC會把余額以1元硬幣和5角硬幣的形式進(jìn)行退幣處理，并同時把PLC里寄存的余額清零，返回到初始狀態(tài)。到此為止，自動售貨機的一個完整工作過程結(jié)（三）自動售貨機的基本功能1,投入硬幣時，顯示器顯示已投入硬幣值。當(dāng)投入的硬幣值等于或超過 圖2.5元時飲料燈亮，當(dāng)投入的硬幣值等于或超過3元時，飲料喝啤酒指示燈全

11、亮。2.飲料指示燈亮?xí)r，按飲料按鈕，飲料驅(qū)動器動作，飲料從售貨機口自動售出，飲料指示燈閃爍，5S后飲料驅(qū)動器釋放，完成一次售貨。3. 啤酒指示燈亮?xí)r，按飲啤酒鈕，啤酒驅(qū)動器動作，飲料從售貨機口自動售出，飲料指示燈閃爍，5S后啤酒驅(qū)動器釋放，完成一次售貨。4.購買商品以后，顯示器顯示余額，若有剩余金額，找錢指示燈亮；若剩余金額等于或超過某個商品價格時，對應(yīng)的指示燈亮，表示還可以購買商品。5，在購買商品后還剩下余額，或在投入銀幣后不想購買商品，則按復(fù)位按鈕，售貨機自動退回應(yīng)找回的金額。如余額為2.5元，在退幣過程中，退幣驅(qū)動器動作，找1元錢指示燈先閃爍2次，找5角錢指示燈在閃爍5次，退幣驅(qū)動器釋放

12、，顯示器顯示金額為零。6.售貨機能自動計算機已售出商品的總金額，啤酒和飲料的現(xiàn)存數(shù)量。當(dāng)啤酒或飲料現(xiàn)存數(shù)量為零時，對應(yīng)的指示燈閃爍，此種情況下，不能購買此種商品。7.指示燈閃爍的頻率為1HZ.3.1.I/O地址定義表表1 自動售貨機控制系統(tǒng)I/O地址定義表輸入點地址功能輸出點地址功能X05角識別器Y0Y10自制顯示電路板X11元識別器Y11飲料驅(qū)動器X2飲料按鈕Y12啤酒驅(qū)動器X3啤酒按鈕Y13飲料指示燈X4復(fù)位按鈕Y14啤酒指示燈X161元硬幣傳感器Y15找錢指示燈X17缺貨傳感器Y16退幣驅(qū)動器3.2.自動售貨機控制系統(tǒng)I/O點連接圖控制器硬件設(shè)計自動售貨機控制系統(tǒng)的PLC輸入輸出的接線如

13、圖所示 220V 5角識別 1元識別 顯 飲料按鈕 示 啤酒按鈕 電 復(fù)位按鈕 路 板 接 口 飲料驅(qū)動 啤酒驅(qū)動 飲料指示燈 啤酒指示燈 找錢指示燈COM COM1 COM2 COM3X0 COM4X1 Y0X2 Y1X3 Y2X4 Y3X5 Y4X6 Y5X7 Y6X10 Y7X11 Y10X12 Y11X13 Y12X14 Y13X15 Y14X16 Y15X17 3.3.數(shù)碼顯示電路（四） PLC程序設(shè)計自動售貨機系統(tǒng)主要包括：商品的指示燈模塊，選擇商品模塊，比較模塊，找錢退幣模塊 。4.1商品指示4.2選擇商品當(dāng)投入的幣值可以購買某種商品時，即商品下相應(yīng)的指示等亮了，按下相應(yīng)的“選擇

14、”按紐即可在出貨框中出現(xiàn)該種商品。4.3比較模塊（飲料為例）價格的比較要貫穿實驗過程的始終，只要余額大于某種商品價格時，就需要輸出一個信號，提示可以購買。投幣完成后，系統(tǒng)會將儲存器內(nèi)錢幣數(shù)據(jù)和可以購買的飲料價格進(jìn)行比較：當(dāng)投幣<2.5元，則飲料商品指示燈亮，表示可以購買飲料，此時可以繼續(xù)投幣或退幣；只有投幣在3元或以上時會見到啤酒選擇的指示燈和飲料指示燈長亮，此時可以選擇購買飲料和啤酒或退幣。4.4找錢退幣系統(tǒng)可在顧客購買完飲料后退回余幣。按下退幣按鈕后，數(shù)據(jù)寄數(shù)器內(nèi)的幣數(shù)除以10。4.5.程序（注：此圖為手工QQ截圖，載不好的地方望見諒。）（五）控制系統(tǒng)的設(shè)計特點自動售貨機控制系統(tǒng)實現(xiàn)

15、了工藝的要求,實現(xiàn)可以進(jìn)行自動售賣的目的,其設(shè)計特點有：1.最大限度的滿足了被控對象的控制要求：通過資料的搜集，根據(jù)工藝的要求，擬定了一套切實可行的電氣控制方案，解決了設(shè)備對物料的混合質(zhì)量高、生產(chǎn)效率和自動化程度高、適應(yīng)范圍廣、抗惡劣工作環(huán)境等的目的。2.考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選用PLC容量時，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ俊?.接線簡單：由于將復(fù)雜的控制任務(wù)交給了PLC，所以接線大大簡化4.運行可靠：由于電氣線路的簡化，減少了有觸點元件，同時也減少了系統(tǒng)的故障點，所以系統(tǒng)的可靠性得到提高。5.維護(hù)量?。河捎跍p少了有觸點元件，消除了許多故障點，同時由于故障點的減少，提高了查找故障的速度，維護(hù)量工作得以減輕。（六） 結(jié)束語經(jīng)過兩個星期的學(xué)習(xí)、研究以及經(jīng)過華老師