2024秋期國家開放大學(xué)《可編程控制器應(yīng)用實訓(xùn)》一平臺在線形考(形成任務(wù)6)試題及答案

國家開放大學(xué)《可編程控制器應(yīng)用實訓(xùn)》一平臺在線形考形考任務(wù)6答案說明：資料整理于2024年10月16日；適用于2024秋期國家開放大學(xué)?？茖W(xué)員一平臺在線形考考試。可編程控制器應(yīng)用實訓(xùn)形考任務(wù)六實訓(xùn)目的：掌握PLC在實際生產(chǎn)中的典型應(yīng)用，并能夠獨立進行簡單控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計（系統(tǒng)配置及輸入/輸出繼電器地址分配、系統(tǒng)的I/O接線圖、系統(tǒng)的流程圖、控制程序的設(shè)計、編程及調(diào)試）。實訓(xùn)要求：1．選擇社會生活或生產(chǎn)實踐中某一種典型的PLC控制系統(tǒng)或產(chǎn)品，，并能夠獨立進行簡單控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計（系統(tǒng)配置及輸入/輸出繼電器地址分配、系統(tǒng)的I/O接線圖、系統(tǒng)的流程圖、控制程序的設(shè)計、編程及調(diào)試）；

2．同一班級中，可按照個人或小組在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行選題。實訓(xùn)內(nèi)容自動售貨機是可完成無人自動售貨的商業(yè)自動化設(shè)備，它不受任何場地限制，方便快捷，在我國也越來越普及。傳統(tǒng)的自動售貨機采用單片機作為控制核心，但這樣在輸入輸出接口上消耗很大。PLC不但可實現(xiàn)類似控制功能，還具有可靠性高、編程簡單、功能強、能耗低、調(diào)試方便等優(yōu)點。本文設(shè)計的是售汽水和啤酒這兩種飲料的自動飲料機，它的售貨過程是：首先由顧客按下商品選擇開關(guān)時，然后顧客投入的硬幣(投入硬幣的面值和剩余值由PLC驅(qū)動數(shù)碼管顯示)經(jīng)過光傳感器感應(yīng)，再由光傳感器驅(qū)動硬幣識別傳感器識別硬幣（由于能力有限，在識別硬幣上不做具體研究）。大體運行如圖2-1：圖2-1自動售貨機工作流程圖圖2-2是自動售貨機簡單示意圖。在該機中有兩種已經(jīng)配制好的飲料儲液桶（未畫出來），一種為汽水，另一種為啤酒。汽水出口和啤酒出口分別代表由兩個電磁閥控制放入杯中的飲料品種的飲料出口。圖2-2自動售貨機簡單示意圖三．控制要求基本工作過程：1、本自動售貨機可以投入1角、5角或1元硬幣，自動銷售聽裝汽水和啤酒。2、當投入的硬幣總值等于或超過1.2元時，汽水按鈕指示燈亮；當投入的硬幣總值等于或超過1.5元時，汽水按鈕和啤酒按鈕指示燈亮。3、當汽水按鈕燈亮時，按汽水按鈕，則汽水排出7s后自動停止，同時汽水按鈕指示燈閃爍7s；4、當啤酒按鈕燈亮時，按啤酒按鈕，則啤酒排出7s后自動停止，同時啤酒按鈕指示燈閃爍7s；5、若投入硬幣的總值超過按鈕所需錢數(shù)（啤酒1.5元，汽水1.2元）時，找錢指示燈亮，同時進行找錢動作。設(shè)計內(nèi)容：1、記錄已經(jīng)售出貨品的總錢數(shù)以及各種貨品的數(shù)量，并將各種貨品的數(shù)量顯示在數(shù)碼管上。2、控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計，包括確定控制對象和控制范圍，繪制工作時序圖，PLC的選型。3、硬件部分設(shè)計，包括I/O配置，操作面板布置，接線圖。4、程序設(shè)計，包括流程圖，梯形圖，上機調(diào)試，完成指令表。四．系統(tǒng)配置及輸入/輸出繼電器地址分配4.1I/O口分配列出I/O口分配表，如表所示：名稱輸入點編號名稱輸出點編號1角投幣按鈕X0汽水指示燈Y15角投幣按鈕X1啤酒指示燈Y21元投幣按鈕X2汽水電磁閥Y2汽水按鈕X3啤酒電磁閥Y4啤酒按鈕X4退幣控制按鈕X5I/O口分配表

五．自動售貨機硬件機構(gòu)設(shè)計5.1自動售貨機的結(jié)構(gòu)組成圖5.1自動售貨機結(jié)構(gòu)1、箱體外觀正面上部為商品展示窗和價格標簽，中部設(shè)投幣入口、退幣鈕和金額顯示窗，在價格標簽附近設(shè)有選擇商品的按鍵，正面下部為退幣口和顧客取貨口；面向顧客的機構(gòu)正面，是完成商品價格介紹、接受投幣、顯示金額、推出商品和退幣整個售出過程的表體部分。2、商品樣品展示窗商品樣品展示窗由透明有機板窗、樣品展示架、商品價格標簽、選購按鈕和照明燈組成，設(shè)在前門體內(nèi)部的可開啟樣品門，用來更換商品樣品和價格標簽；展示窗相當于商店櫥窗或者柜臺，以清晰明亮的商品展示和明碼標價來招攬顧客。3、商品驅(qū)動機構(gòu)商品的包裝多種多樣，主要有箱、盒、罐、袋等，它們的提取機構(gòu)也各種各樣，商品在送出時可以采用“螺旋移動”等動作移到取貨口。4、商品貯存部分由于商品的驅(qū)動機構(gòu)是雙螺旋體出貨機構(gòu)，由此決定了該自動售貨機的商品貯存方式，商品主要是擺放在雙螺旋體中，通過雙螺旋體的旋轉(zhuǎn)把商品推到出貨口。5、錢幣識別系統(tǒng)錢幣識別系統(tǒng)由錢幣識別器、識別后的錢幣自動分類貯存機構(gòu)和退幣機構(gòu)3部分組成。6、PLC控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)是自動售貨機在自動銷售過程中，收到識幣信號后，自動進行累計、外部金額顯示、顧客按鍵后自動推出商品和發(fā)出退幣找零等信號的電控系統(tǒng)。同時，該系統(tǒng)還具備預(yù)設(shè)價格、售出累計、驅(qū)動檢測和故障自檢等功能，是“售貨機器人”的“大腦”。六．程序設(shè)計根據(jù)自動售貨機控制系統(tǒng)的流程可以知道自動售貨機的主要系統(tǒng)包括：計幣部分、比較部分、選擇和飲料供應(yīng)部分、余額計算部分、退幣部分。1計幣部分當有顧客購買飲料時，投入硬幣時經(jīng)過光傳感器感應(yīng)，然后由光傳感器驅(qū)動硬幣識別器識別硬幣,系統(tǒng)將硬幣自動傳送到相應(yīng)的硬幣貯存腔,并經(jīng)光傳感器感應(yīng)，然后在PLC內(nèi)進行數(shù)據(jù)運算，梯形圖如圖：2比較部分投幣完成后，系統(tǒng)會將D200內(nèi)錢幣數(shù)據(jù)和可以購買的飲料價格進行區(qū)間比較：若1.2元≤投幣<1.5元，則汽水選擇指示燈長亮，此時可以選擇汽水或退幣；若投幣≥1.5元,則汽水和啤酒指示燈長亮,此時可以選擇汽水、啤酒或退幣。梯形圖如圖：3選擇和飲料供應(yīng)部分比較完成后，按下指示燈長亮的選擇按鈕，相應(yīng)的電磁閥起動，并且相應(yīng)的選擇指示燈由長亮轉(zhuǎn)為以1s為周期的閃爍直至飲料供應(yīng)完畢后閃爍停止。當飲料輸出達到7s時，電磁閥關(guān)斷。梯形圖如圖：4余額計算部分飲料輸出的同時減去相應(yīng)的購買幣數(shù)。梯形圖如圖：5退幣部分顧客可在購?fù)觑嬃虾?，由退幣指示燈可知是否可以退幣，指示燈亮，則可以退幣，當按下退幣控制按鈕后，數(shù)據(jù)寄數(shù)器D1內(nèi)的幣數(shù)除以10，商的整數(shù)部分是需要退回1元的個數(shù)并儲存在D0中；D1的數(shù)據(jù)除以5，商的整數(shù)部分是需要退回的5角錢的個數(shù)，并儲存在D0中，依次類推選擇退幣的同時起動3個退幣電動機。3個感應(yīng)器開始計數(shù)，當感應(yīng)器記幣的個數(shù)等于數(shù)據(jù)寄存器退回的幣數(shù)時，退幣電動機停止運轉(zhuǎn)。梯形圖如圖：附件系統(tǒng)的流程圖整體運行梯形圖指令表七．梯形圖程序調(diào)試由于實驗室沒有相應(yīng)的實物控制模型(自動售貨機)，因此，在調(diào)試系統(tǒng)控制程序時，所有的輸入信號均用開關(guān)信號和復(fù)位按鈕來代替，所有的輸出均用指示燈來表示。調(diào)試時，首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線，并仔細檢查接線是否有誤，特別要注意接線時不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況，否則會造成硬件損壞及人身意外。調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法程序不執(zhí)行減錢動作原因：輸入程序時將常閉按鈕輸入成了常開按鈕心得體會首先感謝為我們提供這次寶貴的學(xué)習機會，以及對我們的悉心教育。本設(shè)計的工作是在指導(dǎo)老師老