飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　課程名稱(chēng) 電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課題名稱(chēng) 飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化 0901 班 </p><p>　　姓 名

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2012年06月25日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　課

3、題: 飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　飲料自動(dòng)售貨機(jī)概況及控制要求</p><p>　　飲料自動(dòng)售貨機(jī)有兩種已經(jīng)配制好的飲料儲(chǔ)液桶，一種為汽水，另一種為橙汁，分別由兩個(gè)電磁閥控制放入杯中的飲料品種。</p><p>　　1、自動(dòng)售貨機(jī)可投入1角、5角、1元的硬幣。</p><p>　　2、當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)2元時(shí)，汽水指示燈

4、亮；當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)3元時(shí)，汽水及橙汁指示燈亮。</p><p>　　3、當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按放汽水按鈕，則排出汽水，8 s后，自動(dòng)停止，且汽水指示燈熄滅。</p><p>　　4、當(dāng)橙汁按鈕指示燈亮?xí)r，按放橙汁按鈕，則排出橙汁，8 s后，自動(dòng)停止且橙汁指示燈熄滅。</p><p>　　5、若投入硬幣總值超過(guò)按鈕所需的錢(qián)數(shù)（汽水2元，橙汁3元）時(shí)，找錢(qián)指示燈亮，

5、并找出多余的錢(qián)。</p><p><b>　　 二.設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　 1. 設(shè)計(jì)和繪制電氣控制原理圖或PLC I/O接線(xiàn)圖、功能表圖和梯形圖，編寫(xiě)指令程序清單。</p><p>　　 2.選擇電氣元件，編制電氣元件明細(xì)表。</p><p>　　 3.設(shè)計(jì)操作面板電器元件布置圖。<

6、;/p><p><b>　　4.上機(jī)調(diào)試程序。</b></p><p>　　5.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1 章 概述………………………………………………………6</p><p>　　第2章 總體設(shè)計(jì)方案……………………

7、………………………7</p><p>　　第3章 硬件電路設(shè)計(jì)……………………………………………8</p><p>　　3.1 PLC型類(lèi)選擇……………………………………………8</p><p>　　3.2 PLC I/O口分配…………………………………………8</p><p>　　3.3 系統(tǒng)硬件接線(xiàn)圖…………………………………………8&

8、lt;/p><p>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………10</p><p>　　4.1 程序流程圖………………………………………………10</p><p>　　4.2 梯形圖……………………………………………………10</p><p>　　第5章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試…………………………………………………14</p>

9、<p>　　第6章 總結(jié)………………………………………………………15</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………16</p><p>　　附錄A 梯形圖…………………………………………………….</p><p>　　附錄B 語(yǔ)句表………………………………………………………17</p><p>

10、;<b>　　第1章 概述</b></p><p>　　飲料自動(dòng)售貨機(jī)有兩種已經(jīng)配制好的飲料儲(chǔ)液桶，一種為汽水，另一種為橙汁，分別由兩個(gè)電磁閥控制放入杯中的飲料品種。如圖所示。</p><p>　　1、自動(dòng)售貨機(jī)可投入1角、5角、1元的硬幣。</p><p>　　2、當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)2元時(shí)，汽水指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)3元時(shí)，汽水及

11、橙汁指示燈亮。</p><p>　　3、當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按放汽水按鈕，則排出汽水，8 s后，自動(dòng)停止，且汽水指示燈熄滅。</p><p>　　4、當(dāng)橙汁按鈕指示燈亮?xí)r，按放橙汁按鈕，則排出橙汁，8 s后，自動(dòng)停止且橙汁指示燈熄滅。</p><p>　　5、若投入硬幣總值超過(guò)按鈕所需的錢(qián)數(shù)（汽水2元，橙汁3元）時(shí)，找錢(qián)指示燈亮，并找出多余的錢(qián)。</p>

12、<p>　　第2章 總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)售貨機(jī)的自動(dòng)售貨功能，其自動(dòng)控制控制系統(tǒng)主要包括：計(jì)幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應(yīng)系統(tǒng)以及退幣系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.計(jì)幣系統(tǒng)：</b></p><p>　　計(jì)幣以1角為單位。當(dāng)有幣投入時(shí)，將相應(yīng)的硬幣值存放到一個(gè)已經(jīng)清零的寄存器VW0中，再次投幣時(shí)進(jìn)

13、行累加。</p><p><b>　　2.比較系統(tǒng)：</b></p><p>　　投幣完成后，當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)2元時(shí)，汽水指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)3元時(shí)，汽水及橙汁指示燈亮。</p><p><b>　　3.選擇系統(tǒng)：</b></p><p>　　當(dāng)按下汽水或橙汁按鈕時(shí)，相應(yīng)的指示燈進(jìn)行閃

14、爍。當(dāng)飲料供應(yīng)完畢時(shí)，停止閃爍。</p><p><b>　　4.飲料供應(yīng)系統(tǒng)：</b></p><p>　　按下選擇按鈕時(shí)，相應(yīng)的閥門(mén)打開(kāi)，飲料輸出，時(shí)間為8秒。同時(shí)硬幣總值減去相應(yīng)的購(gòu)買(mǎi)幣數(shù)。</p><p><b>　　5.退幣系統(tǒng)：</b></p><p>　　當(dāng)購(gòu)買(mǎi)完成后還有剩余，退幣指示

15、燈亮，按下退幣按鈕進(jìn)行退幣。</p><p>　　第3章 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC類(lèi)型選擇</p><p>　　根據(jù)飲料自動(dòng)售貨機(jī)示意圖，控制系統(tǒng)選用西門(mén)子S7-200系列的CPU 224 XP CN。其數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)為14入/10出，可以滿(mǎn)足控制要求且留有充足的裕量。</p><p>　　3.2 PLC I/O口

16、分配</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，PLC控制系統(tǒng)有6個(gè)輸入信號(hào)：3個(gè)投幣信號(hào)，兩個(gè)購(gòu)買(mǎi)信號(hào)，1個(gè)退幣信號(hào)；6個(gè)輸出信號(hào)：3個(gè)指示燈信號(hào)，3個(gè)執(zhí)行信號(hào)。飲料自動(dòng)售貨機(jī)的I/O端口分配如表1所示。</p><p>　　表1 I/O口分配表</p><p>　　3.3 系統(tǒng)硬件接線(xiàn)圖</p><p>　　根據(jù)所選PLC類(lèi)型，以及設(shè)定好的I/

17、O點(diǎn)分配情況，可設(shè)計(jì)出PLC的外部硬件接線(xiàn)圖，如圖3-1所示。</p><p>　　圖3.1 硬件接線(xiàn)圖</p><p>　　其中YV1，YV2是兩種飲料的閥門(mén)。當(dāng)投入的硬幣總值達(dá)到飲料購(gòu)買(mǎi)金額時(shí)，相應(yīng)的指示燈亮。當(dāng)購(gòu)買(mǎi)完成時(shí)，還有余額，退幣指示燈亮，按下退幣按鈕時(shí)，YV3工作進(jìn)行退幣</p><p><b>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)</b>&

18、lt;/p><p>　　4.1 程序流程圖</p><p>　　飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程主要包括：投幣并進(jìn)行累加，硬幣總值與飲料的購(gòu)買(mǎi)價(jià)格進(jìn)行比較顯示可購(gòu)買(mǎi)的飲料，選擇購(gòu)買(mǎi)，飲料供應(yīng)，硬幣剩余總值計(jì)算，退幣。根據(jù)上述過(guò)程可畫(huà)出飲料自動(dòng)售貨機(jī)的流程圖如圖4.1所示</p><p><b>　　。</b></p><p&g

19、t;　　圖4.1 程序流程圖</p><p><b>　　4.2 梯形圖</b></p><p>　　LD SM0.1</p><p>　　MOVW +0, VW0 </p><p>　　LD I0.0 </p><p><b>　　EU</b>&

20、lt;/p><p>　　+I +1, VW0 </p><p>　　LD I0.1</p><p><b>　　EU</b></p><p>　　+I +5, VW0</p><p>　　LD I0.2</p><p>

21、<b>　　EU</b></p><p>　　+I +10, VW0</p><p>　　LDW>= VW0, +20</p><p>　　AN Q0.2</p><p>　　= M0.0</p><p>　　LDW>= VW0, +30</p>

22、;<p>　　AN Q0.3</p><p>　　= M0.1</p><p>　　LD I0.3</p><p><b>　　EU</b></p><p>　　A M0.0</p><p>　　O Q0.2</p><

23、;p>　　AN Q0.3</p><p>　　AN T37</p><p>　　TON T37, +80</p><p>　　= Q0.2</p><p>　　LD Q0.2</p><p><b>　　ED</b></p><p&

24、gt;　　-I +20, VW0</p><p>　　LD M0.0</p><p>　　LD SM0.5</p><p>　　A Q0.2</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　= Q0.0</p><p&

25、gt;　　LD I0.4</p><p><b>　　EU</b></p><p>　　A M0.1</p><p>　　O Q0.3</p><p>　　AN Q0.2</p><p>　　AN T38</p><p>　　TO

26、N T38, +80</p><p>　　= Q0.3</p><p>　　LD Q0.3</p><p><b>　　ED</b></p><p>　　-I +30, VW0</p><p>　　LD M0.1</p><p>　　

27、LD SM0.5</p><p>　　A Q0.3</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　= Q0.1</p><p>　　LD Q0.2</p><p><b>　　ED</b></p><p

28、>　　LD Q0.3</p><p><b>　　ED</b></p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　O Q0.4</p><p>　　AW> VW0, +0</p><p>　　= Q0.4</p

29、><p>　　LD I0.5</p><p>　　O Q0.5</p><p>　　AW> VW0, +0</p><p>　　= Q0.5</p><p>　　LD SM0.5</p><p><b>　　EU</b></

30、p><p>　　A Q0.5</p><p>　　DECW VW0</p><p>　　第5章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試與分析</p><p>　　在調(diào)試軟件上輸入梯形圖后，經(jīng)編譯發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤，原來(lái)是加法器選擇出現(xiàn)錯(cuò)誤，本應(yīng)選擇ADD_I,而實(shí)際選擇了ADD_R，修改后沒(méi)有錯(cuò)誤了。將程序下載到PLC后進(jìn)行調(diào)試。</p><p&g

31、t;　　動(dòng)作3次I0.0，1次I0.1，2次I0.2（即投入2元8角）后，汽水指示燈Q0.0亮。按下買(mǎi)汽水按鈕I0.3，開(kāi)始倒汽水，用Q0.2亮表示，汽水指示燈閃爍8秒，表示倒汽水時(shí)間。8秒后，硬幣還有剩余，退幣指示燈Q0.4亮，按下退幣按鈕I0.5，開(kāi)始退幣，用Q0.5亮表示。退幣完成后燈熄滅。</p><p>　　動(dòng)作4次I0.3，2次I0.2，4次I0.0（即投入5元4角）后，汽水燈Q0.0，橙汁燈Q0.1

32、亮。操作同上。按下I0.3，Q0.0閃亮8秒，Q0.1常亮。按下I0.4，Q0.1閃亮8秒，Q0.0常亮。8秒后，Q0.0和Q0.1同時(shí)熄滅，退幣指示燈亮，按下I0.5，開(kāi)始退幣，退幣完成后，Q0.4熄滅。</p><p><b>　　第6章 總結(jié)</b></p><p>　　在目前這種快節(jié)奏的社會(huì)中，自動(dòng)售貨機(jī)深受廣大上班族的歡迎，很多城市的公共場(chǎng)所都放置了自動(dòng)售

33、貨機(jī)。本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)的工作過(guò)程。</p><p>　　拿到任務(wù)時(shí)，覺(jué)得這設(shè)計(jì)有點(diǎn)難度，因?yàn)樗臀覀兯鶎W(xué)的區(qū)別。我們平時(shí)學(xué)的PLC編程主要是對(duì)順序功能圖的編程，我們只需畫(huà)出順序功能圖，然后一步一步的設(shè)計(jì)梯形圖就好了。但本設(shè)計(jì)經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，順序功能圖很難實(shí)現(xiàn)，要用到程序流程圖。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我再次的復(fù)習(xí)了課本，對(duì)一些指令有了深入的了解，很多以前不太懂的，通過(guò)再

34、次復(fù)習(xí)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)工作量大，難度較大的設(shè)計(jì)，個(gè)人的力量總是有限的，書(shū)本上的總是有局限的。因此，團(tuán)隊(duì)合作，大量查閱課外資料是此次設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。我們?cè)谡n外書(shū)本上找到一篇類(lèi)似的設(shè)計(jì)，但和我們的設(shè)計(jì)要求有點(diǎn)區(qū)別，于是我們?cè)谶@基礎(chǔ)上做了修改，就滿(mǎn)足我們的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　由于缺乏閱歷和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，我在設(shè)計(jì)時(shí)還有許多不足的地方。我相信本次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)是一次很好的鍛煉，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作有

35、很大的幫助。我也會(huì)加油，希望自己在這方面有長(zhǎng)足的發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用[M].重慶：重慶大學(xué)出版社</p><p>　　[2]百度文庫(kù) http://www.docin.com/p-386781628.html</p><p

36、><b>　　附錄A 梯形圖</b></p><p><b>　　附錄B 語(yǔ)句表</b></p><p>　　電氣信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)評(píng)分表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名：________________</p><p>　　日 期：________________</