plc自動(dòng)售貨機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　《 電氣控制與PLC》綜合訓(xùn)練</p><p><b>　　說 明 書</b></p><p>　　專業(yè)名稱：電氣自動(dòng)化技術(shù)</p><p>　　班 級(jí)： </p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p&

2、gt;　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　日期：年月日 </p><p>　　《 電氣控制與PLC》綜合訓(xùn)練課程設(shè)計(jì)評(píng)閱書</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基于西門子S7

3、-200系列PLC進(jìn)行自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，闡述了自動(dòng)售貨機(jī)系列設(shè)計(jì)的基本原理及工作流程，按后以一次交易過程為例，把交易分成了幾個(gè)程序模塊，分別用PLC進(jìn)行編寫。文中的梯形圖使用西門子PC梯形圖編譯軟件STEP7來進(jìn)行編寫，并完成了PLC外部接線圖。利用PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動(dòng)售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 售貨機(jī)；PLC；控制系統(tǒng)</p>&l

4、t;p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1課題描述……………………………………………………………………1</p><p>　　2設(shè)計(jì)過程……………………………………………………………………2</p><p>　　2.1自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)要求…………………………………………2</p><p>　　2.

5、2控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配…………………………………2</p><p>　　2.3 PLC系統(tǒng)選型……………………………………………………2</p><p>　　2.4 PLC外圍接線圖…………………………………………………5</p><p>　　2.5系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)……………………………………………………6</p><p>　　3總結(jié)……

6、……………………………………………………………………9</p><p>　　4參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………10</p><p><b>　　1 課題描述</b></p><p><b>　　自動(dòng)售貨機(jī)的概況</b></p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)（vending ma

7、chine），能根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨的機(jī)器。自動(dòng)售貨機(jī)是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備，它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人力、方便交易。近幾年，隨著我國商品市場的不斷繁榮和城市現(xiàn)代化程度的不斷提高，自動(dòng)售貨機(jī)也已悄然步入了我國的大中城市。在國家相關(guān)政府部門的大力支持下，我國的自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)以超常規(guī)的速度迅猛發(fā)展，并帶動(dòng)了一批新的服務(wù)業(yè)、物流運(yùn)輸配送業(yè)的快速發(fā)展，豐富了我國的商業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了一個(gè)全新的自動(dòng)銷售和自助服務(wù)時(shí)代。我國自動(dòng)售貨機(jī)市場到

8、2008年以后將進(jìn)入發(fā)展期。</p><p>　　本文介紹一種能自動(dòng)銷售汽水和咖啡的售貨機(jī)的PLC控制系統(tǒng)。主要從控制要求、控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配、PLC系統(tǒng)選型、電氣控制系統(tǒng)原理圖、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、PLC的安裝、電源設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的接地、PLC 輸出端保護(hù)等方面來展開說明與論述。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)過程</b></p><p&g

9、t;　　運(yùn)用PLC的相關(guān)知識(shí)，結(jié)合PLC的應(yīng)用技術(shù)，查找有關(guān)資料，選擇電器元件，設(shè)計(jì)程序梯形圖，借助計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)，用PLC模擬程序運(yùn)行，整理設(shè)計(jì)資料。</p><p>　　2.1 自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求</p><p>　　(1)此自動(dòng)售貨機(jī)可投入1元、5元或10元硬幣。</p><p>　　(2)當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過12元時(shí)，汽水按鈕指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總

10、值超過15元時(shí)，汽水、咖啡按鈕指示燈都亮。</p><p>　　(3)當(dāng)汽水按鈕指示燈亮?xí)r，按汽水按鈕，則汽水排出7秒后自動(dòng)停止。汽水排出時(shí)相應(yīng)指示燈閃爍。</p><p>　　(4)當(dāng)咖啡按鈕指示燈亮?xí)r，按咖啡按鈕，則咖啡排出7秒后自動(dòng)停止?？Х扰懦鰰r(shí)相應(yīng)指示燈閃爍。</p><p>　　(5)若投入的硬幣總值超過所需錢數(shù)（汽水12元，咖啡15元）時(shí)，找錢指示燈亮

11、。</p><p>　　2.2、 控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配</p><p>　　表2-1 I/O分配表</p><p>　　2.3、 PLC系統(tǒng)選型</p><p>　　2.3.1 S7-200系列PLC簡介</p><p>　　S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。S7-20

12、0系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： </p><p>　　(1) 極高的可靠性和極其豐富的指令集；</p><p>　　(2) 易于掌握，便捷的操作；</p><p>　　(3)豐富的內(nèi)置集成功能；</p><p><

13、;b>　　(4) 實(shí)時(shí)特性；</b></p><p>　　(5)強(qiáng)勁的通訊能力，豐富的擴(kuò)展模塊。</p><p>　　S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨

14、床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。S7-200系列PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU供使用。 </p><p>　　(1) CPU單元設(shè)計(jì) </p><p>　　集成的24V負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出，CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫?fù)載電源。

15、</p><p>　　(2)不同的設(shè)備類型 </p><p>　　CPU 221～226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 </p><p>　　(3)本機(jī)數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn) </p><p>　　CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，

16、CPU 224XP具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。 </p><p>　　(4)本機(jī)模擬量輸入/輸出點(diǎn) </p><p>　　CPU 224XP具有2個(gè)輸入點(diǎn)，1個(gè)輸出點(diǎn)。 </p><p><b>　　(5)中斷輸入 </b></p><p>　　允許以極快的速度對(duì)過程信號(hào)

17、的上升沿作出響應(yīng)。 </p><p><b>　　(6)高速計(jì)數(shù)器 </b></p><p>　　CPU 221/222 4個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30KHz），可編程并具有復(fù)位輸入，2個(gè)獨(dú)立的輸入端可同時(shí)作加、減計(jì)數(shù)，可連接兩個(gè)相位差為90°的A/B相增量編碼器；CPU224/224XP/226 </p><p>　　6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30KH

18、z），具有CPU221/222相同的功能。CPU 222/224/224XP/226可方便地用數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展?？墒褂梅抡嫫鳎ㄟx件）對(duì)本機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行仿真，用于調(diào)試用戶程序。 </p><p><b>　　(7)模擬電位器 </b></p><p>　　CPU221/222 1個(gè)，CPU224/224XP/226 2個(gè)，CPU221/222/224/22

19、4XP/226還具有脈沖輸出，2路高頻率脈沖輸出（最大20KHz），用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)定位任務(wù)。 </p><p><b>　　(8)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 </b></p><p>　　例如為信息加注時(shí)間標(biāo)記，記錄機(jī)器運(yùn)行時(shí)間或?qū)^程進(jìn)行時(shí)間控制。 </p><p>　　(9)EEPROM存儲(chǔ)器模塊（選件） </p><p&

20、gt;　　可作為修改與拷貝程序的快速工具（無需編程器），并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。 </p><p><b>　　(10)電池模塊</b></p><p>　　用于長時(shí)間數(shù)據(jù)后備。用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級(jí)電容存貯大約5天。選用電池模塊能延長存貯時(shí)間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲(chǔ)器模塊的卡槽中。 </p>

21、<p>　　2.3.2 S7-200系列PLC編程</p><p>　　STEP 7-Micro/WIN32 V3.1編程軟件可以對(duì)所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能進(jìn)行編程。同時(shí)也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1軟件包，但是它只支持對(duì)S7-21x同樣具有的功能進(jìn)行編程。STEP 7-Micro/DOS不能對(duì)CPU 221/222/224/224XP/2

22、26編程。如果使用PG/PC的串口編程，則需要使用PC/PPI電纜。 如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1編程軟件，則也可以通過SIMATIC CP 5511或CP 5611編程。在這種情況下，通訊速率可高達(dá)187.5kbit/s?？梢岳肞C/PPI 電纜和自由口通訊功能把 S7-200 CPU 連接到許多和RS-232標(biāo)準(zhǔn)兼容的設(shè)備。 有兩種不同型號(hào)的 PC/PPI 電纜：帶有RS-232口的隔離型 PC/PPI

23、電纜，用5個(gè)DIP開關(guān)設(shè)置波特率和其它配置項(xiàng)。帶有RS-232口的非隔離型 PC/PPI 電纜，用4個(gè)DIP開關(guān)設(shè)置波特率。當(dāng)數(shù)據(jù)從RS-232傳送到RS-485口時(shí)，PC/PPI 電纜是發(fā)送模式。當(dāng)數(shù)據(jù)從RS-485傳送到RS</p><p>　　時(shí)間時(shí)，電纜又切換到接收模式。這個(gè)時(shí)間與電纜上的DIP開關(guān)設(shè)定的波特率選擇有關(guān)。</p><p>　　2.3.3 S7-200系列PLC的特點(diǎn)

24、</p><p>　　(1)CPU 221</p><p>　　本機(jī)集成6輸入/4輸出共10個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。無I/O擴(kuò)展能力。6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。4個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出。1個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。非常適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制器。</p><p>　　(2)C

25、PU 222</p><p>　　本機(jī)集成8輸入/6輸出共14個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?？蛇B接2個(gè)擴(kuò)展模塊。6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。4個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出。1個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。非常適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制器。</p><p>　　(3)CPU 224</p><p>

26、;　　本機(jī)集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。1個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。</p><p>　　(4)

27、CPU 224XP</p><p>　　本機(jī)集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，2輸入/1輸出共3個(gè)模擬量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展值至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或38路模擬量I/O點(diǎn)。20K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，6個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器（100KHz），2個(gè)100KHz的高速脈沖輸出，2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。本機(jī)還新增多種功能，如內(nèi)置模擬

28、量I/O,位控特性，自整定PID功能，線性斜坡脈沖指令，診斷LED，數(shù)據(jù)記錄及配方功能等。是具有模擬量I/O和強(qiáng)大控制能力的新型CPU。</p><p>　　(5)CPU 226</p><p>　　本機(jī)集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，

29、2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.3.4 系統(tǒng)選型</p><p>　　通過對(duì)系統(tǒng)控

30、制要求的分析可知，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)6個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)5個(gè)，此次選用CPU224。</p><p>　　2.4、PLC外圍接線圖</p><p>　　圖2-1 PLC外圍接線圖</p><p><b>　　.</b></p><p>　　2.5、 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　2.5.1系統(tǒng)

31、流程圖</p><p>　　圖2-2 系統(tǒng)流程圖</p><p><b>　　·</b></p><p><b>　　2.5.2 梯形圖</b></p><p><b>　　圖2-2梯形圖</b></p><p><b>　　總 結(jié)

32、</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)的過程是艱辛的，但是收獲卻是很大的。這次課程設(shè)計(jì)我主要是應(yīng)用以前學(xué)習(xí)的PLC應(yīng)用技術(shù)以及現(xiàn)實(shí)的理解，綜合起來才完成了這次課程設(shè)計(jì)，雖然項(xiàng)目很小，但是付出卻是艱辛的。</p><p>　　首先，綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解和認(rèn)識(shí)，再次，我在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)

33、書籍，資料，通過自己鉆研，特別是得到了xx老師的諄諄教導(dǎo)，xx老師給予了我很大的幫助，不僅給了我思路上的開闊，還讓我認(rèn)識(shí)到了自己對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的不足方面。</p><p>　　隨著社會(huì)發(fā)展，PLC應(yīng)用技術(shù)涉及的領(lǐng)域十分廣泛，人們對(duì)這種具有良好的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求越來越迫切，需求日益增加，PLC應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為了我們生活中必不可少的一部分。這次的課程設(shè)計(jì)我主要應(yīng)用所學(xué)，</p><p>　　

34、當(dāng)然，通過這次課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自身的很多不足之處，在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)不斷的完善自我，不斷進(jìn)取，能使自己PLC應(yīng)用技術(shù)這方面有一個(gè)大的發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 程周 可編程控制器原理與應(yīng)用【M】北京 高等教育出版社，2003年</p><p>　　[2] 王永華 現(xiàn)代電器控制及PLC的