plc課程設計---自動售貨機控制系統(tǒng)的設計

1、<p>　　電氣控制技術(shù)課程設計任務書</p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　名 稱 自動售貨機控制系統(tǒng)的設計 </p><p>　　院 　系 </p><p>　　班 級

2、 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　系　主　任 </p><p>　　教研室主任 </p&

3、gt;<p>　　指導教師 </p><p><b>　　一 任務描述：</b></p><p>　　自動售貨機是可完成無人自動售貨的商業(yè)自動化設備，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

4、、功能強、能耗低、調(diào)試方便等優(yōu)點。本文設計的是售汽水和咖啡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，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）。如果是無效幣則使繼電器打開閥門，將硬幣退出；如果是真幣則系統(tǒng)將硬幣自動傳送到相應的硬幣貯幣腔，并經(jīng)硬幣識別傳感器將信號送給PLC。最后經(jīng)顧客選擇，

5、同時PLC控制，使PLC的輸出口上有相應的信號輸出。若貯幣腔內(nèi)無硬幣（紅外檢測器感應）、飲料的量位小于設定值（紅外傳感器感應）、售貨機遭損，系統(tǒng)就報警【7】。大體運行如圖2-1：</p><p>　　圖2-1自動售貨機控制系統(tǒng)硬件組成示意圖</p><p>　　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，另一種為咖啡。汽水出口和咖啡出口分別

6、代表由兩個電磁閥控制放入杯中的飲料品種的飲料出口。</p><p>　　退幣按鈕 汽水按鈕 咖啡按鈕</p><p>　　退幣口 投幣口</p><p>　　退幣指示燈 汽水指示燈 咖啡指示燈投幣不足指示燈</p><p>　　汽水出口

7、 咖啡出口</p><p>　　圖2-2自動售貨機簡單示意圖</p><p><b>　　二 控制要求</b></p><p>　?。?）自動售飲料機可投入1角、5角、1元的硬幣。</p><p>　　（2）所售飲料標價：汽水——2元，咖啡——3元。</p><p>　　（3）投幣總額或現(xiàn)

8、在值顯示在7段數(shù)碼管上。</p><p>　?。?）當投入的硬幣總值超過所購飲料的標價時，所有可購買飲料的指示燈均亮，作可購買提示。（如：當投入的硬幣總值超過2元，汽水指示燈亮；當投入的硬幣總值超過3元時，汽水、咖啡指示燈均亮）。</p><p>　　（5）當汽水指示燈亮時，按選擇汽水按鈕，則排出汽水，7s后自動停止。在這段時間內(nèi)，汽水指示燈閃爍。</p><p>

9、　?。?）當咖啡指示燈亮時，按選擇咖啡按鈕，則排出咖啡，7s后自動停止。在這段時間內(nèi)，咖啡指示燈閃爍。</p><p>　?。?）系統(tǒng)根據(jù)顧客投入的硬幣，判斷硬幣是否足夠，若足夠則根據(jù)顧客的要求自動售貨，投幣不足則給出提示。</p><p>　?。?）購買飲料后，系統(tǒng)自動計算剩余幣值，并根據(jù)剩余幣值提示可購買的飲料（指示燈亮）。</p><p>　?。?）若投入的硬

10、幣總值超過所需的錢數(shù)（汽水2元，咖啡3元），則找錢指示燈亮,當按退幣控制按鈕時，退出找回的錢。</p><p>　　（10）在報警系統(tǒng)中，PLC只起到開關(guān)連接的作用。</p><p>　　三 系統(tǒng)配置及輸入/輸出繼電器地址分配</p><p><b>　　1 I/O口分配</b></p><p>　　列出I/O口分配表，

11、如表所示：</p><p><b>　　I/O口分配表</b></p><p><b>　　2控制接線圖</b></p><p>　　本系統(tǒng)是一個小型集中控制系統(tǒng)，PLC選型主要取決于控制系統(tǒng)輸入、輸出開關(guān)信號的數(shù)量、用戶程序的長短及相關(guān)的功能。根據(jù)控制要求，I/O點數(shù)在48個左右，選擇性能價格比較高的三菱FX2n-48M

12、R，其中其輸入點為24點，輸出點為24點，該PLC為繼電器輸出型。</p><p>　　了解各個控制對象的驅(qū)動要求，分析對象的控制要求，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。本設計中，退幣按鈕、各種飲料按鈕和飲料出口（驅(qū)動電磁閥）等均為開關(guān)量。</p><p>　　根據(jù)上述要求，因條件所限輸出均用指示燈代替，由此繪制出PLC控制電路接線圖，如圖所示：</p><p><b&

13、gt;　　控制接線圖</b></p><p><b>　　3 系統(tǒng)的流程圖</b></p><p><b>　　四 程序設計</b></p><p>　　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、選擇和飲料供應部分、余額計算部分、退幣部分、報警部分。</p>

14、<p><b>　　1 計幣部分</b></p><p>　　當有顧客購買飲料時，投入硬幣時經(jīng)過光傳感器感應，然后由光傳感器驅(qū)動硬幣識別器識別硬幣,如果是假幣則系統(tǒng)自動退出硬幣,如果是真幣則系統(tǒng)將硬幣自動傳送到相應的硬幣貯存腔,并經(jīng)光傳感器感應，然后在PLC內(nèi)進行數(shù)據(jù)運算，否則認為是假幣并退出系統(tǒng)，梯形圖如圖4-3：</p><p><b>　　

15、2 比較部分</b></p><p>　　投幣完成后，系統(tǒng)會將D1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：若投幣<2元，則指示燈Y24亮，顯示投幣不足，此時可以繼續(xù)投幣或退幣；若2元≤投幣<3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≥3元,則汽水和咖啡指示燈長亮,此時可以選擇汽水、咖啡或退幣。梯形圖如圖：</p><p>　　3 選擇和飲料供應部

16、分</p><p>　　比較完成后，按下指示燈長亮的選擇按鈕，相應的電磁閥（Y12或Y13）起動，并且相應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：</p><p><b>　　4 余額計算部分</b></p><p>　　飲料輸出的同時減去相應的購買幣數(shù)。梯形圖如圖：&l

17、t;/p><p><b>　　5 退幣部分</b></p><p>　　顧客可在購完飲料后，由退幣指示燈Y23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D2中；D3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D4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

18、器開始計數(shù)，當感應器記幣的個數(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)。PLC編程梯形圖如圖：</p><p><b>　　6報警部分</b></p><p>　　PLC在報警系統(tǒng)中，只起到開關(guān)連接的作用，具體梯形圖如圖：</p><p><b>　　整體運行梯形圖</b></p><p>&

19、lt;b>　　梯形圖程序調(diào)試</b></p><p>　　由于實驗室沒有相應的實物控制模型(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。</p><p>

20、　　開始程序調(diào)試：首先將PLC控制程序?qū)懭氲絇LC機器中，再選擇監(jiān)控狀態(tài)，使PLC處于“RUN”狀態(tài)，然后逐一按投幣感應器（即硬幣識別機構(gòu)用復位按鈕信號來表示硬幣的輸入），觀察有沒有進行累加幣值；或按選擇按鈕，觀察輸出指示燈是否按預計效果閃滅（即顯示飲料選擇提示、飲料送出、送出時間和退幣提示），并通過監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運行過程及輸入輸出信號、內(nèi)部描述實際出現(xiàn)的問題及解決方案。對報警部分進行調(diào)試，只需給相應的輸入端口信號，然后相應的指示燈

21、變亮即可。要對照設計控制要求，逐一檢驗設計功能是否能有效的實現(xiàn)，并對程序進行改進和完善。</p><p>　　例如，調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)重復線圈問題，需將程序進行合并，避免重復線圈等等?？偠灾瑢Τ绦虮仨氁磸驼{(diào)試，不斷改進，以獲得既完全實現(xiàn)功能，而又簡單、嚴謹性高的PLC控制程序。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>

22、　　[1]廖常初.FX系列PLC編程及應用[M].北京:機械工業(yè)出版社.2005.1～127.</p><p>　　[2]羅宇航.流行PLC實用程序及設計(西門子S7-200系列)[M].西安:西安電子科技大學出版社.2006.246～252.</p><p>　　[3]高勤.可編程控制器原理及應用（三菱機型）[M].北京:電子工業(yè)出版社.2006.41～46.</p>&l

23、t;p>　　[4]錢銳.PLC應用技術(shù)[M].北京:科學出版社.2006.112～113.</p><p>　　[5]黃繼昌等.傳感器工作原理及應用實例[M].北京:人民郵電出版社.1998.</p><p>　　[6]朱軍等.自動售貨機中的紙鈔及硬幣識別原理[J].</p><p>　　[7]董淑冷等.PLC在自動售貨機控制系統(tǒng)中的應用[J].上海師范大學學

24、報.2007,36(2):47～51.</p><p>　　[8]趙紅梅等.自動售貨機PLC控制系統(tǒng)的設計[J].</p><p>　　[9]孫余凱等.傳感器應用電路300例[M].北京:電子工業(yè)出版社.2008.157～158.</p><p>　　[10]何希才等.實用傳感器接口電路實例[M].北京:中國電力出版社.2007.218～219.</p>