plc課程設(shè)計(jì)---自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　名 稱 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　院 　系 </p><p>　　班 級(jí)

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

3、gt;<p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　一 任務(wù)描述：</b></p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無(wú)人自動(dòng)售貨的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，它不受任何場(chǎng)地限制，方便快捷，在我國(guó)也越來(lái)越普及。傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)采用單片機(jī)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(shí)現(xiàn)類似控制功能，還具有可靠性高、編程簡(jiǎn)單

4、、功能強(qiáng)、能耗低、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)的是售汽水和咖啡這兩種飲料的自動(dòng)飲料機(jī)，它的售貨過(guò)程是：首先由顧客按下商品選擇開(kāi)關(guān)時(shí)，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(dòng)數(shù)碼管顯示)經(jīng)過(guò)光傳感器感應(yīng)，再由光傳感器驅(qū)動(dòng)硬幣識(shí)別傳感器識(shí)別硬幣（由于能力有限，在識(shí)別硬幣上不做具體研究）。如果是無(wú)效幣則使繼電器打開(kāi)閥門(mén)，將硬幣退出；如果是真幣則系統(tǒng)將硬幣自動(dòng)傳送到相應(yīng)的硬幣貯幣腔，并經(jīng)硬幣識(shí)別傳感器將信號(hào)送給PLC。最后經(jīng)顧客選擇，

5、同時(shí)PLC控制，使PLC的輸出口上有相應(yīng)的信號(hào)輸出。若貯幣腔內(nèi)無(wú)硬幣（紅外檢測(cè)器感應(yīng)）、飲料的量位小于設(shè)定值（紅外傳感器感應(yīng)）、售貨機(jī)遭損，系統(tǒng)就報(bào)警【7】。大體運(yùn)行如圖2-1：</p><p>　　圖2-1自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)硬件組成示意圖</p><p>　　圖2-2是自動(dòng)售貨機(jī)簡(jiǎn)單示意圖。在該機(jī)中有兩種已經(jīng)配制好的飲料儲(chǔ)液桶（未畫(huà)出來(lái)），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(gè)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(dòng)售貨機(jī)簡(jiǎn)單示意圖</p><p><b>　　二 控制要求</b></p><p>　?。?）自動(dòng)售飲料機(jī)可投入1角、5角、1元的硬幣。</p><p>　?。?）所售飲料標(biāo)價(jià)：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(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)所購(gòu)飲料的標(biāo)價(jià)時(shí)，所有可購(gòu)買(mǎi)飲料的指示燈均亮，作可購(gòu)買(mǎi)提示。（如：當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)2元，汽水指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)3元時(shí)，汽水、咖啡指示燈均亮）。</p><p>　?。?）當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按選擇汽水按鈕，則排出汽水，7s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)，汽水指示燈閃爍。</p><p>

9、　?。?）當(dāng)咖啡指示燈亮?xí)r，按選擇咖啡按鈕，則排出咖啡，7s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)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(dòng)售貨，投幣不足則給出提示。</p><p>　?。?）購(gòu)買(mǎi)飲料后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算剩余幣值，并根據(jù)剩余幣值提示可購(gòu)買(mǎi)的飲料（指示燈亮）。</p><p>　?。?）若投入的硬

10、幣總值超過(guò)所需的錢(qián)數(shù)（汽水2元，咖啡3元），則找錢(qián)指示燈亮,當(dāng)按退幣控制按鈕時(shí)，退出找回的錢(qián)。</p><p>　?。?0）在報(bào)警系統(tǒng)中，PLC只起到開(kāi)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(gè)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(kāi)關(guān)信號(hào)的數(shù)量、用戶程序的長(zhǎng)短及相關(guān)的功能。根據(jù)控制要求，I/O點(diǎn)數(shù)在48個(gè)左右，選擇性能價(jià)格比較高的三菱FX2n-48M

12、R，其中其輸入點(diǎn)為24點(diǎn)，輸出點(diǎn)為24點(diǎn)，該P(yáng)LC為繼電器輸出型。</p><p>　　了解各個(gè)控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求，分析對(duì)象的控制要求，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。本設(shè)計(jì)中，退幣按鈕、各種飲料按鈕和飲料出口（驅(qū)動(dòng)電磁閥）等均為開(kāi)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(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的流程可以知道自動(dòng)售貨機(jī)的主要系統(tǒng)包括：計(jì)幣部分、比較部分、選擇和飲料供應(yīng)部分、余額計(jì)算部分、退幣部分、報(bào)警部分。</p>

14、<p><b>　　1 計(jì)幣部分</b></p><p>　　當(dāng)有顧客購(gòu)買(mǎi)飲料時(shí)，投入硬幣時(shí)經(jīng)過(guò)光傳感器感應(yīng)，然后由光傳感器驅(qū)動(dòng)硬幣識(shí)別器識(shí)別硬幣,如果是假幣則系統(tǒng)自動(dòng)退出硬幣,如果是真幣則系統(tǒng)將硬幣自動(dòng)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(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，否則認(rèn)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(huì)將D1內(nèi)錢(qián)幣數(shù)據(jù)和可以購(gòu)買(mǎi)的飲料價(jià)格進(jìn)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(shí)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(zhǎng)亮，此時(shí)可以選擇汽水或退幣；若投幣≥3元,則汽水和咖啡指示燈長(zhǎng)亮,此時(shí)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(yīng)部

16、分</p><p>　　比較完成后，按下指示燈長(zhǎng)亮的選擇按鈕，相應(yīng)的電磁閥（Y12或Y13）起動(dòng)，并且相應(yīng)的選擇指示燈由長(zhǎng)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(dāng)飲料輸出達(dá)到7s時(shí)，電磁閥關(guān)斷。梯形圖如圖：</p><p><b>　　4 余額計(jì)算部分</b></p><p>　　飲料輸出的同時(shí)減去相應(yīng)的購(gòu)買(mǎi)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(gòu)?fù)觑嬃虾?，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(dāng)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(gè)數(shù)并儲(chǔ)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(qián)的個(gè)數(shù)，并儲(chǔ)存在D4中，依次類推選擇退幣的同時(shí)起動(dòng)3個(gè)退幣電動(dòng)機(jī)。3個(gè)感應(yīng)

18、器開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)感應(yīng)器記幣的個(gè)數(shù)等于數(shù)據(jù)寄存器退回的幣數(shù)時(shí)，退幣電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。PLC編程梯形圖如圖：</p><p><b>　　6報(bào)警部分</b></p><p>　　PLC在報(bào)警系統(tǒng)中，只起到開(kāi)關(guān)連接的作用，具體梯形圖如圖：</p><p><b>　　整體運(yùn)行梯形圖</b></p><p>&

19、lt;b>　　梯形圖程序調(diào)試</b></p><p>　　由于實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有相應(yīng)的實(shí)物控制模型(自動(dòng)售貨機(jī))，因此，在調(diào)試系統(tǒng)控制程序時(shí)，所有的輸入信號(hào)均用開(kāi)關(guān)信號(hào)和復(fù)位按鈕來(lái)代替，所有的輸出均用指示燈來(lái)表示。調(diào)試時(shí)，首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線，并仔細(xì)檢查接線是否有誤，特別要注意接線時(shí)不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況，否則會(huì)造成硬件損壞及人身意外。</p><p>

20、　　開(kāi)始程序調(diào)試：首先將PLC控制程序?qū)懭氲絇LC機(jī)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(yīng)器（即硬幣識(shí)別機(jī)構(gòu)用復(fù)位按鈕信號(hào)來(lái)表示硬幣的輸入），觀察有沒(méi)有進(jìn)行累加幣值；或按選擇按鈕，觀察輸出指示燈是否按預(yù)計(jì)效果閃滅（即顯示飲料選擇提示、飲料送出、送出時(shí)間和退幣提示），并通過(guò)監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運(yùn)行過(guò)程及輸入輸出信號(hào)、內(nèi)部描述實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案。對(duì)報(bào)警部分進(jìn)行調(diào)試，只需給相應(yīng)的輸入端口信號(hào)，然后相應(yīng)的指示燈

21、變亮即可。要對(duì)照設(shè)計(jì)控制要求，逐一檢驗(yàn)設(shè)計(jì)功能是否能有效的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)和完善。</p><p>　　例如，調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)重復(fù)線圈問(wèn)題，需將程序進(jìn)行合并，避免重復(fù)線圈等等?？偠灾?，對(duì)程序必須要反復(fù)調(diào)試，不斷改進(jìn)，以獲得既完全實(shí)現(xiàn)功能，而又簡(jiǎn)單、嚴(yán)謹(jǐn)性高的PLC控制程序。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>

22、　　[1]廖常初.FX系列PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2005.1～127.</p><p>　　[2]羅宇航.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)(西門(mén)子S7-200系列)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社.2006.246～252.</p><p>　　[3]高勤.可編程控制器原理及應(yīng)用（三菱機(jī)型）[M].北京:電子工業(yè)出版社.2006.41～46.</p>&l

23、t;p>　　[4]錢(qián)銳.PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社.2006.112～113.</p><p>　　[5]黃繼昌等.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:人民郵電出版社.1998.</p><p>　　[6]朱軍等.自動(dòng)售貨機(jī)中的紙鈔及硬幣識(shí)別原理[J].</p><p>　　[7]董淑冷等.PLC在自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].上海師范大學(xué)學(xué)

24、報(bào).2007,36(2):47～51.</p><p>　　[8]趙紅梅等.自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].</p><p>　　[9]孫余凱等.傳感器應(yīng)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(shí)用傳感器接口電路實(shí)例[M].北京:中國(guó)電力出版社.2007.218～219.</p>