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1、课程设计任务书电气工程与自动化 专业 2011 年级 3 班 一、 设计题目自动售货机的 PLC 控制二、 主要内容本系统的自动售货机能销售饮料和啤酒两种，在自动售货过程中，具有硬币识别、币值累加、自动售货、自动找钱、统计销售金额、销售数量、库存数量等功能，此售货机只可接受的硬币为 5 角和 1 元，饮料的售价为 2.5 元，啤酒为 3 元。三、 具体要求1. 投入硬币时，显示器显示已投入的硬币值。当投入的硬币值等于或超过某个商品的价值时，对应的指示灯亮。2. 饮料指示灯亮时，按饮料按钮，饮料驱动器动作，饮料从售货口自动售出，饮料指示灯闪烁，5s 后饮料驱动器释放，完成一次售货。3. 啤酒指示
2、灯亮时，按啤酒按钮，啤酒驱动器动作，啤酒从售货口自动售出，啤酒指示灯闪烁，5s 后啤酒驱动器释放，完成一次售货。4. 购买商品以后，显示器显示剩余的金额。若有剩余金额，找钱指示灯亮。5. 在购买商品后还剩余额，或在投入硬币后又不想购买商品（未按饮料按钮或啤酒按钮） ，按复位按钮，售货机自动退出应找回的硬币。6. 售货机能自动计算已售出商品的总金额、啤酒和饮料的现存数量。当啤酒或饮料现存数量为零时，对应的指示灯闪烁，此种情况下，不能购买此种商品。7. 指示灯闪烁的频率为 1Hz 在上述具体的要求下，完成硬件电路的制作和接线，PLC 控制程序的设计及联机调试，直至满足要求。四、 进度安排1. 理解
3、课程设计内容及设计要求，查阅资料（第一周的星期一） 。2. PLC 外围硬件电路的制作和接线，构思设计方案（第一周的星期二至星期三） 。3. PLC 控制程序设计、程序调试及系统的总体调试，撰写课程设计报告（第一周的星期四至第二周星期四） 。4. 课程设计答辩、批改设计报告，登载成绩（第二周星期五） 。五、 完成后应上交的材料PLC 外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。六、 总评成绩指导教师 签名日期 年 月 日系 主 任 审核日期 年 月 日自动售货机 PLC 控制1摘要本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进
4、行编程。具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。利用 PLC 控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。关键词： 自动售货机；可编程序控制器；梯形图AbstractThis article introduced vending machines basic principle as well as the work flow, then take a transaction process as examples, divides into several blocks the transaction process,
5、then carries on the programming separately to the block. Explained the programmable controllers in vending machine function specifically. The procedure involved the vending machine work major part process. Enhanced systems stability using the PLC controls vending machine, the guarantee vending machi
6、ne has been able the long-term stability movement.key word ：vending machine; Programmable controller; Trapezoidal chart自动售货机 PLC 控制2目录1自动售货机的介绍 31.1 自动售货机功能分析 31.2 自动售货机的基本功能 31.3 PLC 的基本结构及原理 41.4 PLC 的选型原则 42PLC 系统设计 52.1 可编程序控制系统设计的基本原则 52.1.1 控制系统设计原则 52.1.2 控制系统设计的基本内容 52.1.3 控制系统设计的一般步骤 52.1.4
7、 程序设计的步骤 62.2 具体设计方案 72.2.1系统流程图 7.2.2.2自动售货机示意图 8.2.2.2设计内容 9.2.2.2设计任务和 9.2.3 I/O 设置 9.2.3.1 I/O 分配表的确定 9.2.3.2按键配置 9.2.3.3显示配置与 CD4511的介绍 103自动售货机 PLC 程序设计 143.1梯形图153.2自动售货机系统调试 193.2.1硬件电路 193.3.2软件程序调试 193.3.3总体调试 193.4仿真界面与 PLC 203.5数据连接 194结束语 20总结 21参考文献 22附录 23自动售货机 PLC 控制31、自动售货机介绍1.1 自动售
8、货机功能分析这部分阐述了自动售货机的各种动作功能和控制要求，给出了完 整的自动售货机操作规程，并介绍了自动售货机运行系统种所包括的人工操作步骤。1.2 自动售货机的基本功能在进行上、下位机程序编写之前，首先要做的工作是确定自动售货机本身所具备的功能及在进行某种操作后所具有的状态。在实际生活中，我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品，如饮料、常用药品和小的生活保健用品等。售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应。举一个简单的例子来说明，例如：售货机中有 8中商品，其中 01 号商品（代表第一种商品）价格为 2.60 元，02 商品为 3
9、.50 元，其余类推。现投入 1 个 1 元硬币，当投入的货币超过 01商品的价格时，01 商品的选择按钮处应有变化，提示可以购买，其他商品同比。当按下选择 01 商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去 01 商品的价格同时启动相应的电机，提取 01号商品到出货口。此时售货机继续进行等待外部命令，如继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。由此看来，售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算以及在退币时的除法运算，这是它的内部功能。还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。自动售货机的工
10、作流程图如图 1 所示。图 11.3 PLC 的基本结构及原理自动售货机 PLC 控制4目前 PLC 种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大致相同，硬件结构与微机相似。主要包括中央处理单元CPU、存储器 RAM 和 ROM、输入输出接口电路、电源、I/O 扩展接口、外部设备接口等。其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输。如图 2 所示，PLC 控制系统由输入量PLC输出量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为 PLC 的输入量，它们经 PLC 外部输入端子，作为 PLC 的输出量对外围设备进行
11、各种控制。由此可见，PLC 的基本结构有控制部分输入和输出组成。1.4 PLC 的选型原则当某一个控制任务决定由 PLC 来完成后，选择 PLC 就成为最重要的事情。一方面要选择多大容量的 PLC ,另一方面是选择什么公司的PLC 及外设。对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O 点找出来，包括开关量 I/O 和模拟量 I/O 以及输出是用继电器还是晶体管或是可控硅型。控制系统输出点的类型非常关键，如果他们之中既有交流 220V 的接触器、电磁阀，又有 24V 的指示灯，则最后选用的 PLC 的输出点数有可能大于实际电数。因为 PLC 的输出点一般是几个一组共用一个公共端，
12、这一组输出只能有一种电源的种类和等级。所以一旦它们是交流 220V 的负载负载使用。则直流 24V 的负载只能使用其他的输出端了。这样有可能造成输出点浪费，增加成本。所以要尽可能选择相同等级和种类的负载，比如使用交流 220V 的指示灯等。一般情况下继电器输出的 PLC 使用最多，但对于要求高速输出的情况，就要使用无触点的晶体管输出的 PLC 了。对第二个问题，则有以下几个方面要考虑：（1）功能方面 所有 PLC 一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的 PLC 是否有能力控制任务。如对 PLC 与PLC、PLC 与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通信要求；或对 PLC的计算速
13、度、用户程序容量等有特殊要求；或对 PLC 的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的 PLC 品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。（2）价格方面 不同厂家的 PLC 产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、I/O 点数相当的 PLC 的价格能相差 40%以上。在使用 PLC 较多的情况下，这样的差价当然是必须考虑的因数。PLC 主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。自动售货机 PLC 控制52 PLC 系统设计2.1 可编程序控制系统设计的基本原则2.1.1 控制系统设计原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生
14、产效率和产品质量。因此，在设计 PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则：(1) 最大限度地满足被控对象的控制对象。设计前，应深入现场进行调查研究，收集资料，并于机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟订电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。(2) 在满足控制系统要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。（3）保证控制系统的安全、可靠。（4）考虑到生产的发展和工艺和改进，在选择 PLC 容量时，应适当留有裕量。2.1.2 控制系统设计的基本内容PLC 控制系统是由 PLC 与用户输入、输出设备连接而成的，因此，PLC 控制系统设计的基本内容应包括：（1）用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等） 、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等） 。这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法在其他有关书籍中已有介绍。（2）PLC 的选择。 PLC 是 PL
