《21自动售货机--plc课程设计论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《21自动售货机--plc课程设计论文（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电气控制技术课程设计任务书课 程 设 计 说 明 书名 称 自动售货机控制系统的设计 院 系 班 级 姓 名 学 号 系主任 教研室主任 指 导 教 师 一 任务描述：自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备，它不受任何场地限制，方便快捷，在我国也越来越普及。传统的自动售货机采用单片机作为控制核心，但这样在输入输出接口上消耗很大。PLC 不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点。本文设计的是售汽水和咖啡这两种饮料的自动饮料机，它的售货过程是：首先由顾客按下商品选择开关时，然后顾客投入的硬币(投入硬币的面值和剩余值由 PLC驱动数码管显示)经过光传感
2、器感应，再由光传感器驱动硬币识别传感器识别硬币（由于能力有限，在识别硬币上不做具体研究） 。如果是无效币则使继电器打开阀门，将硬币退出；如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮币腔，并经硬币识别传感器将信号送给 PLC。最后经顾客选择，同时 PLC控制，使 PLC的输出口上有相应的信号输出。若贮币腔内无硬币（红外检测器感应） 、饮料的量位小于设定值（红外传感器感应） 、售货机遭损，系统就报警 【7】 。大体运行如图 2-1：商品选择开关硬币感应器PLC各种指示灯退币电动机出货电磁阀液位感应器报警图 2-1自动售货机控制系统硬件组成示意图图 2-2是自动售货机简单示意图。在该机中有两种已经配
3、制好的饮料储液桶（未画出来） ，一种为汽水，另一种为咖啡。汽水出口和咖啡出口分别代表由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种的饮料出口。退币按钮 汽水按钮 咖啡按钮退币口 投币口退币指示灯 汽水指示灯 咖啡指示灯投币不足指示灯汽水出口 咖啡出口图 2-2自动售货机简单示意图二 控制要求（1）自动售饮料机可投入 1角、5 角、1 元的硬币。（2）所售饮料标价：汽水2 元，咖啡3 元。（3）投币总额或现在值显示在 7段数码管上。（4）当投入的硬币总值超过所购饮料的标价时，所有可购买饮料的指示灯均亮，作可购买提示。 （如：当投入的硬币总值超过 2元，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过 3元时，汽水、咖啡指
4、示灯均亮） 。（5）当汽水指示灯亮时，按选择汽水按钮，则排出汽水，7s 后自动停止。在这段时间内，汽水指示灯闪烁。（6）当咖啡指示灯亮时，按选择咖啡按钮，则排出咖啡，7s 后自动停止。在这段时间内，咖啡指示灯闪烁。（7）系统根据顾客投入的硬币，判断硬币是否足够，若足够则根据顾客的要求自动售货，投币不足则给出提示。（8）购买饮料后，系统自动计算剩余币值，并根据剩余币值提示可购买的饮料（指示灯亮）。（9）若投入的硬币总值超过所需的钱数（汽水 2元，咖啡 3元） ，则找钱指示灯亮,当按退币控制按钮时，退出找回的钱。（10）在报警系统中，PLC 只起到开关连接的作用。三 系统配置及输入/输出继电器地址
5、分配1 I/O 口分配列出 I/O口分配表，如表所示：输入信号 输出信号名称 代号 输入点编号 名称 代号 输出点编号1 角投币感应器 ST1 X0 显示指示灯 HL1 Y0Y75 角投币感应器 ST2 X1 汽水指示灯 HL2 Y101 元投币感应器 ST3 X2 咖啡指示灯 HL3 Y11汽水按钮 SB1 X3 汽水电磁阀 YV1 Y12咖啡按钮 SB2 X4 咖啡电磁阀 YV2 Y131 角退币感应器 ST4 X5 无币报警控制 YV3 Y145 角退币感应器 ST5 X6 没有汽水报警 YV4 Y151 元退币感应器 ST6 X7 没有咖啡报警 YV5 Y16退币控制按钮 SB3 X1
6、0 售货机遭破坏报警YV6 Y171 角剩余钱币感应器 ST7 X11 1 角传动电机控制YV7 Y205 角剩余钱币感应器 ST8 X12 5 角传动电机控制YV8 Y211 元剩余钱币感应器 ST9 X13 1 元传动电机控制YV9 Y22汽水液位感应器 ST10 X14 退币指示灯 HL4 Y23咖啡液位感应器 ST11 X15 投币不足指示灯HL5 Y24售货机遭破坏感应器 ST12 X16I/O口分配表2 控制接线图本系统是一个小型集中控制系统，PLC 选型主要取决于控制系统输入、输出开关信号的数量、用户程序的长短及相关的功能。根据控制要求，I/O 点数在 48个左右，选择性能价格比
7、较高的三菱 FX2n-48MR，其中其输入点为 24点，输出点为 24点，该 PLC为继电器输出型。了解各个控制对象的驱动要求，分析对象的控制要求，完成 PLC硬件结构配置。本设计中，退币按钮、各种饮料按钮和饮料出口（驱动电磁阀）等均为开关量。根据上述要求，因条件所限输出均用指示灯代替，由此绘制出 PLC控制电路接线图，如图所示：X16X15X12X14X11X13X10不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不1不不不不不不不不5不不不不不不不不C OM1不不不不不不不不不不不不不不1不不不不不不5不不不不不不1不不不不不不不不不不不不不不1不不不不不5不不不不不1不不不不不 X0X1X
8、2X3X4X5X6X7Y24Y23Y12Y13Y14Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y10Y11Y0-Y7C OM4C OM3C OM2C OM1 Po rt2 20V不不不不不不不不不不不不Po rt不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不1不不不不不不不5不不不不不不不1不不不不不不不不不不不不不不不不不不不控制接线图3 系统的流程图投币计数比 较币 价累加币价选 择饮 料汽水选择咖啡选择减去咖啡用币是否退币退币计数钱币倒入退币箱结束饮料不足报警减去汽水用币硬币不足售货机遭破坏钱币不足NY四 程序设计根据自动售货机控制系统的流程可以知道自动售货机的主要系
9、统包括：计币部分、比较部分、选择和饮料供应部分、余额计算部分、退币部分、报警部分。1 计币部分当有顾客购买饮料时，投入硬币时经过光传感器感应，然后由光传感器驱动硬币识别器识别硬币,如果是假币则系统自动退出硬币,如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮存腔,并经光传感器感应，然后在PLC内进行数据运算，否则认为是假币并退出系统，梯形图如图4-3：2 比较部分投币完成后，系统会将D1内钱币数据和可以购买的饮料价格进行区间比较：若投币2元，则指示灯Y24亮，显示投币不足，此时可以继续投币或退币；若2元投币3元，则汽水选择指示灯长亮，此时可以选择汽水或退币；若投币3元,则汽水和咖啡指示灯长亮,此时
10、可以选择汽水、咖啡或退币。梯形图如图：3 选择和饮料供应部分比较完成后，按下指示灯长亮的选择按钮，相应的电磁阀（Y12或Y13）起动，并且相应的选择指示灯由长亮转为以1s为周期的闪烁直至饮料供应完毕后闪烁停止。当饮料输出达到7s时，电磁阀关断。梯形图如图：4 余额计算部分饮料输出的同时减去相应的购买币数。梯形图如图：5 退币部分顾客可在购完饮料后，由退币指示灯Y23可知是否可以退币，指示灯亮，则可以退币，当按下退币控制按钮后，数据寄数器D1内的币数除以10，商的整数部分是需要退回1元的个数并储存在D2中；D3的数据除以5，商的整数部分是需要退回的5角钱的个数，并储存在D4中，依次类推选择退币的
11、同时起动3个退币电动机。3个感应器开始计数，当感应器记币的个数等于数据寄存器退回的币数时，退币电动机停止运转。PLC编程梯形图如图：6 报警部分PLC在报警系统中，只起到开关连接的作用，具体梯形图如图：整体运行梯形图 梯形图程序调试由于实验室没有相应的实物控制模型(自动售货机)，因此，在调试系统控制程序时，所有的输入信号均用开关信号和复位按钮来代替，所有的输出均用指示灯来表示。调试时，首先按控制系统 PLC接线图完成硬件接线，并仔细检查接线是否有误，特别要注意接线时不能出现短路、断路及反接等情况，否则会造成硬件损坏及人身意外。开始程序调试：首先将 PLC控制程序写入到 PLC机器中，再选择监控
12、状态，使 PLC处于“RUN”状态，然后逐一按投币感应器（即硬币识别机构用复位按钮信号来表示硬币的输入） ，观察有没有进行累加币值；或按选择按钮，观察输出指示灯是否按预计效果闪灭（即显示饮料选择提示、饮料送出、送出时间和退币提示） ，并通过监控状态观察程序的运行过程及输入输出信号、内部描述实际出现的问题及解决方案。对报警部分进行调试，只需给相应的输入端口信号，然后相应的指示灯变亮即可。要对照设计控制要求，逐一检验设计功能是否能有效的实现，并对程序进行改进和完善。例如，调试过程中，发现重复线圈问题，需将程序进行合并，避免重复线圈等等。总而言之，对程序必须要反复调试，不断改进，以获得既完全实现功能
13、，而又简单、严谨性高的PLC控制程序。参考文献1廖常初.FX 系列 PLC 编程及应用M.北京:机械工业出版社.2005.1127.2罗宇航.流行 PLC 实用程序及设计(西门子 S7-200 系列)M.西安:西安电子科技大学出版社 .2006.246252.3高勤.可编程控制器原理及应用（三菱机型）M.北京:电子工业出版社.2006.4146.4钱锐.PLC 应用技术M.北京:科学出版社.2006.112113.5黄继昌等.传感器工作原理及应用实例M.北京:人民邮电出版社.1998.6朱军等.自动售货机中的纸钞及硬币识别原理J.7董淑冷等.PLC 在自动售货机控制系统中的应用J.上海师范大学学报.2007,36(2):4751.8赵红梅等.自动售货机 PLC 控制系统的设计J.9孙余凯等.传感器应用电路 300 例M.北京:电子工业出版社.2008.157158.10何希才等.实用传感器接口电路实例M.北京:中国电力出版社.2007.218219.
