采用plc控制的自动售货机实训报告

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1、佛山科学技术学院 1 佛山科学技术学院佛山科学技术学院 课程设计任务书 电气工程与其自动化 专业 12 届 年级 四 班 zxb 一一、设计题目设计题目 自动售货机的 PLC 控制 二、主要内容主要内容 本自动售货机是一种用于销售饮料和啤酒的自动售货机，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。该售货机实现功能虽不多，但是带有扩展功能，便于日后提升改善其功能。 三三、具体要求具体要求 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 2.5 元时，

2、饮料指示灯亮，当 投入的硬币值等于或超过 3 元时，饮料和啤酒指示灯全亮。 2.饮料指示灯亮时，按饮料按钮，饮料驱动器动作，饮料从售货机自动售出，饮料指示灯闪烁，5s 后啤 酒驱动器释放，完成一次售货。 3.啤酒指示灯亮时，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，显示器显示剩余的余额。若有剩余余额，找钱指示灯亮；若剩余余额等于或超过某个 商品价格时，对应的指示灯亮，表示还可以购买商品。 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

3、的硬币。如余额为 2.5 元，在退币过程中，退币驱动器动作，找 1 元钱指示灯先闪烁 2 次，找 5 角钱指示灯闪烁 5 次，退币驱动器释放，显示器显示余额为零。 6.售货机能自动计算已售出商品的总余额、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 四四、进度安排进度安排 1.第一周：初始化方案，分配任务，模块化划分。分模块设计。 2.第二周：继续模块化设计并离线模拟调试，在线调试，Debug，初步整合。 3.第三周：整合完善化，在线调试，debug，添加新功能，debug，总结。 五五、完成后应上交的材料

4、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。 佛山科学技术学院 2 六六、总评成绩总评成绩 指导老师_签名日期_年_月_日 系主任 _日期_年_月_日 佛山科学技术学院 3 摘要 此次课程设计的任务是利用可编程序控制器设计一个自动售货机的 PLC 控制器。 本自动售货机可实现硬币识别、 销售总金额、 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， 啤酒的售价为 3 元。 通过 PLC 控制硬件部分的显示、加减模块和比较模块，并带有扩展模块。 关键字关键字：可编程序控制器；自动售货机；销售模式；加货模式；模块化设计，整合。

5、 佛山科学技术学院 4 目录 1. 引言 5 2. 自动售货机介绍 6 3. 自动售货机规划 7 3.1 I/O 分配以及寄存器 . 7 3.2 自动售货机模型及显示电路 . 9 4. 程序设计 10 4.1 程序设计思路框架 10 4.2 程序运行流程图 11 4.3 程序分解说明 12 5. 总结分析问题 21 5.1 设计总结分析 21 5.2 心得体会 21 参考文献 . 22 附录 . 23佛山科学技术学院 5 1. 引言引言 随着经济发展，传统的固定地点人员售货方式暴露出许多弊端：人力资源需求大；受所需服务地点，地理条件的限制；而且在服务时间上不能最大限度的服务于消费者。自动售货机

6、的出现解决了这些难题。品种繁多，对生活的覆盖面广，自动售货，效率高，可 24 小时不间断运营；选址容易，且方便改换场地；适合全职经营，也可兼职（副业）经营；作为广告载体，可赚高额外块。投资风险低，收益高。工作人员唯一所需要做的就是添加商品取走货币。如此多的优点使得自动售货机在世界范围内得到广泛的应用。 本次设计我们小组做的是一种功能增强的自动售货机，同现在通用的自动售货机，它增加了一些找零，显示余额，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，使之功能更为强大，本文着重介绍的是用 PLC 控制步进电机，通过各种方案比较得出的一个较优方案。 佛山科学技术学院

7、 6 2. 自动售货机自动售货机功能功能介绍介绍 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 3.50 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

8、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 作流程图如图所示。 图 21 自动售货机的工作流程图 佛山科学技术学院 7 3 3自动售货机自动售货机规划规划 3 3.1 I/O （1） I/O 分配清单：如表 3-1 X0 五角检测

9、Y0 CD4511 A X1 一元检测 Y1 CD4511 B X2 饮料按钮 Y2 CD4511 C X3 啤酒按钮 Y3 CD4511 D X4 退币按钮 Y4 CD4511 LE1 X5 模式切换 Y5 CD4511 LE2 X6 加货按钮 Y6 CD4511 LE3 X7 减货按钮 Y7 X10 商品切换 Y10 找五角指示灯 X11 Y11 饮料驱动器 X12 Y12 啤酒驱动器 X13 Y13 饮料指示灯 X14 Y14 啤酒指示灯 X15 Y15 退币指示灯 X16 Y16 退币驱动器 X17 Y17 找一元指示灯 表 4-1 （2）寄存器分配 如表 3-2 D200 余额 D4

10、00 累加寄存器 D540 销售总金额 D550 饮料存量 D560 啤酒存量 D500 售出饮料瓶数 D510 售出啤酒瓶数 表 3-2 佛山科学技术学院 8 （3）接线图：图 3-1 图 3-1 3.2 自动售货机模型及显示电路自动售货机模型及显示电路 （1）自动售货机模拟图：（2）显示电路 佛山科学技术学院 9 自动售货机模型及显示电路自动售货机模型及显示电路 如图 3-2- 图 3-2 自动售货机模拟图 图 3-3 显示电路接线 佛山科学技术学院 10 4.程序设计程序设计 4.4.1 1 设计思路设计思路 程序划分为 4 大部分：主程序，显示程序，销售模式程序，加货模式程序。 主程序

11、 P0 P1 P2 销售 模式 加货 模式 显示 佛山科学技术学院 11 4.24.2 程序运行流程图程序运行流程图 否 是 是 否 是 是 是 模式切换按钮 X005 闭合？ PLC 运行 显示显示 销售模式 加货模式 是 否 M74=1？ 显示金额 M73=1？ 加减饮料并显示 数量 加减啤酒并显示 数量 是 否 啤酒存量=0 饮料存量=0 啤酒指示灯闪烁 无法销售啤酒 啤酒指示灯闪烁 无法销售啤酒 正常进入销售模 式 佛山科学技术学院 12 4.4.3 3 程序分解程序分解 （1）.主程序如图 4-1 图 4-1 说明：显示程序 P2 始终处于接通状态，销售模式 P0 与加货模式 P1

12、始终处于互锁状态，由带自锁按钮 X005 实现。主程序中计算商品总金额并送入停电保持型寄存器 D540，并在加货模式时可以显示。同时，判断饮料，啤 酒的存量是否为 0，是的话投币不能销售。 （2）销售模式程序 P0 由图 4-说明：图 4-2 为投币显示模块， 通过 BCD 转换分别将十位，个位，十分位送入以上， 3 个 4 位二进制同步送入显示程序中显示（3）.销售程序包含两个销售模块说明： 当余额大于等于 2.5 元时并且饮料存量不为零时 同时饮料指示等闪烁。当饮料驱动器动作时 次购买。 佛山科学技术学院 13 -2 开始 图 4-2 投币显示模块 ，其包括五毛检测，一元检测，检测结果运算

13、后送入停电保持寄存器 十分位送入 K3M100，即： 十位K1M108 个位K1M104 十分位K1M100 位二进制同步送入显示程序中显示， 没检测到一次， 显示程序刷新一次销售程序包含两个销售模块，分别为饮料销售模块与啤酒销售模块，图图 4-3 饮料模块 元时并且饮料存量不为零时， 按下饮料按钮， 可以完成购买饮料 当饮料驱动器动作时，按下饮料按键不动作，只有在饮料驱动器释放的时候检测结果运算后送入停电保持寄存器 D400，显示程序刷新一次， 详情见显示程序 P2。 图 4-3 为饮料模块 可以完成购买饮料， 饮料驱动器动作， 只有在饮料驱动器释放的时候，才能启动下一（4）.啤酒销售模块如

14、图 4-4 说明： 当余额大于等于 3.0 元时并且啤酒存量不为零时 同时啤酒指示等闪烁。当啤酒驱动器动作时 次购买。 （5）标志位 1：标志位 1 的作用是作为佛山科学技术学院 14 图 4-4 啤酒销售模块 元时并且啤酒存量不为零时， 按下啤酒按钮， 可以完成购买啤酒 当啤酒驱动器动作时，按下啤酒按键不动作，只有在啤酒驱动器释放的时候的作用是作为 Y11 与 Y12 状态标记。记录至 M75，以便以下程序逻辑互锁图 4-5 标志位 1 可以完成购买啤酒， 啤酒驱动器动作， 只有在啤酒驱动器释放的时候，才能启动下一以便以下程序逻辑互锁。 （6）.退币模块 说明：此模块为退币驱动器的预计算 为

15、下面驱动的互锁起一个逻辑判断，具体如（7）退币驱动模块 佛山科学技术学院 15 图 4-6 此模块为退币驱动器的预计算，包括 D200，D400 寄存器的清零，退币找钱指示灯闪烁次数的给定 具体如 4-6 所示。 图 4-7 退币驱动模块 退币找钱指示灯闪烁次数的给定，并说明：当余额不等于 0，饮料/啤酒驱动器没有动作时 元个数为 0 时，直接进入 5 毛指示灯闪烁 0.5s，此时一个退币过程完成。下面图 冲 M8013。其中，上面的 M10，M11 两个标志位起到控制的作用 （8）.找钱灯闪烁模块 说明：子程序 P0（销售模式）（9）.下面是加货模式子程序 P1说明：图 4-9 是加货模块中的加货模式 (1) 商品切换按钮 X010 接通时给一个上升沿接通一次交替输出 显示。 (2) 按钮 X004 在加货模式中充当商品存量 (3) 按下加货按钮 X006 时可对饮料 (4) 按下减货按钮 X007 时可对饮料 /啤酒的存量进行判断，当其等于 止 D550/D560 指变成负值，影响显示佛山科学技术学院 16 啤酒驱动器没有动作时，按下退币按钮 X4 方有效， 毛指示灯闪烁，同时退币驱动器动作直到指示灯 5s，退币驱动器释放后 4-8 是找钱灯闪烁的定时器闪烁的定时器震荡电路 两个标志位起到控制的作用，分