plc課程設計---自動售貨機

1、<p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　可編程序控制器是一種數字運算操作系統，專為工業(yè)環(huán)境而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部進行存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數和算術運算等功能的面向用戶的指令，并通過數字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可遍程序控制器極其相關外部設備，都應按照易于與工業(yè)控制系統聯成一個整體，易于擴展其功能的原

2、則而設計。</p><p>　　PLC總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展。西門子公司是國際知名的工業(yè)產品制造廠商，其工業(yè)自動化控制產品以其高性能、高可靠性在工業(yè)控制領域有著其特定的地位。西門子公司的S7-200PLC產品更是該產品領域的佼佼者。</p><p>　　本設計是西門子公司的S7-200PLC在自動售貨機上的應用。從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，

3、它的出現是由于勞動密集型的產業(yè)構造向技術密集型社會轉變的產物。大量生產、大量消費以及消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產生，人工費用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應運而生了。</p><p>　　關鍵詞：PLC、自動售貨機、電氣控制</p><p><b>

4、　　目 錄</b></p><p>　　1引言……………………………………………………………..2</p><p>　　2設計內容......................................................................................3</p><p>　　2.1控制功能……………………

5、…………………………………………………3</p><p>　　2.2自動售貨機I/O點分配………………………………………………………3</p><p>　　3、工藝分析及控制要求…………………………………………5</p><p>　　3.1工藝流程………………………………………………………………………5</p><p>　　3.2自動售貨機工

6、作流程圖………………………………………………………5</p><p>　　4、硬件設計……………………………………………………...6</p><p>　　4.1 PLC外圍接線圖………………………………………………………………6</p><p>　　4.2電氣原理圖……………………………………………………………………6</p><p>　　

7、5、PLC程序設計及工作過程分析………………………………8</p><p>　　5.1 PLC程序設計…………………………………………………………………8</p><p>　　5.2工作過程分析…………………………………………………………………15</p><p>　　6、結論.............................................

8、..............................................16</p><p>　　7、參考文獻……………………………………………………...17</p><p><b>　　1、引 言</b></p><p>　　S7-200PLC是德國西門子公司生產的一種小型PLC。S7-200PLC系列的強大功能使其無

9、論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜控制功能。由于它具有緊湊的設計、良好的擴展性、低廉的價格、豐富的功能模塊以及強大的指令系統，使得S7-200PLC可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。</p><p>　　本課程設計是基于西門子S7-200 系列PLC構成的自動售貨機監(jiān)控系統，實現自動售貨機的PLC控制并介紹了自動售貨機的基本原理以及工作流程。本次設計的程序涉及了自動售貨機工作的絕大部分過程。對基于西門子S

10、7-200 系列PLC構成的自動售貨機系統整體設計過程進行較為細致的論述。</p><p>　　文中詳盡地介紹了自動售貨機的各硬件組成，并完成了PLC外部接線圖。介紹了自動售貨機的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過程為例，把交易過程分為幾個程序塊，然后分別對程序塊進行編程。具體說明了可編程序控制器在自動售貨機中的作用。程序涉及到了自動售貨機工作的絕大部分過程。利用PLC控制的自動售貨機提高了系統的穩(wěn)定性，保證

11、自動售貨機能夠長期穩(wěn)定運行。</p><p><b>　　2、設計內容</b></p><p><b>　　2.1控制功能</b></p><p>　　自動售貨機的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程。在實際生活中，我們見到的售貨機可以銷售一些簡單的日用品，如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。售貨機的基

12、本功能就是對投入的貨幣進行運算，并根據貨幣數值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應的反應。例如：售貨機中有2種商品，A商品價格為0.5元，B商品為1元。現投入1個1元硬幣，當投入的貨幣超過A商品的價格時，A商品的選擇按鈕處應有變化，提示可以購買，B商品也提示。當按下選擇A商品的價格時，售貨機進行減法運算，從投入的貨幣總值中減去A商品的價格同時啟動相應的電機，提取A號商品到出貨口。此時售貨機繼續(xù)進行等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此

13、時不再購買而按下退幣按鈕，售貨機則要進行退幣操作，退回相應的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來，售貨機一次交易要涉及加法運算、減法運算以及在退幣時的除法運算，這是它的內部功能。還要有貨幣識別系統和貨幣的傳動來實現完整的售貨、退幣功能。</p><p>　　2.2自動售貨機I/O點分配</p><p>　　輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產現場之間的連

14、接部件。 PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數據，以這些數據作為PLC對被控制對象進行控制的依據；同時PLC又通過輸出接口將處理結果送給被控制對象，以實現控制目的。</p><p>　　表二.2 自動售貨機I/O點的分配表</p><p>　　3、工藝分析及控制要求</p><p><b>　　3.1工藝流程</b></p>

15、<p>　　1.此自動售貨機可以投入五角、一元的硬幣；</p><p>　　2.如果顧客投入硬幣在限定的時間內（2分鐘）不按任何按鍵，自動售貨機將退還所投硬幣；</p><p>　　3.當投入硬幣的總值等于或才超過物品價值時，對應的物品指示燈亮綠燈；</p><p>　　4.當物品對應的指示燈亮綠燈時，按下按下相應的按鍵，相應的物品排出，同時指示燈綠燈閃

16、爍；</p><p>　　5.如果顧客投入硬幣總值超過所選物品的價值時，自動售貨機會自動將余款退還顧客；</p><p>　　6.當顧客成功購買完一件物品后20秒無操作，自動售貨機會自動將余款退還顧客；</p><p>　　7.如果顧客投入硬幣后又不想買物品，按下退款按鍵，自動售貨機會自動將余款退還顧客；</p><p>　　8.找零時顧客可

17、選擇退一元的還是五角的；</p><p>　　9.當物品不足時，對應的物品指示燈亮紅燈，顧客按下相應的按鍵無反應（不出物品，不減余額），并向總部發(fā)送所缺物品。</p><p>　　3.2自動售貨機工作流程圖</p><p><b>　　4、硬件設計</b></p><p>　　4.1 PLC外圍接線圖</p>

18、<p>　　售貨機的外部接線圖如圖4.1所示，SB2—SB7為物品選擇按鈕，當投入貨幣物品綠燈亮（Q2.1—Q2.6），按下SB2—SB7其中一個，對用的KM線圈得電電機轉動出相應的物品（Q0.1—Q0.6），當有物品銷售完其行程開關斷開，物品紅燈亮并同時向總部發(fā)送物品銷售完的信息；當收買物品總值低于投入總值時，可按找零按鈕SB1選擇找一元還是五角（SB10、SB11）后KM1得電電機轉動找零(Q0.0)。</p&g

19、t;<p>　　圖4.1 售貨機的外部接線圖</p><p><b>　　4.2電氣原理圖</b></p><p>　　5、PLC程序設計及工作過程分析</p><p>　　5.1 PLC程序設計</p><p><b>　　5.2工作過程分析</b></p><p

20、>　　網絡1是五角信號到加五。網絡2是一元信號到加十。網絡3是當余額大于或等于五角時，如果按下食品五角按鍵，余額減五，并出食品五角，八秒后停止。當無食品五角時按下食品五角按鍵，不減余額，不出物品。網絡4、5是食品五角閃爍控制。網絡6是當余額大于或等于五角時，如果沒按下食品五角按鍵，則食品五角綠燈常亮。如在出食品五角，則綠燈閃爍。等物食品五角時綠燈不亮不閃爍。網絡7是當無食品五角時，食品五角紅燈亮。同理，網絡8至網絡12是食品一元控

21、制程序，網絡13至網絡17是飲料一元控制程序，網絡18至網絡22是飲料兩元控制程序，網絡23至網絡27是日用兩元控制程序，網絡28至網絡32是日用三元控制程序。網絡33是兩分鐘無操作計時。網絡34是無人操作計時。網絡35是無操作找零燈亮。網絡36、37分別是找五角、找一元。</p><p><b>　　6、結論</b></p><p>　　為期兩周的PLC課程設計結束

22、了，通過這段時間的課設我收獲了許多，不僅僅鞏固了我的理論知識，還是我掌握了許多新的知識。在最開始接觸可編程控制器時我就十分感興趣，特別是在實驗室調試程序以及程序編寫成功時特別開心。在這兩周時間里我選擇了與實際結合緊密的自動售貨機作為我的研究題目，通過幾天的查閱書籍，在網上搜集資料，我基本了解了自動售貨機的工作原理、工作流程并掌握了PLC設計的基本流程。</p><p>　　通過本次的課設我才真正認識到自己之前所掌

23、握的知識不扎實并且還很膚淺，起初設計的進展很緩慢，在搜集的資料中有許多不懂的地方，幸虧有幾個同學和我選了相同的課題，我們用了大量時間討論研究，最終把問題解決，通過這個搜集資料，自己琢磨，集體探討的過程，提升了自己分析問題解決問題的能力，同時也對S7—200PLC有了深入的了解。</p><p>　　在設計的過程中，我不僅要了解自動售貨機，還要了解PLC的功能指令</p><p>　　在設計

24、中運用了計數器、比較指令、加法指令、減法器、定時器等，并介紹了設計的工藝流程、硬件接線圖,電氣原理圖、 I/O表。</p><p><b>　　7、參考文獻</b></p><p>　　[1]王永華 現代電氣控制及PLC應用技術 北京航空航天大學出版社</p><p>　　[2]胡學林 可編程控制器教程（實訓篇） 電子工業(yè)出版社<

25、/p><p>　　[3]羅宇航 流行PLC實用程序及設計（西門子S7—200系列）西安電子科技大學出版社</p><p>　　[4]張萬忠 劉明芹 電器與PLC控制技術 化學工業(yè)出版社</p><p>　　[5]賈德勝 PLC應用開發(fā)實用子程序 人民郵電出版社</p><p><b>　　[6]網絡資料</b