飲料自動售貨機plc課程設(shè)計

1、<p>　　PLC課程設(shè)計說明書</p><p>　　課程名稱： 可編程控制技術(shù) </p><p>　　系： 電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級： </p>&l

2、t;p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　職 稱： </p><p><b>　　2012年7月6日</b><

3、/p><p>　　一 自動售貨機的理論背景與實際意義</p><p>　　自動售貨機是一種全新的商業(yè)零售形式，20世紀70年代自日本和歐美發(fā)展起來。它又被稱為24小時營業(yè)的微型超市。在日本，70％的罐裝飲料是通過自動售貨機售出的；全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有50萬臺飲料自動售貨機。在中國,自動售貨機1999年開始進人中國市場．如今，在機場、地鐵、商場、公園等客流較大的場所，已不難

4、發(fā)現(xiàn)自動售貨機的身影。</p><p>　　從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費以及消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)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(chǎn)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(yīng)運而生了</p><p>　　它

5、的售貨領(lǐng)域非常廣泛，是發(fā)達國家商品零售的一種主要方式。近幾年，自動售貨機逐漸被越來越多的消費者所接受。但由于售貨機分布零散、范圍廣闊的特點，自動售貨機在為消費者帶來方便的同時，也為經(jīng)營者在監(jiān)控、管理、維護等方面帶來很大的不便。目前售貨機運行的各種情況都需要由人工判斷，包括缺貨、缺零錢、幣箱已滿、售貨機機械故障等，經(jīng)營者普遍采用人工定時巡回視察的管理辦法，既費時費力，又無法及時準確獲取自動售貨機狀態(tài)報告，給經(jīng)營者增加了管理成本和難度，也有

6、可能給消費者的正常消費造成不便。 　　本系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)可以使自動售貨機的經(jīng)營者可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計的銷售狀況進行商品銷售狀況分析，預測商品的銷售走勢，確定合理的采購和配送策略，以期獲得最高的投資回報率。同時售貨機的一些故障信息和警報信息可以實時的傳送到相應(yīng)運營人員，從而可以在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決問題。</p><p>　　二 飲料自動售貨機控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>

7、　?。ㄒ唬?、設(shè)計目的</b></p><p>　　1．進一步鞏固理論知識，培養(yǎng)所學理論知識在實際中的應(yīng)用能力。</p><p>　　2．掌握一般電氣設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。</p><p>　　3．掌握一般電氣設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的施工設(shè)計、安裝與調(diào)試方法。</p><p>　　4．培養(yǎng)查閱圖書資料、工具書的能力。</p&g

8、t;<p>　　5．培養(yǎng)工程繪圖、書寫技術(shù)報告的能力。</p><p><b>　　（二）、控制要求</b></p><p>　　1、自動售貨機可投入1角、5角、1元的硬幣。</p><p>　　2、當投入的硬幣總值大于等于2元時，汽水指示燈亮；當投入的硬幣總值大于等于3元時，汽水及橙汁指示燈亮。</p><p

9、>　　3、當汽水指示燈亮時，按放汽水按鈕，則放出汽水，8s后，自動停止。在這段時間內(nèi)，汽水指示燈閃爍。</p><p>　　4、當橙汁指示燈亮時，按放橙汁按鈕，則放出橙汁，8s后，自動停止。在這段時間內(nèi)，橙汁指示燈閃爍。</p><p><b>　?。ㄈ?、設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1．簡述本設(shè)計的意義。根據(jù)控制要求，制定合理

10、的設(shè)計方案。</p><p>　　2．硬件選型并進行硬件電路（接口電路）設(shè)計。</p><p>　　3．控制程序的設(shè)計（并加以注釋）。</p><p><b>　　4．監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。</b></p><p>　　選擇工業(yè)領(lǐng)域流行的組態(tài)軟件，然后經(jīng)過制作監(jiān)控界面、畫面屬性設(shè)置及與PLC進行通信等步驟完成監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計（必須

11、要有設(shè)計過程）。</p><p><b>　　5．模擬調(diào)試 </b></p><p>　　6．編寫設(shè)備的電氣工作原理說明及其使用說明。</p><p>　　三 飲料自動售貨機控制系統(tǒng)設(shè)計的基本思路</p><p>　　本次設(shè)計的題目是飲料自動售貨機，主要是應(yīng)用西門子S7200型PLC的順序控制設(shè)計法專用指令來設(shè)計控制

12、程序，并簡單介紹相關(guān)的知識，如：PLC的定義、PLC的編程語言、PLC的硬件組成、組態(tài)仿真等。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù)PLC的相關(guān)知識設(shè)計出它的外部接線圖，結(jié)合梯形圖和外部接線圖分析說明該設(shè)計的控制原理過程。</p><p>　　本次設(shè)計的重要部分是設(shè)計部分，即飲料自動售貨機順序功能圖和梯形圖的設(shè)計。首先就得根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和控制要求準確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖用專用指

13、令準確設(shè)計出它的梯形圖，這樣才能真正理解本次飲料自動售貨機的控制原理。</p><p>　　四 PLC的工作原理</p><p>　　PLC的工作原理與計算機的工作原理基本是一致的，可以簡單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。PLC通電后，首先對硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復不停地分階段處理各種不同的任務(wù)（見圖1）。但是PLC也有它自己的特點，PLC在確定了

14、工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描工作</p><p>　　五 PLC的硬件組成</p><p>　　PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口、電源等幾部分組成。其中，CPU是PLC的核心；輸入單元/輸出單元是CPU與現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計算機等外部設(shè)備，其硬件構(gòu)成圖如圖2。&l

15、t;/p><p>　　圖2 PLC硬件組成</p><p>　　六 飲料自動售貨機的基本功能</p><p>　　日常生活中，我們見到的飲料售貨機可以銷售不同種類的飲料。售貨機的基本功能就是對投入的貨幣進行運算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。例如本次飲料自動售貨機要求：售貨機中有2種商品，汽水價格為2元，橙汁為3元。當投入的硬幣總值超過2

16、元時，汽水指示燈亮；當投入的硬幣總值超過3元時，汽水及橙汁指示燈亮。當汽水指示燈亮時，按放汽水按鈕，則放出汽水，8s后，自動停止。在這段時間內(nèi)，汽水指示燈閃爍。當橙汁指示燈亮時，按放橙汁按鈕，則放出橙汁，8s后，自動停止。在這段時間內(nèi)，橙汁指示燈閃爍。</p><p>　　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(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完

17、成此次交易。由此看來，飲料自動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(nèi)部功能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。</p><p>　　七 自動飲料售貨機的I/O點分配及外部接線圖</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(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。 PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以

18、這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進行控制的依據(jù)；同時PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。本次飲料自動售貨機的I/O點的分配如表一所示。I/O接線圖如圖4所示。</p><p><b>　　表一</b></p><p><b>　　圖3 外部接線圖</b></p><p>　　八 自動飲料售貨機的

19、順序功能圖</p><p>　　圖4 飲料自動售貨機順序功能圖</p><p>　　九 自動飲料售貨機的梯形圖</p><p>　　梯形圖是用的最多的PLC圖形編程語言。梯形圖語言是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達符號的基礎(chǔ)上演變而來的。它與電器控制線路圖相似。繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、

20、實用的特點。因此，這種編程語言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知，是應(yīng)用最廣泛的PLC的編程語言，是PLC的第一編程語言。</p><p>　　在梯形圖中，有兩根豎直的直線，被稱為母線，西門子PLC只保留了左邊的母線，而把右邊的母線略去不寫。在梯形圖中引入了“能流”的概念。左邊的母線就如電源的“正極”，而右邊的母線就如電源的“負極”。如果有“能流”從左至右流向線圈，則線圈被激勵。如果沒有能流，則線圈未被激勵，“能流”在任何

21、時刻都不會通過接點自右向左流。飲料自動售貨機梯形圖見圖6所示。</p><p>　　圖6 飲料自動售貨機梯形圖</p><p>　　十 飲料自動售貨機的組態(tài)仿真</p><p><b>　　第一、新建工程</b></p><p>　　1打開組態(tài)王6.53快捷方式，進入工程管理器，點擊新建。</p>&l

22、t;p>　　2設(shè)備的選擇，點擊COM1，雙擊新建，完成設(shè)備的選擇</p><p>　　第二、數(shù)據(jù)詞典中對變量進行定義；</p><p>　　點擊數(shù)據(jù)詞典，雙擊新建</p><p><b>　　變量定義完成?。?！</b></p><p><b>　　第三、畫面設(shè)計</b></p>

23、<p><b>　　點擊畫面，雙擊新建</b></p><p><b>　　進行動畫設(shè)計</b></p><p><b>　　下面進行動畫的連接</b></p><p><b>　　雙擊圖標</b></p><p><b>　　第四、命

24、令語言設(shè)計</b></p><p>　　點擊命令語言，應(yīng)用程序命令語言，進行設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計完成</b></p><p><b>　　十一 心得體會</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我受益匪淺。課程設(shè)計是一次綜合性的實踐，它將各種知識結(jié)合到一起綜合運

25、用到實踐上來擴展、彌補、串聯(lián)所學的知識。通過本次畢業(yè)設(shè)計我得到了很多收獲。首先，了解了PLC的基本知識和在控制領(lǐng)域的作用及地位。其次掌握了順序功能圖和SFC專用指令梯形圖的編寫，學會了使用S7—200編程軟件及組態(tài)王軟件的基本應(yīng)用，同時掌握了如何收集、查閱、應(yīng)用文獻資料，如何根據(jù)實際需要有選擇的閱讀書籍和正確確定系統(tǒng)所要使用的元器件的類型。再次，在精神方面鍛煉了思想、磨練了意志。面對存在的困難首先分析問題根據(jù)目的要求確定可實現(xiàn)的部分，定

26、出那不準的方面找同學和老師討論研究，再完善、再修改、再發(fā)現(xiàn)問題、再解決培養(yǎng)了自己的耐心、恒心及遇事不亂的精神?？傊颐靼琢死碚摵蛯嵺`之間存在的距離只有靠不斷的思考不斷的動手才能將所學的知識真正運用到實踐上來。在課程設(shè)計中我的很多方面的能力都得到了提高，尤其在PLC軟件編程方面讓我感觸頗深。我個人認為軟件設(shè)計是個既靈活又細膩的工作，它要求耐心和細心去不斷完善，同時還需要有良好的邏輯思維能力。通過這次課程設(shè)計，我分析問題和解決問題的能力有