课程设计任务书-自动售货机的PLC控制

佛山科学技术学院课程设计任务书专业年级班一、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目录摘要3（一）前言41.1控制系统设计的基本内容41.2PLC控制系统的设计的一般步骤及内容51.3程序设计的步骤6（二）自动售货机介绍6（三）自动售货机基本功能73.1I/O地址定义表83.2自动售货机控制系统I/O点连接图93.3数码显示电路10（四）PLC自动售货机设计程序104.1商品指示114.2选择商品114.3比较124.4找钱退币124.5程序13（五）控制系统的设计特点19（六）结束语20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（一）前言从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相比，它能够节约10－15％的电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。1.1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以下内容：（1）选择用户输入设备（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PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起到重要的作用。选择PLC，应包括机型选择、容量的选择以及I/O模块的选择、电源模块的选择等。（3）分配I/O点，绘制I/O连接图。（4）设计控制程序。包括控制系统流程图、梯形图、语句表（即程序清单）和控制系统流程图。1.2PLC控制系统设计的一般步骤及内容（1）根据生产的工艺过程分析控制要求,需要完成的动作（动作顺序、动作条件、必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期、单步等）。（2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备。据此确定PLC的I/O点数。（3）选择PLC机型及容量。（4）定义输入、输出点名称，分配PLC的I/O点，设计I/O连接图。（5）根据PLC所要完成的任务及应具备的功能，进行PLC程序设计，同时可进行控制台的设计和现场施工。1.3程序设计的步骤（1）对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可以省这一步。（2）设计梯形图。这程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。（3）根据梯形图编制程序清单。（4）用编程器将程序输入到PLC的用户存储器中，并检查输入的程序是否正确。（5）对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。（6）待控制台及现场施工完成后，就可以进行联机调试。若未满足要求，再从新修改程序或检查接线，直到满足为止。（二）自动售货机介绍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先是进行对投币的记数，把投进的不同面值的货币进行统计并存放到PLC中。②价格与所投的货币比较，当所投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮发生变化，提示可以购买。③在有操作显示的条件下，进行对商品选购的操作。④选购操作进行同时，同时PLC自动进行余额的处理，并对所选商品进行提取。⑤按下退币的按钮，PLC会把余额以1元硬币和5角硬币的形式进行退币处理，并同时把PLC里寄存的余额清零，返回到初始状态。到此为止，自动售货机的一个完整工作过程结（三）自动售货机的基本功能1,投入硬币时，显示器显示已投入硬币值。当投入的硬币值等于或超过图2.5元时饮料灯亮，当投入的硬币值等于或超过3元时，饮料喝啤酒指示灯全亮。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.啤酒指示灯亮时，按饮啤酒钮，啤酒驱动器动作，饮料从售货机口自动售出，饮料指示灯闪烁，5S后啤酒驱动器释放，完成一次售货。4.购买商品以后，显示器显示余额，若有剩余金额，找钱指示灯亮；若剩余金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，在购买商品后还剩下余额，或在投入银币后不想购买商品，则按复位按钮，售货机自动退回应找回的金额。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角钱指示灯在闪烁5次，退币驱动器释放，显示器显示金额为零。6.售货机能自动计算机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.3.1.I/O地址定义表表1自动售货机控制系统I/O地址定义表输入点地址功能输出点地址功能X05角识别器Y0~Y10自制显示电路板X11元识别器Y11饮料驱动器X2饮料按钮Y12啤酒驱动器X3啤酒按钮Y13饮料指示灯X4复位按钮Y14啤酒指示灯X161元硬币传感器Y15找钱指示灯X17缺货传感器Y16退币驱动器3.2.自动售货机控制系统I/O点连接图控制器硬件设计自动售货机控制系统的PLC输入／输出的接线如图所示3.3.数码显示电路~220V5角识别1元识别显饮料按钮示啤酒按钮电复位按钮路板接口饮料驱动啤酒驱动饮料指示灯啤酒指示灯找钱指示灯COMCOM1COM2COM3X0COM4X1Y0X2Y1X3Y2X4Y3X5Y4X6Y5X7Y6X10Y7X11Y10X12Y11X13Y12X14Y13X15Y14X16Y15X17（四）PLC程序设计自动售货机系统主要包括：商品的指示灯模块，选择商品模块，比较模块，找钱退币模块。4.1．商品指示4.2．选择商品当投入的币值可以购买某种商品时，即商品下相应的指示等亮了，按下相应的“选择”按纽即可在出货框中出现该种商品。4.3．比较模块（饮料为例）价格的比较要贯穿实验过程的始终，只要余额大于某种商品价格时，就需要输出一个信号，提示可以购买。投币完成后，系统会将储存器内钱币数据和可以购买的饮料价格进行比较：当投币2.5元，则饮料商品指示灯亮，表示可以购买饮料，此时可以继续投币或退币；只有投币在3元或以上时会见到啤酒选择的指示灯和饮料指示灯长亮，此时可以选择购买饮料和啤酒或退币。4.4．找钱退币系统可在顾客购买完饮料后退回余币。按下退币按钮后，数据寄数器内的币数除以10。4.5.程序（注：此图为手工QQ截图，载不好的地方望见谅。）（五）控制系统的设计特点自动售货机控制系统实现了工艺的要求,实现可以进行自动售卖的目的,其设计特点有：1.最大限度的满足了被控对象的控制要求：通过资料的搜集，根据工艺的要求，拟定了一套切实可行的电气控制方案，解决了设备对物料的混合质量高、生产效率和自动化程度高、适应范围广、抗恶劣工作环境等的目的。2.考虑到生产的发展和工艺的改进，在选用PLC容量时，应留有适当的裕量。3.接线简单：由于将复杂的控制任务交给了PLC，所以接线大大简化4.运行可靠：由于电气线路的简化，减少了有触点元件，同时也减少了系统的故障点，所以系统的可靠性得到提高。5.维护量小：由于减少了有触点元件，消除了许多故障点，同时由于故障点的减少，提高了查找故障的速度，维护量工作得以减轻]9[。（六）结束语经过两个星期的学习、研究以及经过华老师，方老师的指导.终于按时完成了本学期的实训设计.设计主要研究的是自动售货机中有关于PLC的部分.自动售货机是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。所以说,自动售货机是今后小商品和饮料销售方式的一个很好的发展趋势.它的出现将极大的方便人们购买所需要的小商品。