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自动售货机PLC设计目录一、引言··································································1二、控制要求······························································2三、设计任务······························································2四、系统总体方案设计方案4.1系统硬件配置及组成原理··············································34.2系统变量定义及分配表·················································34.3系统接线图设计·······················································44.4系统可靠性设计························································4五、控制系统设计5.1控制程序流程图设计····················································55.2控制程序时序图设计····················································65.3控制程序设计思路······················································75.4编程系统的调试························································75.5创新设计内容···························································7六、上位监控系统设计6.1PLC与上位监控软件通讯················································86.2上位监控系统组态设计··················································86.3实现的效果····························································12七、系统调试及结果分析7.1系统调试及解决的问题··················································127.2结果分析······························································13八、结束语·································································13九、参考文献····························································14十、附录···································································14-1-一：引言可编程序控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC,是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机，其本质是一台工业控制专用计算机。它的软、硬件配置与计算机极为类似，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。硬件主要由中央处理单元CPU、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成.PLC是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统，它是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。自动售货机是集声、光、机、电于一体的智能科技产物,进入21世纪，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。使未来的自动售货机不仅仅具有售货功能，而是更加多元化,及人性化;如：手机支付、远程联机管理、个性的LCD广告显示屏、更节能。自动售货机的普及在某种程度上能反映一个国家的科技发展水平，是一个国家文明程度的象征。实践和直觉告诉我们，自动售货机在中国的横空出世，必将为国内的食品、香烟、饮料等诸多行业的发展带来新的契机，中国的现代文明又将以自动售货机的应用和普及开启一个新的里程碑！随着中国经济的高速发展，自动售货机在中国的普及和应用已是必然趋势。据来自国内自动售货机市场行情分析报告表明：目前国内自动售货机市场走势已逐渐明晰，自动售货机逐步从沿海经济发达地区和各大中城市向内陆和次发达地区延伸，逐步从高级宾馆、地铁、机场等豪华高档场所向高中档社区普及，大有星火燎原之势，可以说是市场潜力无限。-2-二：控制要求I．自动售货机有3个投币孔，分别为1元、5元和10元。2．售货共有3种饮料供选择，分别为汽水、花茶和咖啡。3．如投币总额超过销售价格，将可由退币钮找回余额。4．投币总额或当前值显示在7段数码管上。5．投币值等于或大于12元时，汽水指示灯亮，表示只可选择汽水。6．投币值等于或大于15元时，汽水和花茶指示灯亮，表示只可选择汽水和花茶。7．投币值等于或大于20元时，汽水、花茶和咖啡指示灯亮，表示3种均可选择。8．按下要饮用的饮料按钮，则相对应的指示灯开始闪烁，3s后自动停止，表示饮料已经掉出。9．动作停止后按退币钮，可以退回余额，退回金额如果大于10元，则先退10元再退1元，如果小于10元则直接退1元的。三：设计任务学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动售货机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2.系统有启动、停止功能；3.运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；4.程序结构与控制功能自行创新设计；5.进行系统调试，实现自动售货机的控制要求。-3-四：系统总体设计方案1.系统硬件配置及组成原理有三个钱币输入按钮，0.01代表1元，0.02代表5元，0.03代表10元，当投入的硬币总值等于或超过12元时，汽水指示灯1.00亮；当投入的硬币等于或超过15元时，汽水指示灯1.00亮，花茶指示灯1.01亮；当投入的硬币总值等于或超过20元时，汽水指示灯1.00亮，花茶指示灯1.01亮，咖啡指示灯1.02亮；如果要汽水则按汽水按钮0.05，这时汽水输出指示灯1.03亮，输出汽水，然后汽水指示灯闪烁，3s后停止。如果要花茶则按花茶按钮0.06，这时花茶输出指示灯1.04亮，输出花茶，然后花茶指示灯闪烁，3s后停止。如果要咖啡，则按咖啡按钮0.07，这时咖啡输出指示灯1.05亮，输出咖啡，然后咖啡指示灯闪烁，3s后也自动停止，当要完汽水、花茶或咖啡时，如有多余的钱，则找钱指示灯1.06亮，如果多余钱超过10元则找钱口1.07自动退出余额，3s后停止，如果少于十元则找钱口1.08自动退出余额，如果当顾客投入一定的硬币后什么都不想要时，则可考虑复位按钮0.08，则投入的钱会原数从出钱口退出。2.系统变量定义及分配表输入输出分配表输入输出设备输入点设备输出点复位按钮SB10.00汽水指示灯LED1.001元SB20.01花茶指示灯LED1.015元SB30.02咖啡指示灯LED1.0210元SB40.03汽水输出LED1.03汽水按钮SB50.05花茶输出LED1.04咖啡按钮SB60.06咖啡输出LED1.05花茶按钮SB70.07找钱指示灯LED1.06退币按钮SB80.08十元出钱口LED1.07一元出钱口LED1.08-4-3.系统接线图设计硬件接线图4.系统可靠性设计当自动售货机发生故障时，系统会给出提示并发出鸣叫声，顾客看到这种情况可以直接按下退币按钮，将投入的钱币取回，当钱币出来时，系统会发出“叮”的声音提示顾客将钱币取回。-5-五：控制系统设计1.控制程序时序图设计时序图2.控制程序流程图设计-6--7-3.控制程序设计思路设计一台完整的销售汽水和咖啡的自动售货机，具有硬币识别、币值累加，自动售货、自动找钱功能，此售货机可接受的硬币为1元、5元和10元。汽水的售价为12元，花茶的售价为15元，咖啡的售价为20元。自动售货机是台机电一体化的自动化装置，在接受到货币已输入的前提下，靠触摸控制按钮输入信号使控制器启动相关位置的机械装置完成规定动作，将货物输出。用自动控制系统替代现有的人工销售方式，节省人力，减少销售开支，扩大销售覆盖面，当投入的硬币总值等于超过12元时，汽水指示灯亮。当投入的硬币总值等于超过15元时，汽水和花茶的指示灯都亮。当投入的硬币总值等于超过20元时，汽水、花茶和咖啡的指示灯都亮。当汽水指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水从售货口自动售出，汽水指示灯闪烁（闪烁频率为1sON,1sOFF）,3秒后自动停止。当花茶指示灯亮时，按花茶按钮，则花茶从售货口自动售出，花茶指示灯闪烁（闪烁频率为1sON,1sOFF）,3秒后自动停止。当咖啡指示灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡从售货口自动售出，咖啡指示灯闪烁（闪烁频率为1sON,1sOFF）,3秒后自动停止。当按下汽水按钮、花茶按钮或咖啡按钮后，如果投入的硬币总值超过所需的钱数时，找钱指示灯亮，自动售货机自动退出多余的钱，3s后自动停止。动作停止后按退币钮，可以退回余额，退回金额如果大于10元，则先退10元再退1元，如果小于10元则直接退1元的。4.编程系统的调试如果顾客所付的金额不足，系统不会有任何一只指示灯亮起来，顾客还需要再投入金额，当顾客两次投入的金额加起来足够时，可选择自己所需要的饮料如果顾客投入的金额大于饮料价格，进入自动找零，无法找零时，给出提示并退回硬币，实现找零时，进行找零操作，提示找零金额和取饮料信息。5.创新设计内容当顾客交易完毕，点击退币按钮时，自动售货机将剩余的钱币从钱币输出口输出，或许由于顾客大意忘记从输出口取出钱币，这样将给顾客带来不必要的损失，针对此种情况，可以设计一个自动报警系统，就是当钱从自动售货机中输出超过6秒红外线扫描发现没有取出时，这时将启动报警，及时提醒顾客，增强了售货机的安全性。-8-六：上位监控系统设计1.PLC与上位监控软件通讯本次课程设计涉及到欧姆龙PLC与力控组态软件的通讯。目前欧姆龙的小型PLC组要是CPM1A和CPM2A系列；PLC与组态软件通过串口RS232通信，那么就要了解PLC的通信协议是什么方式的。第一步：通过PLC的编程软件来了解通信协议，在欧姆龙PLC的“PLC设定”对话框中“外围端口”标签中设置“通信协议”为“标准”，模式是“HostLink”，单元号为“0”，在网络设置对话框的“驱动器”标签中，设置“端口名称”为“COM3”，“波特率”为“9600”，“数据位”为“7”，“校验”为“偶校验”，“停止位”为“2”，在“设备类型设置”的“通用”标签中，设置“CPU类型”为“CPU40”在“变更PLC”对话框中，“设备类型”为“CPM1（CPM1A）”，“网络类型”为“SYSMACWAY”。第二步：与力控的通讯：在上位机力控组态软件的“设备配置—第一步”的对话框中，设置“设备地址”为“0”，“通讯方式”为“串口（RS232/422/485）”，在“设备配置—第二步”的对话框中，设置“串口”为“COM8”,点击“设置”按钮设置通信参数“波特率”为“9600”，“数据位”为“7”，“校验”为“偶校验”，“停止位”为“2”。2.上位监控系统组态设计1、仿真系统组成本仿真系统由上位机和下位机组成。上、下位机通过串行口进行通信交换数据。上位机内装北京组态软件