基于PLC的自动售货机设计

基于PLC的自动售货机设计电气控制课程设计专业：班级：姓名：学号：评语：考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）电气控制课程设计报告1指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2014年07月11日电气控制课程设计报告0基于PLC的自动售货机的设计1问题描述一台用于销售汽水和咖啡的自动售货机，具有钱币识别、币值累加、自动售货、找钱等功能，此售货机可接受的钱币为1元、5元和10元。汽水的售价为12元，咖啡的售价为15元。在该机中有两种已经配制好的饮料液，一种为汽水，另一种为咖啡。控制任务和功能要求：（1）此自动售货机可以投入1元、5元或10元钱币，可以判断钱币真伪，若为假币，退出假币，5秒后复位。（2）当投入的钱币总值超过12元时，汽水指示灯亮，当投入的硬币总值超过15元时，汽水和咖啡的指示灯都亮。（3）当汽水指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水从汽水出口排出，8s后自动停止，并且排出时相应指示灯闪烁。（4）当咖啡指示灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡从咖啡出口排出，8s后自动停止，并且排出时相应指示灯闪烁。（5）当按下找钱按钮后，如果投入的钱币总值超过所需钱数时，找钱指示灯亮，售货机自动退出多余的钱。（6）具有销售数量度和销售金额的累加功能。（7）由于本设计受时间化条件的限制，设计中忽略了各种故障以及缺货等因素的影响。2PLC选型及硬件配置采用S7-300硬件配置如表1所示。表1PLC选型及硬件配置插槽模块订货号MPI地址I地址Q地址1PS30710A6ES7307-1KA00-0AA0电气控制课程设计报告12CPU3146ES7314-1AE01-0AB0234DI16×DC24V6ES7321-1BH10-0AA00……15DO16×DC24V/0.5A6ES7322-1BH00-0AA04……53编程元件的地址分配编程元件地址分配如表2所示。表2编程元件地址分配输入信号输出信号名称功能I/O地址名称功能I/O地址SQ0假币传感器I0.0HL1汽水指示灯Q4.0SQ1一元投币开关I0.1HL2咖啡指示灯Q4.1SQ2五元投币I0.2YV1汽水释放Q4.2电气控制课程设计报告2开关机构SQ3十元投币开关I0.3YV2咖啡释放机构Q4.3SB1汽水按钮I0.4YA找钱机构Q4.4SB2咖啡按钮I0.5HL3找钱指示灯Q4.5SB3找钱开关I0.6HL4假币指示灯Q4.6SB4启动按钮I0.7YV3假币退出机构Q4.74PLC外部接线图PLC外部接线如图1所示。图1PLC外部接线图电气控制课程设计报告35梯形图控制程序5.1程序设计说明可以把自动售货机运行时的过程分为几个程序块：投币过程、价格比较过程选择商品过程、退币过程。（1）投币过程在投币的过程中，每投下钱币，计数器增加相应的币值。当投入1元钱币时，相当于让ST1闭合。每投入一元，ST1就闭合一次，加计数器就自动加“1”，累加值保存在MW20中。投入5元、10元时原理同上。（2）价格比较过程只要投币数总额大于或等于某种商品的价格时，相应的商品指示灯亮。（3）选择商品过程当投入的币值可以购买某种商品时，按下相应的“选择”按钮会使相应商品的执行机构通电。（4）退币过程在退币过程中，最主要的是检测是否需要退币，选择了商品后，当投入的钱币总额超过所购商品的价格时，按下找钱按钮，可实现退币功能。自动售货机主流程图如图2所示。电气控制课程设计报告4投币钱是否足够显示可购买该产品是否购买汽水是否购买咖啡按下汽水按钮按下咖啡按钮弹出汽水，汽水灯亮弹出咖啡，咖啡灯亮是否剩余按找钱按钮NYY初始状态YNYNN开始图2自动售货机的主流程图5.2梯形图控制程序梯形图见附录所示。6仿真结果(1)按下启动按钮SB4，如果假币传感器ST0闭合，则假币指示灯亮，假币退出机构得电，如图3所示。电气控制课程设计报告5图3假币指示灯情况（2）投入钱币超过12元时汽水指示灯亮，超过15元时汽水和咖啡指示灯都亮，如图4所示。图4投入不同币值的指示灯情况（3）按下汽水按钮时，汽水指示灯亮，汽水释放机构得电，8秒后停止，相应指示灯闪烁，如图5所示。图5按下汽水按钮的指示灯情况（4）按下咖啡按钮时，咖啡指示灯亮，咖啡释放机构得电，8秒后停止，相应指示灯闪烁，如图6所示。图6按下咖啡按钮的指示灯情况（5）投入钱币的总钱数超过所需钱数后，找钱指示灯亮，退出多余的钱，如图7所示。电气控制课程设计报告6图7退币的指示灯情况（6）按下找钱按钮后，退出多余的钱，如图8所示。图8退币的显示7设计心得体会本次课程设计利用S7-300系列PLC的相关原理实现自动售货机的功能，在课程设计过程中，我收获很多。在系统全面的总结以前所学内容的同时又学到了新的知识，不仅锻炼了我们的思考能力，也提升了我们总结、归纳、综合运用理论知识的能力，是对之前所学的知识的回顾和检验。在基础知识，软件应用，绘图等方面都有提高，对可编程控制器有了更深一步的理解，而且通过这次课程设计，我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。当然在整个设计过程中也遇到了很多问题，很多时候运行的结果和设计要求不相符合，通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了理论与实践的差距。电气控制课程设计报告7附录梯形图程序Network1：启动程序，给标志位存储器中送入各个钱币的基数；Network2：启动假币传感器；Network3：启动假币退出开关；Network4：5秒后自动复位；电气控制课程设计报告8Network5：将存储区MW10、MW12和MW14赋值为1元、5元和10元；Network6：一元钱币识别；Network7：五元钱币识别；Network8：十元钱币识别；电气控制课程设计报告9Network9：累加一元投币到标志寄存器的位地址MW20；Network10：累加五元投币到标志寄存器的位地址MW20；Network11：累加十元投币到标志寄存器的位地址MW20；Network12：比较投入的钱币是否大于汽水的价格；电气控制课程设计报告10Network13：比较投入的钱币是否大于咖啡的价格；Network14：如果投入的钱币大于12元，则启动汽水指示灯及闪烁；Network15：如果投入的钱币大于15元，则启动咖啡指示灯及闪烁；Network16：按下汽水按钮，释放汽水；Network17：采用接通延时定时器，当按下汽水按钮SB1时，T3定时器开始延时1电气控制课程设计报告11秒；Network18：T3定时器延1秒后，则M5.1得电，同时定时器T4开始得电，控制汽水指示灯的闪烁；Network19：按下咖啡按钮，释放咖啡；Network20：当按下咖啡按钮SB2时，T5定时器开始延时1秒；电气控制课程设计报告12Network21：T5定时器延1秒后，则M5.2得电，同时定时器T6开始得电，控制汽水指示灯的闪烁；Network22：汽水按钮按下时，M0.5得电；Network23:汽水排出8秒；Network24：购买汽水后，计算得出剩余钱币，存入到MW20；Network25：咖啡按钮按下时，M0.7得电；电气控制课程设计报告13Network26：咖啡排出8秒；Network27：购买咖啡后，计算得出剩余钱币，存入到MW20；Network28：T1和T2延时后，M1.1得电；Network29：M1.1得电，找钱机构YA得电；Network30：找钱机构YA得电，找钱指示灯亮；电气控制课程设计报告14Network31：启动找钱光电开关，使用加计算器算出剩余钱币。Network32：按下找钱光电开关SB3，计数器计数；Network33：按下找钱光电开关，M5.7得电；Network34：计数器C20输出为1，则M1.2得电，MW20清零；电气控制课程设计报告15Network35：M1.2得电，则M1.3得电；Network36：按下汽水按钮，则增加一次汽水销售次数；Network37：按下咖啡按钮，则增加一次咖啡销售次数；电气控制课程设计报告16Network38：按下汽水按钮，则增加一次汽水销售次数；Network39：按下咖啡按钮，则增加一次咖啡销售次数；