plc課程設(shè)計(jì)---自動售貨機(jī)

1、<p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部進(jìn)行存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能的面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？杀槌绦蚩刂破鳂O其相關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原

2、則而設(shè)計(jì)。</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(chǎn)品制造廠商，其工業(yè)自動化控制產(chǎn)品以其高性能、高可靠性在工業(yè)控制領(lǐng)域有著其特定的地位。西門子公司的S7-200PLC產(chǎn)品更是該產(chǎn)品領(lǐng)域的佼佼者。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是西門子公司的S7-200PLC在自動售貨機(jī)上的應(yīng)用。從自動售貨機(jī)的發(fā)展趨勢來看，

3、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(fèi)以及消費(fèi)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(fèi)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(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC、自動售貨機(jī)、電氣控制</p><p><b>

4、　　目 錄</b></p><p>　　1引言……………………………………………………………..2</p><p>　　2設(shè)計(jì)內(nèi)容......................................................................................3</p><p>　　2.1控制功能……………………

5、…………………………………………………3</p><p>　　2.2自動售貨機(jī)I/O點(diǎn)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(jī)工

6、作流程圖………………………………………………………5</p><p>　　4、硬件設(shè)計(jì)……………………………………………………...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(shè)計(jì)及工作過程分析………………………………8</p><p>　　5.1 PLC程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………………8</p><p>　　5.2工作過程分析…………………………………………………………………15</p><p>　　6、結(jié)論.............................................

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

9、論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。由于它具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格、豐富的功能模塊以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，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(shè)計(jì)是基于西門子S7-200 系列PLC構(gòu)成的自動售貨機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動售貨機(jī)的PLC控制并介紹了自動售貨機(jī)的基本原理以及工作流程。本次設(shè)計(jì)的程序涉及了自動售貨機(jī)工作的絕大部分過程。對基于西門子S

10、7-200 系列PLC構(gòu)成的自動售貨機(jī)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)過程進(jìn)行較為細(xì)致的論述。</p><p>　　文中詳盡地介紹了自動售貨機(jī)的各硬件組成，并完成了PLC外部接線圖。介紹了自動售貨機(jī)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(gè)程序塊，然后分別對程序塊進(jìn)行編程。具體說明了可編程序控制器在自動售貨機(jī)中的作用。程序涉及到了自動售貨機(jī)工作的絕大部分過程。利用PLC控制的自動售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證

11、自動售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.1控制功能</b></p><p>　　自動售貨機(jī)的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機(jī)操作規(guī)程。在實(shí)際生活中，我們見到的售貨機(jī)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(jī)的基

12、本功能就是對投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應(yīng)的反應(yīng)。例如：售貨機(jī)中有2種商品，A商品價(jià)格為0.5元，B商品為1元?，F(xiàn)投入1個(gè)1元硬幣，當(dāng)投入的貨幣超過A商品的價(jià)格時(shí)，A商品的選擇按鈕處應(yīng)有變化，提示可以購買，B商品也提示。當(dāng)按下選擇A商品的價(jià)格時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去A商品的價(jià)格同時(shí)啟動相應(yīng)的電機(jī)，提取A號商品到出貨口。此時(shí)售貨機(jī)繼續(xù)進(jìn)行等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此

13、時(shí)不再購買而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來，售貨機(jī)一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以及在退幣時(shí)的除法運(yùn)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(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。</p><p>　　2.2自動售貨機(jī)I/O點(diǎn)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(chǎn)現(xiàn)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(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí)PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。</p><p>　　表二.2 自動售貨機(jī)I/O點(diǎn)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(jī)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(shí)間內(nèi)（2分鐘）不按任何按鍵，自動售貨機(jī)將退還所投硬幣；</p><p>　　3.當(dāng)投入硬幣的總值等于或才超過物品價(jià)值時(shí)，對應(yīng)的物品指示燈亮綠燈；</p><p>　　4.當(dāng)物品對應(yīng)的指示燈亮綠燈時(shí)，按下按下相應(yīng)的按鍵，相應(yīng)的物品排出，同時(shí)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(jià)值時(shí)，自動售貨機(jī)會自動將余款退還顧客；</p><p>　　6.當(dāng)顧客成功購買完一件物品后20秒無操作，自動售貨機(jī)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(jī)會自動將余款退還顧客；</p><p>　　8.找零時(shí)顧客可

17、選擇退一元的還是五角的；</p><p>　　9.當(dāng)物品不足時(shí)，對應(yīng)的物品指示燈亮紅燈，顧客按下相應(yīng)的按鍵無反應(yīng)（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(jī)工作流程圖</p><p><b>　　4、硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 PLC外圍接線圖</p>

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

19、t;<p>　　圖4.1 售貨機(jī)的外部接線圖</p><p><b>　　4.2電氣原理圖</b></p><p>　　5、PLC程序設(shè)計(jì)及工作過程分析</p><p>　　5.1 PLC程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.2工作過程分析</b></p><p

20、>　　網(wǎng)絡(luò)1是五角信號到加五。網(wǎng)絡(luò)2是一元信號到加十。網(wǎng)絡(luò)3是當(dāng)余額大于或等于五角時(shí)，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(dāng)無食品五角時(shí)按下食品五角按鍵，不減余額，不出物品。網(wǎng)絡(luò)4、5是食品五角閃爍控制。網(wǎng)絡(luò)6是當(dāng)余額大于或等于五角時(shí)，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(shí)綠燈不亮不閃爍。網(wǎng)絡(luò)7是當(dāng)無食品五角時(shí)，食品五角紅燈亮。同理，網(wǎng)絡(luò)8至網(wǎng)絡(luò)12是食品一元控

21、制程序，網(wǎng)絡(luò)13至網(wǎng)絡(luò)17是飲料一元控制程序，網(wǎng)絡(luò)18至網(wǎng)絡(luò)22是飲料兩元控制程序，網(wǎng)絡(luò)23至網(wǎng)絡(luò)27是日用兩元控制程序，網(wǎng)絡(luò)28至網(wǎng)絡(luò)32是日用三元控制程序。網(wǎng)絡(luò)33是兩分鐘無操作計(jì)時(shí)。網(wǎng)絡(luò)34是無人操作計(jì)時(shí)。網(wǎng)絡(luò)35是無操作找零燈亮。網(wǎng)絡(luò)36、37分別是找五角、找一元。</p><p><b>　　6、結(jié)論</b></p><p>　　為期兩周的PLC課程設(shè)計(jì)結(jié)束

22、了，通過這段時(shí)間的課設(shè)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(shí)我就十分感興趣，特別是在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試程序以及程序編寫成功時(shí)特別開心。在這兩周時(shí)間里我選擇了與實(shí)際結(jié)合緊密的自動售貨機(jī)作為我的研究題目，通過幾天的查閱書籍，在網(wǎng)上搜集資料，我基本了解了自動售貨機(jī)的工作原理、工作流程并掌握了PLC設(shè)計(jì)的基本流程。</p><p>　　通過本次的課設(shè)我才真正認(rèn)識到自己之前所掌

23、握的知識不扎實(shí)并且還很膚淺，起初設(shè)計(jì)的進(jìn)展很緩慢，在搜集的資料中有許多不懂的地方，幸虧有幾個(gè)同學(xué)和我選了相同的課題，我們用了大量時(shí)間討論研究，最終把問題解決，通過這個(gè)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(shí)也對S7—200PLC有了深入的了解。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過程中，我不僅要了解自動售貨機(jī)，還要了解PLC的功能指令</p><p>　　在設(shè)計(jì)

24、中運(yùn)用了計(jì)數(shù)器、比較指令、加法指令、減法器、定時(shí)器等，并介紹了設(shè)計(jì)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(xiàn)</b></p><p>　　[1]王永華 現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù) 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　[2]胡學(xué)林 可編程控制器教程（實(shí)訓(xùn)篇） 電子工業(yè)出版社<

25、/p><p>　　[3]羅宇航 流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)（西門子S7—200系列）西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[4]張萬忠 劉明芹 電器與PLC控制技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　[5]賈德勝 PLC應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序 人民郵電出版社</p><p><b>　　[6]網(wǎng)絡(luò)資料</b