基于PLC的自动售货机设计

1、基于PLC的自动售货机设计作者:日期:电气控制课程设计评语：考勤（1 0）守纪（10）过程（40）设计报告（3 0 ）答辩(1 0 )总成绩（100：专业:班 级：姓 名：学号:指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院20 1 4年07月1 1日基于P L C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1 0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

2、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。2 PLC选型及硬件配置采用S

3、7- 3 0 0硬件配置如表1所示。表1 P L C选型及硬件配置模块订货号MPI地址I地址Q地址6ES 7 3 0 7-1K A 0 01PS 3 07 10A-0A A06ES7 314-1 AE0 1 -0AB2CPU 3140236 ES 7 3 2 1 -1BH 1 0-04DI16 X DC24VAA 001DO16X DC24V/ 0 .6ES7 322- 1 BH 0050AA0453编程元件的地址分配编程元件地址分配如表2所示。表2编程元件地址分配入信号输出信号名称功能I /O地址名称功能I/O地址SQO假币传感器I0.0H L 1汽水指示灯Q4 .0SQ1一兀投币开关I 0

4、 . 1H L 2咖啡指示灯Q4 .1S Q2五元投币开关I0.2Y V 1汽水释放机构Q4 .2S Q 3十兀投币开关I0.3Y V2咖啡释放机构Q4.3SB 1汽水按钮I 0 .4YA找钱机构Q4.4S B2咖啡按钮I0.5HL 3找钱指示灯Q4.5SB3找钱开关I 0. 6HL4假币指示灯Q4. 6S B4启动按钮I 0.7YV3假币退出机构Q4.74 PLC外部接线图PLC外部接线如图1所示577005 l , .10.0Q4.0汕1HL2 -16 1QI 】刈工rvi pg16 2Q4.2LIri10+ 3口4. 3UYA |/ 一10* 4Q4. 4uUU5B2J1L3 rv111

5、10.5U4.5UlJSB：*EM样110. 6Q4.UU16 7U4. 7ULJUJrMhlIIE AEl图1 PLC外部接线图5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，ST 1就闭合一次，加计数器就自动加“ 1”，累加值保 存在MW2 0中。投入5元、1 0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

6、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。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SB 4,如果假币传感器ST 0闭合，则假币指示灯亮，假币退出机构得电，如图3所示E t a | q ' b 'I b p a0 11 Qe I T|-i |i&-里图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

7、,如图4所示。|Et JL囱皿 =：1；3 |IO»C J： 1 (TTZ7 1 t=qftU+F曰ftuurSTDF UBES |(3 )按下汽水按钮时, 闪烁，如图5所示。图4投入不同币值的指示灯情况汽水指示灯亮，汽水释放机构得电，8秒后停止，相应指示灯(4)按下咖啡按钮时 示灯闪烁，如图6所示。，咖啡指示灯亮，咖啡释放机构得电,8秒后停止，相应指mr Rl-in-fDC p PUN那 rSTCP Mg? a! 4321L>rri?rrrrrHt i 工0HMW JO yr5期CPU 11 QI '团也 、一 T ： |口：g 1 | _, 3 口济r nuii-p

8、DCp fiUllggp r STW J«5 IuElB D Ifi工1,一3 3 10r r r p r r r rI |(j&1|*恒* |F h 5 H3 2 19|r r r r r s? r i*EMW 2oro'|0"五;r0- 1w -p-rffil | Wm tJ _J=l|T ?二| 一|图5按下汽水按钮的指示灯情况图6按下咖啡按钮的指示灯情况，如图7(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 所示。IB- 1甲 ，|7 63 2 11r r r r r r r r团CPUr RUN-P p KUk r stop|击器

9、图7退币的指示灯情况苫 <16 4cd J1 El 1 E3nrLP G iiin STOP口 st 11, it- - T-】MW 201 o 国直：-L'l nsF口百百r RUM-P17 RUNr st?f 响巨i(6)按下找钱按钮后，退出多余的钱，如图8所示。pB图8退币的显示7设计心得体会本次课程设计利用S 7 - 3 0 0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，

10、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 PL C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P LC的理解得到加强，看到了理论与 实践的差距。附录梯形图程序Network 1 :启动程序，给标志位存储器中送入各个钱币的基数；Q4. 7假币盅出开¥飞叱IX-I I(SDJ_|S5T#5SNetwork5:将存储区MW 1 0、M W12和M W14赋值为1元、5元和1 0元Net work 6

11、: 一元钱币识别；10.11元投市光电开关“5Q1#THO, 1Netwo r k7:五元钱币识别;10. 25元投币光电开关M0.2Network 8 :十元钱币识别；10-91。元投币光电开关JX4. 3M。. 3止N e twork9:累加一元投币到标志寄存器的位地址M W20 ;11W10-IMLOUTW20-IN2ADD I-W20Networ kl 0:累加五元投币到标志寄存器的位地址 MW2 0 ;2ADD 1ENENOINLOUTIN2012-W20刑2。一Network 1 1 :累加十元投币到标志寄存器的位地址 MW20;3 IADDEN ENOINI OUTIN21W14

12、-W20-W20NO.Netwo rk 12:比较投入的钱币是否大于汽水的价格；M2.0IW112M2. 1Net work13:比较投入的钱币是否大于咖啡的价格;CMP >-1W20-IFI115 一IN2Network14:如果投入的钱币大于1 2元，则启动汽水指示灯及闪烁Netwo rk 15:如果投入白钱币大于15元，则启动咖啡指示灯及闪烁Ne t wor k 16: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S B1时，T3定时器开始延时1秒;N e t work 18:T3定时器延1秒后，则M5.1得电，同时定时器T 4开始得电，控制汽水 指

13、示灯的闪烁；Network19:按下咖啡按钮，释放咖啡;Netwo r k2 0:当按下咖啡按钮SB 2时,T5定时器开始延时1秒;Network21:T5定时器延1秒后，则M5.2得电，同时定时器T 6开始彳#电，控制汽水指示 灯的闪烁；Network22:汽水按钮按下时，M 0 .5#电;Q4.0I0,4汽水指示灯汽水按钮"HL1'”561期耐4W,5-I III I（P）（ ）I04.1 咖明旨示灯 *HL2*N e two r k2 3 :汽水排出8秒;Ne t w o r k 2 4 :购买汽水后，计算得出剩余钱币，存入到MW 2 0;SUB_iEli丽0INI O

14、UT型n1TW20-12-W20N e two r k25:咖啡按钮按下时，M0.7得电；N e two rk26:咖啡排出8秒;Netw o rk 2 7:购买咖啡后，计算得出剩余钱币，存入到MW20 ;T1H4.SNe t work3 0 :找钱机构Y A得电，找钱指示灯亮;MD.7SU0_lEN EM。INI OUT1N211W2O-15-MW20Networ k 28: T1 和T2延时后,M1 . 1 得电;Ml. 1TAC20s_cu cuM5, 7-s cvN e twork3 1 :启动找钱光电开关，使用加计算器算出剩余钱币。m.6找钱光电开关"SB 3Net wo r k32:按下找钱光电开关SB3,计数器计数;Netwo r k33:按下找钱光电开关，M5 . 7得电;Network 3 4:计数器C 2 0输出为1,则M1 . 2得电，MW20清零;Ml. 2TfMl. 3I I1/1（ ）IMl. 3Ne