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1、课 程 设 计课程名称： 可编程控制课设 题 目： 自动售货机PLC控制 班 级： ZG1008 姓 名： 学 号： 指导教师： 专 业： 电气自动化 日 期： 2011.12 目 录第一章 前言.1 本设计的意义 . .2 自动售货机介绍 . .第二章 具体设计方案 .1 系统流程图 .2 自动售货机的控制要求 .3 I/O设置.4 PLC的I/O接线图第三章 硬件及其程序设计 .1 自动售货机结构示意图 .2 梯形图 .3 指令表 .4 电器元件的说明 . 第四章 总结 .参考文献 .第一章 引言1PLC设计意义及概述随着社会不断的进步，人们的物质文化与精神文化都在明显的提高，这样表现在出
2、入各个场所采用信用卡支付现金，一人一部手机，节假日看电影，坐地铁，听音乐会，逛步行街等等，这个现象都表明在物质生活提高的同时，精神生活也提高了，随处可见的出租车，还有随处可见的售货机，这在繁华的都市也已成为不可缺少的一个为市民提供方便的一部机器，只需要投几个硬币就可以选择自己想要的物品。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。自动售货机解放了人力，方便了生活，创造了效益，方便广大的市民。所以设计自动售货机是非常必要的。可编程控制器
3、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。它的软件，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器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。PLC是专门为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储
4、器、可以编制程序的控制器。它的种类很多、模块丰富、指令功能强大、编程简单、使用方便，而且随着计算机技术的发展，其功能仍然在不断扩大和完善。PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。目前，PLC的处理速度与计算机相比还比较慢，其高的CPU也不过80486，将来会全面使用64位的RISC芯片，采用多CPU进行处理、分时处理或分任务处理方式，将各种模块智能化，部分系统程序用门阵列电路固化，这样可使PLC的处理速度达到纳秒级。2自动售货机介绍 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
5、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。在实际生活中，我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品，如饮料、常用药品和小的生活保健用品等。售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应。举一个简单的例子来说明，例如：售货机中有8中商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为2.50元，02商品为3.50元，其余类推。现投入1个1元硬币，当投入的货币超过01商品的价格时，01商品的选择按
6、钮处应有变化，提示可以购买，其他商品同比。当按下选择01商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。此时售货机继续进行等待外部命令，如继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。由此看来，售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算以及在退币时的除法运算，这是它的内部功能。还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。自动售货机是集声、光、机、电于一体的智能科技产物，进入21世纪之后，自动售货机进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。使未
7、来的自动售货机不仅仅具有售货功能，而是更加多元化，以及人性化；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反应一个国家的科技水平，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！第二章 具体设计方案1系统流程图减去咖啡用币咖啡选择大于1.5 小于 1.2.图 自动售货机系统流程图2自动售货机的控制要求自动售货机的plc控制要求如下：（1） 此售货机可投0.1元，0.5元，1元硬币，所售饮料为，汽水和咖啡。（2）
8、当投入的硬币超过1.2元时，汽水按钮指示灯亮，当投币的总值超过1.5元时，汽水及咖啡按钮指示灯亮；（3） 当汽水按钮指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出，8s后，自动停止，在这段时间内汽水指示灯闪烁；（4） 当咖啡按钮指示灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出，8s后，自动停止。这段时间内咖啡指示灯闪烁；（5） 若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水12元，咖啡15元）时，找钱指示灯亮 ，按下退币按钮，并退出多余的钱,8s后，自动停止。 (6)如售货机口发生故障,或顾客投入硬币后又不想买了,可按下复位按钮,则售货机可如数退还顾客以投入的硬币.3I/O设置I/O分配表的确定 很据要求写出I/O分配表，见下
9、表表I/O分配表输入（I）类别元件plc元件输出（O）类别元件plc元件一角钱入口X1汽水指示灯L1Y0五角钱入口X2咖啡指示灯L2Y1一块钱入口X3钱币不足L3Y2汽水按钮SB1X10汽水出口KM1Y3咖啡按钮SB2X11咖啡出口KM2Y4不购物退币SB3X20找钱指示L4Y5退币出口KM3Y74PLC的I/O接线图很据控制要求及I/O分配表，可画出I/O接线图，如下图所示。咖啡指示灯咖啡出口 图 PLC自动售货机I/O接线图该PLC自动售货机I/O接线图中， PLC元件X10，X11，X20是选择控制按钮。选择汽水，咖啡，或是不购物退币。线圈Y0，Y1，Y2，Y5，是作为指示灯的输出线圈，
10、当你投币，选择咖啡、汽水，或是钱币不足时的指示引导购物作用。按钮跟指示灯，直接明了，方便简单，易于操作。第三章 硬件及其程序设计咖啡按钮咖啡指示灯咖啡取物口咖啡桶 图 饮料自动售货机结构示意图该饮料自动售货机结构示意图中，主要用到的电器元件有光电开关、电磁阀、执行机构、指示灯以及按钮。光电开关是用来检测投入的硬币的数目，而电磁阀是用来控制饮料的输出，指示灯作为在各种情况下的操作指示。按钮用来控制选择饮料及是否退币等。1梯形图2指令表0LD:8002 1. OUT:PLS M02. LD:M03. MPS4. OUT:MOV K1 D05. MRD6. OUT:MOV K5 D17. MPP8.
11、 OUT:MOV K10 D29. LD:X00110. OUT:PLS M211. LD:X00312. UT:PLS M213. LD:M114. OUT:ADD D1 D5 D515. LD:M2 16. OUT:ADD D1 D5 D517. LD:M318. OUT：ADD D2 D5 D5 19. LD：M020. OR：M421. ANI：X01122. ANI：X00023. OUT：M424. LD:M425. ANI:T126. OUT；T0K227. LD：T028. OUT：T1K229. LD：T130. OUT：ZCP K20 K29 D5 M1031. LD：M1
12、032. OUT：Y00233. LD:T234. AND:M2035. OR：M1136. OR；M1237. OUT:Y00038. LD：T439. LD：M2140. OR：M1241. OUT:Y00142. LD：X01043. OR：Y00344. MPS45. AND：Y00146. OR：M2047. ANI：T648. OUT:M2049. MPP50. ANI:Y00051. MPS52. LDI;:T653. OR:Y00354. OUT:Y00355. MPP56. LDI:T357. OUT:T2K258. LD:T259. OR:T3K260. LD:X00161
13、. OR：Y00462. MPS63. AND：Y00264. OR：M2165. ANI:T766. OUT:M2167. MPP68. LD:Y00269. MPS70. ANI:T771. OR:Y00472. OUT:Y00473. MPP74. LDI:T575. OUT:T4K276. LD:T477. OUT:T5K278. LD:Y00079. OR:Y00280. AND:X01081. ANI:X682. OR:PLS M583. LD：M584. OR:M685. OUT:TK8086. ANI:T687. OUT;M688. LD:M589. OUT:SUB D5 K2
14、0 D590. LD:Y00091. AND:X01192. ANI：T793. OUT：PLS M794. LD：M795. OR：M896. OUT：T7K8097. ANI：T798. OUT：PLS M799. LD：M7100. OR：M8101. OUT：T7K80102. ANI：T7103. OUT:M8104. LD:M7105. OUT:SUB D5 K30 D5106. LD:T6107. OR:T7108. OUT：PLS M9109. LD：M9110. OUT：Y011111. ANI：M33112. OUT：Y005113. LD：X020114. OUT：C1D
15、5115. LD：C1116. MPS117. OUT：RST D5118. MPP119. OUT：PLS M33120. LD：M33121. OR：M34122. ANI：T8123. OR：M34124. LD：M34125. MPS126. OUT：T8K2127. MPP128. OUT：RST C1129. END3电器元件的说明 本系统中主要用到的电器元件有光电开关、电磁阀、执行机构、指示灯以及按钮。光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电开关一般情况下由三部分构成，分别是：发送器接收器和检测电路，目前使用最多的是红外线光电开关。在设计中使用的光电开关是
16、为了检测投入的硬币的数目，可选用普通的红外线光电开关。电磁阀是利用电磁线圈通电后产生的磁场来实现动作的，因此电磁阀只有开、关两个位置，即常闭（不通电时关闭状态）、常开（不通电时打开状态）。由于开启时间少于关闭时间，所以选用常闭型电磁阀。选用交流型电磁阀，电压规格用尽量优先选用AC220V。4过程分析当有顾客购买饮料时，投入硬币时经过光传感器感应，然后由光传感器驱动硬币识别器识别硬币,如果是假币则系统自动退出硬币,如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮存腔,并经光传感器感应，然后在PLC内进行数据运算，否则认为是假币并退出系统，投币完成后，系统会将D1内钱币数据和可以购买的饮料价格进行区间
17、比较：若投币1.2元，则指示灯Y2亮，显示投币不足，此时可以继续投币或退币；若1.2元投币1.5元，则汽水选择指示灯长亮，此时可以选择汽水或退币；若投币1.5元,则汽水和咖啡指示灯长亮,此时可以选择汽水、咖啡或退币。比较完成后，按下指示灯长亮的选择按钮，相应的电磁阀（Y1或Y2）起动，并且相应的选择指示灯由长亮转为以1s为周期的闪烁直至饮料供应完毕后闪烁停止。当饮料输出达到8s时，电磁阀关断。饮料输出的同时减去相应的购买币数.顾客可在购完饮料后，由退币指示灯Y7可知是否可以退币，指示灯亮，则可以退币，当按下退币控制按钮后，数据寄数器D1内的币数除以10，商的整数部分是需要退回1元的个数并储存在
18、D2中；D3的数据除以5，商的整数部分是需要退回的5角钱的个数，并储存在D4中，依次类推选择退币的同时起动3个退币电动机。3个感应器开始计数，当感应器记币的个数等于数据寄存器退回的币数时，退币电动机停止运转。第四章 总结本次课程设计我们的主要任务是用PLC实现自动售货机的功能。一个平常看似简单使用方便的自动售货机，其实并不是那么容易就做成的。我们本次设计所做的只是PLC编程部分，以此实现它的功能。在接到题目后，起初感觉无从下手，在思考过一段时间后，我和同组同学通过网络以及去图书馆查阅资料，获得了一些有关自动售货机以及PLC编程方面的信息。基于我们本学期所学习的PLC课程，我们自己尝试着编写了程
19、序。经过多次修改以及调试，我们最终获得成功，实现了预期的功能。在设计中我们用到了光电开关、电磁阀、执行机构等我们没怎么接触过的电子器件，之前我对这些元器件不是很了解，由于在设计中用到了，我查阅了一些资料，对它们的原理以及应用有了深刻地认识。经过两个礼拜的学习、研究以及经过张老师的指导.终于按时完成了课程设计.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
20、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.通过本次课程设计，我的收获很大，对PLC的编程有了更进一步的掌握，增加了我的实践动手能力。另外，我还学会了一些基本软件的应用，比如Protel,Visio 等。 参考文献1瞿彩萍主编 PLC应用技术（三菱） 中国劳动社会保障出版社 20062王永华现代电气控制及PLC 应用技术. 北京：北京航空航天大学出版社，20003周美兰，周封，忘岳宇PLC电气控制与组态设计北京：科学出版社，20034吴中俊，黄永红可编程序控制器原理及应用北京：机械工业出版社，20035王兆义可编程序控制器教程北京：机械工业出版社，2001
