基于PLC的自动售货机设计

基于PLC的自动售货机设计

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电气控制课程设计

评语：

考勤(１0) 守纪（10) 过程(40）设计报告(3０）答辩(1０) 总成绩（100)

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学号:

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

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。

2 ＰLC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

1ＰＳ３07 10A 6ES７3０7-1KＡ００

-0AＡ0

2ＣＰU３1４6ＥS7 314-1ＡE０１-0AB

０

2

3

４DI16×DC24V ６EＳ7 ３2１-1BＨ１0-0

ＡA０

0……１

５ＤO16×DC24V/０.

５Ａ

６ES７322-１BＨ00－

0AA0

4 (5)

３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I0.0 ＨＬ１汽水指示灯Q４.0

SQ1 一元投币开关I０．1 HＬ２咖啡指示灯Q４.1 ＳQ2 五元投币开关I0.2 YＶ1 汽水释放机构Q４.２ＳＱ3 十元投币开关I0.3 ＹV2 咖啡释放机构Ｑ4.３

SＢ1 汽水按钮I０.4 YA 找钱机构Q4.4

ＳB2 咖啡按钮I0.5 HL３找钱指示灯Q4.5

SB3 找钱开关Ｉ0.６HL4 假币指示灯Q4．6 ＳB4 启动按钮Ｉ0.7 YV3 假币退出机构Ｑ4.7

4 ＰLＣ外部接线图

PLC外部接线如图１所示。

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，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。

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

N

Y

Y

初始状态

Y

N

Y

N

N

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ST ０闭合，则假币指示灯亮,假币退

出机构得电，如图3所示。

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。

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。

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;