自动售货机

PLC课程设计

题目:自动售货机的PLC设计(三菱)

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PLC课程设计任务书专业：班级：

目录

绪论 (4)

1.控制要求

控制对象的介绍 (4)

控制对象的工作原理 (5)

控制要求 (5)

2.硬件的选择

PLC选型 (6)

主要参数的计算 (6)

I/0地址表 (8)

3.编程

控制框图 (9)

控制程序介绍 (9)

4.调试 (17)

5.心得体会 (17)

6.附录

附录A 主电路 (18)

附录B PLC外部接线图 (19)

附录C 梯形图 (19)

附录D 元器件清单 (21)

参考文献 (22)

绪论

自动售货机最早出现在二十世纪五、六十年代的西欧，英国是较早实行自动售货机售货的国家之一。1942年，在食品销售中首先推广了自动售货的销售方式。1950年。英国食品杂货行有500家采用自动售货机售货。1969年，采用自动售货机售货的商家增加到23000家，销售的商品扩展到文化用品、唱片、香烟、食品等多个方面。进入70年代后，约有40多万家香烟、饮料店采用自动售货机。1980年英国有50余万台自动售货机，年销售额达8.81亿英镑。70年代后，日本、美欧等发达国家和地区自动售货机迅猛的发展，短短30年，发达国家自动售货机产业已发展到相当大规模。自动售货机被广泛地布放于车站、油站、码头、机场、宾馆、写字楼、娱乐场所及大街小巷和公路旁，人们通过自动售货机可以买到食品、香烟、饮料、报纸、票、卡甚至鲜花和小宠物等物品。自动售货机实现了商品需求化、性能多样化的发展，又原来只能出售有限商品品种，转变为继百货公司、超级市场、便民店之后，以消费者与售货机“一对一”自动售货的无店铺销售业态。

目前自动售货机是集声、光、机电一体化的高新智能化产品，在我国也开始得到应用。在中国人们可以看到现代化的自动售货机摆放在一些大商场门口、繁华街道两旁、公园入口处以及其它热闹的场所。自动售货机的新奇、文明、高档、昼夜服务、占地小、灵活方便深受许多地区市民的青睐，甚至出现许多排队购买的现象。专辑测算，中国的自动售货机在市场容量最保守算应该有四十七万台，一年的销售额可达三百五十亿元若按人均台数计算全年可达五百亿，自动售货机在日本达到平均每二三十人一台，在美国达到每四十人一台，在欧洲每六十人一台，由于中国经济与上述国家还有一定差距，按每人五百台计算。因此，自动售货机在中国有着广阔的发展前景。

本文选择PLC作为控制器，来控制售货机子系统。

1．控制要求

1.1 控制对象的介绍

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，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展,它的新奇、文明、高档、灵活方便等深受广大市民青睐。自动售货机最基本的功能是对投入的货币

进行运算，并根据所投入的货币数值判断是否能够购买某种商品，并做出相应的反映。因此，售货机应能够辨识机内包含的商品,能够对所投入的币值进行累计，并提供所要购买的商品。当按下选择商品的按钮时，售货机根据投入的币值，起动电机，提取商品到出货口，顾客取出商品，完成此次交易。它还具有识币系统、货物和货币的传送系统来实现完整的售货功能。

1.2 控制对象的工作原理

自动售货机是台机电一体化的自动化装置，在接受到货币已输入的前提下，靠触摸控制按扭输入信号使控制器启动相关位置的机械装置完成规定动作，将货物输出。

①用户将货币投入投币口，货币识别器对所投货币进行识别；

②控制器根据金额将商品可售卖信息通过选货按键指示灯提供给用户，由用户自主选择欲购买的商品；

③按下用户选择商品所对应的按键，控制器接收到按键所传递过来的信息，驱动相应部件，售出用户选择的商品到达取物口；

④如果还有足够的余额，则可继续购买。在15秒之内，自动售货机将自动找出零币或用户旋转退币旋钮，退出零币。

⑤从退币口取出零币完成此次交易。

1.3 控制要求

(1)自动售货机有3个投币口,可以分别投入1元、5元、10元。售货3种饮料供选择,分别为汽水、花茶和咖啡。投币总额或现金值显示在7段数码管上，若投币总额超过售货价格，将可由退币按钮找回余额。

(2)当投币值等于或大于12元时，汽水指示灯亮，表示只可选择汽水；投币值等于或大于15元时，汽水和花茶指示灯亮，表示只可选择汽水和花茶；投币值等于或大于20元时，汽水、花茶和咖啡指示灯亮，表示三种均可选择。按下欲饮用的饮料按钮，则相对应的指示灯开始闪烁，7秒后自动停止，表示饮料已经掉出。

(3)若投入的硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水12元，花茶15元，咖啡20元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。退回金额如果大于10元，则先退10元再退1元；如果大于5元，则先退5元再退1元；如果小

于5元则直接退1元的。

2．硬件的选择

2.1 PLC选型

根据自动售货机的控制需要，该系统的输入有1个计数器复位开关,3个投币口,3个饮料选择按钮开关,1个启动按钮,1个停止按钮和1个退币按钮共9个输入点；系统的输出有3个饮料指示灯,1个找钱指示灯,3个饮料排出的接电器和1个7段数码管显示共14个输出点。根据I/0端子的数量和种类,同时考虑将来的发展需要再增加10%～15%的余量,则估算PLC所需I/0总点数为32。因此选用日本三菱公司功能较强的小型FX 2N 32MR001整体式PLC。PLC框架配置图如图1所示。

CPU模块

FX2N32MR001

图1 PLC框架配置图

CPU模块采用三菱公司的FX2N32MR001模块。由于该模块采用交流220V供电，并且自带16个数字量输入点，16个数字量输出点，完全能够满足自动售货机控制系统的要求，因此不再需要另外的电源模块、数字量输入/输出模块。I/0分配采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是X000~X017，输出端子对应的输出地址是X000~X017。

2.2 主要参数计算与选择

由于选用的电动机功率为150W，额定电压为220V，因此由下面的计算可得电动机的额定电流是：

I = P/U = 150/220 = 0.7A

（1）开关的选择

选用低压断路器的自动开关QF作为系统的电源总开关，完成主电路的短路保护，在其主电路中的控制对象为电动机。自动开关过电流脱扣值是针对电动机负载而言，可按照电动机启动电流的1.7倍选定。

本系统有三台负载电动机150W，其启动电流均较小，因此选择自动开关