基于PLC的自动售货机设计.doc

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）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1 PLC选型及硬件配置插槽模块订货号MPI地址I地址Q地址1PS 307 10A6ES7 307-1KA00-0AA02CPU 3146ES7 314-1AE01-0AB0234DI16DC24V6ES7 321-1BH10-0AA0015DO16DC24V/0.5A6ES7 322-1BH00-0AA0453 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I0.0HL1汽水指示灯Q4.0SQ1一元投币开关I0.1HL2咖啡指示灯Q4.1SQ2五元投币开关I0.2YV1汽水释放机构Q4.2SQ3十元投币开关I0.3YV2咖啡释放机构Q4.3SB1汽水按钮I0.4YA找钱机构Q4.4SB2咖啡按钮I0.5HL3找钱指示灯Q4.5SB3找钱开关I0.6HL4假币指示灯Q4.6SB4启动按钮I0.7YV3假币退出机构Q4.74 PLC外部接线图PLC外部接线如图1所示。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。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ST0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；Network2：启动假币传感器；Network3：启动假币退出开关；Network4：5秒后自动复位；Network5：将存储区MW10、MW12和MW14赋值为1元、5元和10元；Network6：一元钱币识别；Network7：五元钱币识别；Network8：十元钱币识别；Network9：累加一元投币到标志寄存器的位地址MW20；Network10：累加五元投币到标志寄存器的位地址MW20；Network11：累加十元投币到标志寄存器的位地址MW20； Network12：比较投入的钱币是否大于汽水的价格；Network13：比较投入的钱币是否大于咖啡的价格；Network14：如果投入的钱币大于12元，则启动汽水指示灯及闪烁；Network15：如果投入的钱币大于15元，则启动咖啡指示灯及闪烁；Network16：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SB1时，T3定时器开始延时1秒；Network18：T3定时器延1秒后，则M5.1得电，同时定时器T4开始得电，控制汽水指示灯的闪烁；Network19：按下咖啡按钮，释放咖啡；Network20：当按下咖啡按钮SB2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T6开始得电，控制汽水指示灯的闪烁；Network22：汽水按钮按下时，M0.5得电；Network23: 汽水排出8秒；Network24：购买汽水后，计算得出剩余钱币，存入到MW20；Network25：咖啡按钮按下时，M0.7得电；Network26：咖啡排出8秒；Network27：购买咖啡后，计算得出剩余钱币，存入到MW20；Network28：T1和T2延时后，M1.1得电；Network29：M1.1得电，找钱机构YA得电；Network30：找钱机构YA得电，找钱指示灯亮；Network31：启动找钱光电开关，使用加计算器算出剩余钱币。Network32：按下找钱光电开关SB3，计数器计数；Network33：按下找钱光电开关，M5.7得电；Network34：计数器C20输出为1