自动售货机PLC课设

福建电力职业技术学院 课 程 设 计 课程名称 可编程控制课设 题 目 自动售货机 专业班次 姓 名 学 号 指导教师 学 期 日 期 目 录 引 言 I 第一章 可编程 PLC 概述 1 1 1 可编程 PLC 的定义 1 1 2 可编程控制器的特点 1 1 3 可编程控制器的分类和发展 1 1 3 1 PLC 的分类 1 1 3 2 PLC 的发展 2 第二章 自动售货机的设计 3 2 1 自动售货机的设计内容 3 2 2 自动售货机的功能外观设计 3 第三章 自动售货机 PLC 硬件控制电路设计 4 3 1 PLC 的机型选择 4 3 2 自动售货机的工作流程概况 4 3 3 自动售货机的 I O 点的分配 4 3 4 自动售货机 I O 接线图 6 3 5 自动售货机梯形图 7 3 6 自动售货机指令 10 第四章 总结 15 参考文献 16 I 引 言 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 使未来的自 动售货机不仅仅具有售货功能 而是更加多元化 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 自动售货机可以更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和各项 优点 自动售货机解放人力资源 方便生活 创造了效益 方便了广大市民 所以设计自动售货机是非常有必要的 近些年 随着我国商品市场的不断繁荣 和城市现代化程度的不断提高 自动售货机也已悄然步入了我国的大中城市 自动售货机在北京 上海 大连 沈阳 西安开始出现 成为不少年轻人时髦 的购物选择 在国家相关政府部门的大力支持下 中国的自动售货机产业以超 常规的速度迅猛发展 并带动了一批新的服务业 物流运输配送业的快速发展 丰富了中国的商业产业结构 开创了一个全新的自动销售和自助服务时代 随着中国经济的高速发展 自动售货机在中国的普及和应用已是必然趋势 1 第一章 可编程 PLC 概述 1 1 可编程 PLC 的定义 可编程序控制器 Programmable Logic Controller 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 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 件主要由中央处理单元 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 1 2 可编程控制器的特点 现代工业生产是复杂多样的 它们对控制的要求也不同 可编程控制器由 于具有以下特点而深受工厂技术人员和工人的欢迎 1 可靠性高 抗干扰能力强 2 适应性强 应用灵活 3 编程方便 易于使用 4 控制系统设计 安装 调试方便 5 维修方便 维修工作量小 6 功能完善 1 3 可编程控制器的分类和发展 1 3 1 PLC 的分类 PLC 一般可从其 I O 点数 结构形式和功能三方面进行分类 1 按 I O 点数分类 根据 PLC 的 I O 点数 PLC 分为小型 中型和大型 三类 2 按结构形式分类 根据 PLC 的结构形式 可将 PLC 分为整体式 模块 式和叠装式 3 按功能分类 根据 PLC 的功能 可将 PLC 分为低 中 高三档 2 1 3 2 PLC 的发展 PLC 发展趋势主要体现在以下几方面 1 像高速度 大容量方向发展 2 向超大型 超小型两个方向发展 3 大力开发智能模块 加强联网与通信能力 4 增强外部故障的检测与处理能力 5 编程语言多样化 3 第二章 自动售货机的设计 2 1 自动售货机的设计内容 本自动售货机是一台专售矿泉水 绿茶 可乐的自动售货机 饮料售价分 别是矿泉水 1 元 绿茶 2 5 元 可乐 2 8 元 其售货任务要求如下 1 此自动售货机可以投入 1 角 5 角 1 元的硬币 2 当投入硬币的数额等于或超过饮料价格时 对应的饮料指示灯亮 3 当对应饮料的指示灯亮时 按下相应的按钮 对应的饮料就排出 4 如果顾客投入硬币后又不想买饮料 可以按退币按钮 自动售货机会自动将硬币 退还给顾客 2 2 自动售货机的功能外观设计 本自动售货机启动按钮设在机内 当投入硬币后自动售货机会对投入硬币 值进行累加 当所投硬币达到饮料的价格时 该饮料的指示灯就亮不足时就不 会亮 当饮料的指示灯亮时 就可以按下该饮料的按钮 饮料就排出 此后按 下退币按钮就可以退币 自动售货机功能及外观设计如下图 2 1 所示 图2 1 自动售货机功能外观设计 4 第三章 自动售货机 PLC 硬件控制电路设计 3 1 PLC 的机型选择 本次的设计是基于 PLC 的自动售货机设计 主要是用三菱 FX2N 48ER 系列 PLC 的梯形图来设计控制程序 3 2 自动售货机的工作流程概况 自动售货机是机电一体化的自动化装置 在接收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来完成规定动作 将货物输出 1 用户将硬币投入投币口 硬币识别器对所投硬币进行识别 2 控制器根据金额将饮料可售卖信息通过选饮料按钮指示灯提供给用户 由用户自主选择欲购买的饮料 3 按下用户选择饮料所对应的按钮 控制器接收到按钮所传递过来的信息 驱动相应部件 售出用户选择的商品到达饮料出口 4 如果还有足够的余额 则可继续购买 当饮料不足不能购买操作 且当 机内零钱不足将自动关闭售货机 5 从退币口取出硬币完成此次交易 3 3 自动售货机的 I O 点的分配 输入 输出单元通常也称 I O 单元或 I O 模块 是 PLC 与工业生产现场之间 的连接部件 PLC 通过输入接口可以检测被控对象的各种数据 以这些数据作 为 PLC 对被控对象进行控制的依据 同时 PLC 又通过输出接口将处理结果送给 被控对象 以实现控制目的 本次自动售货机 I O 点的分配表如表 3 1 所示 5 表 3 1 自动售货机系统 I O 地址分配 输入 I 输出 O 电气元件元件功能PLC 元件电气元件元件功能PLC 元件 SQ11 角投币感应器X0L0有余额指示灯亮Y0 SQ25 角投币感应器X1L1足额购买矿泉水指示灯亮Y1 SQ31 元投币感应器X2L2足额购买绿茶指示灯亮Y2 SB1矿泉水按钮 SB1X3L3足额购买可乐指示灯亮Y3 SB2绿茶按钮 SB2X4KM1保证只出一瓶Y4 SB3可乐按钮 SB3X5KM2排出矿泉水Y5 SB4退币按钮 SB4X6KM3排出绿茶Y6 SQ41 角退币感应器X7KM4排出可乐Y7 SQ55 角退币感应器X20L4 启动指示灯亮 停止指示灯 灭 Y16 SQ61 元退币感应器X21KM5退出 1 角硬币Y17 SB5启动按钮 SB5X10KM6退出 5 角硬币Y10 SB6停止按钮 SB6X11KM7退出 1 元硬币Y11 6 3 4 自动售货机 I O 接线图 图3 1 自动售货机的I O接线图 7 3 5 自动售货机梯形图 图3 2 自动售货机的梯形图 8 自动售货机的梯形图 续 9 自动售货机的梯形图 续 10 自动售货机的梯形图 续 3 6 自动售货机指令 LD X10 OR M50 ANI X11 OUT M50 OUT Y16 LD M50 MOV K10 D1 MOV K25 D2 MOV K28 D3 LD X0 ADDP D0 K1 D0 LD X1 ADDP D0 K5 D0 LD X2 ADDP D0 K10 D0 LD M50 CMP D0 K0 M0 ZCP K25 K27 D0 M3 LD M0 OUT Y0 LD M5 11 AND Y5 LD Y5 AND M8013 ORB OUT Y1 LD M4 AND Y6 LD Y6 AND M8013 ORB OUT Y2 LD M5 AND Y7 LD Y7 AND M8013 ORB OUT Y3 LD X3 OR Y4 AND M5 ANI T1 ANI Y6 ANI Y7 MPS OUT T0 K10 OUT T1 K30 OUT Y4 MPP AND T0 OUT Y5 LD X4 OR Y4 AND M4 ANI T3 ANI Y5 ANI Y7 MPS OUT T2 K20 OUT T3 K30 OUT Y4 MPP AND T2 OUT Y6 LD X5 OR Y4 AND M5 ANI T5 ANI Y5 ANI Y6 13 MPS OUT T4 K20 OUT T5 K30 OUT Y4 MPP AND T4 OUT Y7 LD T1 OR T5 SUBP D0 K28 D0 LD T3 SUBP D0 K25 D0 LD X6 OR M9 AND M50 ANI X0 ANI X1 ANI X2 ANI T6 OUT M9 LD M9 DIVP D0 K10 D10 DIVP D11 K5 D12 LD X21 AND Y17 INCP D5 LD X20 AND Y10 INCP D6 LD X7 AND Y11 INCP D7 LD M50 MPS CMP D10 D5 M10 MPP AND M10 OUT Y17 LD M50 MPS CMP D12 D6 M15 MPP AND M15 OUT Y10 LD M50 MPS CMP D13 D7 M20 MPP AND M20 14 OUT Y11 LD M9 ANI Y17 ANI Y10 ANI Y11 ZRST D0 D20 OUT T6 K10 END 15 第四章 总结 在学完 PLC 理论课程后我们做了课程设计 此次设计以分组的方式进行 每组有一个题目 我们做的是一个自动售货机 由于平时大家都是学理论 没 有过实际开发设计的经验 拿到的时候都不知道怎么做 但通过各方面的查资 料并学习 我们基本学会了 PLC 设计的步聚和基本方法 通过这次设计实践 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 在对理论的运用中 提高了我们的工程素质 在没有做实践设计以前 我们对知道的撑握都是思想上的 对一些细节不加重 视 当我们把自己想出来的程序与到 PLC 中的时候 问题出现了 不是不能运 行 就是运行的结果和要求的结果不相符合 能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 看到了实践与理论的差距 通过合作 我们的合作意识得到加强 合作能力得到提高 上大学后 很 多同学都没有过深入的交流 在设计的过程中 我们用了分工与合作的方式 每个人互责一定的部分 同时在一定的阶段共同讨论 以解决分工中个人不能 解决的问题 在交流中大家积极发言 和提出意见 同时我们还向别的同学请 教 在此过程中 每个人都想自己的方案得到实现 积极向同学说明自己的想 法 能过比较选出最好的方案 在这过程也提高了我们的表过能力 在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见 在学习的过程中 不是 每一个问题都能自己解决 向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法 不是 有句话叫做思而不学者殆 做事要学思结合 16 参考文献 1 易传禄 可编程序控制器应用指南 上海科学普及出版社 2003 2 龚仲华 三菱FX 2N系列PLC应用技术 人民邮电出版社 2006 3 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 2003 4 吴建强 姜三勇 可编程控制器原理及应用 哈尔滨工业大学出版社 2000 5 张万忠 刘明芹 电器与PLC控制技术 北京 化学工业出版社 2003 时间时间设计任务设计任务完成情况完成情况教师签名教