基于PLC自动售货机设计.doc

I摘美丽的公鸡要本论文设计的是基于西门子S7200美丽的公鸡系列PLC构成的自动售货机监控系统，美丽的公鸡本文阐述了自动售货机的来源与发展，美丽的公鸡以及它在国内外发展的现状，美丽的公鸡对自动售货机的方案进行了论证，美丽的公鸡介绍了PLC的基本组成、特点以及工作原理，美丽的公鸡对基于西门子S7200美丽的公鸡系列PLC构成的自动售货机系统整体设计过程进行较为细致的论述。美丽的公鸡文中详尽地介绍了自动售货机的各硬件组成，美丽的公鸡并完成了PLC外部接线图。美丽的公鸡在PLC梯形图的编写时，美丽的公鸡文中采用的是西门子PLC梯形图专用编译软件STEP7来进行编写。美丽的公鸡介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，美丽的公鸡然后以一次交易过程为例，美丽的公鸡把交易过程分为几个程序块，美丽的公鸡然后分别对程序块进行编程。美丽的公鸡具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。美丽的公鸡程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。美丽的公鸡利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，美丽的公鸡保证自动售货机能够长期稳定运行。美丽的公鸡关键词美丽的公鸡美丽的公鸡PLC；顺序功能图；梯形图；I/O点的分配II目录摘美丽的公鸡要I1美丽的公鸡绪论12美丽的公鸡自动售货机的相关说明221自动售货机设计的主要内容222美丽的公鸡自动售货机设计的基本思路23美丽的公鸡美丽的公鸡PLC控制自动售货机设计331自动售货机的工作流程332自动售货机I/O点的分配333自动售货机的I/O接口图44美丽的公鸡美丽的公鸡自动售货机的PLC控制系统设计641控制系统设计的基本原则642定时器643美丽的公鸡自动售货机PLC控制程序设计644美丽的公鸡自动售货机的相关说明145美丽的公鸡自动售货机PLC系统的仿真1551美丽的公鸡S7200仿真软件的使用1552美丽的公鸡自动售货机仿真15结论18致谢18参考文献1911美丽的公鸡绪论自动售货机是可完成无人自动售货，美丽的公鸡集光、机、电一体化的商业自动化设备。美丽的公鸡美丽的公鸡自动售货机具有不受任何场地限制，美丽的公鸡方便快捷，美丽的公鸡可以每天24H售货的优点。美丽的公鸡传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心，美丽的公鸡这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作，美丽的公鸡而且系统的抗干扰性也比较差。美丽的公鸡可编程逻辑控制器（PROGRAMMABLE美丽的公鸡LOGICAL美丽的公鸡CONTROLLER），美丽的公鸡简称PLC，美丽的公鸡是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置，美丽的公鸡它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点，美丽的公鸡已在工业控制领域得到广泛地应用。美丽的公鸡美丽的公鸡因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施，美丽的公鸡要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。美丽的公鸡PLC是以CPU为核心，美丽的公鸡美丽的公鸡综合了计算机技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，美丽的公鸡美丽的公鸡是现代工业控制的三大支柱（PLC美丽的公鸡、机器人和CAD美丽的公鸡/美丽的公鸡CAM美丽的公鸡）美丽的公鸡之一。美丽的公鸡目前，美丽的公鸡可编程控制器在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各行各业。美丽的公鸡PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，美丽的公鸡这些高新技术的发展推动了PLC的发展，美丽的公鸡而PLC的发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，美丽的公鸡促进了他们的发展。美丽的公鸡本次设计就在于结合PLC的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足，美丽的公鸡利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，美丽的公鸡保证了自动售货机能够长期稳定的运行。美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡22美丽的公鸡自动售货机的相关说明21自动售货机设计的主要内容（1）此自动售货机可以投入五角、一元的硬币；（2）如果顾客投入硬币在限定的时间内（20秒）不按任何按键，美丽的公鸡自动售货机将退还所投硬币；（3）当投入硬币的总值等于或超过物品价值时，美丽的公鸡对应的物品指示灯亮绿灯；（4）当物品对应的指示灯亮绿灯时，美丽的公鸡按下相应的按键，美丽的公鸡相应的物品排出，美丽的公鸡同时指示灯绿灯闪烁；（5）如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时，美丽的公鸡自动售货机会自动将余款退还顾客；（6）当顾客成功购买完一件物品后20秒无操作，美丽的公鸡自动售货机会自动将余款退还顾客；（7）如果顾客投入硬币后又不想买物品，美丽的公鸡按下退款按键，美丽的公鸡自动售货机会自动将余款退还顾客；（8）找零时顾客可选择退一元的还是五角的硬币；（9）当物品不足时，美丽的公鸡对应的物品指示灯亮红灯，美丽的公鸡顾客按下相应的按键无反应（不出物品，美丽的公鸡不减余额），美丽的公鸡并向总部发送所缺物品。美丽的公鸡22美丽的公鸡自动售货机设计的基本思路本次设计的题目是基于PLC的自动售货机设计，美丽的公鸡主要是用西门子S7200型PLC的梯形图来设计控制程序，美丽的公鸡并简单介绍相关的知识，美丽的公鸡如PLC的编程语言、PLC的硬件组成等。美丽的公鸡根据设计内容和控制要求画出梯形图，美丽的公鸡再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线图，美丽的公鸡结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。美丽的公鸡33美丽的公鸡美丽的公鸡PLC控制自动售货机设计31自动售货机的工作流程自动售货机是机电一体化的自动化装置，美丽的公鸡在接收到货币已输入的前提下，美丽的公鸡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，美丽的公鸡将货物输出。美丽的公鸡美丽的公鸡（1）用户将货币投入投币口，美丽的公鸡货币识别器对所投货币进行识别；美丽的公鸡（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，美丽的公鸡由用户自主选择欲购买的商品；美丽的公鸡（3）按下用户选择商品所对应的按键，美丽的公鸡控制器接收到按键所传递过来的信息，美丽的公鸡驱动相应部件，美丽的公鸡售出用户选择的商品到达出货口；美丽的公鸡（4）如果还有足够的余额，美丽的公鸡则可继续购买。美丽的公鸡在20秒之内，美丽的公鸡自动售货机将自动找出零币或用户旋转退币旋钮，美丽的公鸡退出零币；美丽的公鸡（5）从退币口取出零币完成此次交易。美丽的公鸡32自动售货机I/O点的分配输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，美丽的公鸡是PLC与工业生产现场之间的连接部件。美丽的公鸡PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，美丽的公鸡以这些数据作为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，美丽的公鸡以实现控制目的。美丽的公鸡本次自动售货机I/O点的分配表如表31所示。美丽的公鸡表31自动售货机PLC控制I/O地址分配表输入信号PLC地址输出信号PLC地址找零按钮I00五角食品红灯（售完）Q00五角食品按钮I01一元食品红灯（售完）Q01一元食品按钮I02一元饮料红灯（售完）Q02一元饮料按钮I03二元饮料红灯（售完）Q03二元饮料按钮I04二元日用红灯（售完）Q04二元日用按钮I05三元日用红灯（售完）Q054三元日用按钮I06找零Q06五角投币按钮I07五角食品出口Q07一元投币按钮I10一元食品出口Q10五角找零按钮I11一元饮料出口Q11一元找零按钮I12二元饮料出口Q12五角食品行程开关I13二元日用出口Q13一元食品行程开关I14三元日用出口Q14一元饮料行程开关I15五角食品绿灯（可购买）Q15二元饮料行程开关I16一元食品绿灯（可购买）Q16二元日用行程开关I17一元饮料绿灯（可购买）Q17三元日用行程开关I20二元饮料绿灯（可购买）Q20二元日用绿灯（可购买）Q21三元日用绿灯（可购买）Q2233自动售货机的I/O接口图此次自动售货机的I/O接口图如图31所示，美丽的公鸡SB2SB7是物品选择按钮，美丽的公鸡当投入货币物品绿灯亮（Q15Q22）。美丽的公鸡按下SB2SB7其中一个，美丽的公鸡对应的KM线圈得电，美丽的公鸡电机转动出相应的物品（Q07Q14）；当有物品售完，美丽的公鸡其行程开关断开，美丽的公鸡物品红灯亮并同时向总部发送物品销售完的信息；当购买物品总值低于投入总值时，美丽的公鸡可按找零按钮SB1选择找一元还是五角（SB10、SB11）后KM1得电，美丽的公鸡电机转动找零（Q06）。美丽的公鸡5图31自动售货机美丽的公鸡PLC控制I/O接口图64美丽的公鸡美丽的公鸡自动售货机的PLC控制系统设计41控制系统设计的基本原则任何一种电气控制系统都是为了实现生产设备或生产过程的控制要求和工艺需要，美丽的公鸡从而提高产品质量和生产效率。美丽的公鸡因此，美丽的公鸡在设计PLC应用系统时，美丽的公鸡应遵循以下基本原则（1）充分发挥PLC功能，美丽的公鸡最大限度地满足被控对象的控制要求；（2）在满足控制要求的前提下，美丽的公鸡力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便；（3）保证控制系统安全可靠；（4）应考虑生产的发展和工艺的改进，美丽的公鸡在选择PLC的型号、I/O点数和存储器容量等内容时，美丽的公鸡应留有适当的余量，美丽的公鸡以利于系统的调整和扩充。美丽的公鸡42定时器定时器是PLC中重要的编程元件，美丽的公鸡是累计时间增量的内部器件。美丽的公鸡定时器的工作过程与继电器控制系统的时间继电器基本相同，美丽的公鸡但它没有瞬动触电，美丽的公鸡失电时，美丽的公鸡常闭触点闭合，美丽的公鸡常开触电打开定时器得电时，美丽的公鸡常闭触点打开，美丽的公鸡常开触点闭合，美丽的公鸡定时器的当前值、设定值均为10位有符号整数（INT），美丽的公鸡允许最大值为32767。美丽的公鸡定时器指令表见表41。美丽的公鸡表41美丽的公鸡定时器指令梯形图功能、注释TON美丽的公鸡美丽的公鸡接通延时定时器TOF断开延时定时器TONR美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡保持型接通延时定时器BITIM起动间隔定时器CITIM计算间隔定时器743美丽的公鸡自动售货机PLC控制程序设计本次设计的自动售货机主要销售食品、饮料、日用三大类，美丽的公鸡而食品有五角和一元，美丽的公鸡饮料有一元和二元，美丽的公鸡日用有二元和三元共六种。美丽的公鸡本次自动售货机PLC控制梯形图，美丽的公鸡如图41示89101112131444美丽的公鸡自动售货机的相关说明上面梯形图中ADD_DI是双整数加法，美丽的公鸡5角时加5，美丽的公鸡投入1元时加10；SUB_DI是双整数减法，美丽的公鸡当成功购买物品时就减去物品对应的数；T37T56表示通电延时定时器，美丽的公鸡按下物品按钮时T37T42延时8秒，美丽的公鸡无操作时T43启动计时20秒，美丽的公鸡T44与T43配合组成投币2分钟无操作找零，美丽的公鸡T46T56两两配合形成闪烁电路。美丽的公鸡5美丽的公鸡自动售货机PLC系统的仿真根据第4章的内容，美丽的公鸡要将已经设计好的程序进行调试。美丽的公鸡在这里用S7200仿真软件对设计好的程序进行调试。美丽的公鸡该软件不能模拟S7200的全部功能，美丽的公鸡但对于开关量的模拟运行调试还是足够的。美丽的公鸡51美丽的公鸡S7200仿真软件的使用（1）硬件设置执行菜单命令“配置”“CPU型号”，美丽的公鸡在“CPU型号”对话框的下拉式列表框中选择CPU型号。美丽的公鸡用户还可以修改CPU的网络地址，美丽的公鸡一般使用默认的地址。美丽的公鸡（2）生成ASCLL文本文件仿真软件不能直接接受S7200的程序代码，美丽的公鸡S7200的用户程序必须用“导出”功15能装换为ASCLL文本文件后，美丽的公鸡在下载到仿真软件中去。美丽的公鸡（3）下载程序生成文本文件后，美丽的公鸡点击仿真软件佛工具条中左边第二个按钮可以下载程序。美丽的公鸡（4）模拟调试程序用鼠标点击CPU模块下面的开关板上小开关上面黑色部分，美丽的公鸡可以使小开关的手柄向上，美丽的公鸡触点闭合，美丽的公鸡PLC输入点对应的LED变为绿色。美丽的公鸡点击小开关下面的黑色部分，美丽的公鸡触点断开，美丽的公鸡PLC输入点对应的LED变为灰色。美丽的公鸡与用“正真”的PLC做实验相同，美丽的公鸡对于数字量控制，美丽的公鸡在RUN模式用鼠标切换各个小开关的通断状态，美丽的公鸡改变PLC输入变量的状态，美丽的公鸡通过模块上的LED观察PLC输出点的状态变化，美丽的公鸡可以了解程序执行的结果是否正确。美丽的公鸡52美丽的公鸡自动售货机仿真（1）CPU的选择和扩展模块选择本次自动售货机的仿真，美丽的公鸡首先配置CPU的型号，美丽的公鸡此次自动售货机的设计共有17点输入和19点输出，美丽的公鸡从实用角度和经济角度考虑，美丽的公鸡我选用了CPU226，美丽的公鸡扩展模块我选用了1个4点输入4点输出的EM223美丽的公鸡4美丽的公鸡I美丽的公鸡/美丽的公鸡4美丽的公鸡Q，美丽的公鸡如图51所示。美丽的公鸡图51自动售货机选用CPU和扩展模块（2）自动售货机仿真模拟选择好CPU型号和扩展模块后，美丽的公鸡将梯形图程序编译引出，美丽的公鸡在仿真软件中把引出的ASCLL文件引入仿真软件，美丽的公鸡开启仿真软件就可以仿真。美丽的公鸡16图52美丽的公鸡出五角食品仿真如图52所示，美丽的公鸡先按下五角投币按钮I07，美丽的公鸡双整数加法指令加五，美丽的公鸡此时余额大于等于五，美丽的公鸡五角食品绿灯亮Q15，美丽的公鸡按下五角食品按钮I01，美丽的公鸡五角食品出口Q07亮，美丽的公鸡五角食品绿灯Q15闪烁，美丽的公鸡8秒后停止。美丽的公鸡以上程序经S7200仿真软件调试成功。美丽的公鸡17结论此次基于PLC的自动售货机设计终于完成了，美丽的公鸡通过这次设计，美丽的公鸡我觉得学习过程容不得半点马虎和随意。美丽的公鸡首先，美丽的公鸡在程序设计过程中要按主电路、控制电路、辅助电路、联锁与保护、总体检查、反复修改与完善的先后顺序进行。美丽的公鸡PLC控制程序既要满足生产机械和工艺的各种控制要求，美丽的公鸡又要满足电气控制装置本身的制造、使用和维修的需要。美丽的公鸡此次设计使得我对PLC的操作更加的熟练，美丽的公鸡不仅掌握了自动售货机的基本工作原理，美丽的公鸡对自动售货机的发展也有了一定的了解，美丽的公鸡更加充分的体会到了PLC在实际生活中的重要应用以及其在当今控制领域的重要地位。美丽的公鸡在整个程序的调试过程中，美丽的公鸡我遇到了一些问题。美丽的公鸡在找零阶段，美丽的公鸡最初只是按下找零按钮后直接将数码显示清零，美丽的公鸡后来经过思考和老师的提醒，美丽的公鸡将找零部分又逐步进行了完善，美丽的公鸡将找零的过程在数码管上显示了出来，美丽的公鸡其内部做减法运算，美丽的公鸡使得整个找零过程清晰可见；在购买货物的过程中最初忽略了如果货物售完该怎么办，美丽的公鸡后来经过完善将货物的数量进行了设定，美丽的公鸡只有当投币金额大于等于所要购买的货物时，美丽的公鸡且货物数量大于零时才能进行购买，美丽的公鸡这使得整个过程更加完善。美丽的公鸡在此次设计中，美丽的公鸡我遇到的问题还有很多，美丽的公鸡但是最后我都