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自动售货机 PLC课程设计.doc

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二 控制要求
三 系统配置及输入/输出继电器地址分配
3.1 I/O口分配
3.2控制接线图
3.3 系统的流程图
四 程序设计
4.1 计币部分
4.2 比较部分
4.3 选择和饮料供应部分
4.4 余额计算部分
4.5 退币部分
4.6报警部分
五 整体运行梯形图
参考文献
目录 (1) 任务描述 -------------------------------------------------- (2) 控制要求 ------------------------------------------------- (3) 系统配置及输入/输出继电器地址分配 --------------- (3.1) I/O 口分配 ------------------------------------- (3.2) 控制接线图 ------------------------------------- (3.3) 系统流程图 ------------------------------------ (4) 程序设计 ------------------------------------ (4.1) 记币部分 ------------------------------------ (4.2) 比较部分 ------------------------------------ (4.3) 选择饮料供应部分 ------------------------------ (4.4) 余额计算部分 ------------------------------ (4.5) 退币部分 (4.5) 报警部分 ------------------------------ ------------------------------ (5) 整体运行梯形图 ------------------------------------ (6) 实验心得 (7) 参考文献 ------------------------------------ ------------------------------------ 1 3 4 4 5 6 8 8 9 10 10 11 11 12 15 15 一 任务描述: 本文设计的是售汽水和咖啡这两种饮料的自动饮料机,它的售货过程 是:首先由顾客按下商品选择开关时,然后顾客投入的硬币(投入硬币的 面值和剩余值由PLC驱动数码管显示)经过光传感器感应,再由光传感器 驱动硬币识别传感器识别硬币(由于能力有限,在识别硬币上不做具体
研究)。如果是无效币则使继电器打开阀门,将硬币退出;如果是真币则 系统将硬币自动传送到相应的硬币贮币腔,并经硬币识别传感器将信号 送给PLC。最后经顾客选择,同时PLC控制,使PLC的输出口上有相应的信 号输出。若贮币腔内无硬币(红外检测器感应)、饮料的量位小于设定值 (红外传感器感应)、售货机遭损,系统就报警【7】。大体运行如图2-1: 商品选择开关 液位感应器 硬币感应器 PLC 各种指示灯 退币电动机 出货电磁阀 报警 图 2-1 自动售货机控制系统硬件组成示意图 图 2-2 是自动售货机简单示意图。在该机中有两种已经配制好的饮 料储液桶(未画出来),一种为汽水,另一种为咖啡。汽水出口和咖啡 出口分别代表由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种的饮料出口。 退币按钮 汽水按钮 咖啡按钮 退币口 投币口 退币指示灯 汽水指示灯 咖啡指示灯投币不足指示灯
汽水出口 咖啡出口 图 2-2 自动售货机简单示意图 二 控制要求 (1)自动售饮料机可投入 1 角、5 角、1 元的硬币。 (2)所售饮料标价:汽水——2 元,咖啡——3 元。 (3)投币总额或现在值显示在 7 段数码管上。 (4)当投入的硬币总值超过所购饮料的标价时,所有可购买饮料的 指示灯均亮,作可购买提示。(如:当投入的硬币总值超过 2 元,汽水指示灯亮;当投入的硬币总值超过 3 元时,汽水、咖 啡指示灯均亮)。 (5)当汽水指示灯亮时,按选择汽水按钮,则排出汽水,7s 后自动 停止。在这段时间内,汽水指示灯闪烁。 (6)当咖啡指示灯亮时,按选择咖啡按钮,则排出咖啡,7s 后自动 停止。在这段时间内,咖啡指示灯闪烁。 (7)系统根据顾客投入的硬币,判断硬币是否足够,若足够则根据 顾客的要求自动售货,投币不足则给出提示。 (8)购买饮料后,系统自动计算剩余币值,并根据剩余币值提示可购 买的饮料(指示灯亮)。 (9)若投入的硬币总值超过所需的钱数(汽水 2 元,咖啡 3 元),则 找钱指示灯亮,当按退币控制按钮时,退出找回的钱。
(10)在报警系统中,PLC 只起到开关连接的作用。 三 系统配置及输入/输出继电器地址分配 3.1 I/O 口分配 列出 I/O 口分配表,如表所示: 输入信号 名称 1 角投币感应器 5 角投币感应器 1 元投币感应器 汽水按钮 咖啡按钮 1 角退币感应器 5 角退币感应器 1 元退币感应器 退币控制按钮 代号 ST1 ST2 ST3 SB1 SB2 ST4 ST5 ST6 SB3 1 角剩余钱币感应器 ST7 5 角剩余钱币感应器 ST8 1 元剩余钱币感应器 ST9 汽水液位感应器 咖啡液位感应器 ST10 ST11 售货机遭破坏感应器 ST12 输入点编号 名称 X0 显示指示灯 输出信号 代号 HL1 输出点编号 Y0~Y7 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 汽水指示灯 咖啡指示灯 汽水电磁阀 咖啡电磁阀 HL2 HL3 YV1 YV2 无币报警控制 YV3 没有汽水报警 YV4 没有咖啡报警 YV5 售 货 机 遭 破 坏 报警 1 角传动电机控 制 5 角传动电机控 制 1 元传动电机控 制 退币指示灯 投 币 不 足 指 示 灯 YV6 YV7 YV8 YV9 HL4 HL5 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 I/O口分配表
3.2 控制接线图 本系统是一个小型集中控制系统,PLC 选型主要取决于控制系统输 入、输出开关信号的数量、用户程序的长短及相关的功能。根据控制要 求,I/O 点数在 48 个左右,选择性能价格比较高的三菱 FX2n-48MR,其 中其输入点为 24 点,输出点为 24 点,该 PLC 为继电器输出型。 了解各个控制对象的驱动要求,分析对象的控制要求,完成 PLC 硬 件结构配置。本设计中,退币按钮、各种饮料按钮和饮料出口(驱动电 磁阀)等均为开关量。 根据上述要求,因条件所限输出均用指示灯代替,由此绘制出 PLC 控制电路接线图,如图所示:
C OM1 C OM2 C OM3 C OM4 Y 0-Y7 Y 10 Y 11 Y 12 Y 13 Y 14 Y 15 Y 16 Y 17 Y 20 Y 21 Y 22 Y 23 Y 24 C OM X 0 X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 10 X 11 X 12 X 13 X 14 X 15 X 16 控制接线图 Po rt ~2 20V Po rt 显示 汽水选择灯 咖啡选择灯 汽水电磁阀 咖啡电磁阀 无币报警控制 没有汽水报警 没有咖啡报警 售货机遭破坏报警 1 角传动电机控制 5 角传动电机控制 1 元传动电机控制 退币指示灯 投币不足指示灯 1 角钱币输入 5 角钱币输入 1 元钱币输入 汽水按钮 咖啡按钮 1 角退币感应器 5 角退币感应器 1 元退币感应器 退币控制按钮 1 角剩余钱币感应器 5 角剩余钱币感应器 1 元剩余钱币感应器 汽水液位感应器 咖啡液位感应器 售货机遭破坏感应器
3.3 系统的流程图 投币计 数 累加币 钱 币 比 较 选 择 咖啡选 减去咖啡用 售货机遭 硬币不 饮 料 不 汽水选 择 减去汽水用 币 N 是否 退币 Y 退 币 计 钱币倒入退币 结 报警
四 程序设计 根据自动售货机控制系统的流程可以知道自动售货机的主 要系统包括:计币部分、比较部分、选择和饮料供应部分、余额 计算部分、退币部分、报警部分。 4.1 计币部分 当有顾客购买饮料时,投入硬币时经过光传感器感应,然后 由光传感器驱动硬币识别器识别硬币,如果是假币则系统自动退 出硬币,如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮存腔, 并经光传感器感应,然后在PLC内进行数据运算,否则认为是假 币并退出系统,梯形图如图4-3: 4.2 比较部分 投币完成后,系统会将D1内钱币数据和可以购买的饮料价格 进行区间比较:若投币<2元,则指示灯Y24亮,显示投币不足, 此时可以继续投币或退币;若2元≤投币<3元,则汽水选择指示
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