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
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(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
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(4.5) 退币部分
(4.5) 报警部分
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(5) 整体运行梯形图
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(6) 实验心得
(7) 参考文献
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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