年4月19日飲料自動售貨機課程設計PLC文檔僅供參考，不當之處，請聯系改正。湖南工程學院課程設計課程名稱電氣控制與PLC課程設計課題名稱飲料自動售貨機控制系統設計專業班級自動化1004班姓名肖勇學號01020414指導教師譚梅、劉星平6月18日湖南工程學院課程設計任務書課程名稱電氣控制與PLC課程設計課題名稱飲料自動售貨機控制系統設計專業班級自動化1004班姓名肖勇學號01020414指導教師譚梅、劉星平審批黃峰任務書下達日期6月9日課程設計完成日期6月18日設計內容與要求一.課程設計的性質與目的本課程設計是自動化專業教學計劃中不可缺少的一個綜合性教學環節，是實現理論與實踐相結合的重要手段。它的主要目的是培養學生綜合運用本課程所學知識和技能去分析和解決本課程范圍內的一般工程技術問題，建立正確的設計思想，掌握工程設計的一般程序和方法。經過課程設計使學生得到工程知識和工程技能的綜合訓練，獲得應用本課程的知識和技術去解決工程實際問題的能力。二.課程設計的內容1.根據控制對象的用途、基本結構、運動形式、工藝過程、工作環境和控制要求，確定控制方案。2.繪制飲料自動售貨機控制系統的PLCI/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。3.選擇電器元件，列出電器元件明細表。4.編寫設計說明書。三.課程設計的要求1.所選控制方案應合理，所設計的控制系統應能夠滿足控制對象的工藝要求，而且技術先進，安全可靠，操作方便。2.所繪制的設計圖紙符合國家標準局頒布的GB4728－84《電氣圖用圖形符號》、GB6988－87《電氣制圖》和GB7159－87《電氣技術中的文字符號制定通則》的有關規定。3.所編寫的設計說明書應語句通順，用詞準確，層次清楚，條理分明，重點突出，篇幅不少于7000字。主要設計條件1.PLC實驗設備若干。2.參考文獻若干。設計說明書裝訂順序1.課程設計說明書封面。2.課程設計任務書。3.說明書目錄。4.正文（按設計內容逐項書寫）。5.參考文獻。6.附錄。7.課程設計評分表。設計進度安排1.第一周星期一上午：課題內容介紹。2.第一周星期一下午：仔細閱讀設計任務書，明確設計任務與要求，收集設計資料，準備設計工具。3.第一周星期二～第一周星期五：確定控制方案。繪制飲料自動售貨機電氣控制系統的電氣原理圖、控制系統的PLCI/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。選擇電器元件，列出電器元件明細表。4.第二周星期一：試驗調試5.第二周星期二～第二周星期五：編寫設計說明書,答辯。參考文獻[1]廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應用[M].重慶：重慶大學出版社[2]萬太福.可編程序控制器及其應用[M].重慶：重慶大學出版社[3]劉祖潤.畢業設計指導.北京：機械工業出版社[4]謝桂林.電力拖動與控制.北京：中國礦業大學出版社[5]工廠常見電氣設備手冊編寫組.工廠常見電氣設備手冊.北京：水利電力出版社課題:飲料自動售貨機控制系統設計飲料自動售貨機概況及控制要求飲料自動售貨機有兩種已經配制好的飲料儲液桶，一種為汽水，另一種為橙汁，分別由兩個電磁閥控制放入杯中的飲料品種。1、自動售貨機可投入1角、5角、1元的硬幣。2、當投入的硬幣總值超過2元時，汽水指示燈亮；當投入的硬幣總值超過3元時，汽水及橙汁指示燈亮。3、當汽水指示燈亮時，按放汽水按鈕，則排出汽水，8s后，自動停止，且汽水指示燈熄滅。4、當橙汁按鈕指示燈亮時，按放橙汁按鈕，則排出橙汁，8s后，自動停止且橙汁指示燈熄滅。5、若投入硬幣總值超過按鈕所需的錢數（汽水2元，橙汁3元）時，找錢指示燈亮，并找出多余的錢。二.設計任務1.設計和繪制電氣控制原理圖或PLCI/O接線圖、功能表圖和梯形圖，編寫指令程序清單。2.選擇電氣元件，編制電氣元件明細表。3.設計操作面板電器元件布置圖。4.上機調試程序。5.編寫設計說明書。目錄第1章概述11.1自動售貨機的理論背景與實際意義

1

1.2自動售貨機的概況及控制要求

2第2章總體設計方案3第3章硬件電路設計43.1PLC型類選擇43.2PLCI/O口分配43.3系統硬件接線圖5第4章軟件設計64.1程序流程圖64.2梯形圖7第5章實驗調試12第6章致謝與總結13參考文獻14附錄A梯形圖15附錄B語句表18概述1.1自動售貨機的理論背景與實際意義自動售貨機是一種全新的商業零售形式，20世紀70年代自日本和歐美發展起來。它又被稱為24小時營業的微型超市。在日本，70％的罐裝飲料是經過自動售貨機售出的；全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有50萬臺飲料自動售貨機。

在中國,自動售貨機1999年開始進人中國市場．如今，在機場、地鐵、商場、公園等客流較大的場所，已不難發現自動售貨機的身影。

從自動售貨機的發展趨勢來看，它的出現是由于勞動密集型的產業構造向技術密集型社會轉變的產物。大量生產、大量消費以及消費模式和銷售環境的變化，要求出現新的流通渠道；而相正確超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產生，人工費用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應運而生了

它的售貨領域非常廣泛，是發達國家商品零售的一種主要方式。近幾年，自動售貨機逐漸被越來越多的消費者所接受。但由于售貨機分布零散、范圍廣闊的特點，自動售貨機在為消費者帶來方便的同時，也為經營者在監控、管理、維護等方面帶來很大的不便。當前售貨機運行的各種情況都需要由人工判斷，包括缺貨、缺零錢、幣箱已滿、售貨機機械故障等，經營者普遍采用人工定時巡回視察的管理辦法，既費時費力，又無法及時準確獲取自動售貨機狀態報告，給經營者增加了管理成本和難度，也有可能給消費者的正常消費造成不便。

本系統的設計和實現能夠使自動售貨機的經營者能夠根據網絡統計的銷售狀況進行商品銷售狀況分析，預測商品的銷售走勢，確定合理的采購和配送策略，以期獲得最高的投資回報率。同時售貨機的一些故障信息和警報信息能夠實時的傳送到相應運營人員，從而能夠在第一時間內發現并解決問題。

1.2自動售貨機的概況及控制要求飲料自動售貨機有兩種已經配制好的飲料儲液桶，一種為汽水，另一種為橙汁，分別由兩個電磁閥控制放入杯中的飲料品種。如圖所示。汽水汽水橙汁退幣找零5角1角1元1、自動售貨機可投入1角、5角、1元的硬幣。2、當投入的硬幣總值超過2元時，汽水指示燈亮；當投入的硬幣總值超過3元時，汽水及橙汁指示燈亮。3、當汽水指示燈亮時，按放汽水按鈕，則排出汽水，8s后，自動停止，且汽水指示燈熄滅。4、當橙汁按鈕指示燈亮時，按放橙汁按鈕，則排出橙汁，8s后，自動停止且橙汁指示燈熄滅。5、若投入硬幣總值超過按鈕所需的錢數（汽水2元，橙汁3元）時，找錢指示燈亮，并找出多余的錢。第2章總體設計方案要實現售貨機的自動售貨功能，其自動控制控制系統主要包括：計幣系統、比較系統、選擇系統、飲料供應系統以及退幣系統。1.計幣系統：計幣以1角為單位。當有幣投入時，將相應的硬幣值存放到一個已經清零的寄存器VW0中，再次投幣時進行累加。2.比較系統：投幣完成后，當投入的硬幣總值超過2元時，汽水指示燈亮；當投入的硬幣總值超過3元時，汽水及橙汁指示燈亮。3.選擇系統：當按下汽水或橙汁按鈕時，相應的指示燈進行閃爍。當飲料供應完畢時，停止閃爍。4.飲料供應系統：按下選擇按鈕時，相應的閥門打開，飲料輸出，時間為8秒。同時硬幣總值減去相應的購買幣數。5.退幣系統：當購買完成后還有剩余，退幣指示燈亮，按下退幣按鈕進行退幣。硬件電路設計3.1PLC類型選擇根據飲料自動售貨機示意圖，控制系統選用西門子S7-200系列的CPU224XPCN。其數字量I/O點數為14入/10出，能夠滿足控制要求且留有充分的裕量。3.2PLCI/O口分配根據設計要求，PLC控制系統有6個輸入信號：3個投幣信號，兩個購買信號，1個退幣信號；6個輸出信號：3個指示燈信號，3個執行信號。飲料自動售貨機的I/O端口分配如表1所示。表1I/O口分配表11角I0.05角I0.11元I0.2買汽水I0.3買橙汁I0.4退幣I0.5輸出輸入汽水燈Q0.0橙汁燈Q0.1倒汽水Q0.2倒橙汁退幣燈退幣Q0.3Q0.4Q0.53.3系統硬件接線圖根據所選PLC類型，以及設定好的I/O點分配情況，可設計出PLC的外部硬件接線圖，如圖3-1所示。圖3.1硬件接線圖其中YV1，YV2是兩種飲料的閥門。當投入的硬幣總值達到飲料購買金額時，相應的指示燈亮。當購買完成時，還有余額，退幣指示燈亮，按下退幣按鈕時，YV3工作進行退幣軟件設計4.1程序流程圖飲料自動售貨機控制系統的工作過程主要包括：投幣并進行累加，硬幣總值與飲料的購買價格進行比較顯示可購買的飲料，選擇購買，飲料供應，硬幣剩余總值計算，退幣。根據上述過程可畫出飲料自動售貨機的流程圖如圖4.1所示。圖4.1程序流程圖4.2梯形圖LDSM0.1MOVW+0,VW0LDI0.0EU+I+1,VW0LDI0.1EU+I+5,VW0LDI0.2EU+I+10,VW0LDW>=VW0,+20ANQ0.2=M0.0LDW>=VW0,+30ANQ0.3=M0.1LDI0.3EUAM0.0OQ0.2ANQ0.3ANT37TONT37,+80=Q0.2Q0.0閃爍八秒，用以表示倒汽水的時間為八秒。LDQ0.2ED-I+20,VW0LDM0.0LDSM0.5AQ0.2OLD=Q0.0LDI0.4EUAM0.1OQ0.3ANQ0.2ANT38TONT38,+80=Q0.3Q0.1閃爍八秒，用以表示倒橙汁的時間為八秒。LDQ0.3ED-I+30,VW0LDM0.1LDSM0.5AQ0.3OLD=Q0.1LDQ0.2EDLDQ0.3EDOLDOQ0.4AW>VW0,+0=Q0.4LDI0.5OQ0.5AW>VW0,+0=Q0.5按下I0.5后，Q0.5亮燈，即Q0.4和Q0.5兩個燈都亮。LDSM0.5EUAQ0.5DECWVW0等待幾秒鐘后，當退幣已經完成時，Q0.4和Q0.5都熄滅。實驗調試與分析由于實驗室沒有相應的實物控制模型，，在調試系統控制程序時，所有的輸入信號（包括硬幣、紙幣、假幣識別）均用開關信號來代替，所有的輸出均用指示燈來表示。調試時，首先按控制系統PLC接線圖完成硬件接線，并仔細檢查接線是否有誤，特別要注意接線時不能出現短路、斷路及反接等情況，否則會造成硬件損壞及人身意外。

開始程序調試：首先將PLC控制程序寫入到PLC機器中，再選擇監控狀態，使PLC處于“RUN”狀態，然后逐一按按鈕，觀察輸出指示燈是否按預計效果閃滅，并經過監控狀態觀察程序的運行過程及輸入輸出信號、內部描述實際出現的問題及解決方案。要對照設計控制要求，逐一檢驗設計功能是否能有效的實現，并對程序進行改進和完善。動作1次I0.0，2次I0.1，1次I0.2（即投入2元1角）后，汽水指示燈Q0.0亮。按下買汽水按鈕I0.3，開始倒汽水，用Q0.2亮表示，汽水指示燈閃爍8秒，表示倒汽水時間。8秒后，硬幣還有剩余，退幣指示燈Q0.4亮，按下退幣按鈕I0.5，開始退幣，用Q0.5亮表示。退幣完成后燈熄滅。動作1次I0.0，1次I0.1，5次I0.2（即投入5元6角）后，汽水燈Q0.0，橙汁燈Q0.1亮。操作同上。按下I0.3，Q0.0閃亮8秒，Q0.1常亮。按下I0.4，Q0.1閃亮8秒，Q0.0常亮。8秒后，Q0.0和Q0.1同時熄滅，退幣指示燈亮，按下I0.5，開始退幣，退幣完成后，Q0.4熄滅。第6章致謝與總結 從六月份接到這個課程設計到完成，衷心感謝譚老師給予了精心的指導和熱情的幫助。譚老師在PLC方面具有豐富的實經驗，對我的設計工作給予了很多的指導和幫助，使我能夠將理論中的結果與實際相結合。特別在課題設計的前期準備階段，譚老師提出許多寶貴的設計意見，在最后的測試修改階段，譚老師在百忙之中抽出時間為我們提供了必要的幫助，這樣使得我們得以順利的完成課程設計。在短暫的兩個周的相處時間里，老師淵博的知識，敏銳的思路和實事求是的工作作風給我留下了深刻的印象，這將使得我終身受益，謹此向譚老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。拿到任務時，覺得這設計有點難度，因為她和我們所學的區別。我們平時學的PLC編程主要是對順序功能圖的編程，我們只需畫出順序功能圖，然后一步一步的設計梯形圖就好了。但本設計經分析發現，順序功能圖很難實現，要用到程序流程圖。在設計的過程中，我再次的復習了課本，對一些指令有了深入的了解，很多以前不太懂的，經過再次復習有了長足的進步。課程設計是一項工作量大，難度較大的設計，個人的力量總是有限的，書本上的總是有局限的。因此，團隊合作，大量查閱課外資料是此次設計成功的關鍵。我們在課外書本上找到一篇類似的設計，但和我們的設計要求有點區別，于是我們在這基礎上做了修改，就滿足我們的設計要求。