PLC自动售货机控制系统的设计方案.docx

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1、P1C自动售货机控制系统的设计方案1、绪论1.1、 设计背景公元1世纪,希腊人希罗制造的自动出售圣水的装置是世界上最早的自动售货机。1925年美国研制出售香烟的自动售货机,此后又出现了出售邮票、车票的各种现代自动售货机。现代自动售货机的种类、构造和功能依出售的物品而异,主要有食品、饮料、香烟、邮票、车票、日用品等自动售货机。一般的自动售货机由人民币币装置、指示装置、贮藏售货装置等组成。人民币币装置是售货机的核心,其主要功能是确认投入人民币币的真伪,分选人民币币的种类,计算金额。如果投入的金额到达购置物品的数值即发出售货信号,并找出余人民币。指示装置用以指示顾客所选商品的品种。贮藏售货装置保存商

2、品,接收出售指示信号,把顾客选择的商品送至付货口。一般售货机的人民币币装置由投币口、选别装置、确认人民币币真伪的检查装置、计算金额的计算装置和找人民币装置组成。70年代以来,出现了采用微型计算机控制的各种新型自动售货机和利用信用卡代替人民币币并与计算机连接的更大规模的无人售货系统,如无人自选商场、车站的自动售票和检票系统、银行的现金自动支付机等1.2、 应用前景现在,自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式,通过线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中,从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进展。并且,为防止地球暖化,自动售货机的开发致力于能源的节省

3、,节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费顶峰时,这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相比,它能够节约10-15%的电力。进入21世纪时,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开展。从自动售货机的开展趋势来看,大量生产,大量消费以及消费模式和销售环境的变化,要求出现新的流通渠道,而相对的超市,百货购物中心等新的流通渠道的产生,人工费用也不断上升,在加上场地的局限性和购物的便利性等这些因素的制约,无人自动售货机作为一种必须的机器也就有了其相当可观的前景。1.3、 设计的目的和意义P1C的开展与计算机技术、半导体技术、控制技术

4、、数字技术、通信网络技术等高新技术的开展息息相关,这些高新技术的开展推动了P1C的开展,而P1C得开展又对这些高新技术提出了更高更新的要求,促进了他们的开展。本次设计就在于结合P1C的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的缺乏,利用P1C控制的自动售货机提高了系统的稳定性,保证了自动售货机能够长期稳定的运行。2、总体设计方案2.1、总体设计思路自动售货机的根本功能就是对投入的人民币币数进展计算,然后根据运算结果做出相应的判断,看看哪种商品可以进展购置,哪种商品不能购置,本次课程设计的要求是可识别三种人民币币,分别是1元、2元、5元,采用三个按钮进展模拟,自动售货机共出售四种货物,其价格分别定为1

5、元、3元、4元、6元,当投币数大于等于货物价格时且售货机里有这种货物时,指示灯亮,表示可以进展购置,四种货物分别用四个小灯代替进展模拟。除此之外,本次设计还涉及了显示、找零、送货等功能的实现,其中显示局部采用数码管进展显示,显示投币总数和购置后的余额;当按下找零按钮后,数码管显示进展清零,采用从高到低递减的形式进展清零,例如:当余额为17元时,按下找零按钮后,先找三个五元数码管分别显示12、7、2,然后再找2元,清零。送货局部采用小车直线运动进展模拟,将四种货物分别送到四个不同的地点,采用四个光电开关分别代表四个不同的送货地点,当按下不同的送货按钮后,小车会以其对应的光电开关为终点做直线往返运

6、动,表示送货过程由于售货机的全部功能是在上位机上模拟的,所以售货机的局部硬件是由计算机软件来模拟替代的这些并不会影响实际程序的操作,完全能模拟现实售货机的运行。目录1、绪论-O-1.1、 设计背景-0-1.2、 应用前景-0-1.3、 设计的目的和意义-12、总体设计方案-1-2.1、 总体设计思路-12.2、 P1C总体设计流程-33、硬件设计3.1、 I/O地址分配-4-3.2、 中间继电器分配-43.3、 整体系统工作流程-53.4、 硬件接线图-6-3.5、 实物接线图-7-4、软件设计-7-5、程序调试-18-6、结论-19参考文献-19-2.2、P1C总体设计流程以下为P1C的一般

7、工作过程流程图。分析评估控制任务P1C机选型、I/O设备选择I/O地址分配程序设计电器系统安装调试程序设计硬件系统接线图和控制柜检查修改硬件检查硬件接线满足要求联机测试满足要求现场安装调试交付使用编制技术文件NYNNY图一P1C工作过程流程图3、硬件设计我们本次采用的是西门子公司的S7-200系歹IJP1C,它可以提供4种不同的根本单元和6种型号的扩展单元,其系统构成包括根本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。3.1 I/O地址分配本次课程设计的主要I/O分配如下：表一I/O地址分配输入单元P1C地址输出单元P1C地址投币1元10.1A货物显示Q1O投币2元10.2B货物显示

8、Q1.1投币5元10.3C货物显示Q2.0送货（A货物10.4D货物显示Q2.1送货（B货物10.5找零出口Q2.2送货（C货物10.6出货口Q2.3送货（D货物10.7电机正转Q2.6找零10.0电机反转Q2.5数码个位显示10.010.3数码十位显示10.410.7限位开关SI11.0限位开关S211.1限位开关S311.2限位开关S411.33.2、 中间继电器分配表二中间继电器分配中间继电器功能中间继电器功能MO.0送A货MI.2电机反转MOJ限位开关S1M1.3电机正转M0.2限位开关S2M1.4电机正转M0.3送B货MI.5电机反转M0.4送C货M1.6电机正转M0.5限位开关S3

9、M2.0送货延时M0.6送D货M2.1送货延时M0.7限位开关S4M2.2送货延时M1O电机反转M20.0找零M1.1电机正转3.3、 整体系统工作流程整个系统的整体工作流程如图二所示初始状态投币状态购置状态退币状态投入硬币按下选择按钮是否有剩余按下退币按钮NY图二整体工作流程图清零按钮1元按钮2元按钮5元按钮购A货按钮购B货按钮购C货按钮货1、2限位开关货3限位开关货4限位开关5VfCPU-22410.0IO.110.2IO.310.4IO.510.6A11A223/1T4/BIVCCa161514131E5A367A48GNDbcde12109CD45111+M24VIM11+24V11.

10、011.111.3A11A223/1T/BIVCCfga161514131E5A367A48GND11109Q0.4Q0.7Q0.0QO.1Q0.2Q0.3Q0.5Q0.6Q1.0Q1.1Q2.0A货指示灯B货指示灯C货指示灯Q2.5Q2.6正转反转Q2.2退人民币灯.5VQ2.ID货指示灯10.7购D货按钮MM24V图三硬件接线图投一元投二元投五元购置A货物购置B货物购置C货物找零地A货物显示B货物显示C货物显示D货物显示个位8个位4个位2个位15V地十位8十位4十位2十位15V地10.110.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.024V5V24V地Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.

11、4Q0.5Q0.6Q0.7Q2.0Q2.2Q23Q2.6S1S2S3S4正反24V地QI.0Q1.1Q2.1I0.7购置D货物Q2.5退人民币灯I1.0I1.3I1.2I1.1图四实物接线图4、软件设计5、程序调试在整个程序的调试过程中,我遇到了一些问题,最初的设计对比简单,只是将投币,购置的过程考虑进去,而没有将购置之后送货的过程加进设计的方案中,后来在教师的提醒之下,我又将送货的过程采用了小车直线运动进展模拟,将四个光电开关模拟成四种货物的送货地点,分别在按下四个送货按钮之后,将货物送到四种地点,使得整个系统更加完善,功能更加强大。在数码显示的过程中也遇到了一些问题,数码显示时数据的传输所

12、用到的中间继电器和后来送货时的中间继电器发生了冲突,使得程序运行过程发生了紊乱,后来在同学的帮助下,我明白了问题的关键,将其解决,使数码显示功能顺利实现。在最后的送货过程中,由于有四个地点,所以要对电机的正反转分别进展控制,最初我是将所有的正转输入都采用了Q2.6进展驱动,所有的反转输入都采用了Q2.5进展驱动,当程序运行时,发现得不到预期的现象,经检查程序没有问题,后来经过考虑和同学的提醒,采用中间继电器进展驱动,现象就出现了,实现了最初预想的送货过程。在找零阶段,最初只是按下找零按钮后直接将数码显示清零,后来经过思考和教师的提醒,将找零局部又逐步进展了完善,将找零的过程在数码管上显示了出来先找大面额的人民币币,后找小面额的人民币币,其内部进展减法运算,使得整个找零的过程清晰可见。在购置货物的过程中最初忽略了如果货物售完该假设何办,后来经过完善将货物的数量进展了设定,只有当投币金额大于等于所要购置的货物时,且货物数量大于零时才能进展购置,这使得整个过程更加完善。