基于PLC的自动售货机控制系统设计[1]

II目录1、绪论.....................................................................................................................-1-1.1、设计背景..................................................................................................-1-1.2、应用前景..................................................................................................-1-1.3、设计的目的和意义..................................................................................-2-2、总体设计方案.....................................................................................................-2-2.1、总体设计思路...........................................................................................-2-2.2、PLC总体设计流程...................................................................................-3-3、硬件设计.............................................................................................................-4-3.1、I/O地址分配...........................................................................................-4-3.2、中间继电器分配......................................................................................-4-3.3、整体系统工作流程..................................................................................-5-3.4、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-自动售货机控制系统设计-1-1、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、结构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钱币装置、指示装置、贮藏售货装置等组成。钱币装置是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的种类，计算金额。如果投入的金额达到购买物品的数值即发出售货信号，并找出余钱。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。一般售货机的钱币装置由投币口、选别装置、确认钱币真伪的检查装置、计算金额的计算装置和找钱装置组成。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钱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，通过电话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行。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，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，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发展。从自动售货机的发展趋势来看，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自动售货机控制系统设计-2-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，这些高新技术的发展推动了PLC的发展，而PLC得发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了他们的发展。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，利用PLC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基本功能就是对投入的钱币数进行计算，然后根据运算结果做出相应的判断，看看哪种商品可以进行购买，哪种商品不能购买，本次课程设计的要求是可识别三种钱币，分别是1元、2元、5元，采用三个按钮进行模拟，自动售货机共出售四种货物，其价格分别定为1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，表示可以进行购买，四种货物分别用四个小灯代替进行模拟。除此之外，本次设计还涉及了显示、找零、送货等功能的实现，其中显示部分采用数码管进行显示，显示投币总数和购买后的余额；当按下找零按钮后，数码管显示进行清零，采用从高到低递减的形式进行清零，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。送货部分采用小车直线运动进行模拟，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，所以售货机的部分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自动售货机控制系统设计-3-的运行。2.2、PLC总体设计流程以下为PLC的一般工作过程流程图。分析评估控制任务PLC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PLC工作过程流程图自动售货机控制系统设计-4-3、硬件设计我们本次采用的是西门子公司的S7—200系列PLC，它可以提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元，其系统构成包括基本单元、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PLC地址输出单元PLC地址投币1元I0.1A货物显示Q1.0投币2元I0.2B货物显示Q1.1投币5元I0.3C货物显示Q2.0送货（A货物）I0.4D货物显示Q2.1送货（B货物）I0.5找零出口Q2.2送货（C货物）I0.6出货口Q2.3送货（D货物）I0.7电机正转Q2.6找零I0.0电机反转Q2.5数码个位显示I0.0—I0.3数码十位显示I0.4—I0.7限位开关S1I1.0限位开关S2I1.1限位开关S3I1.2限位开关S4I1.33.2、中间继电器分配自动售货机控制系统设计-5-表二中间继电器分配中间继电器功能中间继电器功能M0.0送A货M1.2电机反转M0.1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M1.5电机反转M0.4送C货M1.6电机正转M0.5限位开关S3M2.0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M1.0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买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自动售货机控制系统设计-6-3.4、硬件接线图清零按钮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5VedcbagfCPU-224I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6A11A223/LT4/BIvccfga16151413LE5A367A48GNDbcde1211109CD4511L+M24V1M1L+24VI1.0I1.1I1.3A11A223/LT4/BIvccfga16151413LE5A367A48GNDbcde1211109Q0.4Q0.7Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.5Q0.6Q1.0Q1.1Q2.0A货指示灯B货指示灯C货指示灯Q2.5Q2.6正转反转Q2.2退钱灯5VQ2.1D货指示灯I0.7购D货按钮MM24V图三硬件接线图自动售货机控制系统设计-7-3.5、实物接线图投一元投二元投五元购买A货物购买B货物购买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I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.024V5V24V地Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q2.0Q2.2Q2.3Q2.6S1S2S3S4正反24V地Q1.0Q1.1Q2.1I0.7购买D货物Q2.5退钱灯I1.0I1.3I1.2I1.1图四实物接线图4、软件设计自动售货机控制系统设计-8-自动售货机控制系统设计-9-自动售货机控制系统设计-10-自动售货机控制系统设计-11-自动售货机控制系统设计-12-自动售货机控制系统设计-13-自动售货机控制系统设计-14-自动售货机控制系统设计-15-自动售货机控制系统设计-16-自