自动售货机-PLC控制系统设计课程设计

河南科技大学课程设计说明书课程名称＿＿电器控制＿＿＿＿＿＿＿题目＿自动售货机PC－PLC控制系统设计院系＿＿电子信息工程学院＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿＿＿＿＿学生姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师＿＿＿＿＿＿日期＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称电器控制学生姓名专业班级设计题目自动售货机PC－PLC控制系统设计一、课程设计目的通过对自动售货机PC－PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。二、设计内容、技术条件和要求（一）技术要求1、此售货机可投入1元、2元、或5元硬币。2、当投入的硬币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的硬币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。3、当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7秒后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。4、当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7秒后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。5、若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水12元，咖啡15元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。6、假设汽水排出、咖啡排出、找钱动作均由电机进行控制。（二）设计内容1、设计各电机主电路；2、设计PLC的I/O分配；3、设计PLC的外部接线；4、设计PLC控制程序（梯形图）；5、设计MCGS组态程序，对系统的运行情况进行监控；6、上机调试（含答辩）；7、撰写设计说明书。（三）设计说明书要求设计说明书应包含以下内容：1、设计目的；2、控制要求；3、各电机主电路；4、PLC的选型；5、PLC的I/O分配；6、PLC的外部接线；7、PLC控制程序梯形图；8、MCGS组态程序设计说明；9、调试结果、调试中出现的问题及解决方法；10、设计心得体会；11、参考文献。三、时间进度安排—查阅资料，进行系统设计，设计控制程序；—上机调试；—考核；—完成设计说明书。四、主要参考文献1、电气控制及可编程控制器张凤珊中国轻工业出版社第二版2、可编程控制器原理与实践教程王整风上海交通大学出版社第一版指导教师签字：2010年6月10日基于plc的自动售货机设计1、设计目的通过对自动售货机PC－PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。2、控制要求1、此售货机可投入1元、2元、或5元硬币。2、当投入的硬币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的硬币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。3、当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7秒后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。4、当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7秒后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。5、若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水12元，咖啡15元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。6、假设汽水排出、咖啡排出、找钱动作均由电机进行控制。3、各电机主电路电机主电路由五台电机组成，分别为控制汽水出口的电机，控制咖啡出口的电机，控制五元出口的电机，控制二元出口的电机，控制一元出口的电机。汽水指示灯，和咖啡指示灯连接在单相电路中。通过控制电路的控制作用，在不同的时刻不同的电机运转，已达到控制的目的。4、PLC的选型本次设计采用三菱FXON型plc.5、自动售货机的基本功能自动售货机的各种动作功能和控制要求，给出了完整的自动售货机操作规程（如图），售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应。售货机中有2种商品，汽水价格12元，咖啡的价格为15元。现投入硬币，当投入的货币超过汽水的价格时，汽水指示灯亮，提示可以购买，当投入的货币超过咖啡的价格时，咖啡指示灯亮。当按下买汽水按钮时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去汽水的价格同时启动相应的电机，提取汽水到出货口。汽水流出7秒，在此期间不能进行买汽水或咖啡操作。但可找钱。买咖啡操作同理。操作完成后，如需继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。由此看来，自动售货机进行一次交易要涉及加法运算、减法运算以及在退币时的除法运算，这是它的内部功能。还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。可通过操作属性把把自动售货机分为四个过程：（1）.投币过程（2）价格比较过程（3）选择商品过程(4)退币过程可把自动售货机工作过程分为4个状态：（1）初始状态（2）投币状态（3）购买状态(4)退币状态初始状态，自动售货机内部各元件都处于复位状态，内部电机停止运转，等待投币操作。投币状态。按下投币按钮，显示投币框，按下所投币值显示屏显示投入、消费、余额数值，当所投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮发生变化，提示可以购买。购买状态。按下可以购买的选择按钮，所选的商品出现在出货框中，同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品后出货框消失。退币按钮。按下退币按钮，显示退币框，同时显示出应退币值及数量。按下确认钮，则恢复初始状态。到此为止，自动售货机的一个完整工作过程结束。自动售货机的工作流程图如图所示：自动售货机的工作流程图6、PLC的I/O分配自动售货机PlcI/O分配如下表所示：输入输出说明说明X01元硬币识别器Y0汽水指示灯X12元硬币识别器Y1汽水出口X25元硬币识别器Y2咖啡指示灯X3汽水按钮Y3咖啡出口X4咖啡按钮Y41元硬币退币口X5找钱按钮Y52元硬币退币口Y65元硬币退币口D0余额指示7、PLC的外部接线本次知道售货机的外部接线图如下图所示，投入硬币为一元，二元，五元。为物品选择按钮，当投入货币物品y0或y2灯亮，按下其中一个，对用的KM线圈得电电机转动出相应的物品，当收买物品总值低于投入总值时，可按找零按钮x5选择找一元.二元或五元。后有，Y4，Y5,Y6得电电机转动找零。8、PLC控制程序梯形图9、MCGS组态程序设计说明在组态软件中，新建一个主控窗口。选中设备窗口，并双击“通用串口父设备0”,并选择子设备“三菱Fx-232”，分别对其属性进行设计。新建用户窗口，得到的参考界面如下图，然后再在“设备窗口”中添加所需的原件，进行通道连接后将其关闭，在“实时数据库”中查看所添加的元件。回到用户窗口对图中的各元件进行链接。检查无误后把该组态与PLC相链接，运行该组态。所出现的运行界面就是所得组态。参考界面如下图所示10、调试结果、调试中出现的问题及解决方法调试结束后，在我们的mcgs仿真图面上，按下硬币按钮投入硬币，当投入的一元，二元，五元硬币总数大于12元时，汽水指示灯亮。当投入的硬币总数大于15元时，汽水指示灯和咖啡指示灯同时亮。当按下咖啡指示按钮时，咖啡出口灯亮，同时咖啡指示灯闪亮，七秒之后停止。在此期间不能进行买入操作。调试过程中，应把各元件属性设置正确，中间继电器M应为只写属性。D与Y应为只读属性，在调试过程中对各元件要进行正确的链接。运行前要确保工程已经添加到组态，且plc处于开机状态。11、设计心得体会