PLC自動(dòng)售貨機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué) 電氣控制技術(shù)與PLC 課程設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 題 目 PLC自動(dòng)售貨機(jī) 指 導(dǎo) 教 師 陳偉華 院（系、部） 電氣與控制工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 日 期 2015年6月9日 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)期2014/2015學(xué)年第2學(xué)期姓名專業(yè)班級(jí)課程名稱電氣控制技術(shù)與PLC設(shè)計(jì)題目基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)分項(xiàng)目?jī)?yōu)良中及格不及格設(shè)計(jì)表現(xiàn)1.設(shè)計(jì)態(tài)度非常認(rèn)真認(rèn)真較認(rèn)真一般不認(rèn)真2.設(shè)計(jì)紀(jì)律嚴(yán)格遵守遵守基本遵守少量違反嚴(yán)重違反3.獨(dú)立工作能力強(qiáng)較強(qiáng)能獨(dú)立設(shè)計(jì)完成基本獨(dú)立設(shè)計(jì)完成不能獨(dú)立設(shè)計(jì)完成4.上交設(shè)計(jì)時(shí)間提早或按時(shí)按時(shí)遲交半天遲交一天遲交一天以上設(shè)計(jì)說明書5

2、.設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié)構(gòu)方案良好，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容完整，結(jié)果正確設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié)構(gòu)方案合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容較完整，極少量錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路較清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有少量錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路基本清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有些錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路不清晰，結(jié)構(gòu)方案不合理，關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)選擇有錯(cuò)誤，調(diào)理清楚，內(nèi)容不完整，有明顯錯(cuò)誤6.設(shè)計(jì)書寫、字體、排版規(guī)范、整潔、有條理，排版很好較規(guī)范、整潔、有條理，個(gè)別排版有問題基本規(guī)范、整潔、有條理，個(gè)別排版有問題基本規(guī)范、整潔、有條理，排版有問題較多不規(guī)范

3、、不整潔、無條理，排版有問題很大7.封面、目錄、參考文獻(xiàn)完整較完整基本完整缺項(xiàng)較多不完整圖紙8.繪圖效果很出色較出色一般較差很差9.布局合理、美觀較合理基本合理有些混亂布局混亂10.繪圖工程標(biāo)準(zhǔn)符合標(biāo)準(zhǔn)較符合標(biāo)準(zhǔn)基本符合標(biāo)準(zhǔn)個(gè)別不符合標(biāo)準(zhǔn)完全不符合標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定說明： 不及格標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)內(nèi)容一項(xiàng)否決制，即5為不及格，整個(gè)設(shè)計(jì)不及格，其他4項(xiàng)否決；優(yōu)、良、中、及格標(biāo)準(zhǔn)：以設(shè)計(jì)內(nèi)容為主體，其他項(xiàng)超過三分之一為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，否則評(píng)定為下一等級(jí)；如優(yōu)秀評(píng)定，設(shè)計(jì)內(nèi)容要符合5，其余九項(xiàng)要有4項(xiàng)符合才能評(píng)定為優(yōu)，否則評(píng)定為良好，以此類推。最終成績(jī)： 評(píng)定教師簽字：電氣控制技術(shù)與PLC課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名題目PLC自動(dòng)售

4、貨機(jī)設(shè)計(jì)要求（1）自動(dòng)售貨機(jī)可投入5角、1元的硬幣。 （2）所售飲料標(biāo)價(jià)：純凈水1元,汽水2.5元，咖啡3元。（3）當(dāng)投入的硬幣總值超過所購(gòu)飲料的標(biāo)價(jià)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的可購(gòu)買飲料的指燈亮，作可購(gòu)買提示。（4）當(dāng)物品對(duì)應(yīng)的指示燈亮?xí)r，按下相應(yīng)的按鍵，相應(yīng)的物品排出，5s后自動(dòng)停止,同時(shí)指示燈閃爍。（5）購(gòu)買飲料后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算剩余幣值，并根據(jù)剩余幣值提示可購(gòu)買的飲料（指示燈亮）。（6）當(dāng)顧客成功購(gòu)買完一件物品后30秒無操作，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)將余款退還顧客。（7）如果顧客投入硬幣后又不想買物品，按下退款按鍵，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)將余款退還顧客。（8）如果顧客投入硬幣總值超過所選物品的價(jià)值時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)

5、將余款退還顧客。（9）當(dāng)物品不足時(shí)，對(duì)應(yīng)的物品指示燈亮紅燈，顧客按下相應(yīng)的按鍵無反應(yīng)（不出物品，不減余額）。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1） 擬定控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。（2） 深入了解和分析被控制對(duì)象的工藝條件及控制要求。（3） 選擇適合的的PLC類型。（4） 分配I/O點(diǎn)。（5） 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)梯形圖。（6） 輸入并調(diào)試程序。目錄1系統(tǒng)概述22 控制要求及設(shè)計(jì)思路32.1控制要求32.2方案設(shè)計(jì)42.3控制流程圖43. 自動(dòng)售貨機(jī)的相關(guān)設(shè)備參數(shù)的選定53.1PLC的選擇53.2硬幣識(shí)別器63.3開關(guān)電源63.4電磁閥63.5液位開關(guān)74軟件設(shè)計(jì)74.1I/O口分配74.2 控制接線圖84.3 程序設(shè)計(jì)

6、94.3.1計(jì)幣部分94.3.2比較部分104.3.3選擇和飲料供應(yīng)部分114.3.4余額計(jì)算部分114.3.5退幣部分124.3.6報(bào)警部分135系統(tǒng)調(diào)試136結(jié)論14參考文獻(xiàn)15摘要自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無人自動(dòng)售貨的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，它不受任何場(chǎng)地限制，方便快捷，可以每天24h售貨，在我國(guó)也越來越普及。傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)采用單片機(jī)作為控制核心，但這樣在輸入輸出接口上消耗很大。PLC不但可以實(shí)現(xiàn)類似控制功能，還具有可靠性高、編程簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)、能耗低、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。本售貨機(jī)系統(tǒng)主要是針對(duì)純凈水、汽水和咖啡的自動(dòng)銷售。自動(dòng)售貨機(jī)的普及在某種程度上能反映一個(gè)國(guó)家的科技發(fā)展水平，是一個(gè)國(guó)家的文明程度的象

7、征，實(shí)踐和直覺告訴我們，自動(dòng)售貨機(jī)在中國(guó)的橫空出世，必將國(guó)內(nèi)的食品、香煙、飲料等諸多行業(yè)的發(fā)展帶來新的契機(jī)。設(shè)計(jì)以三菱PLC設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)要介紹PLC各硬件選型，軟件的設(shè)計(jì)，并具體的進(jìn)行了PLC梯形圖的編寫和系統(tǒng)的調(diào)試，仿真證明該系統(tǒng)切實(shí)可行。關(guān)鍵詞:自動(dòng)售貨機(jī)；PLC；調(diào)試1系統(tǒng)概述自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無人自動(dòng)售貨，集光、機(jī)、電一體化的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。自動(dòng)售貨機(jī)不受任何場(chǎng)地限制，方便快捷，可以每天24h售貨，因此深受上班族的歡迎。隨著科技發(fā)展和市場(chǎng)繁榮，很多城市的公共場(chǎng)所里面都放置有自動(dòng)售貨機(jī)，出售的商品五花八門，從飲料、零食、香煙、糖果，到牙刷、方便面、自動(dòng)照相機(jī)。近年來，我國(guó)的

8、自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)突飛猛進(jìn)：在汽車總站、商廈、醫(yī)院、小區(qū)、學(xué)校等地區(qū)紛紛涌現(xiàn)出自動(dòng)售貨機(jī)的蹤跡。這種方便快捷的購(gòu)物方式越來越受到人們的青睞，同時(shí)也是現(xiàn)代化城市配套設(shè)施的需求。在人口集中的學(xué)校、車站、醫(yī)院等地方，瓶裝的飲料造成大量資金與產(chǎn)品的浪費(fèi)，本課題就研究用PLC實(shí)現(xiàn)散裝飲料的自動(dòng)銷售。自動(dòng)售貨機(jī)是一種全新的商業(yè)零售形式，20世紀(jì)70年代自日本和歐美發(fā)展起來。它又被稱為24小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。在日本，70的罐裝飲料是通過自動(dòng)售貨機(jī)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(wàn)臺(tái)飲料自動(dòng)售貨機(jī)。從自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來看，它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生

9、產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道，而相對(duì)的超市、百貨購(gòu)物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升，再加上場(chǎng)地的局限性以及購(gòu)物的便利性等這些因素的制約，無人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。它的售貨領(lǐng)域非常廣泛，是發(fā)達(dá)國(guó)家商品零售的一種主要方式。近幾年，自動(dòng)售貨機(jī)逐漸被越來越多的消費(fèi)者所接受。但由于售貨機(jī)分布零散、范圍廣闊的特點(diǎn)，自動(dòng)售貨機(jī)在為消費(fèi)者帶來方便的同時(shí)，也為經(jīng)營(yíng)者在監(jiān)控、管理、維護(hù)等方面帶來很大的不便。目前售貨機(jī)運(yùn)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(jī)機(jī)械故障等，經(jīng)營(yíng)者普遍采用人工定時(shí)巡回視察的管理辦法，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，

10、又無法及時(shí)準(zhǔn)確獲取自動(dòng)售貨機(jī)狀態(tài)報(bào)告，給經(jīng)營(yíng)者增加了管理成本和難度，也有可能給消費(fèi)者的正常消費(fèi)造成不便2。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)可以使自動(dòng)售貨機(jī)的經(jīng)營(yíng)者根據(jù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)的銷售狀況進(jìn)行商品銷售狀況分析，預(yù)測(cè)商品的銷售走勢(shì)，確定合理的采購(gòu)和配送策略，以獲得最高的投資回報(bào)率。同時(shí)售貨機(jī)的一些故障信息和警報(bào)信息可以實(shí)時(shí)的傳送到相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)人員，從而可以在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決問題。而且本次設(shè)計(jì)的題目是基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是應(yīng)用三菱FX-2N型PLC的梯形圖來設(shè)計(jì)控制程序，并簡(jiǎn)單介紹相關(guān)的知識(shí)，如：PLC的定義、PLC的工作原理、PLC的硬件組成等。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形

11、圖，再根據(jù)PLC的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出它的外部接線圖，結(jié)合梯形圖和外部接線圖分析說明該設(shè)計(jì)的控制原理過程。2 控制要求及設(shè)計(jì)思路2.1控制要求（1）自動(dòng)售貨機(jī)可投入5角、1元的硬幣。 （2）所售飲料標(biāo)價(jià)：純凈水1元,汽水2.5元，咖啡3元。（3）當(dāng)投入的硬幣總值超過所購(gòu)飲料的標(biāo)價(jià)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的可購(gòu)買飲料的指燈亮，作可購(gòu)買提示。（4）當(dāng)物品對(duì)應(yīng)的指示燈亮?xí)r，按下相應(yīng)的按鍵，相應(yīng)的物品排出，5s后自動(dòng)停止,同時(shí)指示燈閃爍。（5）購(gòu)買飲料后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算剩余幣值，并根據(jù)剩余幣值提示可購(gòu)買的飲料（指示燈亮）。（6）當(dāng)顧客成功購(gòu)買完一件物品后30秒無操作，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)將余款退還顧客。（7）如果顧客投入硬幣后

12、又不想買物品，按下退款按鍵，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)將余款退還顧客。（8）如果顧客投入硬幣總值超過所選物品的價(jià)值時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)將余款退還顧客。（9）當(dāng)物品不足時(shí)，對(duì)應(yīng)的物品指示燈亮紅燈，顧客按下相應(yīng)的按鍵無反應(yīng)（不出物品，不減余額）。2.2方案設(shè)計(jì)（1）通過分析，取最有把握的思路，故采取一般梯形圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。（2）注意點(diǎn)，程序運(yùn)行開始階段要有上電復(fù)位，讓機(jī)子清零。（3）本自動(dòng)售貨機(jī)可使用5角、1元硬幣，計(jì)幣時(shí)用ADD指令進(jìn)行累加從而得到一個(gè)投幣總額；比較幣值時(shí)使用CMP指令來判斷是否符合純凈水排出或汽水排出或咖啡排出的條件；余額計(jì)算時(shí)用SUB指令從投幣總額中扣除顧客所消費(fèi)的幣值總額；退幣計(jì)算時(shí)

13、用到觸點(diǎn)型比較指令。（4）PLC選用繼電器輸出型。（5）要求實(shí)現(xiàn)顧客的循環(huán)購(gòu)買，故需實(shí)現(xiàn)控制程序的跳轉(zhuǎn)。（6）退幣結(jié)束時(shí)，使用ZRST指令進(jìn)行購(gòu)買完成的復(fù)位，以準(zhǔn)備下一個(gè)顧客購(gòu)買飲料，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤。2.3控制流程圖自動(dòng)售貨機(jī)PLC的控制流程圖，如圖2.1所示。開始比 較幣價(jià)投幣計(jì)數(shù)是否退幣純凈水選擇咖啡選擇減去咖啡用幣退幣計(jì)數(shù)錢幣倒入退幣箱結(jié)束減去純凈水用幣汽水選擇減去汽水用幣錢幣不足NY圖2.1 控制流程圖3. 自動(dòng)售貨機(jī)的相關(guān)設(shè)備參數(shù)的選定3.1PLC的選擇目前的PLC品牌很多，比較有名的有美國(guó)AB，ABB，松下，西門子，三菱，歐姆龍，臺(tái)達(dá)，富士，施耐德，信捷等。而不同的PLC其產(chǎn)品價(jià)格差

14、價(jià)也是很大，在質(zhì)量和I/O點(diǎn)數(shù)幾乎相同的情況下可以相差較多10。三菱FX2N系列是作為一種小型機(jī)，其功能較為完善，性能價(jià)格比高，較為適合自動(dòng)售貨機(jī)。另外在本設(shè)計(jì)中PLC需要接11個(gè)輸入點(diǎn)和12個(gè)輸出點(diǎn)，以及為了以后的擴(kuò)展需要，由以上三點(diǎn)因素，選擇了三菱PLC，F(xiàn)X2N-48MR型。三菱PLC，F(xiàn)X2N-48MR是具有高級(jí)處理功能的型號(hào)，其輸入和輸出點(diǎn)數(shù)之和為48點(diǎn)，還可以擴(kuò)展到256點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊，速度高。三菱PLC FX2N-48MR性能規(guī)格：（1）運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式：通過儲(chǔ)存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間：基本指令：0.8µs/指令，應(yīng)用指令：1.52至幾百µs/指令。（3

15、）編程語(yǔ)言：邏輯梯形圖和指令清單。（4）程式容量：8000步內(nèi)置。（5）指令數(shù)目：基本順序指令 27，步進(jìn)梯形指令 2，應(yīng)用指令 128。（6）I/O配置：最大硬件I/O配置點(diǎn)256。（7）輔助繼電器（M線圈）：一般：500點(diǎn)，鎖定：2572點(diǎn)，特殊：256點(diǎn)。（8）狀態(tài)繼電器（S線圈）：一般：490點(diǎn)，鎖定：400點(diǎn)，初始：10點(diǎn)，信號(hào)報(bào)警器：100點(diǎn)。（9）定時(shí)器（T）：100毫秒，范圍0至3276.7秒（200點(diǎn)）；10毫秒，范圍0至327.67秒（46點(diǎn)）；1毫秒保持型，范圍0至32.767秒（4點(diǎn)）。（10）計(jì)數(shù)器（C）:一般16位，范圍0至32767數(shù)（200點(diǎn)），鎖定16位，范圍

16、100點(diǎn)，一般32位，范圍15點(diǎn),鎖定32位，范圍15點(diǎn)。3.2硬幣識(shí)別器硬幣識(shí)別器主要識(shí)別現(xiàn)在國(guó)家發(fā)行的一元、五角、一角的硬幣。我國(guó)目前發(fā)行的一元，五角和一角硬幣的金屬原材料是為制造硬幣而專門使用的特殊合金，因此在它通過投幣入口進(jìn)入由電感和電容組成的特定傳感器，金屬材質(zhì)和體積的差異對(duì)電容量和電感量的影響大小也出現(xiàn)微弱差異。電容量、電感量的變化引起電壓的變化，再通過檢測(cè)電路將信號(hào)放大，與設(shè)定值進(jìn)行比較，確定某種硬幣種類并對(duì)PLC的輸入單元發(fā)出信號(hào)，PLC根據(jù)接收到的信號(hào),對(duì)硬幣值進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。根據(jù)對(duì)硬幣識(shí)別器的了解及選擇，確定使用側(cè)投類CPU硬幣識(shí)別器。3.3開關(guān)電源在自動(dòng)售貨機(jī)中指示燈、警鈴

17、、等電源為DC 24V，因此需要配備直流24V開關(guān)電源，本文選擇了WP10-S-24。關(guān)電源的性能規(guī)格如下： （1）交流電壓輸入范圍：170264VAC。（2）直流調(diào)整范圍：額定輸出電壓± 10 。（3）輸出過載保護(hù)：110 150 。（4）工作溫度：-10+50。3.4電磁閥電磁閥是用來控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；并不限于液壓，氣動(dòng)。用于控制液壓流動(dòng)方向，工廠的機(jī)械裝置一般都由液壓缸控制，所以就會(huì)用到它的工作原理，里面有密閉的腔，在不同的位置開有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動(dòng)來檔住或漏

18、出不同的排油孔，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動(dòng)油剛的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。追朔的發(fā)展史，到目前為止，國(guó)內(nèi)外的從原理上分為三大類(即：直動(dòng)式、分布直動(dòng)式、先導(dǎo)式)，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類(直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜式結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu))，本次設(shè)計(jì)采用直動(dòng)式電磁閥。通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，關(guān)閉。3.5液位開關(guān)液位開關(guān)，也稱水位開關(guān)，液位傳感器，

19、顧名思義，就是用來控制液位的開關(guān)。從形式上主要分為接觸式和非接觸式。常用的非接觸式開關(guān)有電容式液位開關(guān),接觸式的浮球式液位開關(guān)應(yīng)用最廣泛。電極式液位開關(guān)，電子式液位開關(guān)，電容式液位開關(guān)也可以采用接觸式方法實(shí)現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)電子式液位開關(guān)，電子式液位開關(guān)通過內(nèi)置電子探頭對(duì)水位進(jìn)行檢測(cè)，再由芯片對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)判斷到有水時(shí)，芯片輸出高電平24V或5V等(PNP型或NPN型均可），當(dāng)判斷到無水時(shí)，芯片輸出0V。高低電平的信號(hào)通過PLC或其它控制電路來讀取，并驅(qū)動(dòng)水泵等用電器工作。 4軟件設(shè)計(jì)4.1I/O口分配列出I/O口分配表，如表4.1所示。表4.1 I/O口分配表輸入輸出輸入點(diǎn)功能輸出點(diǎn)功

20、能X0五角投幣器Y0純凈水電磁閥X1一元投幣器Y1汽水電磁閥X2純凈水按鈕Y2咖啡電磁閥X3汽水按鈕Y3純凈水指示燈X4咖啡按鈕Y4汽水指示燈X5找錢按鈕Y5咖啡指示燈X6急停按鈕Y6余錢指示燈X7啟動(dòng)按鈕Y10無純凈水報(bào)警燈X10純凈水液位開關(guān)Y11無汽水報(bào)警燈X11汽水液位開關(guān)Y12無咖啡報(bào)警燈X12咖啡液位開關(guān)Y13一元退幣馬達(dá)Y14五角退幣馬達(dá)4.2 控制接線圖本系統(tǒng)是一個(gè)小型集中控制系統(tǒng)，PLC選型主要取決于控制系統(tǒng)輸入、輸出開關(guān)信號(hào)的數(shù)量、用戶程序的長(zhǎng)短及相關(guān)的功能。根據(jù)控制要求，I/O點(diǎn)數(shù)在24個(gè)左右，選擇性能價(jià)格比較高的三菱FX2N-48MR，其中其輸入點(diǎn)為24點(diǎn)，輸出點(diǎn)為24

21、點(diǎn)，該P(yáng)LC為繼電器輸出型。本設(shè)計(jì)中，退幣按鈕、各種飲料按鈕和飲料出口（驅(qū)動(dòng)電磁閥）等均為開關(guān)量。根據(jù)上述要求，繪制出PLC控制電路接線圖，如圖4.2所示。圖4.2 控制接線圖4.3 程序設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì), 因此要求上要有現(xiàn)實(shí)中的自動(dòng)售貨機(jī)的多種功能。根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的流程可以知道自動(dòng)售貨機(jī)的主要系統(tǒng)包括：計(jì)幣部分、比較部分、選擇和飲料供應(yīng)部分、余額計(jì)算部分、退幣部分、報(bào)警部分。4.3.1計(jì)幣部分當(dāng)有顧客購(gòu)買飲料時(shí)，投入硬幣時(shí)由硬幣識(shí)別器識(shí)別硬幣, 如果是真幣則系統(tǒng)將硬幣自動(dòng)傳送到相應(yīng)的硬幣貯存部分,然后在PLC內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，如果是假幣則系統(tǒng)自動(dòng)退出硬幣,梯形圖如圖4.3所示。

22、圖4.3 計(jì)幣部分4.3.2比較部分投幣完成后，系統(tǒng)會(huì)將D0內(nèi)錢幣數(shù)據(jù)和可以購(gòu)買的飲料價(jià)格進(jìn)行區(qū)間比較：若1元投幣<2.5元，則純凈水選擇指示燈長(zhǎng)亮，此時(shí)可以選擇純凈水或退幣；若2.5元投幣<3元，則純凈水和汽水指示燈長(zhǎng)亮，此時(shí)可以選擇純凈水、汽水或退幣；投幣3元,則純凈水、汽水和咖啡指示燈長(zhǎng)亮,此時(shí)可以選擇純凈水、汽水、咖啡或退幣。梯形圖如圖4.4所示:圖4.4 比較部分4.3.3選擇和飲料供應(yīng)部分比較完成后，按下指示燈長(zhǎng)亮的選擇按鈕，相應(yīng)的電磁閥起動(dòng)，并且相應(yīng)的選擇指示燈由長(zhǎng)亮轉(zhuǎn)為以1s為周期的閃爍直至飲料供應(yīng)完畢后閃爍停止。當(dāng)飲料輸出達(dá)到5s時(shí)，電磁閥關(guān)斷。梯形圖如圖4.5所

23、示：圖4.5 選擇和飲料供應(yīng)部分4.3.4余額計(jì)算部分飲料輸出的同時(shí)減去相應(yīng)的購(gòu)買幣數(shù)。梯形圖如圖4.6所示：圖4.6 余額計(jì)算部分4.3.5退幣部分顧客可在購(gòu)?fù)觑嬃虾?，由退幣指示燈Y6可知是否可以退幣。指示燈亮，則可以退幣，當(dāng)按下退幣控制按鈕后，數(shù)據(jù)寄數(shù)器D1內(nèi)的幣數(shù)除以10，商的整數(shù)部分是需要退回1元的個(gè)數(shù)并儲(chǔ)存在D10中；D11的數(shù)據(jù)除以5，商的整數(shù)部分是需要退回的5角錢的個(gè)數(shù)，并儲(chǔ)存在D12中，依次類推選擇退幣的同時(shí)起動(dòng)2個(gè)退幣電動(dòng)機(jī)。2個(gè)感應(yīng)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)感應(yīng)器記幣的個(gè)數(shù)等于數(shù)據(jù)寄存器退回的幣數(shù)時(shí)，退幣電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。PLC編程梯形圖如圖4.7所示：圖4.7 退幣部分4.3.6報(bào)警部

24、分PLC在報(bào)警系統(tǒng)中，只起到開關(guān)連接的作用，當(dāng)售貨機(jī)里面沒有飲料時(shí)，對(duì)應(yīng)的指示燈就會(huì)亮紅燈，作報(bào)警提示。具體梯形圖如圖4.8所示：圖4.8 報(bào)警部分5系統(tǒng)調(diào)試由于實(shí)驗(yàn)室沒有相應(yīng)的實(shí)物控制模型(自動(dòng)售貨機(jī))，因此，在調(diào)試系統(tǒng)控制程序時(shí)，所有的輸入信號(hào)均用開關(guān)按鈕來代替，所有的輸出均用指示燈來表示。調(diào)試時(shí)，首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線，并仔細(xì)檢查接線是否有誤，特別要注意接線時(shí)不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況，否則會(huì)造成硬件損壞及人身意外。開始程序調(diào)試：首先將PLC控制程序?qū)懭氲絇LC機(jī)器中，再選擇監(jiān)控狀態(tài)，使PLC處于“RUN”狀態(tài)，然后逐一按投幣感應(yīng)器（即硬幣識(shí)別機(jī)相對(duì)應(yīng)的輸入開關(guān)），觀察有沒有進(jìn)行累加幣值；或按選擇按鈕，觀察輸出指示燈是否按預(yù)計(jì)效果閃滅（即顯示飲料選擇提示、飲料送出、送出時(shí)間和退幣提示），并通過監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運(yùn)行過程及輸入輸出信號(hào)、內(nèi)部描述實(shí)際出現(xiàn)的問題及解決方案。對(duì)報(bào)警部分進(jìn)行調(diào)試，只需給相應(yīng)的輸入端口信號(hào)，然后相應(yīng)的指示燈變亮即可。要對(duì)照設(shè)計(jì)控制要求，逐一檢驗(yàn)設(shè)計(jì)功能是否能有效的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)和完善。調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)了很多在設(shè)計(jì)之初沒有考慮到的問題，經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試和不斷的改進(jìn)，問題逐個(gè)被解決?？偠灾瑢?duì)程序必須要反復(fù)調(diào)試，不斷改進(jìn)，以獲得既完全實(shí)現(xiàn)功能，而又簡(jiǎn)單、嚴(yán)謹(jǐn)性高的PLC控制程序。6結(jié)論經(jīng)過一個(gè)星期的