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自动售货机PLC
佛山科学技术学院
课程设计任务书
电气工程与自动化专业 年级 2 班
一、设计题目
自动售货机的PLC控制
二、主要内容
本系统的自动售货机能销售饮料和啤酒两种,在自动售货过程中,具有硬币识别、币值累加、自动售货、自动找钱、统计销售金额、销售数量、库存数量等功能,此售货机只可接受的硬币为5角和1元,饮料的售价为2.5元,啤酒为3元。
三、具体要求
1.投入硬币时,显示器显示已投入的硬币值。
当投入的硬币值等于或超过某个商品的价值时,对应的指示灯亮。
2.饮料指示灯亮时,按饮料按钮,饮料驱动器动作,饮料从售货口自动售出,饮料指示灯闪烁,5s后饮料驱动器释放,完成一次售货。
3.啤酒指示灯亮时,按啤酒按钮,啤酒驱动器动作,啤酒从售货口自动售出,啤酒指示灯闪烁,5s后啤酒驱动器释放,完成一次售货。
4.购买商品以后,显示器显示剩余的金额。
若有剩余金额,找钱指示灯亮。
5.在购买商品后还剩余额,或在投入硬币后又不想购买商品(未按饮料按钮或啤酒按钮),按复位按钮,售货机自动退出应找回的硬币。
6.售货机能自动计算已售出商品的总金额、啤酒和饮料的现存数量。
当啤酒或饮料现存数量为零时,对应的指示灯闪烁,此种情况下,不能购买此种商品。
7.指示灯闪烁的频率为1Hz
在上述具体的要求下,完成硬件电路的制作和接线,PLC控制程序的设计及联机调试,直至满足要求。
四、进度安排
1.理解课程设计内容及设计要求,查阅资料(第一周的星期一)。
2.PLC外围硬件电路的制作和接线,构思设计方案(第一周的星期二至星期三)。
3.PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试,撰写课程设计报告(第一周的星期四至第二周星期四)。
4.课程设计答辩、批改设计报告,登载成绩(第二周星期五)。
五、完成后应上交的材料
PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。
六、总评成绩
指导教师 签名日期 年 月 日
系主任 审核日期 年 月 日
摘 要
可编程序控制器(ProgrammableLogicController)简称PLC,是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机,其本质是一台工业控制专用计算机。
它的软、硬件配置与计算机极为类似,只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。
硬件主要由中央处理单元CPU、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成.PLC是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统,它是以微处理机为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置,是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。
随着人民生活水平的提高,自动化控制在人们日常生活中发挥着越来越重要的作用。
自动售货机是一种无人控制的自动化系统,能根据投入的钱币自动购买商品的机器。
它不受时间、地点的限制,能节省人力、方便交易。
能有效降低生产成本,提高经济效益。
现在自动售货机产业正在向前发展。
关键字:
PLC;自动控制;自动售货机;经济效益;信息化
目 录
1、设计任务分析 3
1.1设计目的 3
1.2功能分析 3
1.3设计要求 3
2、自动售货机系统方案设计确定 4
2.1PLC控制系统设计的原则 4
2.2设计方案的确定 4
3、自动售货机硬件电路设计 5
3.1硬件显示模块 5
3.2按键操控模块 6
3.3CD4511译码器 6
3.4I/O端子分配 8
3.5I/O端子接线图 8
3.6主电路接线图 9
4、自动售货机软件设计 9
4.1程序流程图 9
4.2程序主要功能模块解释说明 11
4.2.1投币模块 11
4.2.2商品选择判断模块 12
4.2.3LED显示模块 13
4.2.4退币模块 14
5、系统调试 15
5.1、硬件调试 15
5.2软件调试 15
5.3总体调试 16
6、结论及存在的问题 16
7、心得体会 17
8、参考文献:
19
9、附录 20
1、设计任务分析
1.1设计目的
本课题主要的目的是为了通过课程设计,使学生了解PLC控制的应用背景,掌握PLC控制系统设计的基本步骤,程序设计的基本方法,理论联系实际。
培养学生分析问题和解决问题的能力.
1.2功能分析
设计一台用于销售饮料和啤酒的自动售货机,具有硬币识别、币值累加、自动售货、自动找钱、统计销售金额、销售数量、库存数量等功能,此售货机只可接受的硬币为5角和1元,饮料的售价为2.5元,啤酒为3元。
库存量为一定值,当库存量为0时。
所对应的显示灯闪烁,驱动按钮失效。
1.3设计要求
(1)投入硬币时,显示器显示已投入的硬币值。
当投入的硬币值等于或超过某个商品的价值时,对应的指示灯亮。
(2)饮料指示灯亮时,按饮料按钮,饮料驱动器动作,饮料从售货口自动售出,饮料指示灯闪烁,5s后饮料驱动器释放,完成一次售货。
(3)啤酒指示灯亮时,按啤酒按钮,啤酒驱动器动作,啤酒从售货口自动售出,啤酒指示灯闪烁,5s后啤酒驱动器释放,完成一次售货。
(4)购买商品以后,显示器显示剩余的金额。
若有剩余金额,找钱指示灯亮。
(5)在购买商品后还剩余额,或在投入硬币后又不想购买商品(未按饮料按钮或啤酒按钮),按复位按钮,售货机自动退出应找回的硬币。
(6)售货机能自动计算已售出商品的总金额、啤酒和饮料的现存数量。
当啤酒或饮料现存数量为零时,对应的指示灯闪烁,此种情况下,不能购买此种商品。
2、自动售货机系统方案设计确定
2.1PLC控制系统设计的原则
(1)最大限度的满足被控制对象的控制要求
(2)在满足控制要求前提下,力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。
(3)保证控制系统的安全可靠。
考虑到生产发展和工艺的改进,在选择PLC容量时,应适当留有余量。
2.2设计方案的确定
根据售货机自动控制系统的任务分析可以知道自动售货机的主要系统包括:
硬件显示模块、按键操控模块、计币模块、比较比较、选择模块、饮料供应模块、退币模块和报警模块。
根据课程设计任务书要求,选用共阴极的八段、CD4511译码器、LED二极管等元件设计出显示电路硬件部分。
软件方面采用PLC编程软件运用加法、减法、传送、比较、移位和BCD等应用指令与基本指令组合起来编程。
采用具有停电记忆功能的数据寄存器来存放售出商品的总金额、啤酒和饮料现存数量。
工作方式:
手动;输入设备:
按钮、开关;输出设备:
指示灯、数码管PLC选型:
西门子公司FX-2n—16MR并通过相应的数码管和LED管的动作变化体现出来。
最后把电路板与PLC连接起来,输入已编好的程序进行调试,以便达到此次课程设计的目的和要求。
自动售货机整体设计面板如图2-1所示.
图2-1自动售货机的面板布置图
3、自动售货机硬件电路设计
3.1硬件显示模块
用4个八段数码管来显示货币值和货物库存量,数码管的连接采用共阴极的形式.数码管内部结构及连线分别如图3-1和图3-2所示。
图3-1数码管内部结构 图3-2数码管的接线
3.2按键操控模块
按键与PLC端子连线如图3-3所示
2.6CD4511驱动三合一译码器
图3-3按键接线
3.3CD4511译码器
CD4511主要端子介绍如下:
① 锁存部分有四位存储锁电路,由锁存允许端LE控制锁存,当LE=“0”时,锁存器直通,输出端随A~D端变化;当LE=“1”时,锁存器锁定,输出端保持不变。
② 熄灭控制端BI,当BI=“0”时,译码器输出全为“0”,即数码管熄灭。
③ 输出驱动部分是具有较大电流输出的NPN双极型晶体管,当推动LED数字显示器件时,一定要加限流电阻,限流电阻约200Ω,由等测试输入端LT,可测试数码管的七段。
当LE=“0”时,显示数8,即各段均亮,则正常。
当输入的BCD码大于1001时,七段显示输出全为“0”,数码管熄灭。
CD4511管脚逻辑图和真值表分别如图3-4和图3-5所示。
图3-4CD4511管脚逻辑图
图3-5CD4511真值表
3.4I/O端子分配
输入
输出
X0:
5角识别器
Y0~Y10:
自制显示电路板
X1:
1元识别器
Y11:
饮料驱动器
X3:
5角识别器
Y12:
啤酒驱动器
X4:
5角识别器
Y13:
饮料指示灯
Y14:
啤酒指示灯
Y15:
找钱指示灯
Y16:
退币驱动器
表3-1I/O端子分配
3.5I/O端子接线图
图3-6I/O端子接线
3.6主电路接线图
主电路主要由CD4511译码器、LED数码管、电阻和直流电源四部分组成,接线图如图3-7所示
图3-7主电路接线图
4、自动售货机软件设计
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