自動售貨機(飲水機)的PLC系統(tǒng)設計畢業(yè)設計

1、安徽汽車職業(yè)技術學院安徽汽車職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 自動售貨機自動售貨機( (飲水機飲水機) )的的 plcplc 系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計 班 級： 10-20 班 專 業(yè)： 機電一體化 姓 名： 學 號： 20100657 指導教師： 2013 年 10 月 摘 要 本論文設計的是基于西門子 s7-200 系列 plc 構成的自動售貨機控制系統(tǒng)，本文闡述了自動售貨機的 來源與發(fā)展，以及它在國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，對自動售貨機的方案進行了論證，介紹了 plc 的基本組成、特 點以及工作原理，對基于西門子 s7-200 系列 plc 構成的自動售貨機系統(tǒng)整體設計過程進行較為細致的論 述。 文中詳盡地

2、介紹了自動售貨機的各硬件組成，并完成了 plc 外部接線圖。在 plc 梯形圖的編寫時，文 中采用的是西門子 plc 梯形圖專用編譯軟件 step7 來進行編寫。介紹了自動售貨機的基本原理以及工作流 程去幫助大家理解，然后把程序分為幾個程序塊，分別對程序塊進行編程。具體說明了可編邏輯控制器在 自動售貨機中的作用。程序涉及到了自動售貨機工作的絕大部分過程。利用 plc 控制的自動售貨機提高了 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動售貨機能夠長期穩(wěn)定運行。 關鍵詞: : plc；梯形圖；i/o 點的分配；自動售貨機 abstractabstract this graduation design is based

3、on siemens s7-200 series plc constitute a vending machine control system. the design describes the vending machine source and development, and its development both at home and abroad and the present condition of the vending machine scheme are discussed. the plc basic composition, characteristics and

4、 working principle be introduced. detailed discussion is based on siemens s7-200 series plc constitute a vending machine system overall design process. it is a detailed description of the vending machine of the hardware composition and completed plc exterior wiring diagram in this graduation design.

5、 during the writing of the plc ladder diagram, this paper uses is siemens plc ladder diagram special compile software step7.this article introduces the basic principle of the vending machine and the working process to help you depth of understanding, and then the program is divided into several bloc

6、ks, to block respectively for programming. the programmable logic controller is specified in the role of the vending machine. program involving vending machine work most of the process. using plc automatic vending machine improves the systems stability, which ensures the vending machine can have a l

7、ong-term stable operation. keywords:keywords: plc: ladder diagram; the i/o point distribution; vending machine 目目 錄錄 摘摘 要要 .2 緒緒 論論 .4 1.1 自動售貨機的理論背景與實際意義.4 1.2 自動售貨機設計的主要內(nèi)容.4 1.3 自動售貨機設計的基本思路.4 第一章第一章 引言引言 .6 1.1 本設計的意義.6 1.2 認識 plc.6 第二章第二章 plc 的概述的概述 .7 2.1 plc 的定義.7 2.2 plc 的簡介.7 2.3 plc 的工作原理.7

8、 2.4 plc 的循環(huán)掃描工作.8 2.5 plc 的硬件組成.9 2.6 plc 的編程語言.9 2.7 plc 的特點.9 第三章第三章 自動售貨機的設計自動售貨機的設計 .11 3.1 自動售貨機設計軟元件.11 3.1.1 定時器.11 3.1.2 數(shù)學運算指令.11 3.2 自動售貨機的基本功能.12 3.3 自動售貨機 i/o 點的分配.12 3.4 順序功能圖（sfc）.13 3.5 梯形圖（lad） .13 3.5.1 什么是梯形圖（lad）.13 3.5.2 自動售貨機設計的梯形圖（lad）.14 第四章第四章 工藝流程和工作過程分析工藝流程和工作過程分析 .22 4.1

9、工藝流程.22 4.2 工作過程分析.22 第五章第五章 硬件設計硬件設計 .23 5.1 plc 外圍接線圖.23 5.2 自動售貨機模擬操作面板.24 第六章第六章 總結總結 .25 6.1 個人總結.25 6.2 致謝.25 參考文獻參考文獻 .26 附錄附錄 外文資料外文資料 .27 緒緒 論論 1.1 自動售貨機的理論背景與實際意義自動售貨機的理論背景與實際意義 自動售貨機是一種全新的商業(yè)零售形式，20 世紀 70 年代自日本和歐美發(fā)展起來。它 又被稱為 24 小時營業(yè)的微型超市。在日本，70的罐裝飲料是通過自動售貨機售出的；全 球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有 50 萬臺飲料

10、自動售貨機。 在中國,自動售貨機 1999 年開始進人中國市場如今，在機場、地鐵、商場、公園等 客流較大的場所，已不難發(fā)現(xiàn)自動售貨機的身影。 從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構造向技術密集型 社會轉變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費以及消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流 通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費用也不斷上升；再 加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的 機器便應運而生了 它的售貨領域非常廣泛，是發(fā)達國家商品零售的一種主要方式。近幾年，自動售貨機 逐漸被越來越多的消費者所接受。但由于售貨機分布零

11、散、范圍廣闊的特點，自動售貨機 在為消費者帶來方便的同時，也為經(jīng)營者在監(jiān)控、管理、維護等方面帶來很大的不便。目 前售貨機運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、售貨機機械 故障等，經(jīng)營者普遍采用人工定時巡回視察的管理辦法，既費時費力，又無法及時準確獲 取自動售貨機狀態(tài)報告，給經(jīng)營者增加了管理成本和難度，也有可能給消費者的正常消費 造成不便。 本系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)可以使自動售貨機的經(jīng)營者可以根據(jù)網(wǎng)絡統(tǒng)計的銷售狀況進 行商品銷售狀況分析，預測商品的銷售走勢，確定合理的采購和配送策略，以期獲得最高 的投資回報率。同時售貨機的一些故障信息和警報信息可以實時的傳送到相應運營人員， 從而

12、可以在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決問題。 1.2 自動售貨機設計的主要內(nèi)容自動售貨機設計的主要內(nèi)容 1.此自動售貨機只可以投入一元的硬幣； 2.如果顧客投入硬幣在限定的時間內(nèi)（2 分鐘）不按任何按鍵，自動售貨機將退還所投 硬幣； 3.當投入硬幣的總值等于或超過物品價值時，對應的物品指示燈亮綠燈； 4.當物品對應的指示燈亮綠燈時，按下相應的按鍵，相應的物品排出，同時指示燈綠 燈閃爍； 5.如果顧客投入硬幣總值超過所選物品的價值時，自動售貨機會自動將余款退還顧客； 6.當顧客成功購買完一件物品后（20 秒）無操作，自動售貨機會自動將余款退還顧客； 7.如果顧客投入硬幣后又不想買物品，按下退款按鍵，自動售貨

13、機會自動將余款退還 顧客； 8.當物品不足時，對應的物品指示燈亮紅燈，顧客按下相應的按鍵無反應（不出物品， 不減余額） ，并向總部發(fā)送所缺物品的信息。 1.3 自動售貨機設計的基本思路自動售貨機設計的基本思路 本次設計的題目是自動售貨機，主要是應用西門子 s7-200 型 plc 的梯形圖來設計控 制程序，并簡單介紹相關的知識，如：plc 的定義、plc 的編程語言、plc 的硬件組成等。 根據(jù)設計內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù) plc 的相關知識設計出它的外 部接線圖，結合梯形圖和外部接線圖分析說明該設計的控制原理過程。 本次設計的重要部分是第三章的設計部分，即自動售貨機梯形圖

14、的設計。首先就得根 據(jù)設計內(nèi)容和控制要求準確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖準確設計出 它的梯形圖，這樣才能真正理解本次自動售貨機的控制原理。 第一章第一章 引言引言 1.1 本設計的意義本設計的意義 隨著社會不斷的進步，人們的物質(zhì)文化與精神文化都在明顯的提高，這樣表現(xiàn)在出入 各個場所采用信用卡支付現(xiàn)金，一人一部手機，節(jié)假日看電影，坐地鐵，聽音樂會，逛步 行街。 。 。這個現(xiàn)象都表明在物質(zhì)生活提高的同時，精神生活也提高了，隨處可見的出租車， 還有隨處可見的售貨機，這在繁華的都市也已成為不可缺少的一個為市民提供方便的一部 機器，只需要投幾個硬幣就可以選擇自己想要的物品。自動售貨機可以

15、充分補充人力資源 的不足，適應消費環(huán)境和消費模式的變化，24 小時無人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運營時需 要的資本少、面積小，有吸引人們購買好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費用上升 的問題等各項優(yōu)點。自動售貨機解放了人力，方便了生活，創(chuàng)造了效益，方便廣大的市民。 所以設計自動售貨機是非常必要的。 1.2 認識認識 plc 可編程控制器簡稱 plc，是一種以微處理器為核心的用于工程自動控制的工業(yè)控制機， 其本質(zhì)是一臺工業(yè)控制專用計算機。它的軟件，硬件配置與計算機極為類似，只不過它比 一般計算機具有更強的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適應于控制要求的編程語言。 硬件主要由中央處理器 cpu、存貯

16、器、輸入/輸出單元以及編程器、電源和智能輸入/輸出 單元等構成。 plc 是一種專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字運算電子系統(tǒng)，它是以微處理機為基礎， 綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動 控制裝置，是當今工業(yè)發(fā)達國家自動控制的標準設備之一。plc 是專門為在工業(yè)環(huán)境下應 用而設計的一種數(shù)字運算操作的電子裝置，是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它的 種類很多、模塊豐富、指令功能強大、編程簡單、使用方便，而且隨著計算機技術的發(fā)展， 其功能仍然在不斷擴大和完善。 plc 總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā) 展。目前，plc

17、 的處理速度與計算機相比還比較慢，其高的 cpu 也不過 80486，將來會全 面使用 64 位的 risc 芯片，采用多 cpu 進行處理、分時處理或分任務處理方式，將各種 模塊智能化，部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化，這樣可使 plc 的處理速度達到納秒級。 第二章第二章 plc 的概述的概述 2.1 plc 的定義的定義 plc 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以 編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算 等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 plc 及其有關的外圍設備都應該

18、按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的 原則而設計。 2.2 plc 的簡介的簡介 plc 是以 cpu 為核心，綜合了計算機技術和通信技術發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動 控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（plc、機器人和 cad/cam）之一。目前，世界 上生產(chǎn) plc 的主要廠家有 65 個，其中最有名氣的廠家在日本、美國和德國。日本的幾個 廠家為三菱、富士。日立、東芝、橫河、立石、光洋、夏普等公司。美國的幾個廠家為德 州食品公司、通用電器公司、歌德公司、數(shù)字設備公司等。還有德國的西門子，荷蘭的飛 利浦，香港的鷹達等公司也是很有名氣的。 日本三菱電機公司（mitsubishi）

19、于 1971 年開始研制 plc，目前主要有 f1,f2,fx,k,a 等十幾個系列幾十種產(chǎn)品，在我國（主要是華東和華南地區(qū)）的工業(yè)控制領域具有一定的 市場占有率。 2.3 plc 的工作原理的工作原理 plc 的工作原理與計算機的工作原理基本是一致的，可以簡單地表述為在系統(tǒng)程序的 管理下，通過運行應用程序完成用戶任務。plc 通電后，首先對硬件和軟件作一些初始化 操作，初始化反復不停地分階段處理各種不同的任務（見圖 2-1）。但是 plc 也有它自己 的特點，plc 在確定了工作任務，裝入了專用程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描工 作方式，系統(tǒng)工作任務管理及應用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完

20、成的。 讀取輸入 執(zhí)行用戶 程序 處理通信 要求 自診斷檢 查 改寫輸出 run 狀 體 讀取輸入 處理通信 要求 自診斷檢 查 改寫輸出 stop 狀 體 圖 2-1 各階段處理任務 2.4 plc 的循環(huán)掃描工作的循環(huán)掃描工作 對每個程序，cpu 從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描， 如果無跳轉指令，則從則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結束符后又 返回第一條指令，如此周而復始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。plc 的掃描全 過程如圖 2-2 所示。 （1） 輸入刷新階段 在輸入刷新階段，cpu 掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完

21、成 后關閉輸入端口，轉入程序執(zhí)行階段。 （2） 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應 的邏輯運算結果存入對應的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 （3） 輸出刷新階段 當所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通 過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應執(zhí)行元件工作，這才形成 plc 的實際輸出。 圖 2-2 plc 的掃描全過程 2.5 plc 的硬件組成的硬件組成 plc 的硬件主要由中央處理器（cpu）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、 擴展接口、電源等幾部分組成。其中，cpu 是 plc 的核心；輸入單元/輸出單

22、元是 cpu 與 現(xiàn)場輸入/輸出設備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計算機等外部設備， 其硬件構成圖如圖 2-3。 圖 2-3 plc 硬件結構圖 2.6 plc 的編程語言的編程語言 plc 為用戶提供了完善的編程語言來滿足編制用戶程序要求。它提供的編程語言通常 有以下 5 種：梯形圖（lad）、語句表（stl）、順序功能圖（sfc）、功能塊圖（fbd） 和結構文本（st）。 2.7 plc 的特點的特點 （1）抗干擾能力強，可靠性好 i/o 系統(tǒng)設計有完善的通道保護與信號調(diào)理電路；在結構上對耐熱、防潮、防塵、抗 震等都有周到的考慮。 （2）控制系統(tǒng)結構簡單，通用性強 plc 及

23、外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。 （3）編程方便，易于使用 plc 程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。 （4）功能完善 在 plc 內(nèi)部具有許多控制功能，諸如時序、計算機、主控繼電器以及移位寄存器、中 間寄存器等。 （5）設計、施工、調(diào)試、的周期短 plc 采用模塊化積木式結構，故僅需按性能、容量等選用組裝，因而縮短了設計周期， 使設計和施工可同時進行。 （6）體積小，維護操作方便 plc 體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。 （7）易于實現(xiàn)網(wǎng)絡化 plc 可連成功能很強的網(wǎng)絡系統(tǒng)。 （8）可實現(xiàn)三電一體化 plc 將電控（邏輯控制） 、電儀（過程控

24、制）和電結（運動控制）這三電集于一體。 第三章第三章 自動售貨機的設計自動售貨機的設計 3.1 自動售貨機設計軟元件自動售貨機設計軟元件 3.1.13.1.1 定時器定時器 定時器是 plc 中重要的編程元件，是累計時間增量的內(nèi)部器件。定時器的工作過程與 繼電器控制系統(tǒng)的時間繼電器基本相同，但它沒有瞬動觸點，失電時，常閉觸點閉合，常 開觸點打開；定時器得電時，常閉觸點打開，常開觸點閉合。定時器的當前值、設定值均 為 10 位有符號整數(shù)（int） ，允許的最大值為 32767。定時器指令表見表 3-1。 表 3-1 定時器指令 語句描述 ton txxx，pt接通延時定時器 tof txxx，p

25、t斷開延時定時器 tonr txxx，pt保持型接通延時定時器 bitim out起動間隔定時器 citim in,out計算間隔定時器 3.1.23.1.2 數(shù)學運算指令數(shù)學運算指令 在梯形圖中，整數(shù)、雙整數(shù)與浮點數(shù)的加、減、乘、除指令（見表 3-2）分別執(zhí)行下 列運算：in1+in2=out，in1in2=out，in1*in2=out，in1/in2=out。 表 3-2 加減乘除指令 梯形圖語句表描述梯形 圖 語句表描述 add_i+i int1,out 整數(shù)加法div_ di /d int1,out 雙整數(shù)除法 sub_i-i int1,out 整數(shù)減法add_ r +r int1,

26、out 實數(shù)加法 mul_i*i int1,out 整數(shù)乘法sub_ r -r int1,out 實數(shù)減法 div_i/i int1,out 整數(shù)除法mul_ r *r int1,out 實數(shù)乘法 add_di+d int1,out 雙整數(shù)加法div_r/r int1,out 實數(shù)除法 sub_di-d int1,out 雙整數(shù)減法mulmul int1,out 整數(shù)乘法產(chǎn)生 雙整數(shù) mul_di*d int1,out 雙整數(shù)乘法divdiv int1,out 帶余數(shù)的整數(shù) 除法 在語句表中，整數(shù)、雙整數(shù)與浮點數(shù)的加、減、乘、除指令分別執(zhí)行下列運算： in1+ out =out，outin1=

27、out，in1* out =out，out /in2=out。 3.2 自動售貨機的基本功能自動售貨機的基本功能 自動售貨機的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程（如圖 3- 1），并介紹了自動售貨機運行系統(tǒng)中所包括的人工操作步驟。 在實際生活中，我們見到的售貨機可以 銷售一些簡單的日用品，如飲料、常用藥品 和小的生活保健用品等。售貨機的基本功能 就是對投入的貨幣進行運算，并根據(jù)貨幣數(shù) 值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應 的反應。例如：售貨機中有 2 種商品，a 商 品價格為 0.5 元，b 商品為 1 元?，F(xiàn)投入 1 個 1 元硬幣，當投入的貨幣超過 a 商品的價 格時

28、，a 商品的選擇按鈕處應有變化，提示 可以購買，b 商品也提示。當按下選擇 a 商 品的價格時，售貨機進行減法運算，從投入 的貨幣總值中減去 a 商品的價格同時啟動相 應的電機，提取 a 號商品到出貨口。此時售 貨機繼續(xù)進行等待外部命令，如繼續(xù)交易， 則同上，如果此時不再購買而按下退幣按鈕， 售貨機則要進行退幣操作，退回相應的貨幣， 并在程序中清零，完成此次交易。由此看來， 售貨機一次交易要涉及加法運算、減法運算 以及在退幣時的除法運算，這是它的內(nèi)部功 能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實 現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。 3.3 自動售貨機自動售貨機 i/o 點的分配點的分配 輸入/輸出單元通常也

29、稱 i/o 單元或 i/o 模塊，是 plc 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。 plc 通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為 plc 對被控制對象進 行控制的依據(jù)；同時 plc 又通過輸出接口將處理結果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。 本次智能搶答器 i/o 點的分配如表 3-3 所示。 表 3-3 自動售貨機 i/o 點的分配表 序號定義點符號功能 1i0.0sb1找零按鈕 2i0.1sb2食品五角按鈕 3i0.2sb3飲料一元按鈕 4i0.3sb4飲料二元按鈕 5i0.4sb5飲料 2.5 元按鈕 6i0.5sb6投五角硬幣 7i0.6sb7投一元硬幣 圖 3-1 自動售貨

30、機工作流程圖 圖 3-2 順序功能圖 轉換 1 步 1 步 2 步 3 動作 1 動作 2 轉換 2 8i0.7sb8找零五角 9i1.0sb9找零一元 10i1.1sb10食品五角上貨 11i1.2sb11飲料一元上貨 12i1.3sb12飲料二元上貨 13i1.4sb13飲料 2.5 元上貨 14i1.5sb14清除貨物 15q0.0找零 16q0.1出食品五角 17q0.2出飲料一元 18q0.3出飲料二元 19q0.4出飲料 2.5 元 20q0.5食品五角綠燈（可以購買） 21q0.6飲料一元綠燈（可以購買） 22q0.7飲料二元綠燈（可以購買） 23q1.0 飲料 2.5 元綠燈（

31、可以購買） 24q1.1食品五角紅燈(物品售完) 25q1.2飲料一元紅燈(物品售完) 26q1.3飲料二元紅燈(物品售完) 27q1.4飲料 2.5 元紅燈(物品售完) 28q1.5 3.4 順序功能圖（順序功能圖（sfc） 順序功能圖是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，使用它可 以對具有并發(fā)、選擇等復雜結構的系統(tǒng)進行編程。順序功能圖提供了一種 組織程序的圖形方法，在順序功能圖中允許和別的語言編程的程序嵌 套。順序功能圖由步、轉換和動作三種主要元件組成，如圖 3-2 所示。 可以用順序功能圖來描述系統(tǒng)的功能，根據(jù)它可以很容易地設計出梯形圖程序。 3.5 梯形圖（梯形圖（lad） 3.5.1

32、3.5.1 什么是梯形圖（什么是梯形圖（ladlad） 梯形圖是用的最多的 plc 圖形編程語言。梯形圖語言是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的 接觸器、繼電器等圖形表達符號的基礎上演變而來的。它與電器控制線路圖相似，如圖 3- 4 所示。繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結構、邏輯運算方式和輸入輸出形式，具 有形象、直觀、實用的特點。因此，這種編程語言為廣大電氣技術人員所熟知，是應用最 廣泛的 plc 的編程語言，是 plc 的第一編程語言。 圖 3-4 傳統(tǒng)繼電器控制線路圖和 plc 梯形圖 a 傳統(tǒng)繼電器控制線路圖 b plc 梯形圖 在梯形圖中，有兩根豎直的直線，被稱為母線，現(xiàn)在很多 plc

33、只保留了左邊的母線， 而把右邊的母線略去不寫。在梯形圖中引入了“能流”的概念。左邊的母線就如電源的 “正極”，而右邊的母線就如電源的“負極”。如果有“能流”從左至右流向線圈，則線 圈被激勵。如果沒有能流，則線圈未被激勵，“能流”在任何時刻都不會通過接點自右向 左流。 3.5.23.5.2 自動售貨機設計的梯形圖（自動售貨機設計的梯形圖（ladlad） 本此設計自動售貨機主要銷售食品、飲料、日用三大類，而食品有五角和一元，飲料 有一元和二元，日用有二元和三元。 本次自動售貨機的梯形圖如下所示： 第四章第四章 工藝流程和工作過程分析工藝流程和工作過程分析 4.1 工藝流程工藝流程 1.此自動售貨機

34、可以投入五角、一元的硬幣； 2.如果顧客投入硬幣在限定的時間內(nèi)（2 分鐘）不按任何按鍵，自動售貨機將退還所投 硬幣； 3.當投入硬幣的總值等于或才超過物品價值時，對應的物品指示燈亮綠燈； 4.當物品對應的指示燈亮綠燈時，按下按下相應的按鍵，相應的物品排出，同時指示 燈綠燈閃爍； 5.如果顧客投入硬幣總值超過所選物品的價值時，自動售貨機會自動將余款退還顧客； 6.當顧客成功購買完一件物品后 20 秒無操作，自動售貨機會自動將余款退還顧客； 7.如果顧客投入硬幣后又不想買物品，按下退款按鍵，自動售貨機會自動將余款退還 顧客； 8.找零時顧客可選擇退一元的還是五角的； 9.當物品不足時，對應的物品指

35、示燈亮紅燈，顧客按下相應的按鍵無反應（不出物品， 不減余額），并向總部發(fā)送所缺物品。（每樣物品都可單獨加數(shù)） 4.2 工作過程分析工作過程分析 網(wǎng)絡 1 是五角信號到加五。網(wǎng)絡 2 是一元信號到加十。網(wǎng)絡 3 是當余額大于或等于五 角時，如果按下食品五角按鍵，余額減五，并出食品五角，八秒后停止。當無食品五角時 按下食品五角按鍵，不減余額，不出物品。網(wǎng)絡 4、5 是食品五角閃爍控制。網(wǎng)絡 6 是當余 額大于或等于五角時，如果沒按下食品五角按鍵，則食品五角綠燈常亮。如在出食品五角， 則綠燈閃爍。等物食品五角時綠燈不亮不閃爍。網(wǎng)絡 7 是當無食品五角時，食品五角紅燈 亮。同理，網(wǎng)絡 8 至網(wǎng)絡 12

36、 是食品一元控制程序，網(wǎng)絡 13 至網(wǎng)絡 17 是飲料一元控制程序， 網(wǎng)絡 18 至網(wǎng)絡 22 是飲料兩元控制程序，網(wǎng)絡 23 至網(wǎng)絡 27 是日用兩元控制程序，網(wǎng)絡 28 至網(wǎng)絡 32 是日用三元控制程序。網(wǎng)絡 33 是兩分鐘無操作計時。網(wǎng)絡 34 是無人操作計時。 網(wǎng)絡 35 是無操作找零燈亮。網(wǎng)絡 36、37 分別是找五角、找一元。 第五章第五章 硬件設計硬件設計 5.1 plc 外圍接線圖外圍接線圖 售貨機的外部接線圖如圖 4.1 所示，sb2sb7 為物品選擇按鈕，當投入貨幣物品綠燈 亮（q2.1q2.6） ，按下 sb2sb7 其中一個，對用的 km 線圈得電電機轉動出相應的物品

37、（q0.1q0.6） ，當有物品銷售完其行程開關斷開，物品紅燈亮并同時向總部發(fā)送物品銷售 完的信息；當收買物品總值低于投入總值時，可按找零按鈕 sb1 選擇找一元還是五角 （sb10、sb11）后 km1 得電電機轉動找零(q0.0)。 圖 5-1 售貨機的外部接線圖 5.2 自動售貨機模擬操作面板自動售貨機模擬操作面板 圖5-2 自動售貨機模擬操作面板 本設計統(tǒng)一采用按鈕開關模擬物品選擇，按鈕內(nèi)有綠燈和紅燈分別表示可購買物品和 物品銷售完；指示燈模擬物品輸出及找零如圖 5-2 所示。 第六章第六章 總結總結 6.1 個人總結個人總結 本次課程設計我們的主要任務是用 plc 實現(xiàn)自動售貨機的功

38、能。一個平?？此坪唵问?用方便的自動售貨機，其實并不是那么容易就做成的。我們本次設計所做的只是 plc 編程 部分，以此實現(xiàn)它的功能。 在接到題目后，起初感覺無從下手，在思考過一段時間后，我們通過網(wǎng)絡以及去圖書 館查閱資料，獲得了一些有關自動售貨機以及 plc 編程方面的信息?；谖覀儽緦W期所學 習的 plc 課程，我們自己嘗試著編寫了程序。經(jīng)過多次修改以及調(diào)試，我們最終獲得成功， 實現(xiàn)了預期的功能。在設計中我們用到了光電開關、電磁閥、執(zhí)行機構等我們沒怎么接觸 過的電子器件，之前我對這些元器件不是很了解，由于在設計中用到了，我查閱了一些資 料，對它們的原理以及應用有了深刻地認識。 經(jīng)過兩個禮拜

39、的學習、研究以及經(jīng)過孫老師的指導.終于按時完成了課程設計。設計主 要研究的是自動售貨機中有關于 plc 的部分。自動售貨機是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構造向 技術密集型社會轉變的產(chǎn)物。自動售貨機可以充分補充人力資源的不足，適應消費環(huán)境和 消費模式的變化，24 小時無人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運營時需要的資本少、面積小，有 吸引人們購買好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費用上升的問題等各項優(yōu)點。所以 說，自動售貨機是今后小商品和飲料銷售方式的一個很好的發(fā)展趨勢。它的出現(xiàn)將極大的 方便人們購買所需要的小商品。 通過本次課程設計，我的收獲很大，對 plc 的編程有了更進一步的掌握，增加了我的 實踐動手能力

40、。另外，我還學會了一些基本軟件的應用，比如 step 7 microwin 等。 6.2 致謝致謝 這次課程設計之所以取得成功，得到了多方面的幫助。首先，感謝學校為我們提供這 次學習的機會，使我們在多方面有了提高和完善，在理論方面得到了鞏固，實踐動手能力 方面有了提高。再次，感謝指導老師的幫助，在設計過程中遇到難題時，指導老師總是耐 心的提供幫助，在這里向老師表示由衷地感謝。最后，對幫助我的同學表示感謝，這次設 計能取得成功，也離不開彼此之間的團結互助！ 參考文獻參考文獻 【1】 程周可編程序控制器原理與應用 北京：高等教育出版社， 2003 年 【2】 王永華現(xiàn)代電氣控制及 plc 應用技術

41、. 北京：北京航空航天大學出版社， 2000 【3】 周美蘭，周封，忘岳宇plc 電氣控制與組態(tài)設計北京：科學出版社，2003 【4】 吳建強，姜三勇可編程控制器原理及應用哈爾濱工業(yè)大學出版社，2000 【5】 吳中俊，黃永紅可編程序控制器原理及應用北京：機械工業(yè)出版社，2003 【6】 張萬忠，劉明芹電器與 plc 控制技術北京：化學工業(yè)出版社。2003 【7】 王兆義可編程序控制器教程北京：機械工業(yè)出版社，2001 【8】 宋繼玉可編程序控制器原理及應用系統(tǒng)設計技術m 北京：冶金工業(yè)出版 社，1991. 【9】 宋伯生可編程控制其配置、編程、聯(lián)網(wǎng)m 北京：中國勞動出版社，1998 【10】

42、 嚴盈富西門子 s7-200plc 入門m 北京：人民郵電出版社，2007 【11】 網(wǎng)絡資料 附錄附錄 外文資料外文資料 plc technique discussion and future development along with the development of the ages, the technique that is nowadays is also gradually perfect, the competition plays more strong; the operation that list depends the artificial has alread

43、y cant satisfied with the current manufacturing industry foreground, also cant guarantee the request of the higher quantity and high new the image of the technique business enterprise. the people see in produce practice, automate brought the tremendous convenience and the product quantities for peop

44、le up of assurance, also eased the personnels labor strength, reduce the establishment on the personnel. the target control of the hard realization in many complicated production lines, whole and excellent turn, the best decision etc., well-trained operation work, technical personnel or expert, gove

45、rnor but can judge and operate easily, can acquire the satisfied result. the research target of the artificial intelligence makes use of the calculator exactly to carry out, imitate these intelligences behavior, moderating the work through persons brain and calculators, with the mode that persons ma

46、chine combine, for resolve the very complicated problem to look for the best path we come in sight of the control that links after the electric appliances in various situation, that is already the that time generation past, now of after use in the mold a perhaps simple equipments of grass-roots cont

47、rol that the electric appliances can do for the low level only; and the plc emergence also became the epoch-making topic, adding the vivid software control through a very and stable hardware, making the automation head for the new high tide. the plc biggest characteristics lie in: the electrical eng

48、ineering teacher already no longer electric hardware up too many calculations of cost, as long as order the importation that the button switch or the importation of the sensors order to link the plc up can solve problem, pass to output to order the conjunction contact machine or control the start eq

49、uipments of the big power after the electric appliances, but the exportation equipments direct conjunction of the small power can. plc internal containment have the cpu of the cpu, and take to have an i/ o for expand of exterior to connect a peoples address and saving machine three big pieces to con

50、stitute, cpu core is from an or many is tired to add the machine to constitute, mathematics that they have the logic operation ability, and can read the procedure save the contents of the machine to drive the homologous saving machine and i/ os to connect after pass the calculation; the i/ o add inn

51、er part is tired the input and output system of the machine and exterior link, and deposit the related data into the procedure saving machine or data saving machine; the saving machine can deposit the data that the i/ o input in the saving machine, and in work adjusting to become tired to add the ma

52、chine and i/ os to connect, saving machine separately saving machine ram of the procedure saving machine rom and dates, the rom can do deposit of the data permanence in the saving machine, but ram only for the cpu computes the temporary calculation usage of hour of buffer space. the plc anti- interf

53、erence is very and excellent, our root need not concern its service life and the work situation bad, these all problems have already no longer become the topic that we fail, but stay to our is a concern to come to internal resources of make use of the plc to strengthen the control ability of the equ

54、ipments for us, make our equipments more gentle. plc language is not we imagine of edit collected materials the language or language of cs to carry on weaving the distance, but the trapezoid diagram that the adoption is original after the electric appliances to control, make the electrical engineeri

55、ng teacher while weaving to write the procedure very easy comprehended the plc language, and a lot of non- electricity professional also very quickly know and go deep into to the plc. is plc one of the advantage above and only, this is also one part that the people comprehend more and easily, in a l

56、ot of equipments, the people have already no longer hoped to see too many control buttons, they damage not only and easily and produce the artificial error easiest, small is not a main error perhaps you can still accept; but lead even is a fatal error greatly is what we cant is tolerant of. new tech

57、nique always for bringing more safe and convenient operation for us, make we a lot of problems for face on sweep but light, do you understand the hmi? says the hmi here you basically not clear what it is, also have no interest understanding, change one inside text explains it into the touch to hold

58、or man-machine interface you knew, and it combines with the plc to our larger space. hmi the control not only is reduced the control press button, increase the vivid of the control, more main of it is can sequence of, and at can the change data input to output the feedback with data, control in the

59、temperature curve of imitate but also can keep the manifestation of view to come out. and can write the function help procedure through a plait to provide the help of various what lies in ones power, the one who make operate reduces the otiose error. currently the hmi factory is also more and more,

60、the function is also more and more strong, the price is also more and more low, and the noodles of the usage are wide more and more. the hmi foreground can say that think to be good very. at a lot of situations, the list is a smooth movement that cant guarantee the equipments by the control of the s