西門子S7200自動(dòng)售貨機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)題目: 自動(dòng)售貨機(jī)的控制設(shè)計(jì) 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：成績(jī)：指導(dǎo)老師簽名： 日期： 目錄1系統(tǒng)概述1自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展1設(shè)計(jì)內(nèi)容1設(shè)計(jì)要求1實(shí)現(xiàn)目標(biāo)22 方案論證22.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路22.2 PLC選型23.硬件設(shè)計(jì)3系統(tǒng)原理框圖3主電路圖43.3 I/O分配圖53.4 I/O接線圖6元器件選型64 軟件設(shè)計(jì)7主流程圖7梯形圖85 系統(tǒng)仿真與調(diào)試126 系統(tǒng)調(diào)試13設(shè)計(jì)心得14參考文獻(xiàn)141系統(tǒng)概述 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。它的出現(xiàn)是勞動(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)

2、物。消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求新的流通渠道，相對(duì)于超市、百貨購(gòu)物中心等流通渠道而言，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。 自動(dòng)售貨機(jī)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。采用可編程控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不僅編程方便，而且增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。內(nèi)容 本設(shè)計(jì)要求用PLC控制自動(dòng)售貨機(jī)的運(yùn)行。使其能在運(yùn)算指令的控制下，巧妙地實(shí)現(xiàn)投幣幣值累加，從而自動(dòng)完成汽水、可樂、咖啡的售貨工作。1自動(dòng)售貨機(jī)有3個(gè)投幣孔，分別為1元、5元和10元。2售貨共有3種飲料供選擇，分別為汽

3、水、花茶和咖啡。3如投幣總額超過銷售價(jià)格，將可由退幣鈕找回余額。4投幣值等于或大于12元時(shí)，汽水指示燈亮，表示只可選擇汽水。5投幣值等于或大于15元時(shí)，汽水和花茶指示燈亮，表示只可選擇汽水和花茶。6投幣值等于或大于20元時(shí)，汽水、花茶和咖啡指示燈亮，表示3種均可選擇。7按下要飲用的飲料按鈕，則相對(duì)應(yīng)的指示燈開始閃爍，3s后自動(dòng)停止，表示飲料已經(jīng)掉出。8動(dòng)作停止后按退幣鈕，可以退回余額，退回金額如果大于10元，則先退10元再退1元，如果小于10元?jiǎng)t直接退1元的。 本課題主要的目的是為了通過這次課程設(shè)計(jì)，使我們了解PLC控制的應(yīng)用背景，掌握PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟，程序設(shè)計(jì)的基本方法，理論聯(lián)系

4、實(shí)際，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 2 方案論證2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路 自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)投入的錢幣數(shù)進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果做出相應(yīng)的判斷，看看哪種商品可以進(jìn)行購(gòu)買，哪種商品不能購(gòu)買，本次課程設(shè)計(jì)的要求是可識(shí)別三種錢幣，分別是1元、5元、10元，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；采用三個(gè)按鈕進(jìn)行模擬，自動(dòng)售貨機(jī)共出售三種貨物，其價(jià)格分別定為12元、15元、20元，當(dāng)投幣數(shù)大于等于貨物價(jià)格時(shí)且售貨機(jī)里有這種貨物時(shí)，指示燈亮，表示可以進(jìn)行購(gòu)買三種貨物分別用三個(gè)小燈代替進(jìn)行模擬，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。除此之外，本次設(shè)計(jì)還涉及了顯示

5、、找零、出貨等功能的實(shí)現(xiàn)，其中顯示部分采用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，顯示投幣總數(shù)和購(gòu)買后的余額；當(dāng)按下找零按鈕后，數(shù)碼管顯示進(jìn)行清零，采用當(dāng)余額大于10元時(shí)候，先減10元，然后當(dāng)余額小于10元時(shí)候，再依次減1元直到余額為零，采用SUB指令來實(shí)現(xiàn)。出貨時(shí)候，飲料所對(duì)應(yīng)的指示燈閃爍3秒來表示出貨，采用定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)。由于售貨機(jī)的全部功能是在上位機(jī)上模擬的，所以售貨機(jī)的部分硬件是由計(jì)算機(jī)軟件來模擬替代的這些并不會(huì)影響實(shí)際程序的操作，完全能模擬現(xiàn)實(shí)售貨機(jī)的運(yùn)行。2.2 PLC選型S7-200PLC它有四種不同的型號(hào)，由于設(shè)計(jì)要求有9個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，因而選擇S7-CPU224最為合適。CPU224主機(jī)數(shù)字量

6、I/O點(diǎn)為14輸入/10輸出共24個(gè)；擴(kuò)展能力強(qiáng)，可連續(xù)7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)；13KB程序和數(shù)據(jù)存取空間；6個(gè)獨(dú)立的30KHz高數(shù)計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20KHz高數(shù)緩沖輸出，具有PID控制器；I/O端子排可能很容易地整體拆卸，是具有將強(qiáng)控制能力的控制器。本次設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)采用西門子公司S7-200系列的PLC，它可以提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元，其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等。自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)以PLCS7-200為核心，外部主要就是一些按鈕和指示燈。自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)原理圖如下：3.3 I/O分配

7、圖 本次課程設(shè)計(jì)的I/O分配圖如下 I/O分配圖啟動(dòng)按鈕所投錢購(gòu)買汽水投入1元所投錢購(gòu)買花茶投入5元所投錢購(gòu)買咖啡投入10元汽水出口選擇汽水花茶出口選擇花茶咖啡出口選擇咖啡退幣指示退錢退10元紙幣飲料是否取出退5元紙幣退1元硬幣3.4 I/O接線圖CPU采用PLCS7-200系列的CPU224,它可以提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元，其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等?？刂颇K采用按鈕控制。通過按鈕的通斷，來控制自動(dòng)售貨機(jī)工作，按鈕分為投幣按鈕，選擇飲料按鈕，找零按鈕。顯示模塊主要是由LED燈的亮滅來表示其動(dòng)作是否實(shí)現(xiàn)。LED燈分為五類。一是否投幣

8、，二是否可以購(gòu)買飲料，三是否售出飲料，四是否找零，五是否需要找零4 軟件設(shè)計(jì)開始投幣投幣計(jì)數(shù)金額計(jì)算可買？NY售出咖啡花茶售出售出汽水余額=0余額=0余額=0YYY退幣退幣退幣NNN5 系統(tǒng)仿真與調(diào)試采用S7_200仿真對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真及調(diào)試,采集的圖如圖所示投入一元的紙幣后可退幣指示燈亮當(dāng)輸入的錢的總額大于20元時(shí)三種飲料的指示燈都亮當(dāng)總額大于20元時(shí)，按下咖啡飲料鍵后則咖啡執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。當(dāng)余額大于10元時(shí)則先退10元的紙幣6 系統(tǒng)調(diào)試1. 硬件調(diào)試：接通電源，連接好電路，檢查可編程序控制器工作是否正常，接頭接觸是否良好。2. 程序調(diào)試：按要求輸入梯形圖，檢查編譯是否有錯(cuò)誤，編譯無誤后，下

9、載程序。3. 運(yùn)行調(diào)試：使PLC進(jìn)入工作狀態(tài)，打開監(jiān)控，進(jìn)行監(jiān)視。按下I0.3，投幣一元，觀察是否有余錢的LED燈Q0.7是否點(diǎn)亮。再按一下I0.3,兩下I0.2，共投幣十二元，這時(shí)候觀察可購(gòu)買汽水的LED燈Q0.0是否點(diǎn)亮，再按一下I0.2,投幣五元，共投幣十七元，這時(shí)候觀察可購(gòu)買花茶和汽水的LED燈Q0.1是否都點(diǎn)亮，再按一下I0.0,投幣十元，共投幣二十七元，這時(shí)候觀察可購(gòu)買汽水，花茶，咖啡的LED燈是否都點(diǎn)亮，如果都符合要求，就進(jìn)行下一步，開始進(jìn)行購(gòu)買測(cè)試，按一下I0.6,購(gòu)買汽水，觀察這時(shí)候售出汽水的LED燈是否閃爍3秒，可購(gòu)買咖啡的LED燈是否熄滅，按I0.5，在購(gòu)買花茶，觀察售出

10、LED燈是否閃爍3秒，同時(shí)其他燈是否都熄滅。然后投幣三十二元，按I0.4購(gòu)買咖啡，觀察售出咖啡的LED燈是否閃爍3秒，可購(gòu)買汽水的LED燈是否點(diǎn)亮，可購(gòu)買花茶的LED燈是否熄滅。如果都符合要求，接下來進(jìn)行找錢測(cè)試，現(xiàn)在還有余錢十二元，余錢大于十元，故先減十元，當(dāng)余錢小于十元，再一元一元的減，所以觀察是否再按三下后還有余錢，如果沒有余錢就表示符合要求。以上就是我對(duì)程序測(cè)試，經(jīng)過幾次修改最終達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)設(shè)計(jì)心得通過此次PLC課程設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步的對(duì)PLC加深了了解，同時(shí)通過這個(gè)過程也讓我對(duì)VISIO有了一個(gè)認(rèn)識(shí)，總體感覺還是特別的不容易，因?yàn)橹皩?duì)VISIO并沒接觸過所以走了特別多的彎路，此外也對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的基本工作原理，當(dāng)然了在做的過程中也少不了會(huì)有些問題出現(xiàn)，通過上網(wǎng)搜以及詢問學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐最終都得