自动售货机实验报告.docx

自动售货机实验报告.docx

《自动售货机实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动售货机实验报告.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

自动售货机实验报告

自动售货机的PLC控制

一、设计目的

1.控制要求：

（1）自动售货机可投入5角、1元、5元、10元硬币。

（2）当投入的硬币总值等于或超过5元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值超过10元时奶茶按钮指示灯亮；当投入的硬币总值超过15元时咖啡按钮指示灯亮。

（3）当汽水按钮指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出，5秒后自动停止。

汽水排出时，相应指示灯闪烁。

（4）当奶茶和咖啡按钮指示灯亮时，动作同上。

（5）若投入的硬币总值超过按钮所需的钱数时，找钱指示灯亮，同时八段码显示所找钱数。

2.课题要求

（1）设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；

（2）运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序和子程序；

（3）进行系统调试，实现自动售货机的控制要求。

二、设计步骤

1.设计思路

自动售货机是台机电一体化的自动化装置，在接受到货币已输入的前提下，靠触摸控制按钮输入信号使控制器启动相关的机械装置完成规定动作，将货物输出，用自动控制系统代替现有的人工销售方式，节省人力，减少相应的销售开支，扩大销售覆盖面。

当投入的硬币总值超过5元时，汽水指示灯亮。

当硬币总值超过10元时，汽水和奶茶指示灯亮。

当投入的硬币总值超过15元时，汽水，奶茶和咖啡指示灯都亮。

当汽水指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出，5秒后自动停止，相应的指示灯闪烁；当奶茶指示灯亮时，按奶茶按钮，则奶茶排出，5秒后自动停止，相应的指示灯闪烁；当咖啡指示灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出，5秒后自动停止，相应的指示灯闪烁。

当按下汽水，奶茶或咖啡按钮后，如果投入的硬币总值超过所需的钱数时，找钱指示灯亮，按退币按钮，自动售货机自动显示出多余的钱。

（1）PLC的选型

根据实验条件，选用PACSystermsRX3i

（2）电器元件的说明

本系统中主要用到的电器元件有光电开关，电磁阀，执行机构，指示灯以及按钮。

光电开关时通过把光强度的变化来实现控制的。

光电开关一般情况下由三部分构成，分别是：

发送器接收器和检测电路，目前使用最多的是红外线光电开关。

在设计中使用的光电开关时为了检测投入硬币的数目，可选用普通的红外线光电开关。

电磁阀是利用电磁线圈通电后产生的磁场来实现动作的，因此电磁阀只有开，关两个位置，即常闭（不同点时关闭状态），常开（不同点时打开状态）。

由于开启时间少于关闭时间，所以选用常闭型电磁阀。

选用交流型电磁阀，电压规格用尽量优先选用AC220V。

（3）自动售货机的工作流程图如下：

（4）控制程序流程图设计：

2.I/O分配表

输入触点

功能说明

输出线圈

功能说明

I00081

5角硬币按钮

Q00001

汽水按钮指示灯

I00201

Q00002

奶茶按钮指示灯

I00082

1元硬币按钮

Q00003

咖啡按钮指示灯

I00202

Q00004

找钱指示灯

I00083

5元硬币按钮

Q00005

汽水排出指示灯

I00203

Q00006

奶茶排出指示灯

I00084

10元硬币按钮

Q00007

咖啡排出指示灯

I00204

Q00010~Q000016

第一个七段数码管a1~f1

I00085

汽水按钮

Q00017~Q00023

第二个七段数码管a2~f2

I00205

Q00024~Q00030

第三个七段数码管a3~f3

I00086

奶茶按钮

Q00031

小数点h

I00206

I00087

咖啡按钮

I00207

I00088

退币按钮

I00208

3.各种中间继电器

中间继电器

功能说明

中间继电器

功能说明

M00001

R100＜50

M00021

输入1元

M00002

R100≥50

M00022

输入5元

M00003

R100＜100

M00023

输入10元

M00004

R100≥100

M00024

汽水排出

M00005

R100＜150

M00025

汽水排出停止

M00006

R100≥150

M00026

奶茶排出

M00007

R100＝0

M00027

奶茶排出停止

M00008

R100＞0

M00028

咖啡排出

M00010~M00019

七段数码管显示0~9

M00029

咖啡排出停止

M00020

输入5角

M00030

退币

三、实验步骤

1.安装ME软件；

2.创建一个名为zdshj的新工程，添加Target1,并进行硬件配置；

3.把程序编入ME软件中；

4.创建6寸TFT触摸屏，添加相应的按钮及指示灯并做好链接；

5.编译程序及触摸屏是否有错误；

6.检查硬件是否连接好，若连接好，下载触摸屏及程序并运行；

7.在运行过程中如发现问题及时改正，实现控制要求后写实验报告。

四、控制图

1.电器控制图及必要的文字说明

2.硬件链接图

了解各个控制对象的驱动要求，分析对象的控制要求，确定所控制参数的精度及类型，如：

对开关量，模拟量的控制等，完成PLC硬件结构配置。

本设计中退币按钮，各种饮料按钮，开始购买按钮，继续按钮退币机构和饮料出口（驱动电磁阀）等均为开关量。

根据上述要求，因条件所限输出均用指示灯代替，由此绘制出PLC控制电路接线图。

如图:

五、程序设计

1.梯形图

（1）主程序

（2）子程序

2.触摸屏

六、实验总结

1.课题设计的整体分析

由于售货机的全部功能是在计算机上模拟的，所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟替代的。

如钱币识别系统可以用按压某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给PLC发布命令，而传动系统也是由计算机来直接模拟的，这些不会影响实际程序的操作，完全能模拟现实中的自动售货机的运行。

（1）试验状态假设

由于是在计算机上模拟运行，试验中有一些区别于实际情况的假设，本试验中假设：

①自动售货机只售3种商品；

②自动售货机可识别5角、1元、5元、10元硬币；

③自动售货机有LED显示功能；

④试验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。

（2）一次交易过程

为了方便分析，我们以一次交易过程为例

①初始状态。

显示屏显示友好界面，此时不能购买任何商品；

②投币状态。

按下投币按钮，显示投币额数值，当投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮指示灯亮，提示可以购买；

③购买状态。

按下可以购买的选择按钮，所选的商品开始排出，5秒后自动停止相应的指示灯闪烁，同时7段数码管显示余额。

④显示按钮。

按下退币按钮，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。

2.设计中遇到的问题及解决办法

控制要求中有用七段数码管显示0.5，但是以前做过的都是只显示整数，经过思考后想出一个解决办法，在两个七段数码管之间加个小数点，若要显示0.5则R00100加5；若要输入1，则R00100加10；若要输入5，则R00100加50；若要输入10，则R00100加100。

3．实验中遇到的问题及解决办法

（1）调试时，按下I00081，加法器中R00100中加5，数码管应显示0.5，但是显示的不是0.5，原来是程序有问题，想起老师讲课时说过加法器直接用I00081的上升沿会出现的问题，所以应更改程序，具体操作如下：

更改前：

更改后：

I00082、I00083、I00084和I00081一样依次更改。

（2）当输入的钱数大于5元时，汽水按钮指示灯亮，选择汽水按钮，钱数减5元，汽水排出指示灯亮，5秒后灭。

当剩余的钱数不足5元时，汽水按钮指示灯应灭，但是不灭，原因是当钱数不足时没有将汽水指示灯断开，应在比较指令小于5元时中间继电器M00001接通，用M00001的常闭触点断开汽水指示灯，奶茶、咖啡也是如此。

（3）当输入钱数大于15元时，汽水、奶茶、咖啡按钮指示灯均亮，比如买完奶茶后，剩余的钱数不足15元时，咖啡按钮指示灯灭，表示不能买咖啡，但当按下咖啡按钮后还是可以买，说明程序有问题，原因是咖啡按钮指示灭时，没有将咖啡按钮锁定，应串联咖啡按钮指示灯的常开触点。

汽水、奶茶按同样的方法更改。

（4）当输入钱数或购买结束剩余钱数大于0时，退币指示灯Q00004亮，当购买结束剩余钱数等于0时，找钱指示灯Q00004不亮，但运行中发现买结束剩余钱数等于0时Q00004是亮着的，应改程序，在和0比较的比较指令中加一个等于0时的中间继电器，用这个中间继电器的常闭触点把Q00004断开。

（5）按下退币按钮，找钱指示灯Q00004应灭，数码管应显示0，但在运行中发现Q00004不灭，应该用退币按钮的常闭触点把Q00004断开。

（6）当输入钱数等于5元时，汽水按钮指示灯亮，选择汽水按钮，钱数减5元，但是只减了钱，没有排出汽水，原因是将汽水排出中间继电器的常闭触点把汽水按钮指示灯断开了，导致Q00005无法动作。

具体更改如下：

更改前：

更改后：

（7）当有饮料排出时，相应的指示灯应闪烁，用S00005可实现，但是触摸屏上看不出来，可能是时间太短肉眼看不到，运行时，在程序中可以看出相应的指示灯确实在闪，经过老师的确认不用再改了。

（8）当有饮料排出时，相应的指示灯就算是不闪烁也应该亮5秒，但是有的时候亮有的时候不亮，运行时，在程序中可以看出相应的指示灯确实是闪5秒后灭，目前还没找出是什么原因。

（9）解决了上述问题，经过反复运行，确认能够基本完成控制要求。

4．主要输入、输出及中间继电器的时序图

5．收获

经过一周的课程设计，在整个课程设计的过程中，在老师的带领和同组同学的共同努力下，顺利完成了本学期的课程设计，通过课程设计我学到了很多新的知识，学到了很多书本上没有的东西，对所学的专业知识，有了更进一步的加深和巩固。

在设计前，通过对题目的分析，我们制定了设计计划，借阅了相关的资料，做好设计准备。

在设计过程中，遇到了很多专业上的问题，在老师的帮助下，得以解决。

总结一周来的设计，首先，团队精神，需要我们同组四个人充分利用好各自的优势，充分的协作，针对设计中出现的问题，加以讨论，汇结四个人的意见，最后达成一致，发挥了团队协作的精神。

其次，对待任何任务，都要全力以赴。

虽然是四个人一起做一个课题，但是我们任何每个人都不能偷懒，发挥了团队协作的精神。

再次，遇到不懂的问题，及时请教老师或者同学。

要保持上进的头脑，不断的接受新的事物和新的知识，挑战新的问题。

这次的课程设计让我们有实际动手设计的经验，课本上学的是些理论的知识，课程设计培养了我们的动手能力。

参考文献

[1]郁汉琪、王华编.可编程自动化（PAC）技术控制及应用[M].北京：

机械工业出版社，2010.10

[2]电气控制与可编程序控制其应用技术[M].2版.郁汉琪南京：

东南大学出版社，2010

[3]可编程序控制器及触摸屏综合应用[M].2版.郁汉琪郭建北京：

中国电力出版社，2010

[4]可编程控制其应用技术与设计实例[M].2版.高钦和北京：

人民邮电出版社，2004

[5]可编程控制器及触摸屏综合应用技术实操指导书[M].吴启红北京：

国防工业出版社，2009

[6]银叶兰.自动售货机的设计与实现[J].嵌入式系统应用.2008

[8]周美兰.PLC电器控制与组态设计.科学出版社.2004.1