自动售货机课程设计之欧阳物创编.docx
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自动售货机课程设计之欧阳物创编
课题一:
饮料自动售货机控制系统设计
一.
时间：
2021.02.07
命题人：
欧阳物
二.饮料自动售货机概况及控制要求
饮料自动售货机有两种已经配制好的饮料储液桶，一种为汽水，另一种为橙汁，分别由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种。
1、自动售货机可投入1角、5角、1元的硬币。
2、当投入的硬币总值超过2元时，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过3元时，汽水及橙汁指示灯亮。
3、当汽水指示灯亮时，按放汽水按钮，则排出汽水，8s后，自动停止，且汽水指示灯熄灭。
4、当橙汁按钮指示灯亮时，按放橙汁按钮，则排出橙汁，8s后，自动停止且橙汁指示灯熄灭。
5、若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水2元，橙汁3元）时，找钱指示灯亮，并找出多余的钱。
二.设计任务
1.设计和绘制电气控制原理图或PLCI/O接线图、功能表图和梯形图，编写指令程序清单。
2.选择电气元件，编制电气元件明细表。
3.设计操作面板电器元件布置图。
4.上机调试程序。
5.编写设计说明书。
第1章概述………………………………………………………6
第2章总体设计方案……………………………………………7
第3章硬件电路设计……………………………………………8
3.1PLC型类选择……………………………………………8
3.2PLCI/O口分配…………………………………………8
3.3系统硬件接线图…………………………………………8
第4章软件设计…………………………………………………10
4.1程序流程图………………………………………………10
4.2梯形图……………………………………………………10
第5章实验调试…………………………………………………14
第6章总结………………………………………………………15
参考文献……………………………………………………………16
附录A梯形图…………………………………………………….
附录B语句表………………………………………………………17
第1章概述
饮料自动售货机有两种已经配制好的饮料储液桶，一种为汽水，另一种为橙汁，分别由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种。
如图所示。
1、自动售货机可投入1角、5角、1元的硬币。
2、当投入的硬币总值超过2元时，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过3元时，汽水及橙汁指示灯亮。
3、当汽水指示灯亮时，按放汽水按钮，则排出汽水，8s后，自动停止，且汽水指示灯熄灭。
4、当橙汁按钮指示灯亮时，按放橙汁按钮，则排出橙汁，8s后，自动停止且橙汁指示灯熄灭。
5、若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水2元，橙汁3元）时，找钱指示灯亮，并找出多余的钱。
第2章总体设计方案
要实现售货机的自动售货功能，其自动控制控制系统主要包括：
计币系统、比较系统、选择系统、饮料供应系统以及退币系统。
1.计币系统：
计币以1角为单位。
当有币投入时，将相应的硬币值存放到一个已经清零的寄存器VW0中，再次投币时进行累加。
2.比较系统：
投币完成后，当投入的硬币总值超过2元时，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过3元时，汽水及橙汁指示灯亮。
3.选择系统：
当按下汽水或橙汁按钮时，相应的指示灯进行闪烁。
当饮料供应完毕时，停止闪烁。
4.饮料供应系统：
按下选择按钮时，相应的阀门打开，饮料输出，时间为8秒。
同时硬币总值减去相应的购买币数。
5.退币系统：
当购买完成后还有剩余，退币指示灯亮，按下退币按钮进行退币。
第3章硬件电路设计
3.1PLC类型选择
根据饮料自动售货机示意图，控制系统选用西门子S7-200系列的CPU224XPCN。
其数字量I/O点数为14入/10出，可以满足控制要求且留有充足的裕量。
3.2PLCI/O口分配
根据设计要求，PLC控制系统有6个输入信号：
3个投币信号，两个购买信号，1个退币信号；6个输出信号：
3个指示灯信号，3个执行信号。
饮料自动售货机的I/O端口分配如表1所示。
表1I/O口分配表
3.3系统硬件接线图
根据所选PLC类型，以及设定好的I/O点分配情况，可设计出PLC的外部硬件接线图，如图3-1所示。
图3.1硬件接线图
其中YV1，YV2是两种饮料的阀门。
当投入的硬币总值达到饮料购买金额时，相应的指示灯亮。
当购买完成时，还有余额，退币指示灯亮，按下退币按钮时，YV3工作进行退币
第4章软件设计
4.1程序流程图
饮料自动售货机控制系统的工作过程主要包括：
投币并进行累加，硬币总值与饮料的购买价格进行比较显示可购买的饮料，选择购买，饮料供应，硬币剩余总值计算，退币。
根据上述过程可画出饮料自动售货机的流程图如图4.1所示
。
图4.1程序流程图
4.2梯形图
LDSM0.1
MOVW+0,VW0
LDI0.0
EU
+I+1,VW0
LDI0.1
EU
+I+5,VW0
LDI0.2
EU
+I+10,VW0
LDW>=VW0,+20
ANQ0.2
=M0.0
LDW>=VW0,+30
ANQ0.3
=M0.1
LDI0.3
EU
AM0.0
OQ0.2
ANQ0.3
ANT37
TONT37,+80
=Q0.2
LDQ0.2
ED
-I+20,VW0
LDM0.0
LDSM0.5
AQ0.2
OLD
=Q0.0
LDI0.4
EU
AM0.1
OQ0.3
ANQ0.2
ANT38
TONT38,+80
=Q0.3
LDQ0.3
ED
-I+30,VW0
LDM0.1
LDSM0.5
AQ0.3
OLD
=Q0.1
LDQ0.2
ED
LDQ0.3
ED
OLD
OQ0.4
AW>VW0,+0
=Q0.4
LDI0.5
OQ0.5
AW>VW0,+0
=Q0.5
LDSM0.5
EU
AQ0.5
DECWVW0
第5章实验调试与分析
在调试软件上输入梯形图后，经编译发现有错误，原来是加法器选择出现错误，本应选择ADD_I,而实际选择了ADD_R，修改后没有错误了。
将程序下载到PLC后进行调试。
动作3次I0.0，1次I0.1，2次I0.2（即投入2元8角）后，汽水指示灯Q0.0亮。
按下买汽水按钮I0.3，开始倒汽水，用Q0.2亮表示，汽水指示灯闪烁8秒，表示倒汽水时间。
8秒后，硬币还有剩余，退币指示灯Q0.4亮，按下退币按钮I0.5，开始退币，用Q0.5亮表示。
退币完成后灯熄灭。
动作4次I0.3，2次I0.2，4次I0.0（即投入5元4角）后，汽水灯Q0.0，橙汁灯Q0.1亮。
操作同上。
按下I0.3，Q0.0闪亮8秒，Q0.1常亮。
按下I0.4，Q0.1闪亮8秒，Q0.0常亮。
8秒后，Q0.0和Q0.1同时熄灭，退币指示灯亮，按下I0.5，开始退币，退币完成后，Q0.4熄灭。
第6章总结
在目前这种快节奏的社会中，自动售货机深受广大上班族的欢迎，很多城市的公共场所都放置了自动售货机。
本次设计主要设计自动售货机的工作过程。
拿到任务时，觉得这设计有点难度，因为他和我们所学的区别。
我们平时学的PLC编程主要是对顺序功能图的编程，我们只需画出顺序功能图，然后一步一步的设计梯形图就好了。
但本设计经分析发现，顺序功能图很难实现，要用到程序流程图。
在设计的过程中，我再次的复习了课本，对一些指令有了深入的了解，很多以前不太懂的，通过再次复习有了长足的进步。
课程设计是一项工作量大，难度较大的设计，个人的力量总是有限的，书本上的总是有局限的。
因此，团队合作，大量查阅课外资料是此次设计成功的关键。
我们在课外书本上找到一篇类似的设计，但和我们的设计要求有点区别，于是我们在这基础上做了修改，就满足我们的设计要求。
由于缺乏阅历和实际经验，我在设计时还有许多不足的地方。
我相信本次课程设计对我来说是一次很好的锻炼，对我以后的学习和工作有很大的帮助。
我也会加油，希望自己在这方面有长足的发展。
附录A梯形图
附录B语句表
时间：
2021.02.07
命题人：
欧阳物
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