西门子PLC自动售货机设计.docx
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西门子PLC自动售货机设计
可编程控制器PLC系统设计
设计题目：
自动售货机设计
专业电信
班级111
学号************
学生姓名周跃伟
设计时间2013/11/9
教师评分
2013年11月
一、控制要求
1.1、自动售货机的基本功能
在实际生活中，我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品，如饮料、常用药品和小的生活保健用品等。
售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应。
举一个简单的例子来说明，例如：
售货机中有8中商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为2.60元，02商品为3.50元，其余类推。
现投入1个1元硬币，当投入的货币超过01商品的价格时，01商品的选择按钮处应有变化，提示可以购买，其他商品同比。
当按下选择01商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。
此时售货机继续进行等待外部命令，如继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。
由此看来，售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算以及在退币时的清零指令，这是它的内部功能。
还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。
自动售货机的工作流程图如图1所示。
图1自动售货机工作流程图
1.2、PLC的系统结构
目前PLC种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大致相同，硬件结构与微机相似。
主要包括中央处理单元CPU、存储器RAM和ROM、输入输出接口电路、电源、I/O扩展接口、外部设备接口等。
其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输。
如图2所示，PLC控制系统由输入量—PLC—输出量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的输入量，它们经PLC外部输入端子，作为PLC的输出量对外围设备进行各种控制。
由此可见，PLC的基本结构有控制部分输入和输出组成。
图2
1.3、仿真实验系统中售货机的分析
由于售货机的全部功能时在上位机上模拟的，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，这些并不会影响实际程序的操作，完全能模拟现实中自动售货机的运行。
1.4、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：
自动售货机只售3种商品。
自动售货机可识别1元、5角硬币。
自动售货机可退币1元、5角硬币。
自动售货机有液晶显示功能。
实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。
1.5、自动售货机控制要求
①该自动售货机可以同时投入5角或1元硬币，自动销售汽水、果汁和咖啡。
②当投入的硬币总值等于或超过1.5元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值等于或超过3元时，汽水按钮和果汁按钮同时亮；当投入的硬币总值等于或超过5元时，汽水按钮、果汁按钮和咖啡按钮同时。
③当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出10s后自动停止，同时汽水按钮指示灯闪烁10s。
④当果汁按钮灯亮时，按果汁按钮，则果汁排出10s后自动停止，同时果汁按钮指示灯闪烁10s。
⑤当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出10s后自动停止，同时咖啡按钮指示灯闪烁10s。
⑥若投入的硬币总值超过所购商品的价格（汽水1.5元，果汁3元，咖啡5元），则找钱指示灯亮,同时进行找钱动作。
二、输入输出点数及分配：
此控制系统可采用自动工作方式，输入信号为汽水按钮、果汁按钮、咖啡按钮，5角硬币投入识别口、1元硬币投入识别口记、数手动复位按钮；输出信号为汽水排出电磁阀、果汁排出电磁阀、咖啡排出电磁阀、找钱电磁阀及相应指示灯，共6个输入点，8个输出点，均为开关量。
三、梯形图
3.1、投币状态：
3.2、价格比较：
3.3、选择商品
3.4、退币过程
四、指令语句
程序如下，软件自动生成：
ORGANIZATION_BLOCKOB1
TITLE=基于西门子S7-300系列PLC自动售货机设计
VERSION:
0.1
VAR_TEMP
Default:
ARRAY[1..20]OFBYTE;
END_VAR
BEGIN
A（;
A"SQ1";
CUC0;
BLD101;
NOP0;
NOP0;
NOP0;
LC0;
TMW2;
NOP0;
AC0;
）;
JNB_001;
LMW2;
L5;
*I;
TMW4;
_001:
NOP0;
A（;
A"SQ2";
CUC1;
BLD101;
NOP0;
NOP0;
NOP0;
LC1;
TMW6;
NOP0;
AC1;
）;
JNB_002;
LMW6;
L10;
*I;
TMW8;
_002:
NOP0;
LMW4;
LMW8;
+I;
TMW10;
ANOV;
SAVE;
CLR;
ABR;
=L20.0;
AL20.0;
A（;
LMW10;
L15;
==I;
）;
=M0.0;
AL20.0;
A（;
LMW10;
L30;
==I;
）;
=M0.1;
AL20.0;
A（;
LMW10;
L50;
>=I;
）;
=M0.2;
A（;
ONT0;
O;
AT0;
AT3;
）;
AM0.0;
ANT1;
ANT2;
="HL1";
A（;
ONT1;
O;
AT1;
AT3;
）;
AM0.1;
ANT0;
ANT2;
="HL2";
A（;
ONT2;
O;
AT2;
AT3;
）;
AM0.2;
ANT0;
ANT1;
="KL3";
A"SB1";
AM0.0;
ANT0;
AN"KM2";
AN"KM3";
LS5T#10S;
SET0;
NOP0;
NOP0;
NOP0;
AT0;
="KM1";
A"SB2";
AM0.1;
ANT1;
AN"KM1";
AN"KM3";
LS5T#10S;
SET1;
NOP0;
NOP0;
NOP0;
AT1;
="KM2";
A"SB3";
AM0.2;
ANT2;
AN"KM1";
AN"KM2";
LS5T#10S;
SET2;
NOP0;
NOP0;
NOP0;
AT2;
="KM3";
NETWORK
TITLE=
A（;
OT0;
OT1;
OT2;
）;
ANT4;
LS5T#500MS;
SDT3;
NOP0;
NOP0;
NOP0;
NOP0;
NETWORK
TITLE=
AT3;
LS5T#500MS;
SDT4;
NOP0;
NOP0;
NOP0;
NOP0;
A（;
AT0;
JNB_003;
LMW10;
L15;
-I;
TMW12;
ANOV;
SAVE;
CLR;
_003:
ABR;
）;
A（;
LMW12;
L0;
>=I;
）;
="KM4";
="HL4";
A（;
AT1;
JNB_004;
LMW10;
L30;
-I;
TMW12;
ANOV;
SAVE;
CLR;
_004:
ABR;
）;
A（;
LMW12;
L0;
>=I;
）;
="KM4";
="HL4";
A（;
AT2;
JNB_005;
LMW10;
L50;
-I;
TMW12;
ANOV;
SAVE;
CLR;
_005:
ABR;
）;
A（;
LMW12;
L0;
>=I;
）;
="KM4";
="HL4";
A（;
OT0;
OT1;
OT2;
O"SB4";
）;
FNM0.3;
=L20.0;
AL20.0;
BLD102;
RC0;
AL20.0;
BLD102;
RC1;
AL20.0;
JNB_006;
L0;
TMW4;
_006:
NOP0;
AL20.0;
JNB_007;
L0;
TMW8;
_007:
NOP0;
AL20.0;
JNB_008;
L0;
TMW10;
_008:
NOP0;
AL20.0;
JNB_009;
L0;
TMW12;
_009:
NOP0;
END_ORGANIZATION_BLOCK
五、设计总结与体会
经过近半个学期对PLC的学习，在王老师的指导下加上自己多方查找资料完成了自动售货机的PLC设计。
再设计过程中遇到很多问题，上课我们所学的是三菱系列的PLC，而设计用的是西门子的STEP7软件，很多符号都不一样，为了解决问题又看了一些关于STEP7使用文档。
设计完成后进行了编译，在一次次的改正后编译成功了，在最后阶段中进行仿真时出粗了，因为所选CPU的接口不匹配，不能进行下去。
自动售货机是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。
自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。
通过这个设计让我了解到了PLC的很多知识，了解了相关信息。
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