西门子S自动售货机专业课程设计.docx
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西门子S自动售货机专业课程设计.docx
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西门子S自动售货机专业课程设计
电气控制和PLC
课程设计
题目:
自动售货机控制设计
院系名称:
电气工程学院
专业班级:
学生姓名:
学号:
指导老师:
成绩:
指导老师署名:
日期:
1系统概述
1.1自动售货机发展
自动售货机是一个全新商业零售形式,20世纪70年代自日本和欧美发展起来。
它出现是劳动密集型产业结构向技术密集型社会转变产物。
消费模式和销售环境改变,要求新流通渠道,相对于超市、百货购物中心等流通渠道而言,场地不足和购物便利性等这些原因制约,无人自动售货机作为一个必需机器便应运而生了。
自动售货机售货领域很广泛,是发达国家商品零售一个关键方法。
近几年,自动售货机逐步被越来越多消费者所接收。
采取可编程控制器实现自动售货机系统设计,不仅编程方便,而且增强了系统抗干扰能力。
1.2设计内容
本设计要求用PLC控制自动售货机运行。
使其能在运算指令控制下,巧妙地实现投币币值累加,从而自动完成汽水、可乐、咖啡售货工作。
1.3设计要求
1.自动售货机有3个投币孔,分别为1元、5元和10元。
2.售货共有3种饮料供选择,分别为汽水、花茶和咖啡。
3.如投币总额超出销售价格,将可由退币钮找回余额。
4.投币值等于或大于12元时,汽水指示灯亮,表示只可选择汽水。
5.投币值等于或大于15元时,汽水和花茶指示灯亮,表示只可选择汽水和花茶。
6.投币值等于或大于20元时,汽水、花茶和咖啡指示灯亮,表示3种均可选择。
7.按下要饮用饮料按钮,则相对应指示灯开始闪烁,3s后自动停止,表示饮料已经掉出。
8.动作停止后按退币钮,能够退回余额,退回金额假如大于10元,则先退10元再退1元,假如小于10元则直接退1元。
1.4实现目标
本课题关键目标是为了经过这次课程设计,使我们了解PLC控制应用背景,掌握PLC控制系统设计基础步骤,程序设计基础方法,理论联络实际,培养分析问题和处理问题能力。
2方案论证
2.1系统设计总体思绪
自动售货机基础功效就是对投入钱币数进行计算,然后依据运算结果做出对应判定,看看哪种商品能够进行购置,哪种商品不能购置,此次课程设计要求是可识别三种钱币,分别是1元、5元、10元,计币时用ADD指令进行累加从而得到一个投币总额;采取三个按钮进行模拟,自动售货机共出售三种货物,其价格分别定为12元、15元、20元,当投币数大于等于货物价格时且售货机里有这种货物时,指示灯亮,表示能够进行购置三种货物分别用三个小灯替换进行模拟,余额计算时用SUB指令从投币总额中扣除用户所消费币值总额。
除此之外,此次设计还包含了显示、找零、出货等功效实现,其中显示部分采取数码管进行显示,显示投币总数和购置后余额;当按下找零按钮后,数码管显示进行清零,采取当余额大于10元时候,先减10元,然后当余额小于10元时候,再依次减1元直到余额为零,采取SUB指令来实现。
出货时候,饮料所对应指示灯闪烁3秒来表示出货,采取定时器来实现。
因为售货机全部功效是在上位机上模拟,所以售货机部分硬件是由计算机软件来模拟替换这些并不会影响实际程序操作,完全能模拟现实售货机运行。
2.2PLC选型
S7-200PLC它有四种不一样型号,因为设计要求有9个输入点和10个输出点,所以选择S7-CPU224最为适宜。
CPU224主机数字量I/O点为14输入/10输出共24个;扩展能力强,可连续7个扩展模块,最大扩展至168个数字量I/O点或35路模拟量I/O点;13KB程序和数据存取空间;6个独立30KHz高数计数器,2路独立20KHz高数缓冲输出,含有PID控制器;I/O端子排可能很轻易地整体拆卸,是含有将强控制能力控制器。
3.硬件设计
3.1系统原理框图
此次设计自动售货机系统采取西门子企业S7-200系列PLC,它能够提供4种不一样基础单元和6种型号扩展单元,其系统组成包含基础单元、扩展单元、编程器、存放卡、写入器、文本显示器等。
自动售货机系统以PLCS7-200为关键,外部关键就是部分按钮和指示灯。
自动售货机系统原理图以下:
3.2主电路图
3.3I/O分配图
此次课程设计I/O分配图以下
I/O分配图
I0.0
开启按钮
Q0.0
所投钱购置汽水
I0.1
投入1元
Q0.1
所投钱购置花茶
I0.2
投入5元
Q0.2
所投钱购置咖啡
I0.3
投入10元
Q0.3
汽水出口
I0.4
选择汽水
Q0.4
花茶出口
I0.5
选择花茶
Q0.5
咖啡出口
I0.6
选择咖啡
Q0.6
退币指示
I0.7
退钱
Q0.7
退10元纸币
I1.0
饮料是否取出
Q1.0
退5元纸币
Q1.1
退1元硬币
3.4I/O接线图
3.5元器件选型
3.5.1关键模块
CPU采取PLCS7-200系列CPU224,它能够提供4种不一样基础单元和6种型号扩展单元,其系统组成包含基础单元、扩展单元、编程器、存放卡、写入器、文本显示器等。
3.5.2控制模块
控制模块采取按钮控制。
经过按钮通断,来控制自动售货机工作,按钮分为投币按钮,选择饮料按钮,找零按钮。
3.5.3显示模块
显示模块关键是由LED灯亮灭来表示其动作是否实现。
LED灯分为五类。
一是否投币,二是否能够购置饮料,三是否售出饮料,四是否找零,五是否需要找零
4软件设计
4.1主步骤图
N
Y
YYY
NNN
4.2梯形图
5系统仿真和调试
采取S7_200仿真对设计系统进行仿真及调试,采集图图所表示
投入一元纸币后可退币指示灯亮
当输入钱总额大于20元时三种饮料指示灯全部亮
当总额大于20元时,按下咖啡饮料键后则咖啡实施机构动作。
当余额大于10元时则先退10元纸币
6系统调试
1.硬件调试:
接通电源,连接好电路,检验可编程序控制器工作是否正常,接头接触是否良好。
2.程序调试:
按要求输入梯形图,检验编译是否有错误,编译无误后,下载程序。
3.运行调试:
使PLC进入工作状态,打开监控,进行监视。
按下I0.3,投币一元,观察是否有余钱LED灯Q0.7是否点亮。
再按一下I0.3,两下I0.2,共投币十二元,这时候观察可购置汽水LED灯Q0.0是否点亮,再按一下I0.2,投币五元,共投币十七元,这时候观察可购置花茶和汽水LED灯Q0.1是否全部点亮,再按一下I0.0,投币十元,共投币二十七元,这时候观察可购置汽水,花茶,咖啡LED灯是否全部点亮,假如全部符合要求,就进行下一步,开始进行购置测试,按一下I0.6,购置汽水,观察这时候售出汽水LED灯是否闪烁3秒,可购置咖啡LED灯是否熄灭,按I0.5,在购置花茶,观察售出LED灯是否闪烁3秒,同时其它灯是否全部熄灭。
然后投币三十二元,按I0.4购置咖啡,观察售出咖啡LED灯是否闪烁3秒,可购置汽水LED灯是否点亮,可购置花茶LED灯是否熄灭。
假如全部符合要求,接下来进行找钱测试,现在还有余钱十二元,余钱大于十元,故先减十元,当余钱小于十元,再一元一元减,所以观察是否再按三下后还有余钱,假如没有余钱就表示符合要求。
以上就是我对程序测试,经过几次修改最终达成预定目标
设计心得
经过此次PLC课程设计使我深入对PLC加深了了解,同时经过这个过程也让我对VISIO有了一个认识,总体感觉还是尤其不轻易,因为之前对VISIO并没接触过所以走了尤其多弯路,另外也对自动售货机基础工作原理,当然了在做过程中也少不了会有些问题出现,经过上网搜和问询学长学姐最终全部得到了处理,以后次设计也知道了怎样独立思索,处理碰到问题,总而言之在以后学习中还要继续努力才行
参考文件
(1)电气控制和PLC应用技术(西门子S7-200系列)何献忠主编
(2)中国地质大学(北京)本科毕业设计(文件综述)
(3)王雯隽.基于Verilong-HDL自动售货机设计和实现微型电脑应用,
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