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毕业设计(论文)-PLC在自动售货机控制系统中的应用


洛阳理工学院毕业设计(论文)

PLC 在自动售货机控制系统中的应用 摘 要
随着社会不断的进步,机械化程度的迅速发展,自动化控制已在人们的生活 中得到了广泛的运用,给人们带来了便利。 本论文利用 PLC 自动控制具有功能完备、灵活性、通用性好,程序输入方法 简化,操作简单等优点,设计出了 PLC 自动控制售货机,自动售货机是一种高智 能化的产品,操

作简便,可以充分补充人力资源的不足,这种自动售货机外型结 构体积小,安置区域广,给人们的生活带来了具大的方便。 该论文设计介绍了自动售货机的结构组成,包括投币控制按钮、选择饮料按 钮、退币按钮、输出饮料端口、找钱端口和一些对应的指示灯;根据设计需要和 经济综合因素的考虑,选用 FX2N-32R 型 PLC 的控制,这样就能够满足输入与输 出控制, 在设计中给出了控制系统的软硬件设计,并用 GX7CH 软件进行对梯形图 的输入、调试与仿真,能够完全符合设计需求。

关键词:自动售货机,可编程序控制器,梯形图

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PLC IN THE VENDING MACHINE CONTROL SYSTEM APPLICATION ABSTRACT
Along with the continuous progress of society, the degree of mechanization and rapid development of the already, automation control in people's life has been widely used, has brought people convenient. This paper using PLC automatic control has excellent function, flexibility, high universality, input method simplified, simple operation etc, designed a PLC automatic control vending machine, automatic vending machine is a kind of high intelligent product, convenient operation, can full complement the lack of human resources, the vending machine exterior structure, small size, resettlement area wide, to the life of people brought great convenience. This paper introduced the vending machine design structure, including coin control button, select drink button, and withdrew money button, output beverage port, change port and some corresponding indicator; According to the design needs and economic comprehensive factors to consider, choose FX2N - 32R type PLC control, so that you can meet the input and output control, in the design of the control system is given in the design of the software and hardware of GX7CH software, and the input, commissioning ladder diagram with simulation, able to fully comply with the design requirements.

KEY WORDS: Vending machine,Programmable logic control ,Ladder -diagram

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目 录
前 言 ................................................................................................ 1 1.1 自动售货机的简介 ............................................................... 2 1.2 采用 PLC 控制售货机的原因 .............................................. 2 1.3 自动售货机的功能 ............................................................... 3 1.4 自动售货机工作原理 ........................................................... 5 1.5 自动售货机设计思路 ........................................................... 5 第 2 章 PLC 自动售货机的硬件设计 ............................................... 7 2.1 设计目的 ............................................................................... 7 2.2 自动售货机的设计要求 ....................................................... 7 2.3 I/O 分配表和 PLC 的选型 ..................................................... 8 2.4 外部接线图 ........................................................................... 9 2.5 编程流程图 ......................................................................... 10 第 3 章 PLC 自动售货机的软件设计 ............................................. 12 3.1 系统涉及 PLC 指令简介 ..................................................... 12 3.1.1 比较指令 CMP ......................................................... 12 3.1.2 运算指令 ................................................................... 12 3.2 部分程序注释 ..................................................................... 13 3.2.1 投币程序 ................................................................... 13 3.2.2 价格比较程序 ........................................................... 14 3.2.3 根据投入的钱数指示灯显示程序 ............................ 14 3.2.4 选择商品和送出部分 ............................................... 15 3.2.5 找钱退币程序 ........................................................... 15 3.3 梯形图和指令表 ................................................................. 17 第 4 章 具体事例的仿真 ................................................................. 18 4.1 GX7CH 软件的简介 ............................................................ 18 4.2 具体事例的分析 ................................................................. 19 结 论 .............................................................................................. 25
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第 1 章 自动售货机简介 ................................................................... 2

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谢 辞 ................................................................................................ 26 参考文献 .......................................................................................... 27 附 录 .............................................................................................. 29

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自动售货机是可完成无人自动售货,集光、机、电一体化的商业自动化 设备。自动售货机不受任何场地限制,方便快捷,很多城市的公共场所里面 都放置有自动售货机。从自动售货机的发展趋势来看,它的出现是由于劳 动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费 以及消费模式和销售环境的变化,要求出现新的流通渠道;而相对的超市、 百货购物中心等新的流通渠道的产生,人工费用也不断上升;再加上场地 的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约,无人自动售货机作为一种 必须的机器便应运而生了。 可编程序控制器(PLC)是综合了计算机技术、 自动控制技术和通讯技术 而发展起来的一种新型的工业控制装置,它具有可靠性高、编程简单、维护 方便等优点,已在工业控制领域得到广泛地应用。 本课题基于 PLC 实现自动 售货机控制系统的硬件设计和软件设计。 自动售货机行业长期以来在美国、日本等国家得到迅猛发展,目前已 在 45 个国家得到广泛普及。据业内人士估计,中国的自动售货机拥有量仅 有 2 万台, 相对于 13 亿的人口大国和零售业态发展的趋势而言,中国自动 售货机行业的发展空间将更加广阔。 可编程序控制器( PLC)是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技 术而发展起来的一种新型的工业控制装置 ,它具有可靠性高、程序简单、 维护方便等优点,已在工业控制领域得到广泛地应用,因为自动售货机作 为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施 ,要求它的结构必须可靠、 稳定和执行效率高。利用三菱 FX-2N PLC 控制的自动售货机提高了系统的 稳定性,保证自动售货机能够长期稳定运行。 本文就详细地介绍一种用三 菱 FX-2N PLC 实现的自动售货机控制系统的硬件设计和软件设计,并编写 了系统程序总框图和一个具体的梯形图, 经实践验证该控制系统是可行的。

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第 1 章 自动售货机简介

1.1 自动售货机的简介
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,并做出相应的 反应,自动售货机是可完成无人自动售货,集光、 机、电一体化的商业自 动化设备。自动售货机不受任何场地限制,方便快捷,很多城市的公共场所 里面都放置有自动售货机。从自动售货机的发展趋势来看,它的出现是由 于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。 从广义来讲自动售货机就是在投入钱币后便可以销售商品的机械,从 狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看,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 人们购买的 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 。

1.2 采用 PLC 控制售货机的原因
价格仅是选择 PLC 品牌的一个因素,而可靠性是选择时需要考虑的又 一个因素。从设计、生产周期长短考虑,不论是老设备改造,还是设计新 的生产机械设备,毫无疑问,生产、设计周期越短越好,甚至希望 能够边 设计、边安装、边调试和生产,特别是产品更新换代,生产工艺改造,不 需改动现有生产设备及其外部接线,就能马上组织生产,这不仅节约了劳 动力,而且新产品能尽快投入市场。这无疑给企业增加了活力,提高了经 济效益。如果把这些要求得以实现,继电器或半导体都不能满足,而 PLC 则完全可以实现。这是因为若用 PLC 不必改动外部设备接线,只要在软件 上做文章就可以了。也就是说只要改变梯形图,按照新工艺要求重新输入 新程序或修改原程序即可。这既经济又简捷,可以达到事半功倍的目的 。
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众所周知,目前我国 75%的生产机械设备,都是采用继电器控制,除 了可靠性差外,设计程序也很繁杂。从方案的确立到技术条件的设计以及 施工的设计,图面的工作量很大,这势必造成设计周期长。而采用 PLC 控 制可以大大缩短设计周期,甚至有些文件资料也不必绘制成图。设计人员 完全可以利用编程器上屏幕显示来输入,或修改程序使得梯形图能准确无 误地反映生产要求。编程人员也可根据新产品对生产提出的新工艺要求, 重新编写程序并把它存储在 EEPROM 模块中去,需要加工哪个产品的程序, 操作人员可以随时调用,这既方便、简单又可保密。开发这种软件对优化 生产过程,提高产品数量和质量,提高劳动生产率,非常具有实际意义。 仅此一点也深受生产及设计者的欢迎。 在现在科技成果迅猛发展的今天,市场经济的竞争就是利用最小的投 资获取最大的利润,为了使人们在生活购物中得到方便,就出现了自动售 货机。对于一台自动售货机,如果采用电 力机械来进行控制,会造成售货 机有用价值空间少,浪费不必要的动力资源;如果采用液压系统控制,由 于液压系统控制要求技术高,各种阀体和设备的组装较高,反应速度相对 较慢,用于控制售货机的经济价值消费高,从利润价值观来考虑不适宜用 于控制售货机。采用单片机作为控制核心,这样不仅会在输入输出接口上 做大量的工作,而且系统的抗干扰性也比较差。但是 PLC(即可编程序控 制器)是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种 新型的工业控制装置,它不但可实现类似控制功能,还具有可靠性高、编 程简单、维护方便等优点,已在工业控制领域得到广泛地应用。因为自动 售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施 ,要求它的结构必 须可靠、稳定和执行效率高。可以看出,采用 PLC 对自动售货机控制系统 进行控制可以提高系统的稳定性和可靠性,这在现代化商业社会的今天尤 为重要。

1.3 自动售货机的功能
自动售货机应能够辨识机内包含的饮料,能够对所投入的币值进行累 计,并提供该自动售货机最基本的功能即 对投入的硬币进行感应,并根据
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所投入的硬币数值判断是否能够购买某种饮料,做出相应的反映。 当按下 选择饮料的按钮时,相应的电磁阀起动,饮料开始供应,提取饮料到 出货 口,顾客取出饮料,完成此次交易。它具有投币感应系统、比较系统、选 择和饮料供应系统、退币系统、报警系统等来实现完整的售货功能。自动 售货机的各种动作功能和控制要求,给出了完整的自动售货机操作规程 , 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,并做出相应的反应。 售货机中有 3 种商品,可乐 3 元,绿茶 3.5 元,奶茶 4.5 元。现投入 钱币,当投入的货币超过可乐的价格时,可乐指示灯亮,提示可以购买, 当投入的货币超过绿茶的价格时,绿茶指示灯亮,当投入的货币超过奶茶 的价格时,奶茶指示灯亮,提示可以购买。当按下可乐按钮时,售货机进 行减法运算,从投入的货币总值中减去可乐的价格同时启动相应的电机, 提取可乐到出货口。买绿茶和奶茶操作同理。操作完成后不再购买而按下 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,自动售货机进行一次交易要涉及加法运算、减法运算以及 在退币时的除法运算,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。 可通过操作属性把把自动售货机分为四个过程: (1) 投币过程 (2) 价格比较过程 (3) 选择商品过程 (4) 退币过程 可把自动售货机工作过程分为 4 个状态: (1) 初始状态 (2) 投币状态 (3) 购买状态 (4) 退币状态 初始状态,自动售货机内部各元件都处于复位状态,内部电机停止运 转,等待投币操作。
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投币状态。按下投币按钮,显示投币框,按下所投币显示屏显示投入、 消费、余额数值,当所投币超过商品价格时,相应价格选择按钮发生变化, 提示可以购买。 购买状态。按下可以购买的选择按钮,所选的商品出现在出货框中, 同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。 取走商品后出货框消失。 退币按钮。按下退币按钮,显示退币框,同时显示出应退币值及数量。 按下确认钮,则恢复初始状态。 到此为止,自动售货机的一个完整工作过程结束。

1.4 自动售货机工作原理
本文设计的是售可乐、绿茶和奶茶三种饮料的自动饮料机,它的售货 过程原理是: (1) 从投币口送入货币,然后经过传感器采集数据、识别器判别人民 币的面值。 (2) 识别器把信息数据传给通信模块。 (3) 通信模块与售货机的 主控系统通信,主控系统显示面值,启动售 货机的面板键,显示出哪个通道有货,哪个通道已售完,并等待顾客按键 选择商品。 (4) 顾客选择商品后,根据售出的商品包装类型的不同,采用 不同的 驱动技术把商品送出。 (5) 显示余额,如果金额足够多,顾客可以选择退 币或继续买商品; 如果款额不足, 售货机经过延时予以退币。 退币时是采取由大额面值到小 额面值输出钱币的顺序。 (6) 系统复零,完成售货。

1.5 自动售货机设计思路
本次设计的题目是自动售货机,主要是应用三菱 FX-2N 型 PLC 的梯形 图来设计控制程序,并简单介绍相关的知识,如:PLC 的编程语言、自动
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售货机的硬件组成等。 根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图, 再根据 PLC 的相关知识设计出它的外部接线图,结合梯形图和外部接线图 分析说明该设计的控制原理过程。 本次设计的重要部分是自动售货机梯形图的设计。首先就得根据设计 内容和控制要求准确画出它的顺序功能图,再根据所画出的顺序功能图准 确设计出它的梯形图,并反复调试做到程 序无误。具体的设计控制要求流 程、软硬件组成图、梯形图将会在后面进行详细介绍。

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第 2 章 PLC 自动售货机的硬件设计

2.1 设计目的
通过对自动售货机 PLC 控制系统的工作原理的分析、 系统设计、 编程、 及上机调试工作的实践,了解电器控制系统的一般设计思路,熟悉和掌握 外围电路系统和软件设计的方法。

2.2 自动售货机的设计要求
自动售货机是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位置的机械装置完成规定 动作,将货物输出,自动售货机的实际要求如下: (1) 自动售货机可投入五角、一元和五元的钱币。 (2) 所售饮料的价格为:可乐——3 元,绿茶——3.5 元,奶茶——4.5 元。 (3) 当投入的钱币总值超过所购饮料的标价时,所有可购买饮料的指 示灯均亮,作为购买提示(当投入的钱币总值超过 3 元,可乐指示灯亮; 当投入的钱币总值超过 3.5 元时,绿茶和可乐指示灯亮;当投入的钱币总 值超过 4.5 元时奶茶、绿茶和可乐的指示灯都会亮) 。 (4) 当可乐指示灯亮时,按选择可乐按钮,则排出可乐,8s 后自动停 止。 (5) 当绿茶指示灯亮时,按选择绿茶按钮,则排出绿茶,8s 后自动停 止。 (6) 当奶茶指示灯亮时,按选择奶茶按钮,则拍出奶茶,8s 后自动停 止。 (7) 系统根据顾客投入的钱币,判断钱币是否足够,若足够则 根据顾 客的要求自动售货,投币不足则给出提示。 (8) 购买饮料后,系统自动计算剩余钱币,若投入的钱币总值超过所
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需的钱数,则找钱指示灯亮自动售货机自动退出多余的钱。动作停止后按 退币按钮,可以退回余额,退回余额如果大于 5 元,则先退 5 元,再比较 余额如果大于 1 元,再退 1 元,如果小于 1 元则直接退 0.5 元的。 (9) 当退币或报警时则不能再投入钱币

2.3 I/O 分配表和 PLC 的选型
PLC 容量的选择除满足控制要求外,还应考虑留有适当的余 量,以作 备用。通常,一条逻辑指令占存储器一个字。计时、计数、移位以及算术 运算、数据传送等指令需占存储器的空间。在选择存储器容量时,一般按 实际需要的 10%至 25%考虑裕量。I/O 点数按实际需要的 10%至 15%考虑备 用。用户存储容量是指 PLC 用于存储用户程序的存储器容量。需要的用户 存储容量的大小由用户程序的长短决定。 I/O 点数即 PLC 面板上连接输入、输出信号用的端子的个数,常称为 点数,用输入的点数和输出的点数的和来表示。I/O 点数越多,外部可接入 的器件和输出的器件就越多,控制规模就越大。因此,I/O 点数是衡量衡 量 PLC 性能的重要指标之一。国际上流行将 PLC 的点数作为 PLC 规模分类 的标准,I/O 点数在 256 点以下的为小型 PLC,64 点及 64 点以下的为微型 PLC,总点数在 2048 点以上的为大型机。PLC 容量包括两个方面:一是 I/O 的点数;二是用户存储器的容量(字数) 。 PLC 物理结构的选择 本设计采用的是微型 PLC,其中外部输入端有五角、一元、五元投入 端口,可乐、绿茶、奶茶选择按钮,开始按钮,退币按钮;外部输出端有 可乐、绿茶、奶茶指示灯,退币指示灯,可乐、绿茶、奶茶输出端口,退 币端口,本设计采用一个小型电机控制电磁阀产生对饮料和钱币的输出, 在选择饮料的同时会有相应的指示灯亮,其指示采用的电是 经过变压器调 制成的 24V 电压,安全可靠。由此可知,系统所需的输入点数为 8 点,输 出点数为 11 点。根据以上分析,可选用 32 点(16I/16O)的 PLC,现选用 三菱公司的 FX2N-32MR 型 PLC, 这种类型的 PLC 能够满足功能的设计需要, 又在经济上得到了节省,完全符合设计需求。
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其 PLC 的 I/O 分配表如表 2-1 所示:

表 2-1 PLC 的 I/O 接线表 输入 设备 开始按钮 0.5 元 1元 5元 可乐按钮 绿茶按钮 奶茶按钮 退币按钮 SB0 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 输入 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 设备 可乐指示灯 绿茶指示灯 奶茶指示灯 找钱指示灯 可乐输出 绿茶输出 奶茶输出 0.5 元退币口 1 元退币口 5 元退币口 HL2 HL3 HL4 HL5 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 YV6 输出 输出 Y010 Y011 Y012 Y016 Y013 Y014 Y015 Y020 Y021 Y022

2.4 外部接线图
本系统是一个小型集中控制系统,PLC 选型主要取决于控制系统输入、 输出开关信号的数量、用户程序的长短及相关的功能。根据控制要求,I/O 点数在 32 个左右,选择性能价格比较适宜的三菱 FX2n-32MR,其中其输入 点为 16 点,输出点为 16 点,该 PLC 为继电器输出型。 了解各个控制对象的驱动要求,分析对象的控制要求,完成 PLC 硬件 结构配置。本设计中输入有开始按钮、钱币的投入按钮、选择饮料按钮、 退币按钮;输出有指示灯显示输出、饮料输出 、退币输出。这些功能都能 够通过 PLC 进行得到很好的控制;电机提供动力进行对饮料的输出。 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 2-1 所示:

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图 2-1 PLC 外部 I/O 接线图

该 PLC 自动售货机 I/O 接线图中, PLC 元件 X004,X005,X006, X007 是选择控制按钮,选择可乐,绿茶,奶茶。线圈 Y010,Y011,Y012, Y016,是作为指示灯的输出线圈。当你投币,选择可乐、绿茶,或奶茶时 的指示引导购物作用。按钮和指示灯,直接明了,方便简单,易于操作。

2.5 编程流程图
绘制出自动售货机 PLC 控制流程图,表达各控制对象的动作顺序,相 互间的制约关系。本文的流程图如图 2-2 所示:
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图 2-2 编程流程图

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第 3 章 PLC 自动售货机的软件设计

3.1 系统涉及 PLC 指令简介
3.1.1 比较指令 CMP 比较指令在 PLC 控制系统中是一条十分重要的功能指令,它将[S1]、 [S2]中的数据进行比较, 比较结果送到目的操作数[D]中, 如下图 3-1 所示, 当 X000 为 OFF 时,不执行 CMP 指令,M10,M11,M12 保持不变;当 X000 为 ON 时,执行 CMP 指令,[S1]、[S2]中的数据进行比较,即 C10 计数器值 与 K10(数值 K10)比较。如果 C10 当前值小于 10,则 M10=1;如果 C10 当前值大于 10,则 M12=1;如果 C10 当前值等于 10,则 M11=1。

图 3-1 CMP 指令使用说明

3.1.2 运算指令 运算指令有加法运算和减法运算,运用运算指令是用来计算钱币的总 值和剩余的钱币。 加法运算:加法运算指令是把指定的源元件中的二进制数相加,结果 送到指定的目标元件中,如图 3-2 所示。
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当 X000 为 1 时, (D0)+(D5)=(D6) ,运算是代数运算

图 3-2 加法运算使用说明图

减法运算:减法运算指令是把指定的源元件中的二进制数相加,结果 送到指定的目标元件中,如图 3-3 所示。当 X000 为 1 时, (D10)+(D12) =(D14) ,运算为代数运算。

图 3-3 减法运算使用说明图

3.2 部分程序注释
3.2.1 投币程序 X001、 X002、X003 为投币识别,每识别一次,即 X001、 X002 或 X003 接通一次,往寄存器 D10 中累加按键代表的相应金额,但是在报警和退币 的时候不可投币,此时继电器 M206 和 M208 会分别断开,此时投币无效, 只有在退币过程结束 4s 后,再投币才有效,若在 4s 内投币则直接退币。 M204 在系统上电按下启动键 X000 后接通后,M205 接通时方可开始下一 次操作。其具体梯形图如图 3-4 所示:

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图 3-4 投币梯形图

3.2.2 价格比较程序 寄 存 在 D10 中 的 货 币 金 额 和 商 品 的 单 价 相 比 较 , 如 第 一 句 中 如 果 (D10)>45,则 M6=1; (D10)=45,则 M7=1; (D10)<45,则 M8=1。 以此类推,其价格比较梯形图如下图 3-5 所示:

图 3-5 价格比较梯形图

3.2.3 根据投入的钱数指示灯显示程序 根据选择的饮料价格不同,投入的钱币多少,则饮料的指示灯亮的情 况也不一样,指示灯分别有 Y010,Y011 和 Y012 分别表示三种饮料的指示 灯, 具体表现将会在后面具体实例中体现, 指示灯的编程梯形图如下图 3-6 所示:

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图 3-6 指示灯显示梯形图

3.2.4 选择商品和送出部分 选择商品的输出,当投入的钱币达到规定的价格时,相对应商品的指 示灯就会亮,当按下所对应的按钮,则对应的商品就会输出。例如当钱币 足够时,选择可乐按钮即 X004,其中 X005 和 X006 的常闭触点起到互锁的 作用,这样的目的就是保证不能同时选择两种饮料,其具体的部分梯形图 如下图 3-7 所示:

图 3-7 选择商品输出程序图

3.2.5 找钱退币程序 自动售货机的退币键为 X007,当接通自动售货机 X007 按钮后,线路
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构成闭合,退币指示灯 Y016 亮,以表示系统退币正在进行中,这种显示 结果能够表明系统执行的完善性。其中常开开关 M34 作为自锁作用,目的 是在退币按钮选择以后,能够使时间继电器继续执行其要求的功能,即 亮 的时间由 T6 设置,这里设置 T6=40,就是亮 4s。其找钱程序如图 3-8 所 示:

图 3-8 找钱程序梯形图

自动售货机退币时,其系统根据用户所剩余额进行比较,当余额大于 或者等于 5 元时,先退币面值为 5 元的货币,然后再根据大于或者等于 1 元的余额退 1 元的货币,最后再退回 0.5 元的用户余额退回给用户。 其控制的过程就是先进行钱币的比较,如果剩余钱币满足大于五元, Y022 就会有结果,并且在总的剩余币值里面减去 5 元;如果剩余钱币不够 5 元,而大于一元,其结果就是 Y021 会显示动作,并且从总的钱币值中减 去所统计的一元的面值;有 5 角的,其 Y020 就会显示动作,并减去 5 角的 面值。在梯形图中,常开开关 Y020、Y021、Y022 所起的作用是自锁作用, 这样能够较为准确的控制钱币的输出。 其退币程序如图 3-9 所示:

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图 3-9 退币程序梯形图

3.3 梯形图和指令表
本设计的总梯形图和指令表见附录。
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第 4 章 具体事例的仿真

4.1 GX7CH 软件的简介
GX7CH 是一种模拟调试 PLC 梯形图的一种软件,它的出现给现代电 子行业带来了巨大的进步,它可以编写程序,调试程序,还可以显示效果, 利用这些功能可以仿真自己所设计的梯形图,看看是否能够达到预期的效 果,可以反复的修改、调试、运行,一直达到自己所要实现的目的,这样 可以在设计中节约成本,提高经济利用率,总之在模拟电路中起到了良好 的运用。 它具体的操作效果及步骤将会在下面设计中体现,具体一些显示图框 如图 4-1 和 4-2 及所示。

图 4-1 GX7CH 操作图

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图 4-2 GX7CH 输出显示图

4.2 具体事例的分析
例如向自动给售货机里面投入一个 1 元和 5 元的钱币, Y010、 则 Y011 和 Y012 都会显示亮, 当按下奶茶按钮之后, 则奶茶输出, Y015 显示亮, 即 买过之后退出钱币,找钱币灯亮,然后会退出钱币,即 Y020 和 Y021 显示 亮,梯形图的动作情况及输出结果的显示如下图所示:

图 4-3 投入 1 元后的调试梯形图

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图 4-4 投入 5 元后的程序调试梯形图

图 4-5 显示灯亮的梯形图
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图 4-6 灯亮软元件显示图

图 4-7 Y 软元件测试图
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图 4-8 选择奶茶后的程序动作梯形

图 4-9 输出奶茶程序动作梯形图

图 4-10 软元件输出奶茶显示图
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图 4-11 找钱的程序梯形图

图 4-12 退币指示灯和找钱动作软元件梯形

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图 4-13 退币指示灯程序梯形图

图 4-14 清零动作程序梯形图

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本次课程设计我的主要任务是用 PLC 实现自动售货机的功能。一个平 常看似简单使用方便的自动售货机,其实并不是那么容易就做成的。 本次 设计所做的只是 PLC 编程部分,通过仿真以此实现它的功能。 设计的自动售货机的功能主要是对饮料进行自动交 易,通过对 PLC 的 程序输入达到自动售货的目的。这次设计课题的效果是:当投入钱币时, 根据投入钱币的多少,自动售货机会自动判断,然后做出相应的结果即灯 亮的变化,根据顾客的选择,会自动输出要选择的饮料,并退还余额。 本设计的优点与缺点是:通过程序的自锁与互锁,能够正确的做出判 断,给出结果,设计出的自动售货机装置简单、易操作,结构线路设置容 易,耗能低,能够满足在一些商店和工厂无人售货的目的,老人和孩子都 能够运用:本设计的缺点有收获品种较少,识别的钱币有些限制。没有显 示器显示所投入的钱币总值。 本设计的结果能够满足设计需求,课题的效果明确,虽然售货品种少, 但是理论明确且统一,在此基础上可以增加输入与输出端口,以满足人们 在生活中的需求!

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谢 辞
本次课程设计我们的主要任务是用 PLC 实现自动售货机的功能。一个 平常看似简单使用方便的自动售货机,其实并不是那么容易就做成的。我 们本次设计所做的只是 PLC 编程部分,以此实现它的功能。 在接到题目后,起初感觉无从下手,在思考过一段时间后,我和同组 同学通过网络以及去图书馆查阅资料,获得了一些有关自动售货机以及 PLC 编程方面的信息。基于我们本学期所学习的 PLC 课程,我们自己尝试 着编写了程序。经过多次修改以及调试,我们最终获得成功,实现了预期 的功能。在设计中我们用到了光电开关、电磁阀、执行机构等我们没怎么 接触过的电子器件,之前我对这些元器件不是很了解,由于在设计中用到 了,我查阅了一些资料,对它们的原理以及应用有了深刻地认识。 经过不断的学习、 研究以及经过老师的指导.终于按时完成了课程设计. 设计主要研究的是自动售货机中有关于 PLC 的部分.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。所以说 , 自动售货机是今后小商品和饮料销售方式的一个很好的发展趋势 .它的出 现将极大的方便人们购买所需要的小商品. 通过本次课程设计,我的收获很大,对 PLC 的编程有了更进一步的掌 握,增加了我的实践动手能力。我看到了理论知识在实践应用中的重要性, 同时也看到理论并不等同于实践。另外,我还学会了一些基本软件的应用, 比如 GX7CH 等。本次课程设计通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及 对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富,在今后 的学习和工作中我将会受益匪浅。这将为将来我们走入社会,工作打下基 础。

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参考文献
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程序梯形图

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语句指令表

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