飲料自動(dòng)售貨機(jī)plc課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　PLC課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　課程名稱： 可編程控制技術(shù) </p><p>　　系： 電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： </p>&l

2、t;p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱： </p><p><b>　　2012年7月6日</b><

3、/p><p>　　一 自動(dòng)售貨機(jī)的理論背景與實(shí)際意義</p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)是一種全新的商業(yè)零售形式，20世紀(jì)70年代自日本和歐美發(fā)展起來。它又被稱為24小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。在日本，70％的罐裝飲料是通過自動(dòng)售貨機(jī)售出的；全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有50萬臺(tái)飲料自動(dòng)售貨機(jī)。在中國(guó),自動(dòng)售貨機(jī)1999年開始進(jìn)人中國(guó)市場(chǎng)．如今，在機(jī)場(chǎng)、地鐵、商場(chǎng)、公園等客流較大的場(chǎng)所，已不難

4、發(fā)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的身影。</p><p>　　從自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來看，它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對(duì)的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場(chǎng)地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了</p><p>　　它

5、的售貨領(lǐng)域非常廣泛，是發(fā)達(dá)國(guó)家商品零售的一種主要方式。近幾年，自動(dòng)售貨機(jī)逐漸被越來越多的消費(fèi)者所接受。但由于售貨機(jī)分布零散、范圍廣闊的特點(diǎn)，自動(dòng)售貨機(jī)在為消費(fèi)者帶來方便的同時(shí)，也為經(jīng)營(yíng)者在監(jiān)控、管理、維護(hù)等方面帶來很大的不便。目前售貨機(jī)運(yùn)行的各種情況都需要由人工判斷，包括缺貨、缺零錢、幣箱已滿、售貨機(jī)機(jī)械故障等，經(jīng)營(yíng)者普遍采用人工定時(shí)巡回視察的管理辦法，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又無法及時(shí)準(zhǔn)確獲取自動(dòng)售貨機(jī)狀態(tài)報(bào)告，給經(jīng)營(yíng)者增加了管理成本和難度，也有

6、可能給消費(fèi)者的正常消費(fèi)造成不便。 　　本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)可以使自動(dòng)售貨機(jī)的經(jīng)營(yíng)者可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)的銷售狀況進(jìn)行商品銷售狀況分析，預(yù)測(cè)商品的銷售走勢(shì)，確定合理的采購和配送策略，以期獲得最高的投資回報(bào)率。同時(shí)售貨機(jī)的一些故障信息和警報(bào)信息可以實(shí)時(shí)的傳送到相應(yīng)運(yùn)營(yíng)人員，從而可以在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決問題。</p><p>　　二 飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>

7、　?。ㄒ唬⒃O(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1．進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)所學(xué)理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用能力。</p><p>　　2．掌握一般電氣設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　3．掌握一般電氣設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的施工設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試方法。</p><p>　　4．培養(yǎng)查閱圖書資料、工具書的能力。</p&g

8、t;<p>　　5．培養(yǎng)工程繪圖、書寫技術(shù)報(bào)告的能力。</p><p><b>　?。ǘ⒖刂埔?lt;/b></p><p>　　1、自動(dòng)售貨機(jī)可投入1角、5角、1元的硬幣。</p><p>　　2、當(dāng)投入的硬幣總值大于等于2元時(shí)，汽水指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值大于等于3元時(shí)，汽水及橙汁指示燈亮。</p><p

9、>　　3、當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按放汽水按鈕，則放出汽水，8s后，自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)，汽水指示燈閃爍。</p><p>　　4、當(dāng)橙汁指示燈亮?xí)r，按放橙汁按鈕，則放出橙汁，8s后，自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)，橙汁指示燈閃爍。</p><p><b>　　（三）、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1．簡(jiǎn)述本設(shè)計(jì)的意義。根據(jù)控制要求，制定合理

10、的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　2．硬件選型并進(jìn)行硬件電路（接口電路）設(shè)計(jì)。</p><p>　　3．控制程序的設(shè)計(jì)（并加以注釋）。</p><p><b>　　4．監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　選擇工業(yè)領(lǐng)域流行的組態(tài)軟件，然后經(jīng)過制作監(jiān)控界面、畫面屬性設(shè)置及與PLC進(jìn)行通信等步驟完成監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（必須

11、要有設(shè)計(jì)過程）。</p><p><b>　　5．模擬調(diào)試 </b></p><p>　　6．編寫設(shè)備的電氣工作原理說明及其使用說明。</p><p>　　三 飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的題目是飲料自動(dòng)售貨機(jī)，主要是應(yīng)用西門子S7200型PLC的順序控制設(shè)計(jì)法專用指令來設(shè)計(jì)控制

12、程序，并簡(jiǎn)單介紹相關(guān)的知識(shí)，如：PLC的定義、PLC的編程語言、PLC的硬件組成、組態(tài)仿真等。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù)PLC的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出它的外部接線圖，結(jié)合梯形圖和外部接線圖分析說明該設(shè)計(jì)的控制原理過程。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的重要部分是設(shè)計(jì)部分，即飲料自動(dòng)售貨機(jī)順序功能圖和梯形圖的設(shè)計(jì)。首先就得根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求準(zhǔn)確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖用專用指

13、令準(zhǔn)確設(shè)計(jì)出它的梯形圖，這樣才能真正理解本次飲料自動(dòng)售貨機(jī)的控制原理。</p><p>　　四 PLC的工作原理</p><p>　　PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本是一致的，可以簡(jiǎn)單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。PLC通電后，首先對(duì)硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)（見圖1）。但是PLC也有它自己的特點(diǎn)，PLC在確定了

14、工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工作</p><p>　　五 PLC的硬件組成</p><p>　　PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口、電源等幾部分組成。其中，CPU是PLC的核心；輸入單元/輸出單元是CPU與現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出設(shè)備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計(jì)算機(jī)等外部設(shè)備，其硬件構(gòu)成圖如圖2。&l

15、t;/p><p>　　圖2 PLC硬件組成</p><p>　　六 飲料自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能</p><p>　　日常生活中，我們見到的飲料售貨機(jī)可以銷售不同種類的飲料。售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。例如本次飲料自動(dòng)售貨機(jī)要求：售貨機(jī)中有2種商品，汽水價(jià)格為2元，橙汁為3元。當(dāng)投入的硬幣總值超過2

16、元時(shí)，汽水指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值超過3元時(shí)，汽水及橙汁指示燈亮。當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按放汽水按鈕，則放出汽水，8s后，自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)，汽水指示燈閃爍。當(dāng)橙汁指示燈亮?xí)r，按放橙汁按鈕，則放出橙汁，8s后，自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)，橙汁指示燈閃爍。</p><p>　　此時(shí)售貨機(jī)繼續(xù)進(jìn)行等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時(shí)不再購買而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完

17、成此次交易。由此看來，飲料自動(dòng)售貨機(jī)一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以及在退幣時(shí)的除法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識(shí)別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。</p><p>　　七 自動(dòng)飲料售貨機(jī)的I/O點(diǎn)分配及外部接線圖</p><p>　　輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件。 PLC通過輸入接口可以檢測(cè)被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以

18、這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí)PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。本次飲料自動(dòng)售貨機(jī)的I/O點(diǎn)的分配如表一所示。I/O接線圖如圖4所示。</p><p><b>　　表一</b></p><p><b>　　圖3 外部接線圖</b></p><p>　　八 自動(dòng)飲料售貨機(jī)的

19、順序功能圖</p><p>　　圖4 飲料自動(dòng)售貨機(jī)順序功能圖</p><p>　　九 自動(dòng)飲料售貨機(jī)的梯形圖</p><p>　　梯形圖是用的最多的PLC圖形編程語言。梯形圖語言是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達(dá)符號(hào)的基礎(chǔ)上演變而來的。它與電器控制線路圖相似。繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、

20、實(shí)用的特點(diǎn)。因此，這種編程語言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知，是應(yīng)用最廣泛的PLC的編程語言，是PLC的第一編程語言。</p><p>　　在梯形圖中，有兩根豎直的直線，被稱為母線，西門子PLC只保留了左邊的母線，而把右邊的母線略去不寫。在梯形圖中引入了“能流”的概念。左邊的母線就如電源的“正極”，而右邊的母線就如電源的“負(fù)極”。如果有“能流”從左至右流向線圈，則線圈被激勵(lì)。如果沒有能流，則線圈未被激勵(lì)，“能流”在任何

21、時(shí)刻都不會(huì)通過接點(diǎn)自右向左流。飲料自動(dòng)售貨機(jī)梯形圖見圖6所示。</p><p>　　圖6 飲料自動(dòng)售貨機(jī)梯形圖</p><p>　　十 飲料自動(dòng)售貨機(jī)的組態(tài)仿真</p><p><b>　　第一、新建工程</b></p><p>　　1打開組態(tài)王6.53快捷方式，進(jìn)入工程管理器，點(diǎn)擊新建。</p>&l

22、t;p>　　2設(shè)備的選擇，點(diǎn)擊COM1，雙擊新建，完成設(shè)備的選擇</p><p>　　第二、數(shù)據(jù)詞典中對(duì)變量進(jìn)行定義；</p><p>　　點(diǎn)擊數(shù)據(jù)詞典，雙擊新建</p><p><b>　　變量定義完成！?。?lt;/b></p><p><b>　　第三、畫面設(shè)計(jì)</b></p>

23、<p><b>　　點(diǎn)擊畫面，雙擊新建</b></p><p><b>　　進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　下面進(jìn)行動(dòng)畫的連接</b></p><p><b>　　雙擊圖標(biāo)</b></p><p><b>　　第四、命

24、令語言設(shè)計(jì)</b></p><p>　　點(diǎn)擊命令語言，應(yīng)用程序命令語言，進(jìn)行設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)完成</b></p><p><b>　　十一 心得體會(huì)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，我受益匪淺。課程設(shè)計(jì)是一次綜合性的實(shí)踐，它將各種知識(shí)結(jié)合到一起綜合運(yùn)

25、用到實(shí)踐上來擴(kuò)展、彌補(bǔ)、串聯(lián)所學(xué)的知識(shí)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我得到了很多收獲。首先，了解了PLC的基本知識(shí)和在控制領(lǐng)域的作用及地位。其次掌握了順序功能圖和SFC專用指令梯形圖的編寫，學(xué)會(huì)了使用S7—200編程軟件及組態(tài)王軟件的基本應(yīng)用，同時(shí)掌握了如何收集、查閱、應(yīng)用文獻(xiàn)資料，如何根據(jù)實(shí)際需要有選擇的閱讀書籍和正確確定系統(tǒng)所要使用的元器件的類型。再次，在精神方面鍛煉了思想、磨練了意志。面對(duì)存在的困難首先分析問題根據(jù)目的要求確定可實(shí)現(xiàn)的部分，定

26、出那不準(zhǔn)的方面找同學(xué)和老師討論研究，再完善、再修改、再發(fā)現(xiàn)問題、再解決培養(yǎng)了自己的耐心、恒心及遇事不亂的精神?？傊颐靼琢死碚摵蛯?shí)踐之間存在的距離只有靠不斷的思考不斷的動(dòng)手才能將所學(xué)的知識(shí)真正運(yùn)用到實(shí)踐上來。在課程設(shè)計(jì)中我的很多方面的能力都得到了提高，尤其在PLC軟件編程方面讓我感觸頗深。我個(gè)人認(rèn)為軟件設(shè)計(jì)是個(gè)既靈活又細(xì)膩的工作，它要求耐心和細(xì)心去不斷完善，同時(shí)還需要有良好的邏輯思維能力。通過這次課程設(shè)計(jì)，我分析問題和解決問題的能力有