目录 ------------------------------------------ 自动售货机 ------------------------------------------ PLC ------------------------ 自动售货机PLC程序设计 1 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。 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。 2 当顾客通过自动售货机卖商品时,首理先通过选择按键把所需要买的 商品价格输入给BCD码编码器,把十进制数转化成BCD码(A),输入给寄存 器寄存起来,通过七段码数码管显示出来。然后顾客投入货币,转化成BCD 码(B),在数码管上显示出来。同时投入的钱币通过比较器与商品价格进行 能够比较,如果A=B,则风兴起发出警报,顾客需要再投入钱币,与上次 的进行累加,再比较,直到A=B,如果A=B,则比较器给售货机货口发出 信号,把所买的货物输出,并且A、B通过叫发起相减,算出剩余的钱,并 发出找钱信号,把余钱输出。自动售货机还有把每次卖出商品的价格疏导 累计器,进行累加,并且在寄存器上储存累加后总价钱,方便商家查询。 选择商品种类 商品价格 十进制转化BCD码编码器 C 寄存器 C 七段码显示器 报警 C C D 投入货币 A 投入钱币累加器【A+B] 比较器 [D=C或DC] 输出商品 D D C D=C或 D》C 发出信号 七段码显示器 D 寄存器 D 减法器 发出信号 发出信号 控制 清零 商家控制 D 找回余钱 反馈清零信号 延时3秒电路 商家控制 卖出商品累加 总和显示 七段码显示器 3 (1)抗干扰能力强,可靠性好 (2)控制系统结构简单,通用性强 (3)编程方便,易于使用 (4)功能完善 (5)设计、施工、调试、的周期短 (6)体积小,维护操作方便 (7)易于实现网络化 (8)可实现三电一体化 PLC在电子线路、机械结构以及软件结 构上都吸取了生产厂家长期积累的生 产控制经验,主要模块均采用大规模 与超大规模集成电路。I/O系统设计有 完善的通道保护与信号调理电路;在 结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等 都有周到的考虑。 PLC将电控(逻辑控制)、电仪(过程控制)和 电结(运动控制)这三电集于一体,可以方便、 灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统, 以适应各种工业控制的需要 4 1.条件控制功能 2.定时/记数控制功能 3.数据处理功能 数据处理功能是指PLC能进行数据传送、比较、移位、 4.步进控制功能 数制转换、算术运算、逻辑运算以及编码和译码等操作。 5.A/D与D/A 转换功 能 A/D与D/A 转换功能是指通过A/D、D/A模块完成模拟 6.运动控制功能 量和数字量之间的转换。 7.过程控制功能 8.扩展功能 过程控制功能是指通过PLC的PID控制指令或模块实 9.远程I/O功能 现对温度、压力、速度、流量等物理参数的闭环控制。 11.监控功能 10.通信联网功能 远程I/O功能是指通过I/O单元将分散在远 距离的各种输入、输出设备与PLC主机相 连接,进行远程控制,接收输入信号、传 出输出信号。 条件控制(或称逻辑控制或顺序控制)功能是指用 PLC的与、或、非指令取代继电器接触的串联、并联及 其他各种逻辑连接,进行开关控制。 5 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。 6 自动售货机的设计过程分析 为了方便分析,我们以一次交易过程为例。 1.先是进行对投币的记数,把投进的不同面值的 货币进行统计并存放到PLC中。 2.价格与所投的货币比较,当所投币值超过商品 价格时,相应价格选择按钮发生变化,3.提示可以 购买。 3.在有操作显示的条件下,进行对商品选购的操 作。 4.选购操作进行同时,同时PLC自动进行余额的处 理,并对所选商品进行提取。 5.按下退币的按钮,PLC会把余额以1元硬币和5角 硬币的形式进行退币处理,并同时PLC里寄存的余 额清零,返回到初始状态。 6.到此为止,自动售货机的一个完整工作过程结束 。 在设计之前先得构思一下,要 设计的自动售货机该有的系统 的控制要求。构思如下: 1.自动售货机只售3种商品。 2.自动售货机可识别5元、1元、 5角 硬 币。 3.自动售货机可退币1元、5角硬 币。 4.自动售货机有液晶显示功能。 5.实验中售货机忽略了各种故 障以及缺货等因素 7 分步程序设计 自动售货机系统主要包括:记币系统、比较系统、选择系统、提货系统 和退币系统,还有就是其他的运行监控系统和报警系统。 由图可以知道我是把 投进的不同货币,进 行不同的记录,并把 总数目都寄存到寄存 器D0中。为了避免小 数点的影响,我是把货币的数据化成整数进行处理的,这样 可以减少自己在编程时会出现的差错。X002~X004为设置为高 电平的输入,这样中间继电器M1~M3侧为一周期内都会保证 了X002~X004的输入有效。一方面避免了扫描漏了有投币的有 效反应;另一方面也可以避免了不良输入对记数的不良影响 8 为了实现数据的实时比较,用了一个特殊内部继电器M8000,在程序 执行过程中,M800始终保持闭合,FNC10 CMP是16位数据比较指令,用 它来比较余额和商品的价格。当余额大于等于某种商品价格时,程序使 相应的指示灯亮起来表示可以购买该种商品。为了优化程序,我都设计 了比较的价格是比商品的价格少1角的。因为余额都是五的倍数,少一 就可以达到等于或大于商品价格的意图了,还可以用上中间继电器来辅 助显示可选商品的等亮起来 9 在梯形图中,一是要使商品出现在出货框中,二是要实现内部 货币的运算。以第一步为例,按下选择汽水相应键,X005施加一个 脉冲的信号(只能接受一次的脉冲信号),X006,X007的常闭可以 保证了汽水的选购时就不能同时执行其他商品的选购运作。当X005 接收到一个脉冲信号时,在这个工作周期内,系统就会只对汽水进 行出货的操作,同时也会对余额进行扣除汽水价格的处理。这样就 完成了一次购买的执行。这时,系统又跑回了比较的过程中去了 10 系统可在顾客购买完饮料后 退回余币。按下退币按钮后, 数据寄数器D0内的币数除以10, 商的整数部分就是需要退回1元 硬币的个数并储存在D1上,余 数就自动的默认在D2上;在把 D2的数据除以5,商的整数部分 就是需要退回5角钱的个数,并 储存在D3中(这里由所可投的 货币限制来看,5角钱个数就只 有两种情况,0或1,故在选PLC 时可以只给这里的留一个端口 就行了。)选择退币的同时起 动2个退币电动机。2个感应器 开始记数,当感应器记币的个 数等于数据寄存器的退币数时, 退币电动机停止运转 11 还有就是其他的运行监控系统和报警系统。 主要的运行监控系统,包括有温度的监控, 光度的监控两个,都可以外接传感器进行单输入 单输出的简单操作。不妨构思一下,假设饮料的 温度要保持在4°C左右,用温度传感器设置售货 机里面温度在6°C时就给PLC一个开动制冷器的 信号,是一个持续的信号。当售货机里的温度达 到4.5°C时,信号断开。同样的光度监控就直接 用个光感来给PLC进行售货机照明的信号。 报警系统分为非故障报警和故障报警。如果是 非故障报警,只要通过网络通知送货车或者送 币车即可;如果是故障报警则需要通知维修人 员到现场进行维修。同时系统如果报警则要打 出回条给顾客,避免故障造成顾客损失。 12 指示灯 按钮 投币口 (1)该自动售货机可以同时投入5角、1元、 或5元纸币,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2元时, 汽水按钮指示灯亮;当投入的硬币总值等于或 超过2.5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3元时,汽水 按钮、果汁按钮和咖啡按钮同时亮 (3)当汽水按钮灯亮时,按汽水按钮,则汽水 会滚出到取货槽。 (4)当果汁按钮灯亮时,按果汁按钮,则果汁 会滚出到取货槽。 (5)当咖啡按钮灯亮时,按咖啡按钮,则咖啡 会滚出到取货槽。 (6)若投入的硬币总值超过所购商品的价 格(汽水2元,果汁2.5元,咖啡3元),则找钱 指示灯亮,同时进行找钱动作. 汽水2元 果汁2.5元 5角 1元 咖啡3元 5元 找钱 出币口 出货口 13 输入点地址 功能 输出点地址 功能 X0 X1 启动 暂停 Y0 Y1 汽水选择灯 汽水出货电机控制 X2 X3 X4 X5 X6 X7 5角输入 1元输入 5元输入 汽水选择 果汁选择 咖啡选择 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 果汁选择灯 果汁出货电机控制 咖啡选择灯 咖啡出货电机控制 5角传动电机控制 1元传动电机控制 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 5角退币感应器 1元退币感应器 出币选择 温度传感器 光度传感器 5角硬币传感器 1元硬币传感器 缺货传感器 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 出币选择灯 制冷控制 照明控制 5角缺币报警 1元缺币报警 缺货报警 此控制系统可 采用自动工作方式, 输入信号为汽水、 果汁、咖啡按钮、 5角、1元、5元钱 币投入识别口记数; 输出信号为汽水、 果汁、咖啡排出电 机、找钱电磁阀及 相应指示灯等16个 输入点,14输出点。 I/O地址定义如表 所示 14 COM COM1 COM2 COM3 COM4 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 ~220V 启动 暂停 5角输入 1元输入 5元输入 汽水选择 果汁选择 咖啡选择 5角退币感应器 1元退币感应器 出币选择 温度传感器 光度传感器 5角硬币传感器 1元硬币传感器 缺货传感器 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 汽水选择灯 汽水出货电机控制 果汁选择灯 果汁出货电机控制 咖啡选择灯 咖啡出货电机控制 5角传动电机控制 1元传动电机控制 出币选择灯 制冷控制 照明控制 5角缺币报警 1元缺币报警 缺货报警 出自 的动 接售 线货 图机 控 制 系 统 的 PLC 输 入 / 输 15 自 动 售 货 机 PLC 系 统 设 计 程 序 梯 形 图 16 自 动 售 货 机 PLC 系 统 设 计 程 序 梯 形 图 17 自动售货机控制系统实现了工艺的要求,实现可以进 行自动售卖的目的,其设计特点有: 1.最大限度的满足了被控对象的控制要求:通过资料的 搜集,根据工艺的要求,拟定了一套切实可行的电气控 制方案,解决了设备对物料的混合质量高、生产效率和 自动化程度高、适应范围广、抗恶劣工作环境等的目的。 2.考虑到生产的发展和工艺的改进,在选用PLC容量时, 应留有适当的裕量。 3.接线简单:由于将复杂的控制任务交给了PLC,所以接 线.运行可靠:由于电气线路的简化,减少了有触点元件, 同时也减少了系统的故障点,所以系统的可靠性得到提 高。 5.维护量小:由于减少了有触点元件,消除了许多故障 点,同时由于故障点的减少,提高了查找故障的速度, 维护工作得以减轻 18 TO:在座评委老师 感谢各位老师的欣赏与点评 感谢各位老师批评中的指导 祝你们事事顺意 19