基于信捷PLC自动售货机设计.docVIP

自动售货机控制系统的设计 1.1 总体设计的要求 （1）此自动售货机可以投入1元、5元、10元。 （2）它提供三种饮料：汽水、花茶和咖啡。 （3）当顾客投币后，系统将会对钱币进行累加，投币总额会显示在数码管上。 （4）如果投入大于或超过12元时，则汽水指示灯亮，表示只可以选择汽水；如果投入大于或等于15元时，汽水和花茶的指示灯亮，表示只可以选择汽水和花茶；如果投入大于或等于20元，汽水、花茶和咖啡指示灯亮，表示三种均可选择。 （5）汽水指示灯亮后，按汽水按钮，则自动售货机送出汽水1罐，同时汽水指示灯熄灭。当花茶指示灯亮后，按花茶按钮，则自动售货机送出咖啡1罐，同时花茶指示灯熄灭。当咖啡指示灯亮后，按咖啡按钮，则自动售货机送出咖啡1罐，同时咖啡指示灯熄灭。 （6）如果顾客投入的总值超过所选物品的价值时，在购买完商品之后按下退币按钮，自动售货机将自动将余款退还顾客，退币指示灯熄灭。 （7）如果当客户投入硬币后又不想买东西了，按下退币按钮，自动售货机将会自动退币。 1.2 总体设计的功能： 检测功能 ●检测投入的钱币的数量 ●检测用户选择的饮料种类：汽水或咖啡 ●检测剩余钱币的总值 ●检测是否需要退币 ●检测退出的币值 控制功能 ●控制汽水、花茶和咖啡指示灯的亮灭 ●控制商品驱动机构 ●控制退币指示灯的亮灭 ●控制找钱执行机构 1.3 总体设计的目的和意义 PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术的发展息息相关，这些高新技术的发展推动了PLC的发展，而PLC的发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了他们的发展。本次设计就在于结合PLC的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足，利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定的运行。 1.4 设计前的准备工作 （1）上网查找关于自动售货机的资料并收集起来，了解其工作原理以及工作的全部过程。 （2）实地研究，观察自动售货机外观，亲身体验购买过程，进一步了解其工作步骤。 （3）根据收集的资料以及实地研究，最终确定方案，开始着手设计。 第二章 元件的选择 2.1 PLC的选型 2.1.1 可编程控制器特点 可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC），PLC的最大特点是控制过程以程序方式存在存储器内，只要修改存储器中的程序就能改变生产工艺的控制过程，而不需要对硬件连线作多大的改变。改变程序比改变硬件连线的方式容易的多，所以PLC很快就得到广泛运用。PLC被认为是真正的工业控制计算机，在工业自动化控制系统中占有极其重要的地位，最重要的原因是它具有如下独特的优点： 1.可靠性高，抗干扰能力强。 2.编程简单易学，方便 。 3.对环境要求低，适应性强。 4.与其他装置配置连接方便。 2.1.2 可编程控制器的基本结构 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,输人输出接口电路、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2-1所示，为PLC的基本结构简化框图 图2-1 PLC的简化框图 2.1.3 信捷XC3系列PLC 信捷XC3系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监控及控制的自动化。其强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此信捷XC3系列具有极高的性能/价格比。 信捷XC3系列PLC的功能很强大，其出色的表现体现在以下几个方面。 极高的可靠性 极丰富的指令集 易于掌握 便捷的操作 丰富的内置集成功能 实时特性 强劲的通讯能力 丰富的扩展模块 信捷XC3系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。试用范围可覆盖从代替继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等，如图2.2所示： 图2-2 信捷XC3系列PLC硬件 2.2 相关元器件的选型 2.2.1 继电器 继电器是当输入量（如电压、电流、温度等）达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制回路（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 直流继电器是当继电器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动触电工作：常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力小时，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原。 2.2.2 光电传感器