河北化工医药职业技术学院毕业论文
第四章 自动售货机控制系统的控制原理
在本控制系统中,自动售货机只售2种商品，即可乐和汽水。自动售货机可识别1元、5角、1角硬币；自动售货机可退币1角硬币。其控制原理是：首先由顾客投入钱币,然后顾客按下商品选择开关,经钱币识别器后将信号送给 PLC。由用户编写的 PLC程序运行可以识别出钱币的真伪以及币值,并显示投入钱币的数值,同时与商品的价格比较。当投入的钱币满足某商品的购买价格后,则可以购买该商品的指示灯亮。PLC通过计算还可以显示出余额数值,商品驱动机构收到控制信号后即出货电磁阀动作,送出商品,若有余额,则退币电动机动作,可以退出余额数值的相应币值,同时完成内部清零过程。这样就完成一次商品提货过程。该自动售货机还具有售货囗故障处理和商品低液位报警等功能。整个过程由1台PLC控制。自动售货机控制原理示意图见图5。
响铃报警 商品选择开关 各种指示灯 PLC 钱币识别器 出货电磁阀
图5 自动售货机控制原理示意图
退币电动机 第五章 系统设计部分
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（一）系统的硬件设计
1．操作面板设计 如图6：
图6
币值计数电路
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出货电路
2．机型选择
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。根据此控制系统的要求,I/O点数在34个,输入点为14点,输出点为20点。并且考虑到为以后的I/O扩展,我们选择了性能价格比较高的西门子点数之和为24点的主机CPU224 ,其中输入点为14点,输出点为10点；可以有7个扩展模块，有内置时钟，有更强的模拟量和高速计数的处理功能。
I/O扩展模块选择两个输出扩展模块EM222。 各模块在I/O链中的位置排列方式如图7所示：
主 机 CPU224 模 块1 EM222 DO8 DC24V 模 块2 EM222 DO8 DC24V
图7 模块连接方式
各模块的编址情况如图8所示：
主机I/O I0.0 I0.1 I0.2
模块1I/O Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q2.0 Q2.1 Q2.2 模块2I/O Q3.0 Q3.1 Q3.2 13
河北化工医药职业技术学院毕业论文 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 Q0.6 I0.7 Q0.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Q2.3 Q2.4 Q2.5 Q2.6 Q2.7 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 图8 各模块编址
3．I/O点配置
在选择好PLC的机型后,就可以进行该控制系统的硬件接口设计,考虑到编程简单、检查方便和接线容易等因素,我们编制了控制系统的输入输出I/O地址分配表,如表1所示： 表1 输入输出地址分配 输入信号 名称 代码 地址编号 人工复位 SF1 I0.0 选汽水按钮 SF2 I0.1 选可乐按钮 SF3 I0.2 汽水低位 BS1 I0.3 可乐低位 BS2 I0.4 汽水口故障 KF1 I0.5 可乐口故障 KF2 I0.6 消铃按钮 SF I0.7 投0.1元 KF3 I1.0 投0.5元 KF4 I1.1 投1元 KF5 I1.2 结帐按钮 SF4 I1.3 投假币 KF6 I1.4 总价显清按钮 SF6 I1.5 输出信号 名称 代码 地址编号 响铃 PB Q0.0 汽水灯 PG1 Q0.1 可乐灯 PG2 Q0.2 补余款灯 PG3 Q0.3 汽水出口 QA1 Q0.4 可乐出口 QA2 Q0.5 找钱口 QA3 Q0.6 找钱器 QA4 Q0.7 小数点 PG3 Q1.0 a A Q2.0 b B Q2.1 c C Q2.2 d D Q2.3 e E Q2.4 f F Q2.5 g G Q2.6 数码管的个位 PG4 Q3.0 数码管的十位 PG5 Q3.1 数码管的百位 PG6 Q3.2 数码管的千位 PG7 Q3.3
4.PLC及扩展模块外围接线图
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图9 自动售货机系统PLC及扩展模块接线图
（二）程序的设计
1．软件结构
根据控制系统的工作原理及硬件设计,该系统的软件采用模块化的设计方法,其主要由初始化、投币过程、价格比较过程、商品选择、显示、退币和报警等模块组成,其中一些主要模块的功能如下: （1）初始化模块
① 硬件初始化。对系统中各硬件资源设定明确的初始化状态,包括对可编程器件初始化,各I/O口初始状态设定等。
② 软件初始化。包括堆栈初始化、状态变量初始化、各软件标志初始化、各变量存储单元初始化、系统参数初始化。 （2）投币模块
在投币过程中,每投下一枚硬币,经钱币识别器把信号传递给PLC，该模块将完成辨别硬币的真伪和判定具体的币值,可以进行钱币的累加,并显示出相应的币值,余额也增加同样的币值。 （3）价格比较模块
投币完成后,系统会将在总额中钱币数据和可以购买的商品价格进行区间比较：若大于或等于商品1的价格,则可以购买商品1，指示灯1亮；若大于或等于商品2的价格,则指示灯2亮,以此类推。
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