课题一: 饮料自动售货机控制系统设计
一. 饮料自动售货机概况及控制要求
饮料自动售货机有两种已经配制好的饮料储液桶，一种为汽水，另一种为橙汁，分别由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种。
1、自动售货机可投入1角、5角、1元的硬币。
2、当投入的硬币总值超过2元时，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过
3元时，汽水及橙汁指示灯亮。
3、当汽水指示灯亮时，按放汽水按钮，则排出汽水，8 s后，自动停止，
且汽水指示灯熄灭。
4、当橙汁按钮指示灯亮时，按放橙汁按钮，则排出橙汁，8 s后，自动停
止且橙汁指示灯熄灭。
5、若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水2元，橙汁3元）时，找钱
指示灯亮，并找出多余的钱。
二.设计任务
1. 设计和绘制电气控制原理图或PLC I/O接线图、功能表图和梯形图，编写指令程序清单。
2.选择电气元件，编制电气元件明细表。
3.设计操作面板电器元件布置图。
4.上机调试程序。
5.编写设计说明书。
目录
第1章概述 (6)
第2章总体设计方案 (7)
第3章硬件电路设计 (8)
3.1 PLC型类选择 (8)
3.2 PLC I/O口分配 (8)
3.3 系统硬件接线图 (8)
第4章软件设计 (10)
4.1 程序流程图 (10)
4.2 梯形图 (10)
第5章实验调试 (14)
第6章总结 (15)
参考文献 (16)
附录A 梯形图…………………………………………………….
附录B 语句表 (17)
第1章概述
饮料自动售货机有两种已经配制好的饮料储液桶，一种为汽水，另一种为橙汁，分别由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种。
如图所示。
1、自动售货机可投入1角、5角、1元的硬币。
2、当投入的硬币总值超过2元时，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过
3元时，汽水及橙汁指示灯亮。
3、当汽水指示灯亮时，按放汽水按钮，则排出汽水，8 s后，自动停止，
且汽水指示灯熄灭。
4、当橙汁按钮指示灯亮时，按放橙汁按钮，则排出橙汁，8 s后，自动停
止且橙汁指示灯熄灭。
5、若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水2元，橙汁3元）时，找钱
指示灯亮，并找出多余的钱。
第2章总体设计方案
要实现售货机的自动售货功能，其自动控制控制系统主要包括：计币系统、比较系统、选择系统、饮料供应系统以及退币系统。
1.计币系统：
计币以1角为单位。
当有币投入时，将相应的硬币值存放到一个已经清零的寄存器VW0中，再次投币时进行累加。
2.比较系统：
投币完成后，当投入的硬币总值超过2元时，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过3元时，汽水及橙汁指示灯亮。
3.选择系统：
当按下汽水或橙汁按钮时，相应的指示灯进行闪烁。
当饮料供应完毕时，停止闪烁。
4.饮料供应系统：
按下选择按钮时，相应的阀门打开，饮料输出，时间为8秒。
同时硬币总值减去相应的购买币数。
5.退币系统：
当购买完成后还有剩余，退币指示灯亮，按下退币按钮进行退币。
第3章 硬件电路设计
3.1 PLC 类型选择
根据饮料自动售货机示意图，控制系统选用西门子S7-200系列的CPU 224 XP CN 。
其数字量I/O 点数为14入/10出，可以满足控制要求且留有充足的裕量。
3.2 PLC I/O 口分配
根据设计要求，PLC 控制系统有6个输入信号：3个投币信号，两个购买信
号，1个退币信号；6个输出信号：3个指示灯信号，3个执行信号。
饮料自动售货机的I/O 端口分配如表1所示。
表1 I/O 口分配表
3.3 系统硬件接线图
根据所选PLC 类型，以及设定好的
I/O 点分配情况，可设计出PLC 的外部硬件接线图，如图3-1所示。
图3.1 硬件接线图
1 角 I0.0 5 角 I0.1 1 元 I0.
2 买汽水 I0.
3 买橙汁 I0.
4 退币 I0.5
输 出 输 入 汽水灯 Q0.0 橙汁灯 Q0.1 倒汽水 Q0.2 倒橙汁 退
币
灯
退
币 Q0.3 Q0.4 Q0.5
其中YV1，YV2是两种饮料的阀门。
当投入的硬币总值达到饮料购买金额时，
相应的指示灯亮。
当购买完成时，还有余额，退币指示灯亮，按下退币按钮时，
YV3工作进行退币
第4章软件设计
4.1 程序流程图
饮料自动售货机控制系统的工作过程主要包括：投币并进行累加，硬币总值与饮料的购买价格进行比较显示可购买的饮料，选择购买，饮料供应，硬币剩余总值计算，退币。
根据上述过程可画出饮料自动售货机的流程图如图 4.1所示。
图4.1 程序流程图
4.2 梯形图
LD SM0.1
MOVW +0, VW0
LD I0.0
EU
+I +1, VW0
LD I0.1
EU
+I +5, VW0
LD I0.2
EU
+I +10, VW0
LDW>= VW0, +20
AN Q0.2
= M0.0
LDW>= VW0, +30
AN Q0.3
= M0.1
LD I0.3
EU
A M0.0
O Q0.2
AN Q0.3
AN T37
TON T37, +80
= Q0.2
LD Q0.2
ED
-I +20, VW0
LD M0.0
LD SM0.5
A Q0.2 OLD
= Q0.0
LD I0.4
EU
A M0.1
O Q0.3
AN Q0.2
AN T38
TON T38, +80 = Q0.3
LD Q0.3 ED
-I +30, VW0
LD M0.1
LD SM0.5
A Q0.3 OLD
= Q0.1
LD Q0.2
ED
LD Q0.3
ED
OLD
O Q0.4 AW> VW0, +0 = Q0.4
LD I0.5
O Q0.5 AW> VW0, +0 = Q0.5
LD SM0.5 EU
A Q0.5 DECW VW0
第5章实验调试与分析
在调试软件上输入梯形图后，经编译发现有错误，原来是加法器选择出现错误，本应选择ADD_I,而实际选择了ADD_R，修改后没有错误了。
将程序下载到PLC后进行调试。
动作3次I0.0，1次I0.1，2次I0.2（即投入2元8角）后，汽水指示灯Q0.0亮。
按下买汽水按钮I0.3，开始倒汽水，用Q0.2亮表示，汽水指示灯闪烁8秒，表示倒汽水时间。
8秒后，硬币还有剩余，退币指示灯Q0.4亮，按下退币按钮I0.5，开始退币，用Q0.5亮表示。
退币完成后灯熄灭。
动作4次I0.3，2次I0.2，4次I0.0（即投入5元4角）后，汽水灯Q0.0，橙汁灯Q0.1亮。
操作同上。
按下I0.3，Q0.0闪亮8秒，Q0.1常亮。
按下I0.4，Q0.1闪亮8秒，Q0.0常亮。
8秒后，Q0.0和Q0.1同时熄灭，退币指示灯亮，按下I0.5，开始退币，退币完成后，Q0.4熄灭。
第6章总结
在目前这种快节奏的社会中，自动售货机深受广大上班族的欢迎，很多城市的公共场所都放置了自动售货机。
本次设计主要设计自动售货机的工作过程。
拿到任务时，觉得这设计有点难度，因为他和我们所学的区别。
我们平时学的PLC编程主要是对顺序功能图的编程，我们只需画出顺序功能图，然后一步一步的设计梯形图就好了。
但本设计经分析发现，顺序功能图很难实现，要用到程序流程图。
在设计的过程中，我再次的复习了课本，对一些指令有了深入的了解，很多以前不太懂的，通过再次复习有了长足的进步。
课程设计是一项工作量大，难度较大的设计，个人的力量总是有限的，书本上的总是有局限的。
因此，团队合作，大量查阅课外资料是此次设计成功的关键。
我们在课外书本上找到一篇类似的设计，但和我们的设计要求有点区别，于是我们在这基础上做了修改，就满足我们的设计要求。
由于缺乏阅历和实际经验，我在设计时还有许多不足的地方。
我相信本次课程设计对我来说是一次很好的锻炼，对我以后的学习和工作有很大的帮助。
我也会加油，希望自己在这方面有长足的发展。
附录A 梯形图
附录B 语句表
.专业整理.。