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
