自動售貨機(jī)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì).docx

1、自動售貨機(jī)的PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動售貨機(jī)是一種全新的商業(yè)零售形式，20世紀(jì)70年代自日本和歐美發(fā)展起來。它的出現(xiàn)是勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求新的流通渠道，相對于超市、百貨購物中心等流通渠道而言，場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。自動售貨機(jī)的售貨領(lǐng)域非常廣泛，是發(fā)達(dá)國家商品零售的一種主要方式。近幾年，自動售貨機(jī)逐漸被越來越多的消費(fèi)者所接受。采用可編程控制器實(shí)現(xiàn)自動售貨機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不僅編程方便，而且增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。1自動售貨機(jī)功能分析1.自動售貨機(jī)有3個投幣孔，分別為1元、5元和10

2、元。2售貨共有3種飲料供選擇，分別為汽水、花茶和咖啡。3如投幣總額超過銷售價格，將可由退幣鈕找回余額。4投幣總額或當(dāng)前值顯示在7段數(shù)碼管上。5投幣值等于或大于12元時，汽水指示燈亮，表示只可選擇汽水。6投幣值等于或大于15元時，汽水和花茶指示燈亮，表示只可選擇汽水和花茶。7投幣值等于或大于20元時，汽水、花茶和咖啡指示燈亮，表示3種均可選擇。8按下要飲用的飲料按鈕，則相對應(yīng)的指示燈開始閃爍，3s后自動停止，表示飲料已經(jīng)掉出。9動作停止后按退幣鈕，可以退回余額，退回金額如果大于10元，則先退10元再退1元，如果小于10元則直接退1元的。1.1.1 自動售貨機(jī)的基本功能1. 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

3、、接線圖、時序圖等； 2. 系統(tǒng)有啟動、停止功能； 3. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序；4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；5. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自動售貨機(jī)的控制要求。自動售貨機(jī)PLC程序設(shè)計(jì)3.1 仿真實(shí)驗(yàn)中售貨機(jī)的分析由于售貨機(jī)的全部功能是在上位機(jī)上模擬的，所以售貨機(jī)的部分硬件是由計(jì)算機(jī)軟件來模擬代替的。如錢幣識別系統(tǒng)，可以用按某個“仿真對象”輸出一個脈沖直接給PLC發(fā)布命令，而傳動系統(tǒng)也是由計(jì)算機(jī)直接模擬的，這些并不會影響實(shí)際程序的操作，完全能模擬實(shí)際自動售貨機(jī)的運(yùn)行。(1)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)假設(shè)a、由于是在計(jì)算機(jī)上模擬運(yùn)行的，實(shí)驗(yàn)中有些區(qū)別于實(shí)際情況的假設(shè)

4、：b、自動售貨機(jī)只售出三種商品；c、自動售貨機(jī)可以識別10元、5元、1元；d、自動售貨機(jī)可以退幣10元、5元、1元；e、自動售貨機(jī)有液晶顯示功能；f、試驗(yàn)中售貨機(jī)忽略了各種故障以及缺貨等因素；(2)一次交易過程分析為了方便分析，以一次交易過程為例a、初始狀態(tài)：有電子標(biāo)簽顯示各商品價格，顯示屏顯示界面，此時不能購買任何商品；b、投幣狀態(tài)：按下投幣按鈕，顯示投幣框，按下所投幣值，顯示屏顯示投入、消費(fèi)、余額數(shù)值，當(dāng)所投幣值超過某商品價格時，相應(yīng)商品選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購買。c、購買狀態(tài)：按下可以購買的選擇按鈕，所選的 出現(xiàn)在出貨框中，同時顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費(fèi)情況相應(yīng)變化。取走商品則出貨框

5、消失。d、退幣狀態(tài)：按下退幣按鈕顯示退幣框，同時顯示相應(yīng)的退幣值和數(shù)量，按下確認(rèn)按鈕則恢復(fù)初始狀態(tài)。到此為止，自動售貨機(jī)的一個完整工作結(jié)束。這也是本仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。3.2 設(shè)計(jì)任務(wù)的確定根據(jù)控制要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行自動售貨機(jī)運(yùn)行原理設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括： 1. 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等； 2. 系統(tǒng)有啟動、停止功能； 3. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序；4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；

6、5. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自動售貨機(jī)的控制要求。3.3 程序設(shè)計(jì)部分仿真程序的編寫利用利用組態(tài)軟件FORCECONTROL2.6，下位機(jī)程序的編制則利用PLC專用編程軟件歐姆龍完成的。PLC程序已經(jīng)介紹，現(xiàn)在我們看一下仿真界面設(shè)計(jì)。(1)銷售機(jī)背景的設(shè)計(jì)售貨機(jī)背景是一個不動的畫面，可以利用圖片處理的方法按照制定樣式的功能畫出售貨機(jī)的整體。先分幾部分進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，如圖6-1所示。(2)顯示屏部分的設(shè)計(jì)顯示屏部分的設(shè)計(jì)利用了組態(tài)軟件設(shè)計(jì)兩個顯示畫面，一個是未交易時初始狀態(tài)的歡迎界面如圖6-2，在交易過程中的幣值顯示畫面如圖6-3所示 ，其中圖6-1中的歡迎字符是可以閃爍變化的，aaaa字符可以顯示系

7、統(tǒng)時間，圖3-2中的8888用來顯示幣值，它們均是可以定義的變量。圖1-3-13售貨機(jī)背景 圖1-3-14 歡迎界面 圖1-3-15 幣值界面（3）標(biāo)簽設(shè)計(jì)電子標(biāo)簽用來顯示程序中傳上來的價格，所以其中要有可以定義的字符，所以標(biāo)簽設(shè)計(jì)為，其中“J.03顯示03商品價格的變量。（4）按鈕設(shè)計(jì)“選擇”按鈕的設(shè)計(jì)要反映出可以購買和不可以購買的差異，所以其中也要有可以變化的字符，設(shè)計(jì)如右圖，其中字符“選擇”在滿足條件下可以閃爍變色，退幣按鈕設(shè)計(jì)成樣式，按鈕均可以動作。（5）投退幣提示框設(shè)計(jì)投退幣提示框要有可已投入的硬幣，確認(rèn)按鈕以及框架，其中硬幣、確認(rèn)按鈕和字符“a”均是可以定義的變量 圖1-3-16投

8、幣提示框 圖1-3-17 退幣提示框（6）出貨框的設(shè)計(jì)出貨框中要有01-03商品的示意圖以及框架，其中商品在滿足條件后可以出現(xiàn)，鼠標(biāo)點(diǎn)擊后可以消失，因此也是可定義的變量效果如圖6-6所示圖1-3-18出貨框 程序設(shè)計(jì)說明實(shí)驗(yàn)證明： 該系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)較全面地演示自動售貨機(jī)的使用功能； 通過修改PLC控制程序， 可在自動售貨機(jī)上實(shí)現(xiàn)多種控制方式、銷售方式、銷售種類。自動售貨機(jī)可以根據(jù)投入的錢幣自動付貨。它根據(jù)投入錢幣的多少，提示你可以買什么東西，再按一下相應(yīng)的按鈕，購買的飲料就可以從出口處提出，出口處提示用戶將物品拿走，不買東西了就按下退幣按鈕，將多余的錢幣取回，經(jīng)過6秒后錢幣沒有取回則自動啟動報警

9、，避免顧客有不必要的損失。在交易的過程中，幣值界面會顯示投入錢幣的金額、消費(fèi)錢幣的金額、余額 PLC程序設(shè)計(jì) 仿真界面與PLC 定義I/O設(shè)備輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。 PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。I/O點(diǎn)分配表如設(shè)計(jì)運(yùn)行 圖1-3-19 運(yùn)行結(jié)果圖現(xiàn)在，自動售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過電話線路將自動售貨機(jī)內(nèi)的庫存信息及時地傳送各營業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)

10、充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且，為防止地球暖化，自動售貨機(jī)的開發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)高峰時，這種機(jī)型的自動售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動售貨機(jī)相比，它能夠節(jié)約1015%的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時，自動售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。 通過這次課程設(shè)計(jì)，我體會到了很多，也讓我懂得了不少知識，讓我知道在學(xué)習(xí)方面還是有欠缺的，這次課程設(shè)計(jì)包括許多方面的知識，主要是可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，具有高的可靠性，靈活通用，易于編程，使用方便等特點(diǎn)，因此在近年來在工業(yè)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。總結(jié)這次的畢業(yè)