基于PLC的飲料自動售貨機控制系統(tǒng)設(shè)計說明

1、. . . . 畢業(yè)設(shè)計（論文）基于PLC的飲料自動售貨機控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)（系） 電氣工程系 班 級 鐵道自動化101班 學生XX 彭未紅 指導老師 陳慶 完成日期 2013.6月 36 / 362013屆畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、 課題名稱：基于PLC的飲料自動售貨機控制系統(tǒng)設(shè)計二、指導教師： 慶三、設(shè)計容與要求1、課題概述：本課題采用三菱FX2N系列PLC對飲料飲料自動售貨機控制系統(tǒng)進行設(shè)計，首先對飲料飲料自動售貨機結(jié)構(gòu)進行簡單介紹，然后根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求對飲料自動售貨機控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)進行分析，給出飲料自動售貨機控制系統(tǒng)的總體設(shè)計思路，并通過I/O列表、I/O接線圖、梯形圖、指令表等對其控制系

2、統(tǒng)進行了程序設(shè)計，控制程序經(jīng)上機調(diào)試運行，其結(jié)果基本符合要求。2、設(shè)計容與要求：1）簡單介紹飲料自動售貨機結(jié)構(gòu)；2）分析飲料自動售貨機的控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)，確定其控制系統(tǒng)的總體設(shè)計思路；3）采用FX2N系列PLC作為飲料自動售貨機控制PLC，正確選取PLC型號，設(shè)計出其控制程序。4）控制程序上機調(diào)試。5）所設(shè)計的飲料自動售貨機控制程序，應符合飲料自動售貨機運行規(guī)則。如飲料自動售貨機收到識幣信號后，自動進行累計、外部金額顯示、顧客按鍵后自動推出商品和發(fā)出退幣找零等信號的電控系統(tǒng)。6）設(shè)計說明書要有硬件原理連接圖，I/O分配圖，程序梯形圖、指令表與相應的說明。要求文字流暢，圖形清晰，便于閱讀。有條

3、件的設(shè)計方案要求在實驗室驗證其正確性。四、設(shè)計參考書1、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與維護 小春 華滿香主編 高等教育 2、流行PLC實用程序與設(shè)計(三菱FX2系列) 賀哲榮主編 電子科技大學出版 3、三菱FX系列PLC設(shè)計與開發(fā)-原理、應用與實訓 還主編 機械工業(yè)五、設(shè)計說明書要求1、 封面2、 目錄3、 容摘要(200400字左右，中英文)4、 引言5、 正文（設(shè)計方案原理、特點、分析、比較、論證，PLC程序的設(shè)計與調(diào)試，調(diào)試結(jié)果的說明與特點，實驗結(jié)果的說明與特點）6、 結(jié)束語7、 附錄(參考文獻、圖紙、材料清單等)六、畢業(yè)設(shè)計進程安排第1周：資料準備與借閱，了解并熟悉課題思路。第2周：設(shè)計要求說明

4、與課題容輔導。第3-6周：進行畢業(yè)設(shè)計，完成說明書初稿。第7周：第一次檢查，了解設(shè)計完成情況。第8周：修改完善設(shè)計，并作好畢業(yè)答辯準備。七、畢業(yè)設(shè)計答辯與論文要求1、 畢業(yè)設(shè)計答辯要求答辯前三天，每個學生應按時將畢業(yè)設(shè)計說明書或畢業(yè)論文、專題報告等必要資料交指導教師審閱，由指導教師寫出審閱意見。學生答辯時對自述部分應寫出書面提綱，容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始數(shù)據(jù)或參考文獻、設(shè)計的基本容和主要方法、成果結(jié)論和評價。答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識、設(shè)計與計算方法、實驗方法、測試方法，鑒別學生獨立工作能力、創(chuàng)新能力。2、 畢業(yè)設(shè)計論文要求文字要求:說明書

5、要求打印(除圖紙外)，不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。圖紙要求:按工程制圖標準制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，尺寸標注規(guī)，文字注釋必須使用工程字書寫。曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標準或工程要求繪制。目 錄摘要6第1章任務(wù)與要求,81.1課題概述.81.2 設(shè)計容與要求81.3 FX2N-32MR產(chǎn)品說明8第2章引言.102.1研究背景.102.2論文研究目標和意義.12第3章方案論證與設(shè)計.14 3.1 總體設(shè)計分析.14 3.2 方案的選擇與設(shè)計.14 3.2.1 繼電控制.14 3

6、.2.2 單片機控制.15 3.2.3 PLC控制.153.3 方案確定.16第4 章自動售貨機的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計.17 4.1 硬件電路設(shè)計.174.1.1硬件系統(tǒng)組成.174.1.2 電氣設(shè)備的選擇17 4.2 軟件設(shè)計.194.2.1 自動售貨機控制要求.194.2.2 控制流程圖.204.2.3 I/O分配表.21 4.2.4 硬件接線圖.22 4.2.5程序設(shè)計.23第5章系統(tǒng)調(diào)試.275.1 調(diào)試設(shè)備.275.2調(diào)試步驟.27第6章心得體會（致）.29參考文獻.30附表一： 梯形圖.31附表二： 指令表.35 摘 要在今天的工業(yè)生產(chǎn)中，可編程邏輯控制器（PLC）已經(jīng)成為實現(xiàn)工業(yè)自

7、動化的關(guān)鍵。本文簡要介紹了有關(guān)可編程邏輯控制器的一些基礎(chǔ)知識和簡單的應用，而且還介紹了PLC的技術(shù)特點，并重點在硬件、軟件和組態(tài)軟件方面進行了介紹，對他們在工業(yè)自動化中的典型應用、最新的技術(shù)發(fā)展趨勢也做了介紹。自動售貨機在中國有著廣闊的發(fā)展前景，文中介紹了自動售貨機的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。在這次的畢業(yè)設(shè)計中，我查閱了大量的資料，以PLC原理為基礎(chǔ)設(shè)計了自動售貨機系統(tǒng)。按照自動售貨機的工作方式，把一次交易過程分為：運行初期清零過程、投幣過程、價格比較過程、選擇商品過程、退幣過程。利用梯型圖編制各個過程的程序完成了設(shè)計的基本要求。 關(guān)鍵詞:自動售貨機；可編程邏輯控制器。ABSTRACTIn today&

8、#39;s industrial production, programmable logic controller (PLC) has become the key to realize industrial automation. This paper briefly introduces the programmable logic controller some basic knowledge and simple application, but also introduces the technical characteristics of PLC, and mainly in h

9、ardware, software and configuration software are introduced, the typical application in industrial automation, the latest technology development trend is also introduced. Vending machine in China has a wide development prospect, this paper introduces the vending machine development history and curre

10、nt situation. In this graduation design, I refer to a large amount of material, with PLC principle for foundation design the vending machine system. According to the vending machine working way, a transaction process is divided into: early operation period reset process, coin process, price comparis

11、on process, choose goods process, return money process. Use of ladder type planning each process procedures completed the basic requirements of design.Keywords:Vending machine;Programmable logic controller.第1章 任務(wù)與要求1.1課題概述本課題采用三菱PLC-FX2N-32MR對飲料飲料自動售貨機控制系統(tǒng)進行設(shè)計，首先對飲料飲料自動售貨機結(jié)構(gòu)進行簡單介紹，然后根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求對飲料自動售貨

12、機控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)進行分析，給出飲料自動售貨機控制系統(tǒng)的總體設(shè)計思路，并通過I/O列表、I/O接線圖、梯形圖、指令表等對其控制系統(tǒng)進行了程序設(shè)計，控制程序經(jīng)上機調(diào)試運行，其結(jié)果基本符合要求。1.2 設(shè)計容與要求1）簡單介紹飲料自動售貨機結(jié)構(gòu)；2）分析飲料自動售貨機的控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)，確定其控制系統(tǒng)的總體設(shè)計思路；3）采用FX2N系列PLC作為飲料自動售貨機控制PLC，正確選取PLC型號，設(shè)計出其控制程序。4）控制程序上機調(diào)試。5）所設(shè)計的飲料自動售貨機控制程序，應符合飲料自動售貨機運行規(guī)則。如飲料自動售貨機收到識幣信號后，自動進行累計、外部金額顯示、顧客按鍵后自動推出商品和發(fā)出退幣找零等信

13、號的電控系統(tǒng)。6）設(shè)計說明書要有硬件原理連接圖，I/O分配圖，程序梯形圖、指令表與相應的說明。要求文字流暢，圖形清晰，便于閱讀。有條件的設(shè)計方案要求在實驗室驗證其正確性。1.3 FX2N-32MR產(chǎn)品說明：FX系列PLC擁有無以匹與的速度，高級的功能邏輯選件以與定位控制等特點； FX2N是從16路到256路輸入/輸出的多種應用的選擇方案； FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置。 除輸入出16-25點的獨立用途外，還可以適用于在多個基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等 特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。 在基本單元上連接擴展單

14、元或擴展模塊，可進行16-256點的靈活輸入輸出組合。可選用16/32/48/64/80/128點的主機，可以采用最小8點的擴展模塊進行擴展?？筛鶕?jù)電源與輸出形式，自由選擇。程序容量：置800步RAM（可輸入注釋）可使用存儲盒，最大可擴充至16K步。豐富的軟元件應用指令中有多個可使用的簡單指令、高速處理指令、輸入過濾常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸出等。便利指令數(shù)字開關(guān)的數(shù)據(jù)讀取，16位數(shù)據(jù)的讀取，矩陣輸入的讀取，7段顯示器輸出等。數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運算、平方根、浮點小數(shù)運算等。特殊用途、脈沖輸出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脈寬調(diào)制，PID控制指令等

15、。外部設(shè)備相互通信，串行數(shù)據(jù)傳送，ASCII code印刷，HEX ASCII變換，校驗碼等。時計控制置時鐘的數(shù)據(jù)比較、加法、減法、讀出、寫入等。我本次設(shè)計所選用的是三菱PLC-FX2N-32MR。32點，16輸入，16輸出的。 第2章 引 言2.1研究背景2.1.1 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展1968年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求； 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺可編程邏輯控制器PDP14 ，在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這是第一代可編程邏輯控制器，稱Programmable，是世界上公認的第一臺PLC。 1969年，美國研制

16、出世界第一臺PDP-14； 1971年，日本研制出第一臺DCS-8； 1973年，德國研制出第一臺PLC； 1974年，中國研制出第一臺PLC。20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程邏輯控制器，使可編程邏輯控制器增加了運算、數(shù)據(jù)傳送與處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。此時的可編程邏輯控制器為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個人計算機發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程邏輯控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。 20世紀70年代中末期，可編程邏輯控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面

17、引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、PID功能與極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 20世紀80年代初，可編程邏輯控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀80年代至90年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，可編程邏輯控制器逐漸進入過程控制領(lǐng)域，在某些應用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 20

18、世紀末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個時期發(fā)展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程邏輯控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。2.1.2 PLC的組成PLC的組成有中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）電路、電源、編程器等幾方面組成。電源輸入電路中央處理單元CPU編程器輸出電路系統(tǒng)程序存儲器用戶程序存儲器2.1.2 PLC的特點1. 使用方便，編程簡單 采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。

19、 2. 功能強，性能價格比高 一臺小型PLC有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。它與一樣功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。 3. 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強 PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和小型交流接觸器。 硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。

20、4. 可靠性高，抗干擾能力強 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。 PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 5. 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少 PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)

21、計、安裝、接線工作量大大減少。 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計法來設(shè)計。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計梯形圖的時間比設(shè)計一樣功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。 PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。 6.維修工作量小，維修方便 PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查

22、明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故。2.2論文研究目標和意義2.2.1 自動售貨機 自動售貨機是一種全新的商業(yè)零售形式，20世紀70年代自日本和歐美發(fā)展起來。它又被稱為24小時營業(yè)的微型超市。在日本，70%的罐裝飲料是通過自動售貨機售出的。全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有50萬臺飲料自動售貨機。 在日本全國各地，共設(shè)有550萬臺自動售貨機（據(jù)1998年的統(tǒng)計），銷售額達6兆8969億4887萬日元，為世界第一。在售貨機的顯示屏幕上進行操作，輸入商品和購買數(shù)量，并投入錢幣后，商品就會從取貨口出來，甚至從食品自動售貨機上還能買到熱呼呼的面條和米飯團。雖然日本的自動售貨機總臺數(shù)低

23、于美國（據(jù)1997年的統(tǒng)計為689萬臺），但是，從人口占有數(shù)來看卻是世界上最高的，美國平均35人占有一臺，而日本為23人占有一臺。從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費以與消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費用也不斷上升；再加上場地的局限性以與購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應運而生了。從廣義來講投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷售商品的機械，從狹義來講就是自動銷售商品的機械。從供給的條件看，自動售貨機可以充分補充人力資源的不足

24、，適應消費環(huán)境和消費模式的變化，24小時無人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運營時需要的資本少、面積小，有吸引人們購買好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費用上升的問題等各項優(yōu)點。2.2.1 目的和意義本次設(shè)計的主要目的能夠?qū)崿F(xiàn)自動售貨機的自動控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計，進一步增強和完善學生自我的創(chuàng)新與動手能力。主要容是首先整個控制系統(tǒng)的設(shè)計思路，從硬件到軟件的資料收集，對一些硬件以與自動售貨機部接線電路都逐一進行了研究學習。第三章 方案論證與設(shè)計3.1總體方案設(shè)計分析3.1 控制系統(tǒng)設(shè)計原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC

25、控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：(1) 最大限度地滿足被控對象的控制對象。設(shè)計前，應深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集資料，并于機械部分的設(shè)計人員和實際操作人員密切配合，共同擬訂電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。(2) 在滿足控制系統(tǒng)要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，使用與維修方便。（3）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。（4）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝和改進，在選擇PLC容量時，應適當留有裕量。3.2 方案的選擇與設(shè)計3.2.1 繼電控制利用具有繼電特性的元件進行控制的自動控制系統(tǒng)。所謂繼電特性是指在輸入信號作用下輸出僅為通、斷等幾個狀態(tài)的特性。繼電控制也稱通斷控制。例如，電爐溫度調(diào)節(jié)中根據(jù)爐溫

26、是否超過規(guī)定值而斷開或接通電源。這種只有通、斷兩個狀態(tài)的控制又稱雙位式控制。對于繼電控制型伺服系統(tǒng)，繼電控制是指驅(qū)動電源的全部電壓按照控制偏差值符號的正負，正向或反向地加到執(zhí)行電動機上。為避免正反向之間的持續(xù)振蕩，在正向和反向之間常設(shè)置一個死區(qū)。繼電控制中使用的元件并不限于電磁式繼電器，也可用別的手段來實現(xiàn)繼電特性。例如，在雙位式溫度調(diào)節(jié)中，常采用雙金屬片作為敏感元件，溫度變化時雙金屬片因兩部分金屬的膨脹系數(shù)不同而彎曲變形，接通或斷開觸點。其他如液壓和氣動閥等也是具有繼電特性的元件。繼電控制系統(tǒng)的主要分析方法有相平面法和描述函數(shù)法。繼電控制的缺點：繼電器已應用到家庭與工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。他們比

27、以往的產(chǎn)品具有更高的可靠性。但是，這也是隨之帶來的一些問題。如絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進行的，容易損壞。而且繼電器的觸點容易產(chǎn)生電弧，甚至會熔在一起產(chǎn)生誤操作，引起嚴重的后果。再者，對一個具體使用的裝有上百個繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負荷運載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱與噪聲，同時也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費大量時間與人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。3.2.2 單片機控制目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置 ，飛機上各種儀表的控制，計算機的

28、網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以與程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以與各種智能機械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理與過程控制等領(lǐng)域，3.2.3 PLC控制在工業(yè)自動化領(lǐng)域，可編程控制器(PLC)作為自動控制以成為大多數(shù)自動化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)，同時也給工業(yè)控制帶來了前所未有的非凡變化。使用PLC的

29、工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的用繼電器的工業(yè)控制系統(tǒng)相比，在操作、控制、效率和精度等各個方面都具有無法比擬的優(yōu)點。雖然在工業(yè)控制系統(tǒng)中所使用的繼電器控制設(shè)備不會被完全淘汰，但是由于PLC的出現(xiàn)已經(jīng)改變了工業(yè)控制設(shè)計者的設(shè)計思想。可編程序控制器的優(yōu)勢、特點與功能：可編程控制器以體積小功能強大所著稱，它不但可以很容易地完成順序邏輯、運動控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。特別是現(xiàn)在，由于信息、網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴展了PLC的功能，使它具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應用于眾多行業(yè)。1、 順序控制2、

30、 閉環(huán)過程控制3、 運動位置控制4、 生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理5、 網(wǎng)絡(luò)特性3.3 方案確定 PLC控制比繼電控制在邏輯上更改方便、控制速度更高、更靈活且便于維護。PLC是建立在單片機上的產(chǎn)品。單片機是一種集成電路，不具可比性。單片機可以構(gòu)成各種各樣的應用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型都可，PLC是單片機應用系統(tǒng)的一個特例。從工程角度上說：對于單項或重復極少的項目，采用PLC是更明智、快捷的途徑。功率高，可靠性好！通過對各種控制的優(yōu)缺點分析，各適用于不同控制要求的場合。對于自動售貨機的設(shè)計來說。要求控制速度快、靈活、可靠性高、易于維護和改動、屬于單項重復數(shù)少的項目。用PLC來控制是最好的選擇。它少

31、了幾點控制的笨重和單片機控制的復雜性。但分析各種廠家生產(chǎn)的PLC。西門子PLC多用于大型、超大型的場合。所以我選用了三菱FX2N-32MR型plc來進行自動售貨機的控制。第4章 自動售貨機的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計4.1 硬件電路設(shè)計 4.1.1 硬件系統(tǒng)組成1）主控制板2）溫控模版溫度采集加熱制冷等3） 貨幣識別模塊在投入貨幣之后，系統(tǒng)會用紅外線識別器識別貨幣的面額。4） 銷售模塊在顧客選擇商品時，用電機驅(qū)動相關(guān)的硬件設(shè)施送出相應的商品。在退幣時驅(qū)動電機完成退幣動作。完成銷售過程。 4.1.2 電氣設(shè)備的選擇在整個硬件控制中包括各種電氣設(shè)備：斷路器、接觸器、繼電器、隔離開關(guān)、熱繼電器、和電動機。繼

32、電器的選用原則：(1)按使用類別選用：中小型工廠的生產(chǎn)實際，90kW與以下的籠型電動機占全廠電機總數(shù)的90以上，基本屬于按AC-3使用類別選用。(2)確定容量等級：接觸器的容量即主觸頭在額定電壓等技術(shù)條件下，其額定電流的確定，應注意如下幾點：工作制與工作頻率的影響：選用接觸器時，應注意其控制對象是長期工作制，還是重復短時工作制。在操作頻率高時，還必須考慮電弧能量的影響。在水泥廠屬于長期工作制，但操作頻率不高，應盡可能選用銀、銀合金或鑲銀觸頭的接觸器，如CJ20型系列產(chǎn)品。環(huán)境條件的影響：在水泥廠，生產(chǎn)流程的環(huán)境是比較惡劣的，粉塵污染嚴重，通風條件差，工作場所溫度較高。因此，對接觸器的選擇宜采取

33、降容使用的技術(shù)措施。熱繼電器的選用原則：熱繼電器主要用于保護電動機的過載，為了保證電動機能夠得到既必要又充分的過載保護，就必須全面了解電動機的性能，并給其配以合適的熱繼電器，進行必要的整定。一般涉與到電動機的情況有工作環(huán)境、起動電流、負載性質(zhì)、工作制、允許的過載能力等。原則上應使熱繼電器的安秒特性盡可能接近甚至重合電動機的過載特性，或者在電動機的過載特性之下，同時在電動機短時過載和起動的瞬間，熱繼電器應不受影響(不動作)。 熱繼電器的正確選用與電動機的工作制有密切關(guān)系。當熱繼電器用以保護長期工作制或間斷長期工作制的電動機時，一般按電動機的額定電流來選用。例如，熱繼電器的整定值可等于0.951.

34、05倍電動機的額定電流，或者取熱繼電器整定電流的中值等于電動機的額定電流，然后進行調(diào)整。 當熱繼電器用以保護反復短時工作制的電動機時，熱繼電器僅有一定圍的適應性。如果每小時操作次數(shù)很多，就要選用帶速飽和電流互感器的熱繼電器。 對于正反轉(zhuǎn)相通斷頻繁的特殊工作制電動機，不宜采用熱繼電器作為過載保護裝置，而應使用埋入電動機繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來保護。電動機的選用原則：1）電動機的機械特性、啟動、制動、調(diào)速與其它控制性能應滿足機械特性和生產(chǎn)工藝過程的要求，電動機工作過程中對電源供電質(zhì)量的影響（如電壓波動、波干擾等），應在容許的圍；2）按預定的工作制、冷卻方法基輔在情況所確定的電動機功率，電動機的

35、溫升應在限定的圍；3）根據(jù)環(huán)境條件、運行條件、安裝方式、傳動方式，選定電動機的結(jié)構(gòu)、安裝、防護形式，保證電動機可靠工作；4）綜合考慮一次投資幾運行費用，整個驅(qū)動系統(tǒng)經(jīng)濟、節(jié)能、合理、可靠和安全。4.2 軟件設(shè)計4.2.1 自動售貨機控制要求1. 投幣類型分為1元、5元、10元、20元、50元2. 各種紙幣各一個投錢處3. 分為五種飲料汽水、可樂、牛奶、咖啡、紅茶。價格分別為3元、4元、5元、6元、7元4. 當錢數(shù)大于3時汽水燈亮5. 當錢數(shù)大于4時汽水、可樂燈亮6. 當錢數(shù)大于5時汽水、可樂、牛奶燈亮等等7. 按下飲料的按鈕，電動機得電指示燈亮，相應飲料的燈閃。錢數(shù)減去飲料錢數(shù)，等閃爍3秒，出

36、貨結(jié)束。8.按下退幣錢退出1元硬幣4.2.2三菱FX2N-32型PLC自動售貨機流程圖4.2.3 I/O分配表輸入符號功能地址輸出符號功能地址SB11元X0HL1汽水顯示燈Y0SB25元X1HL2可樂顯示燈Y1SB310元X2HL3牛奶顯示燈Y2SB420元X3HL4咖啡顯示燈Y3SB550元X4HL5紅茶顯示燈Y4SB6汽水按鈕X5YV1汽水電磁閥Y5SB7可以按鈕X6YV2可樂電磁閥Y6SB8牛奶按鈕X7YV3牛奶電磁閥Y7SB9咖啡按鈕X10YV4咖啡電磁閥Y10SB10紅茶按鈕X11YV5紅茶電磁閥Y11SB11退幣按鈕X12YV6退幣電磁閥Y124.2.4 硬件接線圖4.2.5程序設(shè)

37、計程序設(shè)計可分為6個部分。分別為：1啟動清零部分、2投幣部分、3表示可購買顯示部分、4選擇飲料部分、5貨幣相減部分和6退幣部分。1） 啟動清零 M8002為初始脈沖。當PLC從STOP撥到RUN時接通瞬間。自動初始清零。 指令表：2） 投幣部分 用PLS上升沿觸發(fā)投幣。用ADD指令作加法運算。 指令表：3）表示可購買顯示部分 用> D1 K3 比較指令，當D1>K3輸出。 指令表：4）飲料選擇部分（購買、出貨） Y0：可購買汽水 X5：選擇汽水 Y5：輸出汽水。當按下購買的按鈕之后，相應的商品指示燈閃爍，同時排出商品。3秒后，貨物排出完畢、相應指示燈停止閃爍。 指令表： 5）貨幣相

38、減部分 這里使用了SUB減法運算用于計算投幣額與商品價格之差。 指令表： 6）退幣部分 按下退幣按鈕X12（機械自鎖按鈕）后，當D1大于1時，M61得電。D1等于1時，M62得電。執(zhí)行DECP指令（減1）、并輸出。退幣線圈Y12得電。退幣完成后，把X12按鈕復位，完成售貨。 指令表：第5章 系統(tǒng)調(diào)試 正確的調(diào)試系統(tǒng)才能使各模塊電路正常工作，實現(xiàn)高穩(wěn)定性的顯示。此段程序首先采用M8002進行自動清零。用PLS上升沿觸發(fā)實現(xiàn)投幣。用ADD指令進行貨幣的累加并把數(shù)據(jù)儲存在D1數(shù)據(jù)存儲器中。用> D1 K3指令來表示可買的物品。還使用了T計時器用于計時。用減法指令進行貨幣的相減以與退幣程序。完成整個自動售貨的程序。 正確的編寫程序是