《基于-PLC自动售货机设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于-PLC自动售货机设计.pdf（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-一、绪论 自动售货机是可完成无人自动售货,集光、机、电一体化的商业自动化设备。自动售货机不受任何场地限制,方便快捷,可以每天 24h 售货,因此深受上班族的欢送。很多城市的公共场所里面都放置有自动售货机。出售的商品五花八门,从饮料、零食、香烟、糖果、牙刷、方便面、自动照相机。近年来,我国的自动售货机行业突飞猛进:在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区都能找到自动售货机的踪迹。这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐,同时也是现代化城市配套设施的需求。传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心,这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作,而且系统的抗干扰性也比拟差。可编程序控制器(PLC)
2、是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而开展起来的一种新型的工业控制装置,它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点,已在工业控制领域得到广泛地应用。因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合效劳的独立设施,要求它的构造必须可靠、稳定和执行效率高。本论文就详细地介绍一种用 PLC 实现的自动售货机控制系统的硬件设计和软件设计。一自动售货机的应用与研究现状 自上世纪 70 年代以来,自动售货机在国际上迅速开展起来而成为一个新兴的产业,特别是在效劳和商业领域日益开展。随着自动售货机的普及,也逐渐被应用于其他的领域。随着中国经济的开展、行业运作的变革和入世的到来，自动售货机在中国的普及和应用是必然
3、趋势。纵观近年来国自动售货机市场，从 92 年开场从日、等国引进旧机器摆放国市场以来，到自行研制和生产国产化自动售货机，各厂家、商家蹒跚起步、困难守业，已为国零售业撑起一片蔚蓝的晴空。据来自国自动售货机市场行情分析报告说明：目前国自动售货机市场走势已逐渐明晰，自动售货机-逐步从沿海经济兴旺地区和各大中城市向陆和次兴旺地区延伸，逐步从高级宾馆、地铁、机场等豪华高档场所向高中档社区普及，大有星火燎原之势。自动售货机的普及在*种程度上能反映一个国家的科技开展水平，是一个国家文明程度的象征。实践和直觉告诉我们，自助效劳在中国的横空出世，必将为国的电信、公用事业、食品、香烟、饮料等诸多行业开展带来新的契
4、机，中国的现代文明又将自助效劳设备的应用和普及开启一个新的里程碑！二课题研究背景 从西欧、北美、日本和国等地区和国家的情况来看,自动售货机在人们日常生活中扮演越来越重要的角色。其产品特点是科技含量高，24 小时效劳,售货便利，无需专人盯守，省人工,省本钱，售货围广泛；此外还是一种新颖独特的广告媒体。目前，随着移动商务的开展，自动售货机作为一种方便、直观的移动商务工具，开场在全球各地迅速普及和开展。在中国,自动售货机将成为一个潜在的巨大产业,继百货商店、超市之后掀起第三次零售业革命,其前景非常广阔。售卖的商品可根据摆放场所的需要量身定制,包括冷热饮料、零食、卡及国外进口的特色商品等。并且,透过这
5、种智能售货系统,存货、销售、物流信息可以准确、及时地反应给客户和管理人员。此外,还支持多种交易支付模式,同时方便实现较大金额的支付和交易结算。自动售货机除了更方便售卖货品之外,还被视为一种传播广泛的广告媒介。它一改往日客户与商家(或效劳方)面对面交流或交易的方式，让客户更多地参与交易或交流中来，增强了交互性和自主性。一方面它为客户带来了极大的便利，延拓了效劳的空间和时间，使效劳具有了无处不在、无时不在的新特征；一方面它也为商家带来了经营方式的变革，为他们的商业经营节省了大量的人力、物力和财力，并提高了操作的准确性和全天候性，使商业运作的信息化、电子化、网-络化成为可能；另一方面，在公众社会效劳
6、方面，自助式信息查询，提高了社会公众效劳的质量和形象，有利于社会精神文明建立。在自助效劳中，自动售货机成为了必不可少的主体设备。二、总体方案设计 自动售货机设计中，从控制角度来说可采用继电器控制、单片机控制和可编程控制器控制。一方案论证 1方案一 继电器控制 它的控制思想是以继电器为核心，采用硬接线方式把各种继电器、定时器、接触器及其触点按照一定逻辑关系连接起来组成控制系统，控制相关生产机械工作。例如要通过接触器实现两台电机设备的同步运行,采用继电器控制,其控制系统简图如图 1。SF1 KF 电 SF2 电 源 KF 源 母 KF QA1 母 线 线 KF QA2 图 1 继电器控制系统简图
7、由图可知它的三条支路是并行工作的，当按下按钮SF1，中间继电器KF得电，KF的两个触点闭合，接触器QA1、QA2同时得电并产生动作，所以其控制逻辑关系为由继电器、接触器硬接线硬件方式。2方案二 单片机控制-它的控制系统是基于芯片级的系统，设计开发一个单片机系统，需要先设计硬件系统，画硬件电路图，制作印刷电路板，购置各种所需的电子元器件，焊接电路板，进展硬件调试，进展抗干扰设计和测试的大量工作；需要使用专门的开发装置和低级编程语言编制控制程序，进展系统联调。3方案三 可编程控制器控制 它的控制思想是采用可编程的存储器，用来在其部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字
8、式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。PLC 是一种工业控制计算机，故它的工作原理是建立在计算机工作原理根底之上，即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的，这种方案的控制功能接线图如图2。SF2 I0.0 I0.1 I0.0 M0.0 220VAC SF1 I0.1 M0.0 QA1 Q0.0 M0.0 Q0.0 DC24V M M0.0 Q0.1 220VAC QA2 Q0.1 图 2 用 PLC 实现控制功能的接线示意图 由图可知 CPU 是以分时操作方式来处理各项任务的，计算机在每一瞬间只能 -做一件事，所以程序的执行是按顺序依次完成相应各电器的动作，其控制逻辑关系为由部存
9、储逻辑软件方式。二方案比拟 1PLC 与继电器控制系统的区别 继电器控制系统虽有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触点，使设备连线复杂，且触点在开闭时易受电弧的损害，寿命短，系统可靠性差。PLC 的梯形图与传统的电气原理图非常相似，主要原因是PLC 梯形图大致上沿用了继电器控制的电路元件符号和术语，同时，信号的输入/输出形式及控制功能根本上也是一样的；但 PLC 的控制与继电器的控制又有根本的不同之处，主要表现在以下几个方面：1控制逻辑 继电器控制逻辑采用硬件接线逻辑，利用继电器机械触点的穿了或并联，及时间继电器等组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，一旦系统构成后，想再
10、改变或增加功能都很困难。另外，继电器触点数目有限，每个只有 4 8 对触点，因此灵活性和扩展性很差。而 PLC 采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，故称做软接线，因此灵活性和扩展性都很好。2工作方式 电源接通时，继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态，即该吸合的都应吸合，不该吸合的都因受*种条件限制不能吸合，它属于并行工作方式。而 PLC的控制逻辑中，各部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算的出，所以它属于串行工作方式。3可靠性和可维护性-继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多。触点开闭时
11、会受到电弧的损坏，并有机械磨损，寿命短，因此可靠性和课维护性差。而 PLC 采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，体积小、寿命长、可靠性高。PLC 还配有自检和监视功能，能检查出自身的故障，并随时显示给操作人员；还能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。4控制速度 继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点的开闭动作一般在几十毫秒数量级。另外，机械触点还会出现抖动问题；而 PLC 是由程序指令控制半导体电路来实现控制，属于无触点控制，速度极快，一般一条用户指令的执行时间在微妙数量级，且不会出现抖动。5定时控制 继电器控制逻辑利用时间继电器
12、进展时间控制。一般来说，时间继电器存在定时精度不高，定时围窄，且易受环境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题。PLC 使用半导体集成电路做定时器，时基脉冲由晶体振荡器产生，精度相当高，且定时时间不受环境的影响，定时围最小可为0.001S，最长几乎没有限制，用户可根据需要在程序中设置定时值，然后由软件来控制定时时间。6设计和施工 使用继电器控制逻辑完成一项控制工程，其设计、施工、调试必须依次进展，周期长，而且修改困难。工程越大，这一点就越突出。而用 PLC 完成一项控制工程，在系统设计完成以后，现场施工和控制逻辑的设计可以同时进展，周期短，且调试和修改都很方便。2PLC 与单片机控制系统的区
13、别 PLC 控制系统和单片机控制系统在很多方面有较大区别，是两个完全不同的-概念。1可靠性 单片机控制抗干扰能力较低，从理论所要求的 I/O 总数来看，不管是 MCS51系列还是 MCS96 系列单片机，都必须进展大规模的扩展，这样系统电路更加复杂，进一步降低了系统的可靠性。而 PLC 应用于工业理论控制，PLC 的可靠性得到了工控业界的认可。2开发本钱 单片机本身售价虽不高，但要购入单片机开发装置如仿真器、烧录器、电源和还要模拟制板等，都要不少的费用。加上开发周期中所投入的人力物力，其价钱就远远地超过用PLC 开发的费用。另外，由于设备是专用特殊设备，其控制系统专用性强，通用性较差，为其投入
14、过多的开发费用不划算。而用 PLC 进展的设备开发和控制费用都远远低于采用单片机的费用，其系统可大可小，小到几点，大到数千点，甚至上万点，很好解决工业控制过程。3开发周期 从电路设计、模拟制板、编程、仿真、调试等经历非常长的周期，设计中往往要花大局部的时间在硬件设计和编程调试处理上，而对最为重要的工艺工程往往没有更多的时间考虑。而用 PLC 进展设备控制，不会花太多精力在硬件处理上，采用积木式构造很快可以形成系统电路。大局部精力集中在工艺的了解和程序编写上，有利于设备的快速开发，程序的编辑修改、调试都可随时进展，缩短了开发时间。4修改和维护 利用单片机开发的设备往往是专用的特殊设备，在市场往往
15、不能找到替代的配件，所以不便于维护。而随微电子控制技术，PLC 的处理能力也越来越强，其-通信能力，运算处理、容量I/O 容量和程序容量等都有充足的开展。三方案选择 根据以上比拟可知，PLC 在性能上比继电器控制和单片机控制逻辑优异，特别是可靠性高、通用性强、设计施工周期短、调试修改方便，而且体积小、功耗低、使用维护方便等优点，我们决定选择方案三，以 PLC 为控制核心设计了自动售货机装置 PLC 控制系统。三、可编程控制器的简单介绍 一PLC 的根本构造 1PLC 的系统构造 目前 PLC 种类繁多，功能和指令系统也都各不一样，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所以其构造和工作
16、原理都大致一样，硬件构造与微机相似。主要包括中央处理单元CPU、存储器 RAM 和 ROM,输人输出接口电路、电源、I/O 扩展接口、外部设备接口等。其部也是采用总线构造来进展数据和指令的传输.如图 3 所示,PLC 控制系统由输人量 PLC 输出量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为 PLC 的输人量，它们经 PLC 外部输人端子输人到部存放器中，经 PLC 部逻辑运算或其他各种运算，处理后送到输出端子，作为 PLC 的输出量对外围设备进展各种控制。由此可见，PLC 的根本构造由控制局部、输人和输出局部组成。图 3 PLC 硬件构造图 2PLC 各局部的作用 1中央
17、处理器(central processing unit,CPU)CPU 是由控制器和运算器组成的。是整个 PLC 的核心，起着总指挥的作用，-是 PLC 的运算和控制中心。其主要功能：诊断 PLC 电源、部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。采集由现场输人装置送来的状态或数据，并送入 PLC 的存放器中。按用户程序存储器中存放的先后顺序逐条读取指令，进展编译解释后，按指令规定的任务完成各种运算和操作。将存于存放器中的处理结果送至输出端。响应各种外部设备的工作请求。2存储器 PLC 的存储器分为两大局部:一局部是系统程序存储器。另一局部是用户存储器，包括用户程序存储区及工作数据存储区。3输入输
18、出接口电路 PLC 通过输人输出(I/O)接口电路实现与外围设备的连接。4电源 为 PLC 提供 CPU、存储器、输人输出接口等部电路工作需要的电源。5编程设备 编程设备是人与PLC 联系和对话的工具，是 PLC 重要的外围设备。用户可以利用编程设备来输入、读出、检查、修改和调试用户程序，也可用它监视 PLC 的工作状态、显示错误代码或修改系统存放器的设置参数等。6输入输出 I/O 扩展接口 输入输出信号在 PLC 接线端子上的地址分配是进展 PLC 控制系统设计的根底。对软件来说，I/O 地址分配以后才可进展编程；对控制柜及 PLC 的外围接线来说，只有 I/O 地址确定以后。才可以绘制电气
19、接线图、装配图，让装配人员根-据线路图和安装图安装控制柜。二PLC 的根本工作原理 PLC 采用循环扫描的工作方式。每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素:一是 CPU 执行指令的速度；二是执行海条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。一个循环扫描周期主要可分为 3 个阶段。1输入采样阶段 在输人采样阶段，CPU 扫描全部输人端口，读取其状态并写人输人状态存放器。完成输人端采样工作后，将关闭输人端口，转人程序执行阶段。2程序执行阶段 在程序执行阶段，根据用户输人的控制程序，从第一条开场逐条执行，并将相应的逻辑运算结果存人对应的部辅助存放器和输出状态存放器。当最后一
20、条控制程序执行完毕后，即转人输出刷新阶段。3输出刷新阶段 当所有指令执行完毕后，将输出状态存放器中的容，依次送到输出锁存电路，并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成 PLC 的实际输出。由此可见，输人采样、程序执行和输出刷新三个阶段构成 PLC 一个工作周期，由此环往复，因此称为循环扫描工作方式。PLC 的扫描工作过程如图 4 所示。-图 4 PLC 的扫描工作过程 采用循环扫描的工作方式是 PLC 区别干微机和其他控制设备的最大特点，在使用中应引起特别的注意。三PLC 的应用场合 随着微电子技术的快速开展,PLC 的制造本钱不断下降，而其功能却大大增强。目前在先进工业国家
21、中 PLC 已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业企业，诸如钢铁、冶金、采矿、水泥、石油、化工、轻工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保、交通、建筑、食品、娱乐等各行各业。特别是在轻工行业中，因生产门类多，加工方式多变，产品更新换代快，所以 PLC广泛应用在组合机床自动线、专用机床、塑料机械、包装机械、灌装机械、电镀自 动 线、电 梯 等 电 气 设 备 中。PLC 已 跃 居 现 代 工 业 自 动 化 三 大 支 柱(PLC,ROBOT,CAD/CAM)的主导地位可编程控制器所具有的功能，使它既可用于开关量控制，又可用于模拟量控制既可用于单机控制，又可用于组成多级控制
22、系统既可控制简单系统，又可控制复杂系统，甚至实现整个工厂生产的自动化。它的应用可大致归纳为如下几类:(1)逻辑控制-(2)运动控制 (3)过程控制 (4)数据处理(5)多级控制 四可编程控制器的开展趋势 目前 PLC 技术开展总的趋势是系列化、通用化和高性能化，主要表现在:(1)在系统构成规摸上向大、小两个方向开展 (2)功能不断增强，各种应用模块不断推出(3)产品更加规化、标准化 五PLC 的编程语言 PLC 作为专为工业控制而开发的自控装置，其主要使用者为工厂的广阔电气技术人员，考虑到他们的传统习惯以利于使用推广普及，通常采用梯形图语言、指令助记符语言、控制系统流程图语言、布尔代数语言等。
23、在这些语言中，尤以梯形图、指令助记符语言最为常用。1梯形图语言 PLC 的梯形图在形式上沿袭了传统的继电器一接触器控制图，是在原继电器-接触器控制系统的继电器梯形图根底上演变而来的一种图形语言。它将 PLC 部的各种编程元件(如继电器的触点、线圈、定时器、计数器等)和各种具有特定功能的命令用专用图形符号、标号定义，并按逻辑要求及连接规律组合和排列，从而构成了表示 PLC 输人、输出之间控制关系的图形。由于它在继电接触器的根底上加进了许多功能强大、使用灵活的指令，并将计算机的特点结合进去，使逻辑关系清晰直观、编程容易、可读性强，所实现的功能大大超过传统的继电接触控制电路，所以很受用户欢送。它是目
24、前用得最多的PLC 编程语言。-2指令助记符语言 助记符语言类似于计算机汇编语言，它用一些简洁易记的文字符号表达 PLC的各种指令。对于同一厂家的 PLC 产品，其助记符语言与梯形图语言是相互对应的，可互相转换。助记符语言常用于手持编程器中，因其显示屏幕小不便输入和显示梯形图。特别是在生产现场编制、调试程序时，经常使用手持编程器。而梯形图语言则多用于计算机编程环境中。六小结 通过本章对 PLC 的根本概念、根本构造、工作原理、功能及特点的分析，对 自动售货机采用PLC 控制的方案有了更明确的认识和目标，同时确立了方案实施的具体措施。四、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
25、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拟。当投入的钱币满足*商品的购置价格后,则可以购置该商品的指示灯亮。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,假设有余额,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
26、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。-图 5 自动售货机控制原理示意图 五、系统设计局部 一系统的硬件设计 1操作面板设计 如图 6 所示：211 汗 图 6 控制面板图 图中：1 数码管显示 2 响铃报警铃 3 汽水指示灯 4 可乐指示灯 5 补余款灯 6 投币口 7 补余款出口 8 汽水选择按钮 9 可乐选择按钮 10 复位及消铃按钮 11 汽水出口 12 可乐出口 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
27、,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 商品选择开关 钱币识别器 PLC 各种指示灯 退币电动机 出货电磁阀 响铃报警 1 2 6 3 4 5 8 9 10 7 11 12-选择了性能价格比拟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：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 模块 1I/O 模块 2I/O
28、I0.6 Q0.6 I1.2 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 Q2.5 Q2.6 Q2.7 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 主 机 CPU224 模 块 1 EM222 DO8 DC24V 模 块 2 EM222 DO8 DC24V-I1.3 I1.4 I1.5 图 8 各模块编址 3I/O 点配置 在选择好 PLC 的机型后,就可以进展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 输出信号 名称 代码 地
29、址编号 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 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-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 S
30、F6 I1.5 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 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软件构造 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、价格比拟过程、商品选择、显示、退币和报警等模块
31、组成,其中一些主要模块的功能如下:1初始化模块 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。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，该模块将完成区分硬币的真伪和判定具体的，币值,可以进展钱币的累加,并显示出相应的币值,余额也增加同样的币值。3价格比拟模块 投币完成后,系统会将在总额中钱币数据和可以购置的商品价格进展区间比拟：假设大于或等于商品1 的价格,则可以购置商品1，指示灯1 亮；假设大于或等于
32、商品2 的价格,则指示灯2 亮,以此类推。4商品选择系统 此模块可以实现用户对商品的选择购置。5退币模块 系统可在顾客购置完商品后退回余币。在退币过程中,最主要的是要完成退币的运算过程,运算结果放在数据存放器,根据结果起动退币电动机工作,输出相应的钱币,退币完毕时还要给程序中使用到的*些存放器重新赋零。6报警模块 当货物低位或投入硬币是伪币时,系统就报警。-7显示模块 可以实现币值显示、余额显示和累计金额显示等。2程序总框图 根据系统控制要求,编写了控制系统的程序总框图,如图 10 所示：-上 电 初 始 化 投 币 假币处理 计算显示投币总值 是否是真币.币值可购货品指示灯亮 人工复位 1
33、选汽水 选可乐 汽水指示灯闪烁 可乐指示灯闪烁 售出口有故障.故障处理 售出口有故障.故障处理 开汽水售出口 开可乐售出口 2 3 N N Y N Y Y-图 10 程序总的流程图 2 3 8S 时间.8S 时间.计算余款 计算余款 有余款.有余款.补余款处理 补余款处理 售出汽水计数 售出可乐计数 显示售出货总价吗.计算并显示售出货总款 汽水低液位.可乐低液位.液体低位处理 液体低位处理 返 回 1 N Y Y N N N Y Y Y N Y Y N N-3主程序的设计 根据西门子公司提供的STEP7Micro/WIN V4.0编程软件,在一台PC机上编写了上述模块的程序。这个主程序主要完成
34、系统复位、币值识别、币值累加、累加值比拟、商品的选择、售货口故障判断、余款计算以及低液位判断等功能。利用上面的系统程序总的流程图编写出主程序的梯形图见附录：程序清单。4子程序的设计 该程序一共有四个子程序，分别是显示程序、售货口故障处理程序、余款处理程序、液体低位处理程序所有程序见附录：程序清单，下面对各子程序做一简单的介绍：1显示程序：用于显示投入的总的币值、退币的数量和每天售出的总金额。2售货口故障处理程序：假设*种液体对应的售货口出现故障时，此时就会报警响铃并且对应液体指示灯亮，最后消铃。3余款处理程序：当购置完成后假设有余款，则找钱灯闪烁，余款额显示在数码管上同时补余款口翻开。补余款后
35、，灯灭，数码管显示 0.0。4液体低位处理程序：当*种液体出现低位时，就会报警即响铃，对应液体的指示灯就会闪烁，数码管显示7 7。由工作人员参加液体后，消铃及灯灭。三 程序编译修改 利用 STEP 7 Micro/WIN V4.0 软件编写程序完成以后，进展了程序编译。根据编译结果，对程序中的错误进展了改正。其修改容是：1个别功能指令的数据类型表达不正确；如：主程序中的网络 1 中的第三行第六列的传送指令，在编写程序时我用的是MOV-R；在进展编译是出现错误：指令操作数的数据长度或类型无效。我把它修改成MOV-W之后就正确了。像这样类似的错误，还有几个。进过修改都正确了。-2网络复杂的问题；如
36、果出现两条或两条以上指令在同一个网络中，在编译时就会出现网络太大，无法编译的错误。当把它分开成几个网络后，就能编译正确了。经过修改，程序编译获得成功。六、系统调试 一PLC 硬件调试 一台西门子公司生产的 S7-200LC实验台，CPU 是 S7-200 系列中的CPU224。还有一台安装有 STEP 7 Micro/WIN V4.0 编程软件的计算机，编程电缆线一根。二PLC 程序调试 程序编写完毕后，借助 STEP 7 Micro/WIN V4.0 版本自带的虚拟运行功能，在 PC 机中运行该程序，观察各输入输出继电器、状态继电器、辅助继电器的状态，分析在程序运行下各继电器应该出现的状态，
37、再和观察到的状态相比拟，假设一致则程序根本无误，可以将程序下载到 PLC 中。三联机调试 首先在 PLC 试验台上连接好本试验中要用到的输入/输出接口，然后连接计算机与 PLC 设备之间的通讯线，连接好之后各自都接通电源。接着在计算机中翻开STEP 7 Micro/WIN V4.0 编程软件，输入该自动售货机的相关梯形图，然后进展保存、综合、编译、调试、修改等过程确定无误后，下载至 PLC 中，最后进展硬件调试，在 PLC 的操作台上进展，一边调试一边观察试验台，看是否可以按我们事先预计的效果运行。此次自动售货机的联机调试中，出现了三个主要问题是：（1）投币逻辑失控的问题：调试中发现，正在进展
38、假币处理时，如再投入真-币将会出现计算显示投币值的现象，造成投币逻辑失控。（2）对应液指示灯控制的时候，指示灯闪烁的时间不好控制。（3）数码管显示不亮的问题。在调试中对以上出现的问题的解决如下：（1）投币逻辑失控的问题的解决：在各币值处理的网络中分别串联一个假币取反信号进展封锁，则投币逻辑正常。（2）针对对应液体指示灯闪烁时间不好控制，我在程序中加了特殊继电器SM0.5，通过 SM0.5产生的周期性的脉冲信号来控制，从而到达所要求的闪烁控制时间。（3）对于数码管显示不亮，主要原因是因为实验台上的 LED 数码管为共阴极接法，显示时要求公共端应接低电位。将各位译码公共端输出线圈的控制信号由逻辑取
39、指令改为取反指令后，数码管则按要求显示。七、结论与展望 目前,可编程序控制器、机器人、CAD/CAM 已经成为工业生产自动化的三大支柱。在以PLC为核心的自动售货机控制系统中,当需要增加可选择的商品数量时,该控制系统的硬件只需要增加相应的输入信号,其硬件的原有接线不需要改变,软件则可以根据不同的控制要求进展修改,具有较强的适应性,因此在自动售货机行业中得到广泛的应用。根据日本、美国等国家的经历,自动售货机将在全球围得到更大的普及,其未来的开展趋势主要有如下3 点:1自动售货机的机体部构造已经相当完善,影响其普及的关键因素:在现有的各种通信网络平台上如何让自动售货机形成一种销售连锁网,为其提供更
40、方便的营销方式和管理机制,能最大限度地降低生产、运营本钱。目前,无论是基于-Internet 还是基于移动通信网或其他网络平台,其运作的机制都不太成熟,不过这并不影响自动售货机的开展潜力。因此,自动售货机未来的开展趋势是将其纳入到一个更广阔、更便利的移动商务网络平台。2 社会将会更加需要能够合理利用能源的工业产品,因此自动售货机的开展也会向着这个方向开展,节能、环保型的自动售货机将是未来社会所需要的主流产品。3 自动售货机的开展目标是为社会和生活带来最大的便利,这就要求不但要具备实现其本身固有的功能,更重要的是要求不会给社会和日常生活带来各种各样的负面影响。在此次毕业设计完成的过程中，本人对货
41、币的币值与真伪识别也进展了认真的研究，决定采用图纹重合比拟法来进展。但由于一些必要的条件不具备，故而未能具体实施。今后待条件具备后继续完成。八、致 首先要衷心感我的导师，感他两年多来对我的悉心教导和帮助。在大学期间，夏教师传授给我的学习方法和研究思路都让我终身受益。夏教师严谨的治学态度、丰富的实践经历、敏锐的洞察力以及渊博的学识都给我留下了深刻的印象，也必将对我以后的人生道路产生重大影响。在此谨向夏教师表示深深的意。感自动化的所有教师们。我在班上的点滴进步，都归功于教师们的教导与帮助。还要感他们在本论文的前期准备以及写作过程中给予我的种种指导。如果没有诸位师长的帮助，本篇论文的写作将会更加艰辛
42、和难以完成。感我所有的同学，特别是杜庞飞、越、吴素娟等同学和好友，他们都给我提供了很大的帮助和支持，使我的学习生活充满了乐趣。他们同我一起度过了一段难忘的求学时光。-衷心感我的父母、家人在我漫长的求学生涯中所给予的物质及精神上的保护、支持和鼓励，他们的爱将是我不断前进的最大动力。惟有今后努力学习和工作，把获得的成绩献给我的家人，才能表达我的感谢之情。特别感论文辩论委员会的诸位教师能在百忙之中审阅我的论文，并出席论文辩论会。最后，在此再次感所有关心、支持和帮助我的教师、亲人和朋友们！附录：程序清单 自己学习：西门子 PLC SM 继电器的含义 2021-02-24 19:49 SM0.0-该位始
43、终为1 SM0.1-首次扫描为1 SM0.2-保持数据丧失时为1 SM0.3-开机进入 RUN 时为1,一个扫描周期 SM0.4-时钟脉冲:30S 闭合/30ON 断开 SM0.5-时钟脉冲:0.5S 闭合/0.5S 断开 SM0.6-时钟脉冲:闭合1个扫描周期/断开1个扫描周期 SM0.7-开关放置在 RUN 位置时为1 SM1.0-操作结果=0 SM1.1-结果溢出或非法数值 SM1.2-结果为负数 SM1.3-被0除 SM1.4-超出表围 SM1.5-空表 SM1.6-BCD 到二进值转换出错 SM1.7-ASC11到十六进值转换出错 1主程序：自动售货机的主程序 2子程序 1显示程序：子程序 0(SBR-0)2售货口故障处理程序：售货口有故障时响铃以及对应液体指示灯亮，最后消铃：子程序 1SBR-1-3余款处理程序：子程序 2SBR-2 4液体低位处理程序：子程序 3SBR-3 参考文献 1 裴进灵.一种新型自动售货机的研制 J，科技情报开发与经济，2002，(12)2 朱军.自动售货机的构造 J，信息与电脑，1995 3 王永华.现场总线技术及应用教程，:机械工业,2007 4 周美兰、周封、王岳宇.PLC 电气控制与组态设计，科学 5 王勇华.现代电气控制及 PLC 应用技术，航空航天大学