畢業(yè)設(shè)計(論文)-plc在自動售貨機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、<p>　　PLC在自動售貨機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著社會不斷的進步，機械化程度的迅速發(fā)展，自動化控制已在人們的生活中得到了廣泛的運用，給人們帶來了便利。</p><p>　　本論文利用PLC自動控制具有功能完備、靈活性、通用性好，程序輸入方法簡化，操作簡單等優(yōu)點，設(shè)計出了

2、PLC自動控制售貨機，自動售貨機是一種高智能化的產(chǎn)品，操作簡便，可以充分補充人力資源的不足，這種自動售貨機外型結(jié)構(gòu)體積小，安置區(qū)域廣，給人們的生活帶來了具大的方便。</p><p>　　該論文設(shè)計介紹了自動售貨機的結(jié)構(gòu)組成，包括投幣控制按鈕、選擇飲料按鈕、退幣按鈕、輸出飲料端口、找錢端口和一些對應(yīng)的指示燈；根據(jù)設(shè)計需要和經(jīng)濟綜合因素的考慮，選用FX2N-32R型PLC的控制，這樣就能夠滿足輸入與輸出控制，在設(shè)計中

3、給出了控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，并用GX7CH軟件進行對梯形圖的輸入、調(diào)試與仿真，能夠完全符合設(shè)計需求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：自動售貨機，可編程序控制器，梯形圖</p><p>　　PLC in the vending machine control system application</p><p><b>　　ABSTRACT</b>

4、</p><p>　　Along with the continuous progress of society, the degree of mechanization and rapid development of the already, automation control in people's life has been widely used, has brought people con

5、venient.</p><p>　　This paper using PLC automatic control has excellent function, flexibility, high universality, input method simplified, simple operation etc, designed a PLC automatic control vending machin

6、e, automatic vending machine is a kind of high intelligent product, convenient operation, can full complement the lack of human resources, the vending machine exterior structure, small size, resettlement area wide, to th

7、e life of people brought great convenience.</p><p>　　This paper introduced the vending machine design structure, including coin control button, select drink button, and withdrew money button, output beverage

8、 port, change port and some corresponding indicator; According to the design needs and economic comprehensive factors to consider, choose FX2N - 32R type PLC control, so that you can meet the input and output control, in

9、 the design of the control system is given in the design of the software and hardware of GX7CH software, and the input, commis</p><p>　　KEY WORDS: Vending machine，Programmable logic control ，Ladder -diagram&

10、lt;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前　言1</b></p><p>　　第1章 自動售貨機簡介2</p><p>　　1.1 自動售貨機的簡介2</p><p>　　1.2 采用PLC控制售貨機的原因2</p>&l

11、t;p>　　1.3 自動售貨機的功能3</p><p>　　1.4 自動售貨機工作原理5</p><p>　　1.5 自動售貨機設(shè)計思路5</p><p>　　第2章 PLC自動售貨機的硬件設(shè)計7</p><p>　　2.1 設(shè)計目的7</p><p>　　2.2 自動售貨機的設(shè)計要求7</p&

12、gt;<p>　　2.3 I/O分配表和PLC的選型8</p><p>　　2.4 外部接線圖9</p><p>　　2.5 編程流程圖10</p><p>　　第3章 PLC自動售貨機的軟件設(shè)計12</p><p>　　3.1系統(tǒng)涉及PLC指令簡介12</p><p>　　3.1.1 比較指令

13、 CMP12</p><p>　　3.1.2 運算指令12</p><p>　　3.2 部分程序注釋13</p><p>　　3.2.1 投幣程序13</p><p>　　3.2.2 價格比較程序14</p><p>　　3.2.3 根據(jù)投入的錢數(shù)指示燈顯示程序14</p><p>

14、　　3.2.4 選擇商品和送出部分15</p><p>　　3.2.5 找錢退幣程序15</p><p>　　3.3 梯形圖和指令表17</p><p>　　第4章 具體事例的仿真18</p><p>　　4.1 GX7CH軟件的簡介18</p><p>　　4.2 具體事例的分析19</p>

15、<p><b>　　結(jié)　論25</b></p><p><b>　　謝 辭26</b></p><p><b>　　參考文獻27</b></p><p><b>　　附　錄29</b></p><p><b>　　前　言<

16、;/b></p><p>　　自動售貨機是可完成無人自動售貨,集光、機、電一體化的商業(yè)自動化設(shè)備。自動售貨機不受任何場地限制,方便快捷,很多城市的公共場所里面都放置有自動售貨機。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)、大量消費以及消費模式和銷售環(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

17、上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應(yīng)運而生了。</p><p>　　可編程序控制器(PLC)是綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置,它具有可靠性高、編程簡單、維護方便等優(yōu)點,已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。本課題基于PLC實現(xiàn)自動售貨機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。</p><p>　　自動售貨機行業(yè)長期

18、以來在美國、日本等國家得到迅猛發(fā)展，目前已在45個國家得到廣泛普及。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計，中國的自動售貨機擁有量僅有2萬臺，相對于13億的人口大國和零售業(yè)態(tài)發(fā)展的趨勢而言，中國自動售貨機行業(yè)的發(fā)展空間將更加廣闊。</p><p>　　可編程序控制器( PLC)是綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置，它具有可靠性高、程序簡單、維護方便等優(yōu)點，已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用，因為自動售

19、貨機作為社會上完成商品零售和綜合服務(wù)的獨立設(shè)施，要求它的結(jié)構(gòu)必須可靠、穩(wěn)定和執(zhí)行效率高。利用三菱FX-2N PLC控制的自動售貨機提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動售貨機能夠長期穩(wěn)定運行。本文就詳細地介紹一種用三菱FX-2N PLC 實現(xiàn)的自動售貨機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，并編寫了系統(tǒng)程序總框圖和一個具體的梯形圖，經(jīng)實踐驗證該控制系統(tǒng)是可行的。</p><p>　　第1章 自動售貨機簡介</p>&

20、lt;p>　　1.1 自動售貨機的簡介</p><p>　　在實際生活中，我們見到的售貨機可以銷售一些簡單的日用品，如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。售貨機的基本功能就是對投入的貨幣進行運算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并做出相應(yīng)的反應(yīng)，自動售貨機是可完成無人自動售貨,集光、 機、電一體化的商業(yè)自動化設(shè)備。自動售貨機不受任何場地限制,方便快捷,很多城市的公共場所里面都放置有自動售貨機。從自動

21、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。</p><p>　　從廣義來講自動售貨機就是在投入錢幣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，適應(yīng)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，有吸引人們購買的好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費用上升的問題等各項

22、優(yōu)點。</p><p>　　1.2 采用PLC控制售貨機的原因</p><p>　　價格僅是選擇PLC品牌的一個因素，而可靠性是選擇時需要考慮的又一個因素。從設(shè)計、生產(chǎn)周期長短考慮，不論是老設(shè)備改造，還是設(shè)計新的生產(chǎn)機械設(shè)備，毫無疑問，生產(chǎn)、設(shè)計周期越短越好，甚至希望能夠邊設(shè)計、邊安裝、邊調(diào)試和生產(chǎn)，特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)工藝改造，不需改動現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及其外部接線，就能馬上組織生產(chǎn)，這不

23、僅節(jié)約了勞動力，而且新產(chǎn)品能盡快投入市場。這無疑給企業(yè)增加了活力，提高了經(jīng)濟效益。如果把這些要求得以實現(xiàn)，繼電器或半導(dǎo)體都不能滿足，而PLC則完全可以實現(xiàn)。這是因為若用PLC不必改動外部設(shè)備接線，只要在軟件上做文章就可以了。也就是說只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。這既經(jīng)濟又簡捷，可以達到事半功倍的目的。</p><p>　　眾所周知，目前我國75%的生產(chǎn)機械設(shè)備，都是采用繼電器控制，

24、除了可靠性差外，設(shè)計程序也很繁雜。從方案的確立到技術(shù)條件的設(shè)計以及施工的設(shè)計，圖面的工作量很大，這勢必造成設(shè)計周期長。而采用PLC控制可以大大縮短設(shè)計周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。設(shè)計人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入，或修改程序使得梯形圖能準確無誤地反映生產(chǎn)要求。編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對生產(chǎn)提出的新工藝要求，重新編寫程序并把它存儲在EEPROM模塊中去，需要加工哪個產(chǎn)品的程序，操作人員可以隨時調(diào)用，這既方便、簡單又可保密。

25、開發(fā)這種軟件對優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，非常具有實際意義。僅此一點也深受生產(chǎn)及設(shè)計者的歡迎。</p><p>　　在現(xiàn)在科技成果迅猛發(fā)展的今天，市場經(jīng)濟的競爭就是利用最小的投資獲取最大的利潤，為了使人們在生活購物中得到方便，就出現(xiàn)了自動售貨機。對于一臺自動售貨機，如果采用電力機械來進行控制，會造成售貨機有用價值空間少，浪費不必要的動力資源；如果采用液壓系統(tǒng)控制，由于液壓系統(tǒng)控制要求技術(shù)高，

26、各種閥體和設(shè)備的組裝較高，反應(yīng)速度相對較慢，用于控制售貨機的經(jīng)濟價值消費高，從利潤價值觀來考慮不適宜用于控制售貨機。采用單片機作為控制核心，這樣不僅會在輸入輸出接口上做大量的工作，而且系統(tǒng)的抗干擾性也比較差。但是PLC（即可編程序控制器）是綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置，它不但可實現(xiàn)類似控制功能，還具有可靠性高、編程簡單、維護方便等優(yōu)點，已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因為自動售貨機作為社會上

27、完成商品零售和綜合服務(wù)的獨立設(shè)施，要求它的結(jié)構(gòu)必須可靠、穩(wěn)定和執(zhí)行效率高。可以看出，采用PLC對自動售貨機控制系統(tǒng)進行控制可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，這在現(xiàn)代化商業(yè)社會的今天尤為重要。</p><p>　　1.3 自動售貨機的功能</p><p>　　自動售貨機應(yīng)能夠辨識機內(nèi)包含的飲料，能夠?qū)λ度氲膸胖颠M行累計，并提供該自動售貨機最基本的功能即對投入的硬幣進行感應(yīng)，并根據(jù)所投入的硬幣數(shù)

28、值判斷是否能夠購買某種飲料，做出相應(yīng)的反映。當按下選擇飲料的按鈕時，相應(yīng)的電磁閥起動，飲料開始供應(yīng)，提取飲料到出貨口，顧客取出飲料，完成此次交易。它具有投幣感應(yīng)系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇和飲料供應(yīng)系統(tǒng)、退幣系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等來實現(xiàn)完整的售貨功能。自動售貨機的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程，售貨機的基本功能就是對投入的貨幣進行運算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。</p><p

29、>　　售貨機中有3種商品，可樂3元，綠茶3.5元，奶茶4.5元。現(xiàn)投入錢幣，當投入的貨幣超過可樂的價格時，可樂指示燈亮，提示可以購買，當投入的貨幣超過綠茶的價格時，綠茶指示燈亮，當投入的貨幣超過奶茶的價格時，奶茶指示燈亮，提示可以購買。當按下可樂按鈕時，售貨機進行減法運算，從投入的貨幣總值中減去可樂的價格同時啟動相應(yīng)的電機，提取可樂到出貨口。買綠茶和奶茶操作同理。操作完成后不再購買而按下退幣按鈕，售貨機則要進行退幣操作，退回相應(yīng)的

30、貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。</p><p>　　由此看來，自動售貨機進行一次交易要涉及加法運算、減法運算以及在退幣時的除法運算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。</p><p>　　可通過操作屬性把把自動售貨機分為四個過程：</p><p>　　(1) 投幣過程 </p>&l

31、t;p>　　(2) 價格比較過程 </p><p>　　(3) 選擇商品過程 </p><p><b>　　(4) 退幣過程</b></p><p>　　可把自動售貨機工作過程分為4個狀態(tài)： </p><p><b>　　(1) 初始狀態(tài)<

32、;/b></p><p><b>　　(2) 投幣狀態(tài)</b></p><p><b>　　(3) 購買狀態(tài)</b></p><p><b>　　(4) 退幣狀態(tài)</b></p><p>　　初始狀態(tài)，自動售貨機內(nèi)部各元件都處于復(fù)位狀態(tài)，內(nèi)部電機停止運轉(zhuǎn)，等待投幣操作。&

33、lt;/p><p>　　投幣狀態(tài)。按下投幣按鈕，顯示投幣框，按下所投幣顯示屏顯示投入、消費、余額數(shù)值，當所投幣超過商品價格時，相應(yīng)價格選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購買。</p><p>　　購買狀態(tài)。按下可以購買的選擇按鈕，所選的商品出現(xiàn)在出貨框中，同時顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費情況相應(yīng)變化。取走商品后出貨框消失。</p><p>　　退幣按鈕。按下退幣按鈕，顯示退幣框，

34、同時顯示出應(yīng)退幣值及數(shù)量。按下確認鈕，則恢復(fù)初始狀態(tài)。</p><p>　　到此為止，自動售貨機的一個完整工作過程結(jié)束。</p><p>　　1.4 自動售貨機工作原理</p><p>　　本文設(shè)計的是售可樂、綠茶和奶茶三種飲料的自動飲料機，它的售貨過程原理是：</p><p>　　(1) 從投幣口送入貨幣，然后經(jīng)過傳感器采集數(shù)據(jù)、識別器判別

35、人民幣的面值。</p><p>　　(2) 識別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。</p><p>　　(3) 通信模塊與售貨機的主控系統(tǒng)通信，主控系統(tǒng)顯示面值，啟動售貨機的面板鍵，顯示出哪個通道有貨，哪個通道已售完，并等待顧客按鍵選擇商品。 </p><p>　　(4) 顧客選擇商品后，根據(jù)售出的商品包裝類型的不同，采用不同的驅(qū)動技術(shù)把商品送出。</p>&

36、lt;p>　　(5) 顯示余額，如果金額足夠多，顧客可以選擇退幣或繼續(xù)買商品；如果款額不足，售貨機經(jīng)過延時予以退幣。 退幣時是采取由大額面值到小額面值輸出錢幣的順序。</p><p>　　(6) 系統(tǒng)復(fù)零，完成售貨。</p><p>　　1.5 自動售貨機設(shè)計思路</p><p>　　本次設(shè)計的題目是自動售貨機，主要是應(yīng)用三菱FX-2N型PLC的梯形圖來設(shè)計控

37、制程序，并簡單介紹相關(guān)的知識，如：PLC的編程語言、自動售貨機的硬件組成等。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù)PLC的相關(guān)知識設(shè)計出它的外部接線圖，結(jié)合梯形圖和外部接線圖分析說明該設(shè)計的控制原理過程。</p><p>　　本次設(shè)計的重要部分是自動售貨機梯形圖的設(shè)計。首先就得根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和控制要求準確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖準確設(shè)計出它的梯形圖，并反復(fù)調(diào)試做到程序無誤。具體的設(shè)

38、計控制要求流程、軟硬件組成圖、梯形圖將會在后面進行詳細介紹。</p><p>　　第2章 PLC自動售貨機的硬件設(shè)計</p><p><b>　　2.1 設(shè)計目的</b></p><p>　　通過對自動售貨機PLC控制系統(tǒng)的工作原理的分析、系統(tǒng)設(shè)計、編程、及上機調(diào)試工作的實踐，了解電器控制系統(tǒng)的一般設(shè)計思路，熟悉和掌握外圍電路系統(tǒng)和軟件設(shè)計的方

39、法。</p><p>　　2.2 自動售貨機的設(shè)計要求</p><p>　　自動售貨機是機電一體化的自動化裝置，在接受到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按鈕輸入信號使控制器啟動相關(guān)位置的機械裝置完成規(guī)定動作，將貨物輸出，自動售貨機的實際要求如下：</p><p>　　(1) 自動售貨機可投入五角、一元和五元的錢幣。</p><p>　　(2)

40、所售飲料的價格為：可樂——3元，綠茶——3.5元，奶茶——4.5元。</p><p>　　(3) 當投入的錢幣總值超過所購飲料的標價時，所有可購買飲料的指示燈均亮，作為購買提示（當投入的錢幣總值超過3元，可樂指示燈亮；當投入的錢幣總值超過3.5元時，綠茶和可樂指示燈亮；當投入的錢幣總值超過4.5元時奶茶、綠茶和可樂的指示燈都會亮）。</p><p>　　(4) 當可樂指示燈亮?xí)r，按選擇可樂

41、按鈕，則排出可樂，8s后自動停止。</p><p>　　(5) 當綠茶指示燈亮?xí)r，按選擇綠茶按鈕，則排出綠茶，8s后自動停止。</p><p>　　(6) 當奶茶指示燈亮?xí)r，按選擇奶茶按鈕，則拍出奶茶，8s后自動停止。</p><p>　　(7) 系統(tǒng)根據(jù)顧客投入的錢幣，判斷錢幣是否足夠，若足夠則根據(jù)顧客的要求自動售貨，投幣不足則給出提示。</p>&

42、lt;p>　　(8) 購買飲料后，系統(tǒng)自動計算剩余錢幣，若投入的錢幣總值超過所需的錢數(shù)，則找錢指示燈亮自動售貨機自動退出多余的錢。動作停止后按退幣按鈕，可以退回余額，退回余額如果大于5元，則先退5元，再比較余額如果大于1元，再退1元，如果小于1元則直接退0.5元的。</p><p>　　(9) 當退幣或報警時則不能再投入錢幣</p><p>　　2.3 I/O分配表和PLC的選型&l

43、t;/p><p>　　PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)考慮留有適當?shù)挠嗔?，以作備用。通常，一條邏輯指令占存儲器一個字。計時、計數(shù)、移位以及算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等指令需占存儲器的空間。在選擇存儲器容量時，一般按實際需要的10%至25%考慮裕量。I/O點數(shù)按實際需要的10%至15%考慮備用。用戶存儲容量是指PLC用于存儲用戶程序的存儲器容量。需要的用戶存儲容量的大小由用戶程序的長短決定。</p><

44、;p>　　I/O點數(shù)即PLC面板上連接輸入、輸出信號用的端子的個數(shù)，常稱為點數(shù),用輸入的點數(shù)和輸出的點數(shù)的和來表示。I/O點數(shù)越多，外部可接入的器件和輸出的器件就越多，控制規(guī)模就越大。因此，I/O點數(shù)是衡量衡量PLC性能的重要指標之一。國際上流行將PLC的點數(shù)作為PLC規(guī)模分類的標準，I/O點數(shù)在256點以下的為小型PLC，64點及64點以下的為微型PLC，總點數(shù)在2048點以上的為大型機。PLC容量包括兩個方面：一是I/O的點數(shù)

45、；二是用戶存儲器的容量（字數(shù)）。</p><p>　　PLC物理結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　本設(shè)計采用的是微型PLC，其中外部輸入端有五角、一元、五元投入端口，可樂、綠茶、奶茶選擇按鈕，開始按鈕，退幣按鈕；外部輸出端有可樂、綠茶、奶茶指示燈，退幣指示燈，可樂、綠茶、奶茶輸出端口，退幣端口，本設(shè)計采用一個小型電機控制電磁閥產(chǎn)生對飲料和錢幣的輸出，在選擇飲料的同時會有相應(yīng)的指示燈亮，其指示

46、采用的電是經(jīng)過變壓器調(diào)制成的24V電壓，安全可靠。由此可知，系統(tǒng)所需的輸入點數(shù)為8點，輸出點數(shù)為11點。根據(jù)以上分析，可選用32點（16I/16O）的PLC，現(xiàn)選用三菱公司的FX2N-32MR型PLC，這種類型的PLC能夠滿足功能的設(shè)計需要，又在經(jīng)濟上得到了節(jié)省，完全符合設(shè)計需求。</p><p>　　其PLC的I/O分配表如表2-1所示:</p><p>　　表2-1 PLC的I/O接線

47、表</p><p><b>　　2.4 外部接線圖</b></p><p>　　本系統(tǒng)是一個小型集中控制系統(tǒng)，PLC選型主要取決于控制系統(tǒng)輸入、輸出開關(guān)信號的數(shù)量、用戶程序的長短及相關(guān)的功能。根據(jù)控制要求，I/O點數(shù)在32個左右，選擇性能價格比較適宜的三菱FX2n-32MR，其中其輸入點為16點，輸出點為16點，該PLC為繼電器輸出型。</p><

48、p>　　了解各個控制對象的驅(qū)動要求，分析對象的控制要求，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。本設(shè)計中輸入有開始按鈕、錢幣的投入按鈕、選擇飲料按鈕、退幣按鈕；輸出有指示燈顯示輸出、飲料輸出、退幣輸出。這些功能都能夠通過PLC進行得到很好的控制；電機提供動力進行對飲料的輸出。</p><p>　　根據(jù)上述要求，因條件所限輸出均用指示燈代替，由此繪制出PLC控制電路接線圖，如圖2-1所示：</p><p&

49、gt;　　圖2-1 PLC外部I/O接線圖</p><p>　　該PLC自動售貨機I/O接線圖中， PLC元件X004，X005，X006，X007是選擇控制按鈕，選擇可樂，綠茶，奶茶。線圈Y010，Y011，Y012，Y016，是作為指示燈的輸出線圈。當你投幣，選擇可樂、綠茶，或奶茶時的指示引導(dǎo)購物作用。按鈕和指示燈，直接明了，方便簡單，易于操作。</p><p><b>　　

50、2.5 編程流程圖</b></p><p>　　繪制出自動售貨機PLC控制流程圖，表達各控制對象的動作順序，相互間的制約關(guān)系。本文的流程圖如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 編程流程圖</p><p>　　第3章 PLC自動售貨機的軟件設(shè)計</p><p>　　3.1系統(tǒng)涉及PLC指令簡介</p><

51、;p>　　3.1.1 比較指令 CMP</p><p>　　比較指令在PLC控制系統(tǒng)中是一條十分重要的功能指令，它將[S1]、[S2]中的數(shù)據(jù)進行比較，比較結(jié)果送到目的操作數(shù)[D]中，如下圖3-1所示，當X000為OFF時，不執(zhí)行CMP指令，M10，M11，M12保持不變；當X000為ON時，執(zhí)行CMP指令，[S1]、[S2]中的數(shù)據(jù)進行比較，即C10計數(shù)器值與K10（數(shù)值K10）比較。如果C10當前值小于

52、10，則M10=1；如果C10當前值大于10，則M12=1；如果C10當前值等于10，則M11=1。</p><p>　　圖3-1 CMP 指令使用說明</p><p>　　3.1.2 運算指令</p><p>　　運算指令有加法運算和減法運算，運用運算指令是用來計算錢幣的總值和剩余的錢幣。</p><p>　　加法運算：加法運算指令是把指定

53、的源元件中的二進制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標元件中，如圖3-2所示。</p><p>　　當X000為1時，（D0）+（D5）=（D6），運算是代數(shù)運算</p><p>　　圖3-2 加法運算使用說明圖 </p><p>　　減法運算：減法運算指令是把指定的源元件中的二進制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標元件中，如圖3-3所示。當X000為1時，（D10）+（D12）=（

54、D14），運算為代數(shù)運算。</p><p>　　圖3-3 減法運算使用說明圖</p><p>　　3.2 部分程序注釋</p><p>　　3.2.1 投幣程序 </p><p>　　X001、X002、X003為投幣識別，每識別一次，即X001、X002或X003接通一次，往寄存器D10中累加按鍵代表的相應(yīng)金額，但是在報警和退幣的時候不可投

55、幣，此時繼電器M206和M208會分別斷開，此時投幣無效，只有在退幣過程結(jié)束4s后，再投幣才有效，若在4s內(nèi)投幣則直接退幣。M204在系統(tǒng)上電按下啟動鍵X000后接通后，M205接通時方可開始下一次操作。其具體梯形圖如圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4 投幣梯形圖</p><p>　　3.2.2 價格比較程序</p><p>　　寄存在D10中的貨幣金額和

56、商品的單價相比較，如第一句中如果（D10）>45，則M6=1；（D10）=45，則M7=1；（D10）<45，則M8=1。以此類推，其價格比較梯形圖如下圖3-5所示：</p><p>　　圖3-5 價格比較梯形圖</p><p>　　3.2.3 根據(jù)投入的錢數(shù)指示燈顯示程序</p><p>　　根據(jù)選擇的飲料價格不同，投入的錢幣多少，則飲料的指示燈亮的情

57、況也不一樣，指示燈分別有Y010，Y011和Y012分別表示三種飲料的指示燈，具體表現(xiàn)將會在后面具體實例中體現(xiàn)，指示燈的編程梯形圖如下圖3-6所示：</p><p>　　圖3-6 指示燈顯示梯形圖</p><p>　　3.2.4 選擇商品和送出部分</p><p>　　選擇商品的輸出，當投入的錢幣達到規(guī)定的價格時，相對應(yīng)商品的指示燈就會亮，當按下所對應(yīng)的按鈕，則對應(yīng)

58、的商品就會輸出。例如當錢幣足夠時，選擇可樂按鈕即X004，其中X005和X006的常閉觸點起到互鎖的作用，這樣的目的就是保證不能同時選擇兩種飲料，其具體的部分梯形圖如下圖3-7所示：</p><p>　　圖3-7 選擇商品輸出程序圖</p><p>　　3.2.5 找錢退幣程序</p><p>　　自動售貨機的退幣鍵為X007，當接通自動售貨機X007按鈕后，線路構(gòu)

59、成閉合，退幣指示燈Y016亮，以表示系統(tǒng)退幣正在進行中，這種顯示結(jié)果能夠表明系統(tǒng)執(zhí)行的完善性。其中常開開關(guān)M34作為自鎖作用，目的是在退幣按鈕選擇以后，能夠使時間繼電器繼續(xù)執(zhí)行其要求的功能，即亮的時間由T6設(shè)置，這里設(shè)置T6=40，就是亮4s。其找錢程序如圖3-8所示：</p><p>　　圖3-8 找錢程序梯形圖</p><p>　　自動售貨機退幣時，其系統(tǒng)根據(jù)用戶所剩余額進行比較，當余

60、額大于或者等于5元時，先退幣面值為5元的貨幣，然后再根據(jù)大于或者等于1元的余額退1元的貨幣，最后再退回0.5元的用戶余額退回給用戶。</p><p>　　其控制的過程就是先進行錢幣的比較，如果剩余錢幣滿足大于五元，Y022就會有結(jié)果，并且在總的剩余幣值里面減去5元；如果剩余錢幣不夠5元，而大于一元，其結(jié)果就是Y021會顯示動作，并且從總的錢幣值中減去所統(tǒng)計的一元的面值；有5角的，其Y020就會顯示動作，并減去5角

61、的面值。在梯形圖中，常開開關(guān)Y020、Y021、Y022所起的作用是自鎖作用，這樣能夠較為準確的控制錢幣的輸出。</p><p>　　其退幣程序如圖3-9所示：</p><p>　　圖3-9 退幣程序梯形圖</p><p>　　3.3 梯形圖和指令表</p><p>　　本設(shè)計的總梯形圖和指令表見附錄。</p><p>

62、;　　第4章 具體事例的仿真</p><p>　　4.1 GX7CH軟件的簡介 </p><p>　　GX7CH是一種模擬調(diào)試PLC梯形圖的一種軟件，它的出現(xiàn)給現(xiàn)代電子行業(yè)帶來了巨大的進步，它可以編寫程序，調(diào)試程序，還可以顯示效果，利用這些功能可以仿真自己所設(shè)計的梯形圖，看看是否能夠達到預(yù)期的效果，可以反復(fù)的修改、調(diào)試、運行，一直達到自己所要實現(xiàn)的目的，這樣可以在設(shè)計中節(jié)約成本，提高經(jīng)濟利

63、用率，總之在模擬電路中起到了良好的運用。</p><p>　　它具體的操作效果及步驟將會在下面設(shè)計中體現(xiàn)，具體一些顯示圖框如圖4-1和4-2及所示。</p><p>　　圖4-1 GX7CH操作圖</p><p>　　圖4-2 GX7CH輸出顯示圖</p><p>　　4.2 具體事例的分析</p><p>　　例如向

64、自動給售貨機里面投入一個1元和5元的錢幣，則Y010、Y011和Y012都會顯示亮，當按下奶茶按鈕之后，則奶茶輸出，即Y015顯示亮，買過之后退出錢幣，找錢幣燈亮，然后會退出錢幣，即Y020和Y021顯示亮，梯形圖的動作情況及輸出結(jié)果的顯示如下圖所示：</p><p>　　圖4-3 投入1元后的調(diào)試梯形圖</p><p>　　圖4-4 投入5元后的程序調(diào)試梯形圖</p>&l

65、t;p>　　圖4-5 顯示燈亮的梯形圖</p><p>　　圖4-6 燈亮軟元件顯示圖</p><p>　　圖4-7 Y軟元件測試圖</p><p>　　圖4-8 選擇奶茶后的程序動作梯形</p><p>　　圖4-9 輸出奶茶程序動作梯形圖</p><p>　　圖4-10 軟元件輸出奶茶顯示圖</p>

66、;<p>　　圖4-11 找錢的程序梯形圖</p><p>　　圖4-12 退幣指示燈和找錢動作軟元件梯形</p><p>　　圖4-13 退幣指示燈程序梯形圖</p><p>　　圖4-14 清零動作程序梯形圖</p><p><b>　　結(jié)　論</b></p><p>　　本次課

67、程設(shè)計我的主要任務(wù)是用PLC實現(xiàn)自動售貨機的功能。一個平?？此坪唵问褂梅奖愕淖詣邮圬洐C，其實并不是那么容易就做成的。本次設(shè)計所做的只是PLC編程部分，通過仿真以此實現(xiàn)它的功能。</p><p>　　設(shè)計的自動售貨機的功能主要是對飲料進行自動交易，通過對PLC的程序輸入達到自動售貨的目的。這次設(shè)計課題的效果是：當投入錢幣時，根據(jù)投入錢幣的多少，自動售貨機會自動判斷，然后做出相應(yīng)的結(jié)果即燈亮的變化，根據(jù)顧客的選擇，會

68、自動輸出要選擇的飲料，并退還余額。</p><p>　　本設(shè)計的優(yōu)點與缺點是：通過程序的自鎖與互鎖，能夠正確的做出判斷，給出結(jié)果，設(shè)計出的自動售貨機裝置簡單、易操作，結(jié)構(gòu)線路設(shè)置容易，耗能低，能夠滿足在一些商店和工廠無人售貨的目的，老人和孩子都能夠運用：本設(shè)計的缺點有收獲品種較少，識別的錢幣有些限制。沒有顯示器顯示所投入的錢幣總值。</p><p>　　本設(shè)計的結(jié)果能夠滿足設(shè)計需求，課題的

69、效果明確，雖然售貨品種少，但是理論明確且統(tǒng)一，在此基礎(chǔ)上可以增加輸入與輸出端口，以滿足人們在生活中的需求！</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　本次課程設(shè)計我們的主要任務(wù)是用PLC實現(xiàn)自動售貨機的功能。一個平?？此坪唵问褂梅奖愕淖詣邮圬洐C，其實并不是那么容易就做成的。我們本次設(shè)計所做的只是PLC編程部分，以此實現(xiàn)它的功能。</p>

70、;<p>　　在接到題目后，起初感覺無從下手，在思考過一段時間后，我和同組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)以及去圖書館查閱資料，獲得了一些有關(guān)自動售貨機以及PLC編程方面的信息?；谖覀儽緦W(xué)期所學(xué)習(xí)的PLC課程，我們自己嘗試著編寫了程序。經(jīng)過多次修改以及調(diào)試，我們最終獲得成功，實現(xiàn)了預(yù)期的功能。在設(shè)計中我們用到了光電開關(guān)、電磁閥、執(zhí)行機構(gòu)等我們沒怎么接觸過的電子器件，之前我對這些元器件不是很了解，由于在設(shè)計中用到了，我查閱了一些資料，對它們的

71、原理以及應(yīng)用有了深刻地認識。</p><p>　　經(jīng)過不斷的學(xué)習(xí)、研究以及經(jīng)過老師的指導(dǎo).終于按時完成了課程設(shè)計.設(shè)計主要研究的是自動售貨機中有關(guān)于PLC的部分.自動售貨機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。自動售貨機可以充分補充人力資源的不足，適應(yīng)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

72、問題等各項優(yōu)點。所以說,自動售貨機是今后小商品和飲料銷售方式的一個很好的發(fā)展趨勢.它的出現(xiàn)將極大的方便人們購買所需要的小商品.</p><p>　　通過本次課程設(shè)計，我的收獲很大，對PLC的編程有了更進一步的掌握，增加了我的實踐動手能力。我看到了理論知識在實踐應(yīng)用中的重要性，同時也看到理論并不等同于實踐。另外，我還學(xué)會了一些基本軟件的應(yīng)用，比如GX7CH等。本次課程設(shè)計通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的

73、斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，在今后的學(xué)習(xí)和工作中我將會受益匪淺。這將為將來我們走入社會，工作打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]廖常初.FX系列PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005.1～127</p><p>　　[2]高勤.可編程控制器原理及應(yīng)用（三菱機型

74、）[M].北京:電子工業(yè)出版社，2006.41～46</p><p>　　[3]錢銳.PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社，2006.112～113</p><p>　　[4]董淑玲.PLC在自動售貨機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].上海師范大學(xué)學(xué)報，2007,36(2):47～51</p><p>　　[5] 王國海.《可編程序控制器及其應(yīng)用》第二版[M].中國勞動社會

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79、t;On-Line Condition Monitoring of Substation Power Equipment Utility Needs," December, 1996(2):512-51</p><p><b>　　附　錄 </b></p><p><b>　　程序梯形圖</b></p><p>