基于PLC的無(wú)人售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：基于PLC的無(wú)人售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)DesignoftheDispenserControlSystembaseonPLC學(xué)生姓名：所在院系：機(jī)電學(xué)院所學(xué)專業(yè)：機(jī)電技術(shù)教育導(dǎo)師姓名：完成時(shí)間：摘要無(wú)人售貨機(jī)是由勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。進(jìn)入21世紀(jì)時(shí)，無(wú)人售貨機(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。利用PLC控制的無(wú)人售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證無(wú)人售貨機(jī)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，且控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單功能完善、通用性強(qiáng)、體積小，維護(hù)操作方便而且易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。本文主要對(duì)無(wú)人售貨機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，并列出了控制系流程圖以及梯形圖。關(guān)鍵詞：無(wú)人售貨機(jī)；PLC；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)DesignoftheDispenserControlSystembaseonPLCAbstractThedigestthistexthasintroducedthebasicprincipleandworkflowofthedispenser,thentaketransactioncourseasanexample,dividethetradecourseintoseveralprocedureones,thencarryonprogrammingtotheprocedureoneseparately.Ithasstatedtheroleindispenserofthecontrollerofcanprogrammeingthatconcrete.Theprocedurehasinvolvedmostcoursethatthedispenserworked.ThedispenserutilizingPLCtocontrolhasimprovedsystematicstability,itcanbesteadyinalong-termtoguaranteethedispenserandrun.Keywords：Dispenser；PLC；Systembeingcontrolled；D目錄1緒論.12設(shè)計(jì)要求.13系統(tǒng)結(jié)構(gòu).24PLC的選擇.25PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).35.1售貨機(jī)工作過(guò)程的分析.35.2程序設(shè)計(jì)部分.45.2.1程序設(shè)計(jì)說(shuō)明.45.2.2PLC程序設(shè)計(jì).45.3數(shù)據(jù)連接.125.3.1定義I/O設(shè)備.125.3.2設(shè)計(jì).135.3.3運(yùn)行.186結(jié)束語(yǔ).19致謝.19參考文獻(xiàn).20附錄.211緒論從無(wú)人售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)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(duì)的超市、百貨購(gòu)物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場(chǎng)地的局限性以及購(gòu)物的便利性等這些因素的制約，無(wú)人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。無(wú)人售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源的不足，適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化，24小時(shí)無(wú)人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運(yùn)營(yíng)時(shí)需要的資本少、面積小，有吸引人們購(gòu)買好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問(wèn)題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。無(wú)人售貨機(jī)的真正普及是在第二次世界大戰(zhàn)以后。50年代，“噴水型果汁自動(dòng)售貨機(jī)”大受歡迎，果汁被注入在紙杯里出售。后來(lái)，由于美國(guó)的飲料大公司進(jìn)入日本市場(chǎng)，1962年，出現(xiàn)了以無(wú)人售貨機(jī)為主體的流通領(lǐng)域的革命。1967年，100日元單位以下的貨幣全部改為硬幣，從而促進(jìn)了無(wú)人售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在，無(wú)人售貨機(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(guò)電話線路將無(wú)人售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及時(shí)地傳送各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且，為防止地球暖化，無(wú)人售貨機(jī)的開(kāi)發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料無(wú)人售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)高峰時(shí)，這種機(jī)型的無(wú)人售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的無(wú)人售貨機(jī)相比，它能夠節(jié)約1015的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時(shí)，無(wú)人售貨機(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。而且由于人們生活水平的提高，社會(huì)對(duì)擴(kuò)大就業(yè)與工作場(chǎng)所提供茶點(diǎn)飲料的福利事業(yè)更為關(guān)注。無(wú)人售貨機(jī)不僅保障了愜意的工休時(shí)間，也是最廉價(jià)、提高職工工作效率最有效的手段，特別是在24小時(shí)無(wú)休工作狀態(tài)中的辦公場(chǎng)所。2無(wú)人售貨機(jī)設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求為：（1）PLC系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)無(wú)人售貨機(jī)的工作狀態(tài)。（2）開(kāi)始工作時(shí)無(wú)人售貨機(jī)能夠穩(wěn)定、可靠的執(zhí)行設(shè)定的程序。（3）通過(guò)串行方式在LED上顯示售貨機(jī)的工作狀況。（4）通過(guò)通信方式傳送給監(jiān)控電腦，監(jiān)控電腦能檢測(cè)對(duì)象的參數(shù)、狀態(tài)?；诰唧w情況的要求，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)有以下結(jié)構(gòu)模塊：初始狀態(tài)模塊，投幣狀態(tài)模塊，購(gòu)買狀態(tài)模塊，退幣狀態(tài)模塊。3無(wú)人售貨機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購(gòu)買某種商品，并作出相應(yīng)的反應(yīng)。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明，例如：售貨機(jī)中有8種商品，其中01號(hào)商品（代表第一種商品）價(jià)格為2.50元，02商品為3.50元，其余類推?，F(xiàn)投入1個(gè)1元硬幣，當(dāng)投入的貨幣超過(guò)01商品的價(jià)格時(shí)，01商品的選擇按鈕處應(yīng)有變化，提示可以購(gòu)買，其他商品類推。當(dāng)按下選擇01商品的價(jià)格時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去01商品的價(jià)格同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)，提取01號(hào)商品到出貨口。此時(shí)售貨機(jī)繼續(xù)進(jìn)行等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時(shí)不再購(gòu)買而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來(lái)，售貨機(jī)一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識(shí)別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。無(wú)人售貨機(jī)的工作流程圖如圖1所示。圖1無(wú)人售貨機(jī)工作流程圖4PLC的選擇經(jīng)過(guò)從功能方面和價(jià)格方面兩個(gè)方面的考慮，發(fā)現(xiàn)松下電工可編程序控制器產(chǎn)品-FP1-C24比較適合無(wú)人售貨機(jī)。因?yàn)樗且环N功能很強(qiáng)的小型機(jī)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中采用先進(jìn)的方法及組件使其通常只有在大型PLC中才具有的功能，且具有其他控制器所不具備的功能。雖然是小型機(jī)。但是其功能較完善，性能價(jià)格比高，較適合無(wú)人售貨機(jī)。在松下電工公司生產(chǎn)的FP系列產(chǎn)品中，F(xiàn)P1屬于小型PLC產(chǎn)品，其中C24是具有高級(jí)處理功能的型號(hào)。從型號(hào)可以看出FP1-C24可編程控制器的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)（即I/O點(diǎn)）之和為24.FP1-C24的主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)為16/8；最大I/O點(diǎn)數(shù)為104；運(yùn)行速度為1.6s/步；容量為2720步；基本指令數(shù)為80；高級(jí)指令數(shù)為111；內(nèi)部繼電器為1008點(diǎn)；特殊內(nèi)部繼電器為64點(diǎn)；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為144點(diǎn)；數(shù)據(jù)寄存器為1660字；特殊數(shù)據(jù)寄存器為70字；索引寄存器為2字；主控指令為32點(diǎn)；跳轉(zhuǎn)標(biāo)記數(shù)為64點(diǎn)；步進(jìn)數(shù)為128級(jí)；子程序個(gè)數(shù)為16個(gè)；中斷個(gè)數(shù)為9個(gè)程序；輸入濾波時(shí)間為1128ms。5PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1售貨機(jī)工作過(guò)程的分析由于售貨機(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(lái)模擬替代的。如錢幣識(shí)別系統(tǒng)可以用按壓某個(gè)“仿真對(duì)象”輸出一個(gè)脈沖直接給PLC發(fā)布命令，而傳動(dòng)系統(tǒng)也是由計(jì)算機(jī)來(lái)直接模擬的，這些并不會(huì)影響實(shí)際程序的操作，完全能模擬現(xiàn)實(shí)中無(wú)人售貨機(jī)的運(yùn)行。(1)試驗(yàn)狀態(tài)假設(shè)由于是在計(jì)算機(jī)上模擬運(yùn)行，試驗(yàn)中有一些區(qū)別于實(shí)際情況的假設(shè)，本試驗(yàn)中假設(shè)：無(wú)人售貨機(jī)只售8種商品。1無(wú)人售貨機(jī)可識(shí)別20元、10元、5元、1元、5角硬幣。2無(wú)人售貨機(jī)可退幣20元、10元、5元、1元、5角硬幣。3無(wú)人售貨機(jī)有液晶顯示功能。4實(shí)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(guò)程分析為了方便分析，我們以一次交易過(guò)程為例進(jìn)行分析。1初始狀態(tài)。由電子標(biāo)簽顯示各商品價(jià)格，顯示屏顯示友好界面，此