基于PLC控制的自動售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(共48頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 畢 業(yè) 論 文題 目： 基于PLC控制的自動售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作 者： 范兵兵 學(xué) 號： 系 ： 自動控制系 專 業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 班 級： 10電氣技術(shù)301 指導(dǎo)者： 講 師 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評閱者： 副 教 授 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2013年 5 月 專心-專注-專業(yè)目錄摘要 2論緒 2第一章 自動售貨機(jī)簡介及設(shè)計(jì)要求 1.1簡介 4 1.2工作原理 5 1.3設(shè)計(jì)要求 5 1.4設(shè)計(jì)思路 8 第二章 PLC控制自動售貨機(jī)的硬件選擇 2.1實(shí)物圖 8 2.2主要硬件選擇 112.3 電磁閥選擇 12 2.4 PLC選擇 12第三章 PL

2、C控制自動售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì) 3.1 系統(tǒng)涉及PLC指令簡介 17 3.2 PLC的I/O分配表 19 3.3系統(tǒng)流程圖20第四章 程序編寫 4.1控制程序設(shè)計(jì)思路 21 4.2部分程序注釋 22第五章 觸摸屏的模擬仿真 5.1 觸摸屏的概述 25 5.2 觸摸屏的設(shè)計(jì) 26 5.3 觸摸屏仿真 32結(jié)論 39致謝 39參考文獻(xiàn) 40附錄 41摘 要自動售貨機(jī)最早出現(xiàn)在二十世紀(jì)五、六十年代的西歐，當(dāng)時(shí)在美國的地鐵系統(tǒng)中，人們可以用1美分在自動售貨機(jī)上買到一塊口香糖。作為一種全新的零售方式。隨著社會的發(fā)展，自動售貨機(jī)也越來越普遍。我國從1999年自動售貨機(jī)的進(jìn)入，由開始的好奇陌生，到現(xiàn)在的習(xí)以為常

3、，并成為了生活中不可缺少的一部分。本文介紹了自動售貨機(jī)的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過程為例，把交易過程分為幾個(gè)程序塊，然后分別對程序塊進(jìn)行編程。具體說明了可編程序控制器在自動售貨機(jī)中的作用。程序涉及到了自動售貨機(jī)工作的絕大部分過程。利用三菱FX-2N PLC控制的自動售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。 關(guān)鍵詞 自動售貨機(jī) PLC 梯形圖 論 緒1、 課題的意義及來源在中國，人們可以看到現(xiàn)代化的自動售貨機(jī)擺放在一些大商場的門口、繁華街道的兩邊、公園入口處以及其他熱鬧的場所。據(jù)了解，這些自動售貨機(jī)開始出現(xiàn)在北京，上海，大連，沈陽成為年輕人的時(shí)尚購物。93年，由日韓

4、進(jìn)口到中國廣東、上海的自動售貨機(jī)，這類自動售貨機(jī)可以接受人民幣硬幣，大多數(shù)只分布在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)。地區(qū)自動售貨機(jī)的興起、文明、高檔、晝夜服務(wù)，占地小、靈活方便深受市民青睞，甚至出現(xiàn)排隊(duì)購買的情況。專家預(yù)測，自動售貨機(jī)零售業(yè)在中國有巨大的發(fā)展前景。與此同時(shí)還可以帶動其他相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，帶動失業(yè)人員的再就業(yè)。 廣州硅（Si百萬百萬貿(mào)易有限公司）是一家專業(yè)從事智能IC卡自動售貨機(jī)產(chǎn)品，開發(fā)與管理，產(chǎn)品開發(fā)，生產(chǎn)和系統(tǒng)集成的高科技公司。 進(jìn)入新世紀(jì)，新的千年，寺百萬在與美國的合作，韓國等國際廠商，符合中國國情的生產(chǎn)，百萬自動售貨機(jī)。四百萬貨幣識別器自動售貨機(jī)除了識別人民幣硬幣，鈔票的功能，還增加了智能非

5、接觸式IC卡（與羊城通兼容）支付功能和最新的手機(jī)支付功能，結(jié)合廣州市的氣候特點(diǎn)是這樣設(shè)計(jì)的，該機(jī)具有良好的防水，防潮，耐高溫等特點(diǎn)，適用于室內(nèi)，外的智能IC卡系列產(chǎn)品四百萬綜合應(yīng)用為企業(yè)和智能小區(qū)和智能化的設(shè)計(jì)概念的智能IC卡應(yīng)用系統(tǒng)集成。四百萬IC智能卡產(chǎn)品可與廣州羊城交通卡兼容，使產(chǎn)品更廣泛的應(yīng)用前景。2、 自動售貨機(jī)的發(fā)展自動售貨機(jī)從第十七世紀(jì)開始出現(xiàn)在富裕人群，第二十世紀(jì)主要出售郵票，明信片和其他特定的商品，并逐漸發(fā)展成了幾乎所有的小商品的推廣階段的銷售。特別是自十九年代，“以消費(fèi)者為中心”的現(xiàn)代市場營銷觀念的建立和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自動售貨機(jī)，實(shí)現(xiàn)貨物的需求，多元化發(fā)展的表現(xiàn)，從原來的

6、只出售有限的商品種類，為之后的百貨商店，超級市場，便利店，消費(fèi)者和自動售貨機(jī)的“一對一”的自動售貨機(jī)無店鋪銷售業(yè)態(tài)。目前，自動售貨機(jī)已進(jìn)入五十多個(gè)國家的市場。英國是一個(gè)自動售貨機(jī)狀態(tài)較早引入。1942年，銷售食品首先概括了自動售貨機(jī)銷售。在1950年，英國的雜貨店500號線采用自動售貨機(jī)。1969年，自動售貨機(jī)的企業(yè)增加到23000，商品的銷售推廣到多方面的記錄，文具，香煙，食品等。進(jìn)入70年代后，大約超過40支，白酒類商店售貨機(jī)。1980年有超過50臺自動售貨機(jī)，年銷售額88100萬磅。經(jīng)過70年的快速發(fā)展，自動售貨機(jī)在日本，歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，短短的30年時(shí)間內(nèi)，自動售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)在發(fā)達(dá)國家

7、已發(fā)展到相當(dāng)規(guī)模。根據(jù)美國的美國“汽車時(shí)代”的統(tǒng)計(jì)，目前美國的所有權(quán)是自動售貨機(jī)550多臺，平均每40人就有一個(gè)可用的，1998年通過商品量的自動售貨機(jī)的銷售額為53億美元，日本為750萬，平均每23人中的一個(gè)，在1998通過自動售貨機(jī)機(jī)的銷售總額為億日元，包括罐裝飲料占其總銷售額的40%：60人，歐洲平均有。據(jù)日本麒麟啤酒公司調(diào)查顯示，自動售貨機(jī)每年可銷售的軟飲料罐數(shù)以萬計(jì)，比一般不太忙碌的小商店銷售；可口可樂公司日本有將近100萬的自動售貨機(jī)，它的銷售額占公司70%的生產(chǎn)。香煙自動售貨機(jī)的適銷對路的產(chǎn)品，在日本煙草銷售香煙自動售貨機(jī)占總銷售額的40%，大約一半的帳戶。日本最大的卷煙制造商日

8、本煙草公司有15萬支香煙的自動售貨機(jī)。自動售貨機(jī)在一些發(fā)達(dá)國家已被進(jìn)口到中國的廣東、上海等沿海發(fā)達(dá)地區(qū)?，F(xiàn)在，自動售貨機(jī)，科技含量高，據(jù)美國媒體報(bào)道，可口可樂公司正在開發(fā)一種新的自動售貨機(jī)，它將根據(jù)溫升可以賣軟飲料可口可樂系列。新推出的新一代機(jī)器人商店，是一個(gè)自動售貨機(jī)，外觀看起來像ATM銀行，與屏幕上的鍵盤，你只需點(diǎn)擊選擇的項(xiàng)目，自動輸送臂會給你選擇的項(xiàng)目和送往前線，不再工作，你彎腰拾。和機(jī)器賣不同的產(chǎn)品類別，包括壽司，私人物品，甚至昂貴的黃蜂和其它精細(xì)。還有一個(gè)新的自動售貨機(jī)，不是錢的問題，即使你的錢，你可以通過無線電話。芬蘭街是一個(gè)巧克力的機(jī)器，只要你的命令，然后調(diào)用指定的帳戶，該帳戶將

9、被自動轉(zhuǎn)移到電話賬單，即使沒有現(xiàn)金，可以吃巧克力。自動售貨機(jī)的小說不再出售食品，百貨，但也是一種商品和服務(wù)。在東京的街頭，一個(gè)“美甲服務(wù)自動機(jī)器”出現(xiàn)，小姐的美只會化妝的手指在一個(gè)窗口，各種美甲圖案模擬好和相應(yīng)的價(jià)格將出現(xiàn)在屏幕上，按下選擇按鈕，投幣后，指甲藝術(shù)開始自動運(yùn)行你的手，使用非常方便；另外享受美甲自動機(jī)，和“洗發(fā)機(jī)”，“鞋機(jī)”，是服務(wù)自動硬幣，真的做生意的盡頭。第1章 自動售貨機(jī)的簡介及設(shè)計(jì)要求1.1自動售貨機(jī)簡介自動售貨機(jī)是集聲、光、機(jī)電一體化的高新智能化產(chǎn)品，在我國也開始得到應(yīng)用。在中國，人們可以看到自動售貨機(jī)的現(xiàn)代化放在一些大商場門口，繁忙的街道，公園和其他令人興奮的地方的入口

10、。 自動售貨機(jī)在中國有著廣闊的發(fā)展前景。從自動售貨機(jī)的發(fā)展趨勢，這是由于勞動密集型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對產(chǎn)品的技術(shù)密集型的社會變革的出現(xiàn)。在大規(guī)模生產(chǎn)的變化，大眾消費(fèi)和消費(fèi)模式和銷售環(huán)境，為新的分銷渠道的出現(xiàn)要求；和相對超市，百貨購物中心，新的分銷渠道，勞動力成本上升；此外，購物便利性等因素對場地限制的制約，自動售貨機(jī)作為一種必要的機(jī)會隨著時(shí)代的要求。 從廣義上講，自動售貨機(jī)放在硬幣，紙幣，信用卡就可以銷售商品的機(jī)械，從狹義上機(jī)械自動銷售商品。從供給條件，自動售貨機(jī)的缺乏可能是人力資源的充分補(bǔ)充，適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化，24小時(shí)自助服務(wù)系統(tǒng)可以更容易，操作需要投資少，占地面積小，吸引人們?nèi)ベI他們自己

11、的表現(xiàn)的好奇心，可以很好地解決勞動力成本上升的問題的優(yōu)點(diǎn)。1.2自動售貨機(jī)工作原理（1）從插槽到貨幣，然后通過傳感器采集數(shù)據(jù)，和歧視的判別價(jià)值人民幣真?zhèn)蔚蔫b別。（2）識別信息的數(shù)據(jù)通信模塊。（3）主控制系統(tǒng)通信模塊和自動售貨機(jī)，主控制系統(tǒng)顯示值，面板按鈕開始自動售貨機(jī)，顯示哪些產(chǎn)品，哪些貨物已經(jīng)出售，等待顧客選擇商品。（4）顧客選擇商品，根據(jù)不同類型商品的包裝，不同的駕駛技術(shù)派。自動售貨機(jī)出售的主要設(shè)計(jì)可以喝，驅(qū)動電磁閥驅(qū)動版本。（5）顯示余額，如果數(shù)量是足夠的，客戶可以選擇找到一個(gè)硬幣或繼續(xù)購買的貨物；如果量不足時(shí)，自動售貨機(jī)的硬幣通過延遲時(shí)間。硬幣分為兩種類型：一是由票據(jù)完全回到筆記，另一

12、種是通過完整的退幣硬幣的通信模塊。（6）系統(tǒng)復(fù)位到零，完成銷售。1.3自動售貨機(jī)功能設(shè)計(jì)要求1.3.1 大體步驟示意圖1.3.2 操作要求1、計(jì)幣系統(tǒng)當(dāng)有顧客買飲料時(shí)，可投入的錢幣是1元、5元，1元、5元錢幣的入口分別對應(yīng)PLC的X1、X2，投入的錢幣經(jīng)過感應(yīng)器，感應(yīng)器記憶投幣的個(gè)數(shù)并進(jìn)行疊加，疊加的錢幣已角為單位，存放在數(shù)據(jù)寄存器D0中。2、比較系統(tǒng)投入完畢后，系統(tǒng)會把D0內(nèi)錢幣數(shù)據(jù)和可以購買飲料的價(jià)格進(jìn)行比較，當(dāng)投入的錢幣少于2元時(shí)，錢幣不足指示燈Y7亮，表示投入的錢幣不足。此時(shí)可以再投幣或選擇退幣。當(dāng)投入的錢幣大于2元少于4元時(shí)，礦泉水可選指示燈Y0長亮，表示顧客可以選擇購買礦泉水；當(dāng)投

13、入的錢幣大于4元小于6元時(shí)，礦泉水可選指示燈Y0和汽水可選指示燈Y1同時(shí)長亮，顧客可以選擇購買礦泉水或汽水；當(dāng)投入的錢幣大于6元時(shí)，礦泉水、汽水、咖啡的可選指示燈Y0/Y1/Y2全部常亮，顧客可以選擇購買所有的飲料。3、選擇系統(tǒng)比較電路完成后選擇電路指示燈是長亮的，當(dāng)按下礦泉水選擇（X3）、汽水選擇(X4)或咖啡選擇（X5）時(shí)，相應(yīng)的排出口就會放水所選的飲料，給顧客供應(yīng)所選擇的飲料。（說明：在此售貨機(jī)過程中，不考慮其反應(yīng)時(shí)間，其量為定值。）在飲料供應(yīng)完畢時(shí)，系統(tǒng)將自動減去所購買飲料的錢幣數(shù)，剩余的幣值存放在數(shù)據(jù)寄存器中。5、退幣系統(tǒng)當(dāng)顧客購買完飲料后，會顯示余額，多余的錢幣只要按下退幣選擇按鈕

14、，系統(tǒng)就會把數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)的錢退回，同時(shí)顯示屏上的金額清零。1.4自動售貨機(jī)設(shè)計(jì)思路本次設(shè)計(jì)的題目是自動售貨機(jī)，主要是應(yīng)用我們所學(xué)習(xí)的三菱FX-2N型PLC的梯形圖來設(shè)計(jì)控制程序，并簡單介紹相關(guān)的知識，如：PLC的編程語言、自動售貨機(jī)的硬件組成等。根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)的控制原理過程。本次設(shè)計(jì)的重要部分是自動售貨機(jī)梯形圖的設(shè)計(jì)。首先就得根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求準(zhǔn)確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖準(zhǔn)確設(shè)計(jì)出它的梯形圖，并反復(fù)調(diào)試做到程序無誤。第二章 PLC控制的自動售貨機(jī)硬件選擇2.1

15、 實(shí)物圖 各種飲料的自動售貨機(jī) 接杯式的自動售貨機(jī)2.2主要硬件選擇2.2.1硬幣識別器 1、硬幣識別原理主要識別指標(biāo)：材質(zhì)、厚度、直徑。 材質(zhì)是用電磁的方式測的，使用空心線圈或磁芯線圈，線圈組數(shù)少的只有一組，多的常見的是六組。工作狀態(tài)下，線圈及其外圍電路會以一個(gè)特殊的頻率振蕩（多個(gè)線圈的話頻率各不相同），當(dāng)硬幣以垂直或平行于線圈平面的方式穿過時(shí)（不同產(chǎn)品方式不同），會引起振蕩頻率的變化。材質(zhì)不同所引起的頻率變化幅度和方向（增加、減少）也不同，對某種硬幣的變化特征進(jìn)行記錄后，就成為使用中識別該種硬幣的依據(jù)。 厚度是沒有東西專門測的，實(shí)際上這個(gè)指標(biāo)是和材質(zhì)一起測。因?yàn)榧词瓜嗤馁|(zhì)的硬幣，如果厚薄

16、不同，導(dǎo)致的頻率變化差異也較大。 直徑老式的識別裝置用光電管隊(duì)列來識別直徑，排列組合得當(dāng)?shù)脑?，識別精度也不低（可答0.5mm）。新一點(diǎn)的都用偏心或異形線圈來測量，依據(jù)是直徑小的硬幣與線圈的重合部分也少，由此也帶來頻率變化的不同。 2、產(chǎn)品型號適用硬幣：直徑18mm-32mm；厚度1.2mm-3.2mm。適用于人民幣。工作電壓：DC+12V 。功耗：靜能0.5mW ；動能0.5W 工作溫度：-20+50 2.2.2紙幣識別器1、紙幣識別原理 把正常的鈔票在各傳感器接收到的信號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)取樣、識別，并寄存起來，作為檢測的依據(jù)。當(dāng)識別紙幣時(shí)，把在各通道接口接收到的信號參數(shù)與原寄存起來的信號參數(shù)進(jìn)行比較

17、、判斷，若有明顯差異時(shí)就立即送出報(bào)警信號并截停電機(jī)，同時(shí)送出對應(yīng)的信號提示。 2、型號電壓：DC +12V +-5% 電流：待機(jī)0.12A 工作2A工作溫度： 0°C 55°C保存溫度： -20°C 60°C 濕度：30% 85% RH ( no condensation ) 重量：0.8kg 插入方向：任意方向 識別時(shí)間：2.5秒2.3電磁閥的選擇 電磁閥的國內(nèi)外理論分為三類（即：直動式，分步驟的直接作用，先導(dǎo)式），并從不同的閥門的結(jié)構(gòu)和材料分為六個(gè)分類原則（直動式膜結(jié)構(gòu)，膜結(jié)構(gòu)，逐步引導(dǎo)式膜結(jié)構(gòu)，直動活塞結(jié)構(gòu)，一步一步的活塞結(jié)構(gòu)，先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)）。本設(shè)

18、計(jì)主要采用的是電磁閥直接動力。直動式電磁閥原理：電源，電磁線圈產(chǎn)生電磁力來關(guān)閉的案件，從閥門打開；電源，電磁力消失，把關(guān)閉件壓在閥座上的彈簧力，閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在真空中，負(fù)壓，零壓力可以工作，但總的大小不超過25mm。2.4 PLC的選擇目前，自動售貨機(jī)的核心是單片機(jī)，可是一但輸出電壓不穩(wěn)定，單片機(jī)就容易發(fā)熱造成爆裂，可靠性低等缺點(diǎn)，而PLC不但可以實(shí)現(xiàn)類似的控制功能，還具有性能可靠、電壓使用范圍廣、靈活通用、易于編程、使用方便等特點(diǎn)，并且提高了自動售貨機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠保證自動售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行；因此近年來在工業(yè)自動控制、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。所以，本文選擇PLC

19、來控制自動售貨機(jī)。此次，我選擇的是三菱FX-2N的PLC。 三菱公司是日本生產(chǎn)PLC的主要廠家之一，先后推出了F、F1、F2、FX1、FX2、FX2C、FX0、FXON、FX1N、FX2N和FX2NC等系列小型、超小型PLC。 FX2N系列PLC的型號格式如下：其中具體說明如下： 表示輸入/輸出的總點(diǎn)數(shù)：范圍從4到256； 表示單元類型：M表示基本單元，E表示輸入/輸出混合擴(kuò)展單元，EX表示擴(kuò)展輸入模塊，EY表示擴(kuò)展輸出模塊； 表示輸出方式：R表示繼電器輸出，S表示晶閘管輸出，T表示晶體管輸出； 表示特殊品種：D表示DC（直流）電源，DC輸出；A1表示AC（交流）電源，AC輸入（AC100-1

20、20V）或AC輸出模塊；V表示立式端子排的擴(kuò)展模塊；H表示大電流輸出擴(kuò)展模塊；F表示輸入濾波時(shí)間常數(shù)為1ms的擴(kuò)展模塊等；例如型號為FX2N-48MR-D，表示FX2N系列，基本單元輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)為48點(diǎn)，繼電器輸出，使用DC24V電源。這也正是我們所學(xué)習(xí)的三菱FX-2N-48MR，也是我所選擇的型號。2.4.1 PLC的結(jié)構(gòu)目前，PLC種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也各不相同，但在特殊的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)微處理器為核心，因此它的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同，硬件結(jié)構(gòu)就像一臺個(gè)人電腦。主要包括中央處理單元CPU，RAM和ROM，存儲器，輸入和輸出接口電路，電源，I / O接口，外部設(shè)備接口。室內(nèi)也用于數(shù)據(jù)和

21、指令傳輸總線結(jié)構(gòu)。PLC控制系統(tǒng)由PLC的輸入，輸出，各種開關(guān)信號，模擬信號，各種外部傳感器檢測輸入PLC，PLC外部輸入端子的他們，為周邊的各種控制輸出的PLC。因此，PLC的基本結(jié)構(gòu)是由的輸入和輸出控制部分。PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示。（1）CPU是由控制器和運(yùn)算器組成的。運(yùn)算器也稱為算術(shù)邏輯單元，它的功能就是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。控制器的作用是控制整個(gè)計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有條不紊地工作，它的基本功能是從內(nèi)存中取指令和執(zhí)行指令。他的重要功能如下：工作條件和PLC的電源內(nèi)部電路故障診斷程序，語法錯(cuò)誤。它的狀態(tài)或數(shù)據(jù)收集的網(wǎng)站，并發(fā)送到PLC寄存器。根據(jù)用戶程序存儲器的讀指令，存儲在程

22、序編譯的解釋，來完成各種運(yùn)算和操作根據(jù)提供的任務(wù)的說明。將存于寄存器中的處理結(jié)果送至輸出端。應(yīng)各種外部設(shè)備的工作請求。(2) 存儲器PLC的存儲器分為兩大部分：一部分是系統(tǒng)存儲器，用來存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及其系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)。二部分是用戶存儲器，包括用戶程序存儲區(qū)及工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。(3) 輸入輸出接口電路PLC通過輸入輸出（I/O）接口電路實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的連接。輸入接口通過PLC的輸入端子接受現(xiàn)場輸入設(shè)備的控制信號，并將這些信號轉(zhuǎn)換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號。(4) 電源 PLC的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足PLC的CPU、存儲器、輸入輸出接口等內(nèi)部

23、電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。2.4.2 PLC的應(yīng)用特點(diǎn) 可靠性高（1）、可靠性高和抗干擾力強(qiáng)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，是PLC最突出的特征，主要表現(xiàn)在：用軟件代替了大量的中間繼電器和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的時(shí)間繼電器，僅與輸入和輸出少量的硬件，布線大大減少，因?yàn)榻佑|不良引起的故障，大大降低了；I/O接口電路，所有均采用光電隔離，外部電路和PLC電路電隔離；輸入端采用RC濾波器，并采取屏蔽措施； 開關(guān)電源具有優(yōu)良的性能；該設(shè)備的嚴(yán)格篩選；良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件CPU異常，立即采取有效措施，防止故障擴(kuò)大；大型PLC也可以用雙CPU冗余系統(tǒng)或投票權(quán)由3個(gè)CPU系統(tǒng)，可靠性

24、進(jìn)一步提高。（2），I / O接口模塊豐富 為了與相互連接的各種工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備和工業(yè)生產(chǎn)過程的PLC控制，除了與普通計(jì)算機(jī)的基本部件（如CPU，內(nèi)存，等等），有豐富的I/O接口模塊。不同的工業(yè)現(xiàn)場信號（交流或直流電源，開關(guān)，或模擬電壓或電流，脈沖或電位，強(qiáng)或弱，等）設(shè)計(jì)的I / O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備（對應(yīng)的按鈕，開關(guān)，接近開關(guān)，傳感器和變送器，電磁閥，控制等）直接連接在 6 。（3），良好的靈活性 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要，除了一些小型PLC，PLC模塊化結(jié)構(gòu)的最。所有PLC部分，包括CPU，電源，I / O，模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)架和電纜連接各個(gè)模塊，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要結(jié)合起來

25、。 與傳統(tǒng)的電氣控制線路相比，PLC提供與原設(shè)備改造，提高一個(gè)方便的方法，應(yīng)用軟件的修改，可以實(shí)現(xiàn)不同的控制功能的PLC。 PLC廣泛應(yīng)用在國內(nèi)和國外的鋼鐵，采礦，水泥，化工，電力，石油，汽車處理，機(jī)械制造，造紙，紡織，環(huán)保和娛樂行業(yè)。它的應(yīng)用大致可以分為以下類型： 切換邏輯控制是PLC最基本的應(yīng)用；閉環(huán)過程控制做PLC模擬量控制；位置控制實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械運(yùn)動的控制；處理數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控生產(chǎn)過程；分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控制網(wǎng)絡(luò)。 在數(shù)字處理PLC和DCS，有程序控制的優(yōu)勢，與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，通用性強(qiáng)，硬件結(jié)構(gòu)簡單，編程方便，采用PLC自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為世界的趨勢。（4），編程簡

26、單，易于學(xué)習(xí) PLC大多采用梯形圖作為主要的編程語言。梯形圖是一個(gè)面向用戶的編程語言，其表達(dá)模式是類似于繼電器控制電路，具有直觀形象的特點(diǎn)，易于理解。（5），該系統(tǒng)具有安裝簡單，維修方便 PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。簡單地使用連接的各種設(shè)備和PLC的字段對應(yīng)于I / O端子，可以投入運(yùn)行。 所有PLC模塊運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于模塊化結(jié)構(gòu)，所以一旦一個(gè)模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)操作。2.4.3 PLC的原理PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本是一致的，可以簡單地描述為系統(tǒng)的程序管理，通過運(yùn)行應(yīng)用程序，完成

27、用戶的任務(wù)。也有其自身的特點(diǎn)，但PLC檢測任務(wù)，為特殊的程序，成為一個(gè)特殊的機(jī)器，它采用循環(huán)掃描方式，系統(tǒng)管理任務(wù)和應(yīng)用程序的執(zhí)行是在短的循環(huán)掃描的方式完成，循環(huán)掃描工作服的風(fēng)格，是PLC區(qū)別危機(jī)和其他控制設(shè)備的最大特點(diǎn)。輸入刷新階段在輸入刷新階段，CPU掃描所有的輸入端口，讀取其狀態(tài)和輸入狀態(tài)寄存器。完成后關(guān)閉輸入端口，在程序執(zhí)行階段。程序的執(zhí)行在程序的執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始一個(gè)接一個(gè)，和邏輯運(yùn)算結(jié)果對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器對應(yīng)。輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)的執(zhí)行元件工作，形成

28、了PLC的實(shí)際輸出。 第三章 PLC控制的自動售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)涉及PLC指令簡介(1)比較指令 CMP 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(jìn)行比較，比較結(jié)果送到目的操作數(shù)D中，如下圖所示，當(dāng)X0為OFF時(shí)，不執(zhí)行CMP指令，M0，M1，M2保持不變；當(dāng)X0為ON時(shí)，執(zhí)行CMP指令，S1、S2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即C20計(jì)數(shù)器值與K100（數(shù)值K100）比較。如果C20當(dāng)前值小于100，則M0=1；如果C20當(dāng)前值大于100，則M2=1；如果C20當(dāng)前值等于100，則M1=1。CMP指令使用說明(2)計(jì)數(shù)指令計(jì)數(shù)器使用兩條指令完成計(jì)數(shù)任務(wù)，其指令

29、編程格式如圖所示 計(jì)數(shù)指令C的使用說明(3)運(yùn)算指令 1)加法運(yùn)算 加法運(yùn)算使用說明加法運(yùn)算指令是把指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中，如圖2-6所示。當(dāng)X0為1時(shí)，（D10）+（D12）=（D14），運(yùn)算是代數(shù)運(yùn)算。 2)減法運(yùn)算減法運(yùn)算使用說明減法運(yùn)算指令是把指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中，如圖所示。當(dāng)X0為1時(shí)，（D10）+（D12）=（D14），運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算。(4)BCD指令BCD碼變換功能指令使用說明BCD碼變換指令是將源操作數(shù)中的二進(jìn)制數(shù)變換成BCD碼送至目標(biāo)操作數(shù)中，如上圖所示。當(dāng)X0為ON時(shí)，將D12中的二進(jìn)制數(shù)變換成BCD碼送到輸

30、出口Y7Y0中。之后的BCD碼可送到LED七段顯示器顯示D12中的值。3.2 PLC的I/O分配表輸入信號輸出信號名稱地址編號名稱地址編號上電復(fù)位X0礦泉水燈Y0投一元X1汽水燈Y1投五元X2咖啡燈Y2礦泉水按鈕X3礦泉水排出Y3汽水按鈕X4汽水排出Y4咖啡按鈕X5咖啡排出Y5投假幣X6找錢口Y6退幣按鈕X7顯示錢不足Y7礦泉水已售完Y13汽水已售完Y14咖啡已售完Y15假幣顯示Y173.3 系統(tǒng)流程圖第四章 程序編寫4.1 控制程序設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)一臺完整的銷售礦泉水，汽水和咖啡的自動售貨機(jī)，具有硬幣識別、幣值累加、自動售貨、自動找錢功能，此售貨機(jī)可接受的硬幣為1元和5元的紙幣或硬幣。礦泉水的售

31、價(jià)為2元，汽水的售價(jià)為4元，咖啡的售價(jià)為6元。自動售貨機(jī)是臺機(jī)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哭啟動相關(guān)位置的機(jī)械裝置完成規(guī)定動作，將貨物輸出。用自動控制系統(tǒng)替代現(xiàn)有的人工銷售方式，節(jié)省人力，減少銷售開支，擴(kuò)大銷售覆蓋面，當(dāng)投入的硬幣總值超過2元時(shí)，礦泉水指示燈亮，當(dāng)投入的硬幣總值超過4元小于6元時(shí)，礦泉水和汽水的指示燈都亮。當(dāng)投入的硬幣總值超過6元時(shí)，礦泉水、汽水和咖啡的指示燈都亮。當(dāng)?shù)V泉水指示燈亮?xí)r，按礦泉水按鈕，則雪碧從售貨口自動售出。當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按汽水按鈕，則可樂從售貨口自動售出。當(dāng)咖啡指示燈亮?xí)r，按咖啡按鈕，則咖啡從售貨口自動售出。

32、當(dāng)按下礦泉水按鈕、汽水按鈕或咖啡按鈕后，如果投入的硬幣總值超過所需的錢數(shù)時(shí)，找錢指示燈亮，自動售貨機(jī)自動退出多余的錢。動作停止后按退幣鈕，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。4.2 部分程序注釋1、投幣部分X1、X2為投幣識別，每識別一次，即X1或X2接通一次，往寄存器D0中累加按鍵代表的相應(yīng)金額，但是在有假幣和退幣的時(shí)候不可投幣，此時(shí)投幣無效，只有在退幣過程結(jié)束后，再投幣方才有效。2、價(jià)格比較部分寄存在D0中的貨幣金額和商品的單價(jià)相比較，如程序中如果（D0）>2，則M40=1等。當(dāng)實(shí)現(xiàn)金額滿足的時(shí)候，便可以選擇商品，按過按鈕后，便進(jìn)行下面的

33、飲料輸出的動作。3、選擇商品和送出部分選擇商品部分由三段程序構(gòu)成，分別用來處理礦泉水，汽水和咖啡的選擇，下面以選擇礦泉水為例進(jìn)行詳細(xì)說明。礦泉水的單價(jià)為2元，當(dāng)?shù)V泉水指示燈點(diǎn)亮，即Y0接通時(shí)，每按鍵一次礦泉水選擇按鈕X3 ，系統(tǒng)將把用戶的可消費(fèi)余額減去2元，如按鍵前數(shù)碼管顯示5.0元，按鍵后則顯示3元，并由Y3控制礦泉水輸出。這里須注意的是按鍵X3時(shí)，不可同時(shí)按X4，X5，否則，按鍵無效。同樣在商品送出時(shí)按選擇商品鍵也是無效的。 商品的送出由代表該商品排出會有指示燈閃爍1次來表示。當(dāng)選擇該商品后在實(shí)現(xiàn)上述處理的過后，用戶可以再次選擇該商品。 4、退幣找零部分 退幣鍵為X7，當(dāng)接通X7后，退幣指

34、示燈Y6會亮作為顯示，以表示系統(tǒng)退幣正在進(jìn)行中。退幣時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)用戶所剩余額進(jìn)行比較，當(dāng)余額大于或者等于5元時(shí)，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元的貨幣退回給用戶。第五章 觸摸屏的模擬仿真5.1 觸摸屏的概述5.1.1 觸摸屏的工作原理及特點(diǎn) 觸摸屏一般由觸摸檢測裝置和觸摸屏控制器兩部分組成。觸摸檢測裝置安裝在顯示器屏幕前面并和顯示屏粘貼在一起，主要用來檢測用戶觸摸的信息，接收后將其傳送給觸摸屏控制器。當(dāng)用戶用手指或其他物體觸碰觸摸屏?xí)r，所觸摸的位置就會被觸摸屏檢測出來形成坐標(biāo)值。觸摸屏的位置坐標(biāo)是絕對坐標(biāo)，一般以屏幕的左上角為原點(diǎn)。觸摸屏控制器主要從觸摸檢測裝置上

35、接收觸摸位置信息，并將其轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，發(fā)送給CPU，同時(shí)還能接收經(jīng)CPU計(jì)算、處理后發(fā)回的指令并加以執(zhí)行。 觸摸屏憑借其易用、堅(jiān)固、空間占用小、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于一般的通用機(jī)械乃至大型復(fù)雜的控制系統(tǒng)。其技術(shù)的優(yōu)異特性主要有以下幾點(diǎn)：（1） 簡化了HMI：使用者無須經(jīng)過培訓(xùn)，根據(jù)屏幕上的提示信息、指令，只須用手指輕點(diǎn)觸摸屏就可以進(jìn)行操作。 （2） 信息豐富：可以存儲諸如文本、聲音、圖形圖像等種類豐富的信息，且存儲容量可以擴(kuò)展，任何復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息都可納入多媒體系統(tǒng)。 （3） 安全耐用：可長時(shí)間穩(wěn)定、可靠、連續(xù)的運(yùn)行，還可以在鍵盤和鼠標(biāo)易受損的惡劣環(huán)境中使用。（4） 擴(kuò)展性好： 系統(tǒng)內(nèi)容

36、和數(shù)據(jù)可隨時(shí)增加，并為系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行多數(shù)據(jù)庫的操作等提供方便。（5） 動態(tài)聯(lián)網(wǎng)： 根據(jù)用戶需要，可與各種局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)相互連接。 5.1.2 觸摸屏的主要類型 （1） 矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏（已退出歷史舞臺） （2） 電阻技術(shù)觸摸屏 （3） 電容技術(shù)觸摸屏 （4） 紅外線技術(shù)觸摸屏 （5） 表面聲波技術(shù)觸摸屏5.1.3 觸摸屏的功能 觸摸屏顯示器（PT）是一種新型的可編程終端，90年代，是高新技術(shù)產(chǎn)品的人機(jī)界面的新一代。適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境中，可以取代普通或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為人機(jī)界面，交互，可靠性高，編程簡單，功能簡單的PLC連接。Pt的主要功能是：Pt主要用來實(shí)時(shí)顯示信息的設(shè)備或系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)

37、進(jìn)行實(shí)時(shí)。觸摸觸摸面板可對相應(yīng)的開關(guān)信號，產(chǎn)生或數(shù)字，用于數(shù)據(jù)交換的PLC的特點(diǎn)，形成了相應(yīng)的動作的控制系統(tǒng)或設(shè)備的操作。多畫面重疊或切換顯示，顯示圖形，字符串，報(bào)警信息，歷史，趨勢圖。5.2 項(xiàng)目的創(chuàng)建及設(shè)計(jì) GT-designer 是由三菱機(jī)電公司開發(fā)設(shè)計(jì)的，用于圖形終端顯示屏幕制作的Windows 系統(tǒng)平臺軟件，支持所有的三菱圖形終端。（1） 啟動計(jì)算機(jī)中已經(jīng)安裝了GT軟件后，在開始菜單中的所有程序中找到“MELSOFT應(yīng)用程序”，在其下拉菜單中找到“GT designer2",單擊圖標(biāo)即可運(yùn)行。（2） 項(xiàng)目創(chuàng)建 在進(jìn)行了一系列的選擇之后，便可以在所打開的界面中進(jìn)行觸摸屏的編輯。我最后所呈現(xiàn)的效果，如圖：5.3 觸摸屏仿真 當(dāng)在GT DESIGNER2中做好的仿真設(shè)計(jì)之后，便可以運(yùn)用GT SIMULATOR2進(jìn)行程序的模擬仿真了。 由于在編寫程序當(dāng)中，沒有考慮在按按鈕過后的一系列動作反應(yīng)時(shí)間，所以在仿真過程中，有部分動作只是一閃而過，并沒有具體的截圖進(jìn)行歸檔。 下面為仿真過程中的一些示意圖： 圖1（上）、2（下）【下面類推為圖3、4、5、6】 操作說明： 當(dāng)打開程序，讓其在監(jiān)視狀態(tài)下時(shí)，如：