基于PLC自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)論文課題設(shè)計(jì)精

..1、緒論1.1、設(shè)計(jì)背景公元1世紀(jì),希臘人希羅制造的自動(dòng)出售圣水的裝置是世界上最早的自動(dòng)售貨機(jī)。1925年美國研制出售香煙的自動(dòng)售貨機(jī),此后又出現(xiàn)了出售郵票、車票的各種現(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)?，F(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)的種類、構(gòu)造和功能依出售的物品而異,主要有食品、飲料、香煙、郵票、車票、日用品等自動(dòng)售貨機(jī)。一般的自動(dòng)售貨機(jī)由錢幣裝置、指示裝置、貯藏售貨裝置等組成。錢幣裝置是售貨機(jī)的核心,其主要功能是確認(rèn)投入錢幣的真?zhèn)?分選錢幣的種類,計(jì)算金額。如果投入的金額到達(dá)購置物品的數(shù)值即發(fā)出售貨信號(hào),并找出余錢。指示裝置用以指示顧客所選商品的品種。貯藏售貨裝置保存商品,接收出售指示信號(hào),把顧客選擇的商品送至付貨口。一般售貨機(jī)的錢幣裝置由投幣口、選別裝置、確認(rèn)錢幣真?zhèn)蔚臋z查裝置、計(jì)算金額的計(jì)算裝置和找錢裝置組成。70年代以來,出現(xiàn)了采用微型計(jì)算機(jī)控制的各種新型自動(dòng)售貨機(jī)和利用信用卡代替錢幣并與計(jì)算機(jī)連接的更大規(guī)模的無人售貨系統(tǒng),如無人自選商場、車站的自動(dòng)售票和檢票系統(tǒng)、銀行的現(xiàn)金自動(dòng)支付機(jī)等1.2、應(yīng)用前景現(xiàn)在,自動(dòng)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,通過線路將自動(dòng)售貨機(jī)的庫存信息及時(shí)地傳送各營業(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)展。并且,為防止地球暖化,自動(dòng)售貨機(jī)的開發(fā)致力于能源的節(jié)省,節(jié)能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)頂峰時(shí),這種機(jī)型的自動(dòng)售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫,與以往的自動(dòng)售貨機(jī)相比,它能夠節(jié)約10-15%的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時(shí),自動(dòng)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開展。從自動(dòng)售貨機(jī)的開展趨勢來看,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,而相對的超市,百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生,人工費(fèi)用也不斷上升,在加上場地的局限性和購物的便利性等這些因素的制約,無人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器也就有了其相當(dāng)可觀的前景。1.3、設(shè)計(jì)的目的和意義PLC的開展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的開展息息相關(guān),這些高新技術(shù)的開展推動(dòng)了PLC的開展,而PLC得開展又對這些高新技術(shù)提出了更高更新的要求,促進(jìn)了他們的開展。本次設(shè)計(jì)就在于結(jié)合PLC的種種優(yōu)點(diǎn)聯(lián)系實(shí)際情況來彌補(bǔ)原有系統(tǒng)的缺乏,利用PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保證了自動(dòng)售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行。2、總體設(shè)計(jì)方案2.1、總體設(shè)計(jì)思路自動(dòng)售貨機(jī)的根本功能就是對投入的錢幣數(shù)進(jìn)展計(jì)算,然后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果做出相應(yīng)的判斷,看看哪種商品可以進(jìn)展購置,哪種商品不能購置,本次課程設(shè)計(jì)的要可識(shí)別三種錢幣,分別是1元、2元、5元,采用三個(gè)按鈕進(jìn)展模擬,自動(dòng)售貨機(jī)共出售四種貨物,其價(jià)格分別定為1元、3元、4元、6元,當(dāng)投幣數(shù)大于等于貨物價(jià)格時(shí)且售貨機(jī)里有這種貨物時(shí),指示燈亮,表示可以進(jìn)展購置,四種貨物分別用四個(gè)小燈代替進(jìn)展模擬。除此之外,本次設(shè)計(jì)還涉及了顯示、找零、送貨等功能的實(shí)現(xiàn),其中顯示局部采用數(shù)碼管進(jìn)展顯示,顯示投幣總數(shù)和購置后的余額;當(dāng)按下找零按鈕后,數(shù)碼管顯示進(jìn)展清零,采用從高到低遞減的形式進(jìn)展清零,例如:當(dāng)余額為17元時(shí),按下找零按鈕后,先找三個(gè)五元數(shù)碼管分別顯示12、7、2,然后再找2元,清零。送貨局部采用小車直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)展模擬,將四種貨物分別送到四個(gè)不同的地點(diǎn),采用四個(gè)光電開關(guān)分別代表四個(gè)不同的送貨地點(diǎn),當(dāng)按下不同的送貨按鈕后,小車會(huì)以其對應(yīng)的光電開關(guān)為終點(diǎn)做直線往返運(yùn)動(dòng),表示送貨過程由于售貨機(jī)的全部功能是在上位機(jī)上模擬的,所以售貨機(jī)的局部硬件是由計(jì)算機(jī)軟件來模擬替代的這些并不會(huì)影響實(shí)際程序的操作,完全能模擬現(xiàn)實(shí)售貨機(jī)的運(yùn)行。目錄1、緒論.......................................................................................................................-0-1.1、設(shè)計(jì)背景......................................................................................................-0-1.2、應(yīng)用前景......................................................................................................-0-1.3、設(shè)計(jì)的目的和意義........................................................................................-1-2、總體設(shè)計(jì)方案.........................................................................................................-1-2.1、總體設(shè)計(jì)思路................................................................................................-1-2.2、PLC總體設(shè)計(jì)流程.........................................................................................-3-3、硬件設(shè)計(jì)................................................................................................................-3-3.1、I/O地址分配................................................................................................-4-3.2、中間繼電器分配...........................................................................................-4-3.3、整體系統(tǒng)工作流程........................................................................................-5-3.4、硬件接線圖..................................................................................................-6-3.5、實(shí)物接線圖..................................................................................................-7-4、軟件設(shè)計(jì)................................................................................................................-7-5、程序調(diào)試..............................................................................................................-18-6、結(jié)論.....................................................................................................................-19-參考文獻(xiàn)....................................................................................................................-19-2.2、PLC總體設(shè)計(jì)流程以下為PLC的一般工作過程流程圖。分析評估控制任務(wù)PLC機(jī)選型、I/O設(shè)備選擇I/O地址分配程序設(shè)計(jì)電器系統(tǒng)安裝調(diào)試程序設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)接線圖和控制柜檢查修改硬件檢查硬件接線滿足要求聯(lián)機(jī)測試滿足要求現(xiàn)場安裝調(diào)試交付使用編制技術(shù)文件NYNNY圖一PLC工作過程流程圖3、硬件設(shè)計(jì)我們本次采用的是西門子公司的S7—200系列PLC,它可以提供4種不同的根本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元,其系統(tǒng)構(gòu)成包括根本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等。3.1、I/O地址分配本次課程設(shè)計(jì)的主要I/O分配如下:表一I/O地址分配輸入單元PLC地址輸出單元PLC地址投幣1元I0.1A貨物顯示Q1.0投幣2元I0.2B貨物顯示Q1.1投幣5元I0.3C貨物顯示Q2.0送貨(A貨物I0.4D貨物顯示Q2.1送貨(B貨物I0.5找零出口Q2.2送貨(C貨物I0.6出貨口Q2.3送貨(D貨物I0.7電機(jī)正轉(zhuǎn)Q2.6找零I0.0電機(jī)反轉(zhuǎn)Q2.5數(shù)碼個(gè)位顯示I0.0—I0.3數(shù)碼十位顯示I0.4—I0.7限位開關(guān)S1I1.0限位開關(guān)S2I1.1限位開關(guān)S3I1.2限位開關(guān)S4I1.33.2、中間繼電器分配表二中間繼電器分配中間繼電器功能中間繼電器功能M0.0送A貨M1.2電機(jī)反轉(zhuǎn)M0.1限位開關(guān)S1M1.3電機(jī)正轉(zhuǎn)M0.2限位開關(guān)S2M1.4電機(jī)正轉(zhuǎn)M0.3送B貨M1.5電機(jī)反轉(zhuǎn)M0.4送C貨M1.6電機(jī)正轉(zhuǎn)M0.5限位開關(guān)S3M2.0送貨延時(shí)M0.6送D貨M2.1送貨延時(shí)M0.7限位開關(guān)S4M2.2送貨延時(shí)M1.0電機(jī)反轉(zhuǎn)M20.0找零M1.1電機(jī)正轉(zhuǎn)3.3、整體系統(tǒng)工作流程整個(gè)系統(tǒng)的整體工作流程如圖二所示初始狀態(tài)投幣狀態(tài)購置狀態(tài)退幣狀態(tài)投入硬幣按下選擇按鈕是否有剩余按下退幣按鈕NY圖二整體工作流程圖清零按鈕1元按鈕2元按鈕5元按鈕購A貨按鈕購B貨按鈕購C貨按鈕貨1、2限位開關(guān)貨3限位開關(guān)貨4限位開關(guān)5VedcbagfCPU-224I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6A11A223/LT4/BIvccfga16151413LE5A367A48GNDbcde1211109CD4511L+M24V1M1L+24VI1.0I1.1I1.3A11A223/LT4/BIvccfga16151413LE5A367A48GNDbcde1211109Q0.4Q0.7Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.5Q0.6Q1.0Q1.1Q2.0A貨指示燈B貨指示燈C貨指示燈Q2.5Q2.6正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)Q2.2退錢燈5VQ2.1D貨指示燈I0.7購D貨按鈕MM24V圖三硬件接線圖投一元投二元投五元購置A貨物購置B貨物購置C貨物找零地A貨物顯示B貨物顯示C貨物顯示D貨物顯示個(gè)位8個(gè)位4個(gè)位2個(gè)位15V地十位8十位4十位2十位15V地5V24V地Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7S1S2S3S4正反24V地Q1.0Q1.1Q2.1I0.7購置D貨物Q2.5退錢燈圖四實(shí)物接線圖4、軟件設(shè)計(jì)5、程序調(diào)試在整個(gè)程序的調(diào)試過程中,我遇到了一些問題,最初的設(shè)計(jì)比擬簡單,只是將投幣,購置的過程考慮進(jìn)去,而沒有將購置之后送貨的過程加進(jìn)設(shè)計(jì)的方案中,后來在教師的提醒之下,我又將送貨的過程采用了小車直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)展模擬,將四個(gè)光電開關(guān)模擬成四種貨物的送貨地點(diǎn),分別在按下四個(gè)送貨按鈕之后,將貨物送到四種地點(diǎn),使得整個(gè)系統(tǒng)更加完善,功能更加強(qiáng)大。在數(shù)碼顯示的過程中也遇到了一些問題,數(shù)碼顯示時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸所用到的中間繼電器和后來送貨時(shí)的中間繼電器發(fā)生了沖突,使得程序運(yùn)行過程發(fā)生了紊亂,后來在同學(xué)的幫助下,我明白了問題的關(guān)鍵,將其解決,使數(shù)碼顯示功能順利實(shí)現(xiàn)。在最后的送貨過程中,由于有四個(gè)地點(diǎn),所以要對電機(jī)的正反轉(zhuǎn)分別進(jìn)展控制,最初我是將所有的正轉(zhuǎn)輸入都采用了Q2.6進(jìn)展驅(qū)動(dòng),所有的反轉(zhuǎn)輸入都采用了Q2.5進(jìn)展驅(qū)動(dòng),當(dāng)程序運(yùn)行時(shí),發(fā)現(xiàn)得不到預(yù)期的現(xiàn)象,經(jīng)檢查程序沒有問題,后來經(jīng)過考慮和同學(xué)的提醒,采用中間繼電器進(jìn)展驅(qū)動(dòng),現(xiàn)象就出現(xiàn)了,實(shí)現(xiàn)了最初預(yù)想的送貨過程。在找零階段,最初只是按下找零按鈕后直接將數(shù)碼顯示清零,后來經(jīng)過思考和教師的提醒,將找零局部又逐步進(jìn)展了完善,將找零的過程在數(shù)碼管上顯示了出來先找大面額的錢幣,后找小面額的錢幣,其部進(jìn)展減法運(yùn)算,使得整個(gè)找零的過程清晰可見。在購置貨物的過程中最初忽略了如果貨物售完該怎么辦,后來經(jīng)過完善將貨物的數(shù)量進(jìn)展了設(shè)定,只有當(dāng)投幣金額大于等于所要購置的貨物時(shí),且貨物數(shù)量大于零時(shí)才能進(jìn)展購置,這使得整個(gè)過程更加完善。6、結(jié)論通過本次PLC課程設(shè)計(jì)使得我對PLC的操作更加的熟練,同時(shí)掌握了自動(dòng)售貨機(jī)的根本工作原理,對自動(dòng)售貨機(jī)的開展也有了一定的了解更加充分的體會(huì)到了PLC在實(shí)際生活中的重要應(yīng)用與在當(dāng)今控制領(lǐng)域的重要地位。與此同時(shí),我也對S7—200系列的PLC有了更進(jìn)一步的了解,同時(shí)對PLC的高效性和實(shí)用性有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)