【基于PLC自動售貨機的設(shè)計10000字（論文）】

基于PLC自動售貨機的設(shè)計目錄1、緒論 、自動售貨機的軟件設(shè)計本次設(shè)計中最重要的部分是軟件部分。首先做出能完成自動售貨機要求的梯形圖，然后對梯形圖調(diào)試，最后，MCGS組態(tài)軟件仿真。3.1自動售貨機的控制系統(tǒng)圖3.1自動售貨機的控制系統(tǒng)流程圖以上流程圖表示的是程序可以實現(xiàn)的功能，按下開始按鈕后，就可以開始進(jìn)行投幣操作了，投幣時間結(jié)束后，系統(tǒng)根據(jù)投幣的多少，與各種飲料的價格進(jìn)行比較。顯示可購買，按下退幣按鈕可退幣。3.2自動售貨機的程序部分3.2.1程序中用到的部分指令比較指令在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3.2所示，當(dāng)X000為OFF時，不執(zhí)行CMP指令，M10，M11，M12保持不變；當(dāng)X000為ON時，執(zhí)行CMP指令，[S1]、[S2]中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即C10計數(shù)器值與K10（數(shù)值K10）比較。如果C10當(dāng)前值小于10，則M10=1；如果C10當(dāng)前值大于10，則M12=1；如果C10當(dāng)前值等于10，則M11=1。圖3.2CMP指令使用說明加法運算：加法運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。當(dāng)X000為1時，（D0）+（D5）=（D6），運算是代數(shù)運算圖3.3加法運算使用說明圖減法運算：減法運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3.3所示。當(dāng)X000為1時，（D10）-（D12）=（D14），運算為代數(shù)運算。圖3.4減法運算使用說明圖3.2.2自動售貨機的控制程序程序部分可分為5個部分。分別為：啟動部分、投幣比較部分、可購買顯示部分和飲料選擇部分、貨幣相減部分和退幣部分。程序見附錄。投幣比較部分：投幣的時候由貨幣識別器識別幣種，投入的一個幣相當(dāng)于按一次按鈕，T10表示在10s投幣，可累加幣值，所以使用的數(shù)據(jù)寄存器為停電保持型D200。3.3程序的調(diào)試部分3.3.1GXDeveloperGXDeveloper是三菱PLC的編程軟件。Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、ST、及FB、Label語言從程序設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能?？删幊炭刂破髟谡{(diào)試中連接而不是在順序程序中連接，因為梯形邏輯測試功能可以更容易地調(diào)試。利用專用繼電器/專用寄存器，編程時，許多程序員和PLC系統(tǒng)維護(hù)人員使用CPU錯誤。在編寫和編寫程序后，PLC硬件設(shè)備與編程電纜之間需要通信，為生產(chǎn)過程提供了極大的方便。售貨機控制系統(tǒng)的運行，采用指令來實現(xiàn)貨物的銷售控制系統(tǒng)的。在售貨機中，通電后，進(jìn)入工作狀態(tài)，通過按鈕開關(guān)信號來控制PLC，售貨機按照設(shè)定的程序開始運行。根據(jù)加工的適用性要求，將設(shè)計好的程序?qū)懭隤LC后，根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，系統(tǒng)則按照選擇的貨物繼續(xù)運行。在調(diào)試時不用和可編程控制器連接，不用制作按條使用的順序程序，因為運用了梯形圖邏輯測試功能，能夠更加簡單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè)。在幫助中有CPU錯誤，特殊繼電器/特殊寄存器的說明，所以對于在線中發(fā)生錯誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利。數(shù)據(jù)制作中發(fā)生錯誤時，會顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時間能夠大幅度縮短。此次使用到的調(diào)試軟件是GX-Simulator6-c，它是GXDeveloper的一部分。3.3.2硬件焊接和調(diào)試本設(shè)計是首先利用Protel軟件繪制PLC售貨系統(tǒng)，LCDMCU連接，元件的外圍電路和PLC電路之間的連接，鍵盤與PLC電路和原理圖連接電源電路等。為了保證所有焊接線都正確地焊接在PC開發(fā)板上，正確的焊接體積更適合。為了避免與附近焊接的連接，線路焊接失效沒有迅速的結(jié)果。為了保證宏處理器控制繼電器部分實際應(yīng)用的正確性，將焊接電路首先連接到一萬個板上，并在插座后對插座進(jìn)行驗證。根據(jù)設(shè)計方案，本系統(tǒng)的硬件調(diào)試首先我們主要查看硬件連接是否粗糙，主要元器件是否焊接完全，電路布局的是否合理。用萬用表來測定各自的別針和自滿，檢查是否正常。設(shè)備的連接，下一個電源，輸出電壓測量用萬表，而且電壓為5.3V。在這個測試中，一個程序也被測試了的全部I/O端口的輸出，I/O口輸出電壓和根據(jù)程序的控制值。在測量過程中，我們發(fā)現(xiàn)了封鎖和泄漏。泄漏焊接，焊接，焊接，再密封。焊接后，可以測試電路板的電力。在電氣的前，檢查電路板，保證焊接電路。通過反復(fù)考試，取得了正文設(shè)計電路的效果。3.3.3程序調(diào)試聯(lián)系實際運行的程序調(diào)試程序。這一步是為了消除程序中的邏輯錯誤，我們匯編匯編語言程序編譯并下載到PLC上。通過觀察各個步驟是否與車庫自動化系統(tǒng)要求相符合，假如存在一些調(diào)試不成功或者不滿意的地方，通過實際操作查找邏輯錯誤，不斷修改程序，最終達(dá)到預(yù)先設(shè)定的操作步驟和顯示格式等許多要求。編寫控制程序直到一個最滿意的控制系統(tǒng)。以投入3個1元，買酸奶為例進(jìn)行程序調(diào)試。按下梯形圖邏輯測試啟動/結(jié)束按鈕，等待程序?qū)懭隤LC中，然后梯形圖中就會顯示有藍(lán)色部分，一般常閉觸點都為藍(lán)色，表示接通，數(shù)據(jù)存儲器為顯示為0。圖3.5進(jìn)入調(diào)試數(shù)據(jù)寄存器的初始狀態(tài)在菜單欄的“在線”欄中選擇調(diào)試-軟元件測試。因為此次設(shè)計的自動售貨機上都是按鈕設(shè)置，所以當(dāng)按鈕按下去為1，松開即為0，因此要在軟元件測試中的位軟元件中寫入X000后強制ON（表示開始按鈕接通）然后再強制OFF（表示松開按鈕）。在10s內(nèi)迅速按X001按鈕5次（標(biāo)志投入5元），再按下X015按鈕（表示買酸奶）。圖3.6X001接通5次后狀態(tài)圖3.7按下酸奶按鈕后狀態(tài)圖3.8選擇酸奶部分操作完之后還有剩余的錢，按下退幣按鈕X016，然后再強制off，因為退幣按鈕也是按下為1接通，松開為0斷開。圖3.9退幣前的狀態(tài)圖3.10退幣后狀態(tài)4、基于MCGS組態(tài)的自動售貨機仿真4.1MCGS通用組態(tài)軟件本文選用昆企通態(tài)的MCGS通用組態(tài)軟件作為上位PC機軟件開發(fā)監(jiān)控平臺，實現(xiàn)車庫狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控，選用嵌入式組態(tài)編程軟件ew5000作為上位觸摸屏軟件開發(fā)人機操作界面，實現(xiàn)車庫狀況的現(xiàn)場調(diào)試。組態(tài)軟件一般有圖形界面系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、第三方程序接口組件和控制功能組件。使用組態(tài)軟件做自動售貨機，最后想要得到的效果是，按下一個按鈕時，相應(yīng)的指示燈亮。4.2建立組態(tài)畫面因為在軟件中沒有自動售貨機所用的圖片，因此要先建立圖片。了減少篇幅，組態(tài)王軟件的安裝方法就不在這里敘述。打開MCGS組態(tài)環(huán)境后新建工程。在新建的工程中點擊用戶窗口，然后點擊新建窗口0，選中窗口0，點擊鼠標(biāo)右鍵選擇屬性，在窗口名稱處更改名字為自動售貨機。設(shè)計好自動售貨機的格局，點擊動畫組態(tài)按鈕，開始創(chuàng)建畫面。圖4.1新建數(shù)據(jù)庫圖創(chuàng)建自動售貨機畫面的主要難題在于圖庫中沒有所需要的圖。需要自己創(chuàng)建。在百度上搜索相關(guān)飲料的圖片，放到ACDSee軟件中，調(diào)整大小后保存為256色位圖*bmp格式，將所有需要的圖片制作好放到一個文件夾中?；氐絼赢嫿M態(tài)界面，點擊工具箱中的位圖選項，在自動售貨機窗口中畫大小合適的位圖，選中畫好得位圖，點擊右鍵選擇裝載位圖，存放制作圖片的文件夾，將圖片加載進(jìn)去。以此方法將8種可選飲料的圖片做好。接下來為各種飲料配置按鈕，選用工具箱種的標(biāo)準(zhǔn)按鈕，畫好按鈕后雙擊該按鈕，更改按鈕標(biāo)題即可。工程中所用的燈可以在工具箱中的插入元件中選擇。根據(jù)設(shè)想，調(diào)整各個部分的位置，最后做出效果圖如下圖。圖4.2自動售貨機的組態(tài)下效果圖4.3設(shè)置各元件的參數(shù)制作好效果圖之后，對各個部分進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。回到之前的工作臺頁面，點擊實時數(shù)據(jù)庫，點擊新增對象，將所有的元件命名并注釋。因為后其選擇通道時不能用漢字作為首字符，所以為每個元件命一個名，如燈就按HLx命名，其余輸出以YVx命名，因為輸入都是按鈕性質(zhì)，以SBx命名。圖4.3工作臺設(shè)置實時數(shù)據(jù)庫如下圖所示：圖4.4（a）實時數(shù)據(jù)庫設(shè)置圖4.4（b）實時數(shù)據(jù)庫設(shè)置對按鈕和燈進(jìn)行設(shè)置。以可樂為例，在動畫組態(tài)中電機可樂指示燈，其設(shè)置如下圖圖4.5可樂指示燈參數(shù)在動畫組態(tài)中點擊可樂按鈕，在基本操作欄設(shè)置按鈕屬性為按1松0，點擊其后面的“？”，選擇SB6。其它按鈕以此為參照設(shè)置。圖4.6可樂按鈕設(shè)置在工作臺頁面點擊設(shè)備窗口，進(jìn)入后點擊設(shè)備工具箱，點擊設(shè)備管理，要先選擇通用串口父設(shè)備，然后再選相應(yīng)擇PLC設(shè)備。圖4.7設(shè)備窗口的選擇點擊進(jìn)入三菱系列串口，對設(shè)備屬性進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)PLC的I/O分配表對通道連接進(jìn)行設(shè)計。通道的設(shè)置中要注意輸入和輸出通道不能混淆。點擊進(jìn)入設(shè)備0后在點擊設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性后的帶有三個點的按鈕即可增加通道的數(shù)量。圖4.8通道量設(shè)置圖4.9通道設(shè)計至此，參數(shù)設(shè)置完畢，打開MCGS運行環(huán)境，點擊下相應(yīng)按鈕，觀察變化情況?？赡軕?yīng)為其中有些參數(shù)的設(shè)置有誤，沒有顯示相應(yīng)的動作。4.4仿真效果不要關(guān)閉上面的窗口，雙擊打開狀態(tài)王軟件，雙擊工程2，點擊工程瀏覽器左邊欄中的畫面，雙擊右邊欄中的畫面3進(jìn)入開發(fā)系統(tǒng)界面，點擊文件，點擊切換到View，在彈出的窗口中，點擊畫面，再點擊打開，在彈出的窗口中，雙擊擊3畫面，進(jìn)入仿真，仿真效果圖如下。按下2元投幣按鈕后的仿真圖4.10。圖4.10投幣2元仿真圖在上面的基礎(chǔ)上，再按下1元投幣按鈕后的仿真圖4.11。圖4.12投幣3元仿真圖按下選購礦泉水按鈕后的仿真圖4.13。圖4.13購買礦泉水仿真圖按下找零按鈕后的仿真圖。圖4.14找零仿真圖參考文獻(xiàn)總結(jié)通過調(diào)試后在設(shè)備上的反復(fù)實驗結(jié)果表明:展示型自動售貨機設(shè)計與制調(diào)工作已經(jīng)取得成功，整個加工過程安全平穩(wěn)，產(chǎn)品完全滿足要求，在市場上銷售具有適應(yīng)廣，容易操作，展示性強等較大優(yōu)勢。由于本人專業(yè)知識儲備、時間精力以及能力的限制，本文只是對自動售貨機的相關(guān)裝置以及控制系統(tǒng)做了嘗試性的研究，在課題的研究過程中存在不足之處，主要有：（1）針對本課題設(shè)計的控制器只適用于食品機(無冷藏箱)的欠缺，需要繼續(xù)完善程序，使其可以通過手動設(shè)置從而任意更換機器類型；（2）隨著機器功能不斷增強，代碼數(shù)量給小的存儲器帶來了壓力，下一步需要進(jìn)行的工作是改進(jìn)算法縮小代碼體積，或擴(kuò)展存儲器；（3）在產(chǎn)品設(shè)計中的用戶研究和交互設(shè)計方法方面，根據(jù)自動售貨機產(chǎn)品的人機交互研究，滿足用戶已知的需求，超越用戶的想象，引領(lǐng)用戶的需求，與此同時引領(lǐng)市場。附錄附錄（一）PLC接線圖（二）PLC梯形圖參考文獻(xiàn)洪鵬，余世明.基于時間序列分析的自動售貨機銷量預(yù)測[J].計算機科學(xué).2015(S1)李海.基于嵌入式PLC的智能自動售貨機控制系統(tǒng)[J].電子技術(shù)與軟件工程.2015(22)陳彭湖.基于PLC的自動售貨機的控制系統(tǒng)的研究[J].裝備制造技術(shù).2016(01)徐圣龍.自動售貨機系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2014(06)包西平.基于PLC的自動售貨機控制系統(tǒng)設(shè)計[J].機電工程技術(shù).2014(08)孟勃含.自動售貨機PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].數(shù)碼世界.2016(11)王錦.自動售貨機系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(科學(xué)教育版).2011(08)祝常紅.基于PLC及嵌入式MCGS組態(tài)軟件的自動售貨機監(jiān)控系統(tǒng)[J].自動化應(yīng)用.2010(11)朱瑤鈴，林雅潔，鐘進(jìn)搏，林麗萍，劉媛.高校自動售貨機規(guī)劃管理研究[J].云南科技管理.2017(01)李敏.基于PLC的柜門式自動售貨機設(shè)計[J].中外企業(yè)家.2016(36)王亞.湖南省酒店業(yè)推廣使用自動售貨機的意義[J].湘潭師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版).2009(02)余世明，晁岳磊，繆仁將.自動售貨機研究現(xiàn)狀及展望[J].中國工程科學(xué).2008(07)鄭大宇，紀(jì)鵬.自動售貨機結(jié)構(gòu)安全機制的研究[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2006(01)FrankvanKolfschooten.Netherlandsintroduceschild-proofcigarettevendingmachines.TheLancet.2002HidetakaSakaiHidekiNakajima，MinoruHigashihara，MasashiYasudaandMas