基于PLC自動售貨機控制系統(tǒng)畢業(yè)論文課題設(shè)計精

1、1、緒論1.1、設(shè)計背景公元1世紀(jì),希臘人希羅制造的自動出售圣水的裝置是世界上最早的自動售貨機。1925年美國研制出售香煙的自動售貨機,此后又出現(xiàn)了出售郵票、車票的各種現(xiàn)代自動售貨機?，F(xiàn)代自動售貨機的種類、結(jié)構(gòu)和功能依出售的物品而異,主要有食品、飲料、香煙、郵票、車票、日用品等自動售貨機。一般的自動售貨機由錢幣裝置、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,計算金額。如果投入的金額達(dá)到購買物品的數(shù)值即發(fā)出售貨信號,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,把顧客選擇的商品送至付貨口。一般售

2、貨機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、計算金額的計算裝置和找錢裝置組成。70年代以來,出現(xiàn)了采用微型計算機控制的各種新型自動售貨機和利用信用卡代替錢幣并與計算機連接的更大規(guī)模的無人售貨系統(tǒng),如無人自選商場、車站的自動售票和檢票系統(tǒng)、銀行的現(xiàn)金自動支付機等1.2、應(yīng)用前景現(xiàn)在,自動售貨機產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實現(xiàn)合理化。例如實行聯(lián)機方式,通過電話線路將自動售貨機內(nèi)的庫存信息及時地傳送各營業(yè)點的電腦中,從而確保了商品的發(fā)送、補充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且,為防止地球暖化,自動售貨機的開發(fā)致力于能源的節(jié)省,節(jié)能型清涼飲料自動售貨機成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費高峰時,這種

3、機型的自動售貨機即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫,與以往的自動售貨機相比,它能夠節(jié)約10-15%的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時,自動售貨機也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看,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,在加上場地的局限性和購物的便利性等這些因素的制約,無人自動售貨機作為一種必須的機器也就有了其相當(dāng)可觀的前景。1.3、設(shè)計的目的和意義PLC的發(fā)展與計算機技術(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)的發(fā)展息息相關(guān),這些高新技術(shù)的發(fā)展推動

4、了PLC的發(fā)展,而PLC得發(fā)展又對這些高新技術(shù)提出了更高更新的要求,促進(jìn)了他們的發(fā)展。本次設(shè)計就在于結(jié)合PLC的種種優(yōu)點聯(lián)系實際情況來彌補原有系統(tǒng)的不足,利用PLC控制的自動售貨機提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保證了自動售貨機能夠長期穩(wěn)定的運行。2、總體設(shè)計方案2.1、總體設(shè)計思路自動售貨機的基本功能就是對投入的錢幣數(shù)進(jìn)行計算,然后根據(jù)運算結(jié)果做出相應(yīng)的判斷,看看哪種商品可以進(jìn)行購買,哪種商品不能購買,本次課程設(shè)計的要求是可識別三種錢幣,分別是1元、2元、5元,采用三個按鈕進(jìn)行模擬,自動售貨機共出售四種貨物,其價格分別定為1元、3元、4元、6元,當(dāng)投幣數(shù)大于等于貨物價格時且售貨機里有這種貨物時,指示燈亮

5、,表示可以進(jìn)行購買,四種貨物分別用四個小燈代替進(jìn)行模擬。除此之外,本次設(shè)計還涉及了顯示、找零、送貨等功能的實現(xiàn),其中顯示部分采用數(shù)碼管進(jìn)行顯示,顯示投幣總數(shù)和購買后的余額;當(dāng)按下找零按鈕后,數(shù)碼管顯示進(jìn)行清零,采用從高到低遞減的形式進(jìn)行清零,例如:當(dāng)余額為17元時,按下找零按鈕后,先找三個五元數(shù)碼管分別顯示12、7、2,然后再找2元,清零。送貨部分采用小車直線運動進(jìn)行模擬,將四種貨物分別送到四個不同的地點,采用四個光電開關(guān)分別代表四個不同的送貨地點,當(dāng)按下不同的送貨按鈕后,小車會以其對應(yīng)的光電開關(guān)為終點做直線往返運動,表示送貨過程由于售貨機的全部功能是在上位機上模擬的,所以售貨機的部分硬件是由

6、計算機軟件來模擬替代的這些并不會影響實際程序的操作,完全能模擬現(xiàn)實售貨機的運行。目錄1、緒論 . - 0 -1.1、設(shè)計背景. - 0 -1.2、應(yīng)用前景. - 0 -1.3、設(shè)計的目的和意義. - 1 -2、總體設(shè)計方案 . - 1 -2.1、總體設(shè)計思路. - 1 -2.2、PLC總體設(shè)計流程. - 3 -3、硬件設(shè)計 . - 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、實物接線圖 . - 7 -4、軟件設(shè)計 . - 7 -5、程序調(diào)試 . - 18 -6、結(jié)論 . - 19

7、 - 參考文獻(xiàn). - 19 -2.2、PLC總體設(shè)計流程以下為PLC的一般工作過程流程圖。分析評估控制任務(wù)PLC機選型、I/O設(shè)備選擇I/O地址分配程序設(shè)計電器系統(tǒng)安裝調(diào)試程序設(shè)計硬件系統(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)計我們本次采用的是西門子公司的S7200系列PLC,它可以提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元,其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、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

8、PLC地址投幣1元I0.1 A貨物顯示Q1.0投幣2元I0.2 B貨物顯示Q1.1投幣5元I0.3 C貨物顯示Q2.0送貨(A貨物I0.4 D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 電機正轉(zhuǎn)Q2.6找零I0.0 電機反轉(zhuǎn)Q2.5數(shù)碼個位顯示I0.0I0.3數(shù)碼十位顯示I0.4I0.7限位開關(guān)S1 I1.0限位開關(guān)S2 I1.1限位開關(guān)S3 I1.2限位開關(guān)S4 I1.33.2、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 電機反轉(zhuǎn)M0.1 限位開關(guān)S1 M1.3 電機正轉(zhuǎn)M0.2 限

9、位開關(guān)S2 M1.4 電機正轉(zhuǎn) M0.3 送B 貨 M1.5 電機反轉(zhuǎn) M0.4 送C 貨 M1.6 電機正轉(zhuǎn) M0.5 限位開關(guān)S3 M2.0 送貨延時 M0.6 送D 貨 M2.1 送貨延時 M0.7 限位開關(guān)S4 M2.2 送貨延時 M1.0 電機反轉(zhuǎn) M20.0 找零 M1.1電機正轉(zhuǎn)3.3、整體系統(tǒng)工作流程整個系統(tǒng)的整體工作流程如圖二所示初始狀態(tài)投幣狀態(tài)購買狀態(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)5Vedcbagf CPU-224I0.0I0.

10、1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6A11A223/LT4/BIv ccfga16151413LE5A367A48GNDbcde1211109CD4511L+M24V1M1L+24VI1.0I1.1I1.3A11A223/LT4/BIv ccfga16151413LE5A367A48GNDbcde1211109Q0.4Q0.7Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.5Q0.6Q1.0Q1.1Q2.0A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買A 貨物 購買B 貨物購買C 貨物找零地

11、A 貨物顯示B 貨物顯示C 貨物顯示D 貨物顯示個位8個位4個位2個位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購買D 貨物Q2.5退錢燈圖四 實物接線圖4、軟件設(shè)計 5、程序調(diào)試在整個程序的調(diào)試過程中,我遇到了一些問題,最初的設(shè)計比較簡單,只是將投幣,購買的過程考慮進(jìn)去,而沒有將購買之后送貨的過程加進(jìn)設(shè)計的方案中,后來在老師的提醒之下,我又將送貨的過程采用了小車直線運動進(jìn)行模擬,將四個光電開關(guān)模擬成四種貨物的送貨地點,分別在按下四個送貨按鈕之后,將貨物送到四種

12、地點,使得整個系統(tǒng)更加完善,功能更加強大。在數(shù)碼顯示的過程中也遇到了一些問題,數(shù)碼顯示時數(shù)據(jù)的傳輸所用到的中間繼電器和后來送貨時的中間繼電器發(fā)生了沖突,使得程序運行過程發(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)碼顯示功能順利實現(xiàn)。在最后的送貨過程中,由于有四個地點,所以要對電機的正反轉(zhuǎn)分別進(jìn)行控制,最初我是將所有的正轉(zhuǎn)輸入都采用了Q2.6進(jìn)行驅(qū)動,所有的反轉(zhuǎn)輸入都采用了Q2.5進(jìn)行驅(qū)動,當(dāng)程序運行時,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)行驅(qū)動,現(xiàn)象就出現(xiàn)了,實現(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

13、數(shù)碼顯示清零,后來經(jīng)過思考和老師的提醒,將找零部分又逐步進(jìn)行了完善,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,其內(nèi)部進(jìn)行減法運算,使得整個找零的過程清晰可見。在購買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)行了設(shè)定,只有當(dāng)投幣金額大于等于所要購買的貨物時,且貨物數(shù)量大于零時才能進(jìn)行購買,這使得整個過程更加完善。6、結(jié)論通過本次PLC課程設(shè)計使得我對PLC的操作更加的熟練,同時掌握了自動售貨機的基本工作原理,對自動售貨機的發(fā)展也有了一定的了解更加充分的體會到了PLC在實際生活中的重要應(yīng)用與在當(dāng)今控制領(lǐng)域的重要地位。與此同時,我也對S7200系列的PLC有了更進(jìn)一步的了解,同時對PLC的高效性和實用性有了更進(jìn)一步的認(rèn)識,在整個課程設(shè)計過程中,在遇到問題的時候,我學(xué)會了如何借助外界的幫助和自身的努力來解決實際問題,懂得如何進(jìn)行獨立思考,如何冷靜的面對要解決的問題,這些都是今后學(xué)習(xí)生活的寶貴經(jīng)驗,在以后的各個方面都有著至關(guān)重要的作