基于PLC的无人售货机控制系统设计.doc

www.88doc88.comwww.yanziedu.com本科毕业论文（设计）论文题目：基于PLC的无人售货机控制系统设计DesignoftheDispenserControlSystembaseonPLC学生姓名：所在院系：机电学院所学专业：机电技术教育导师姓名：完成时间：www.88doc88.comwww.yanziedu.com摘要无人售货机是由劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。进入21世纪时，无人售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。利用PLC控制的无人售货机提高了系统的稳定性，保证无人售货机能够长期稳定运行，且控制系统结构简单功能完善、通用性强、体积小，维护操作方便而且易于实现网络化。本文主要对无人售货机的控制系统进行了程序设计，并列出了控制系流程图以及梯形图。关键词：无人售货机；PLC；控制系统；设计www.88doc88.comwww.yanziedu.comDesignoftheDispenserControlSystembaseonPLCAbstractThedigestthistexthasintroducedthebasicprincipleandworkflowofthedispenser,thentaketransactioncourseasanexample,dividethetradecourseintoseveralprocedureones,thencarryonprogrammingtotheprocedureoneseparately.Ithasstatedtheroleindispenserofthecontrollerofcanprogrammeingthatconcrete.Theprocedurehasinvolvedmostcoursethatthedispenserworked.ThedispenserutilizingPLCtocontrolhasimprovedsystematicstability,itcanbesteadyinalong-termtoguaranteethedispenserandrun.Keywords：Dispenser；PLC；Systembeingcontrolled；Designwww.88doc88.comwww.yanziedu.com目录1绪论.12设计要求.13系统结构.24PLC的选择.25PLC控制系统设计.35.1售货机工作过程的分析.35.2程序设计部分.45.2.1程序设计说明.45.2.2PLC程序设计.45.3数据连接.125.3.1定义I/O设备.125.3.2设计.135.3.3运行.186结束语.19致谢.19参考文献.20附录.21www.88doc88.comwww.yanziedu.com1绪论从无人售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。无人售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。无人售货机的真正普及是在第二次世界大战以后。50年代，“喷水型果汁自动售货机”大受欢迎，果汁被注入在纸杯里出售。后来，由于美国的饮料大公司进入日本市场，1962年，出现了以无人售货机为主体的流通领域的革命。1967年，100日元单位以下的货币全部改为硬币，从而促进了无人售货机产业的发展。现在，无人售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将无人售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，为防止地球暖化，无人售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料无人售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的无人售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的无人售货机相比，它能够节约1015的电力。进入21世纪时，无人售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。而且由于人们生活水平的提高，社会对扩大就业与工作场所提供茶点饮料的福利事业更为关注。无人售货机不仅保障了惬意的工休时间，也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段，特别是在24小时无休工作状态中的办公场所。2无人售货机设计要求系统的具体设计要求为：（1）PLC系统能够监测无人售货机的工作状态。（2）开始工作时无人售货机能够稳定、可靠的执行设定的程序。（3）通过串行方式在LED上显示售货机的工作状况。（4）通过通信方式传送给监控电脑，监控电脑能检测对象的参数、状态。基于具体情况的要求，所设计的控制系统有以下结构模块：初始状态模块，投币状态模块，购买状态模块，退币状态模块。www.88doc88.comwww.yanziedu.com3无人售货机系统结构售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应。举一个简单的例子来说明，例如：售货机中有8种商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为2.50元，02商品为3.50元，其余类推。现投入1个1元硬币，当投入的货币超过01商品的价格时，01商品的选择按钮处应有变化，提示可以购买，其他商品类推。当按下选择01商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。此时售货机继续进行等待外部命令，如继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。由此看来，售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算，这是它的内部功能。还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。无人售货机的工作流程图如图1所示。图1无人售货机工作流程图4PLC的选择经过从功能方面和价格方面两个方面的考虑，发现松下电工可编程序控制器产品-FP1-C24比较适合无人售货机。因为它是一种功能很强的小型机，在设计的过程中采用先进的方法及组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备的功能。虽然是小型机。但是其功能较完善，性能价格www.88doc88.comwww.yanziedu.com比高，较适合无人售货机。在松下电工公司生产的FP系列产品中，FP1属于小型PLC产品，其中C24是具有高级处理功能的型号。从型号可以看出FP1-C24可编程控制器的输入和输出点数（即I/O点）之和为24.FP1-C24的主机I/O点数为16/8；最大I/O点数为104；运行速度为1.6µs/步；容量为2720步；基本指令数为80；高级指令数为111；内部继电器为1008点；特殊内部继电器为64点；定时器/计数器为144点；数据寄存器为1660字；特殊数据寄存器为70字；索引寄存器为2字；主控指令为32点；跳转标记数为64点；步进数为128级；子程序个数为16个；中断个数为9个程序；输入滤波时间为1128ms。5PLC控制系统设计5.1售货机工作过程的分析由于售货机的全部功能是在上位机上模拟的，所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟替代的。如钱币识别系统可以用按压某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给PLC发布命令，而传动系统也是由计算机来直接模拟的，这些并不会影响实际程序的操作，完全能模拟现实中无人售货机的运行。(1)试验状态假设由于是在计算机上模拟运行，试验中有一些区别于实际情况的假设，本试验中假设：无人售货机只售8种商品。1无人售货机可识别20元、10元、5元、1元、5角硬币。2无人售货机可退币20元、10元、5元、1元、5角硬币。3无人售货机有液晶显示功能。4实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。(2)一次交易过程分析为了方便分析，我们以一次交易过程为例进行分析。1初始状态。由电子标签显示各商品价格，显示屏显示友好界面，此时不能购买任何商品。2投币状态。按下投币按钮，显示投币框，按下所投币值显示屏显示投入、消费、余额数值，当所投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮发生变化，提示可以购买。3购买状态。按下可以购买的选择按钮，所选的商品出现在出货框中，同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品后出货框消失。4退币按钮。按下退币按钮，显示退币框，同时显示出应退币值及数量。