PLC自动售货机

专业毕业设计(论文)设计主题：自动售货机PLC控制系统设计学科2017年4月南京摘褥子这篇论文为瓶装饮料设计了自动售货机，选择了三菱的FX系列型号FX2N-48MTPLC。首先本文首先介绍了自动售货机的开发过程、工作原理、系统结构、自动售货机的商品销售过程。根据自动售货机功能分配所需的输入和输出点数选择相应的PLC型号，绘制系统硬件接线图，然后选择所需的数码管标记、电动机和接触器等。根据系统的功能编写自动售货机的梯形图程序。该饮料自动售货机可以识别和积累硬币、选择饮料种类、发运饮料、硬币零退款等。关键字自动售货机PLC阶梯Abstractthe design of the vending machine for the beverage vending machines，based on japans Mitsubishi FX series PLC。to fx2n-48mt model PLC as the core，Set up The vending machine control system，The nature of goods sold clearly . first，Analyze The systemselect the PLC according to the I/O allocationtable . the ladder program of the vending machine is written by writing a flow chart of the control systemthe vending machine可以是realize The identification and accumulation of coins，The selection of beverage goods and The function of automaticationThe ladder diagram is done by GX developer . after The completion of The Mitsubishi PLC simulation software GX simulator 6c debugging and simulationkeywords vending machine PLC ladder diagram列表1简介11.1自动售货机简介和开发现状11.2本论文的内容12自动售货机的总体设计12.1销售方法设计12.2系统配置23系统硬件设计和配置原则33.1PLC简介33.2选择电气设备43.3自动售货机系统PLC I/o分配表63.4自动售货机系统硬件连接图64系统软件设计84.1流程图84.2准备和分析阶梯方案9结论17谢谢18参考文献19引言11.1自动售货机简介和开发现状自动售货机顾名思义，是可以自动卖东西的、无需负责人的售货机、智能机器。自动售货机是与其他形式超市、购物中心等相比，以无人值守的方式工作、节约人力的新业务模式市场自动化设备，可以放置在不受时间、地点限制的24小时营业的位置。根据商品销售的种类，可以分为综合自动售货机、饮料自动售货机、食品自动售货机等三种。自动售货机的出现是自动化水平提高的结果，是技术产业革命的产物。劳动力成本持续上涨，销售环境和消费模式发生变化，新的销售方式陆续出现，自动售货机就是代表。随着物联网的发展，自动售货机也变得智能，种类也越来越多，不仅可以销售饮料、水果、蔬菜等食品，还可以销售药物、远程医疗、在线诊疗、离线诊疗、自行回收药品等。对自动售货机储存的物品情况进行在线监测，如果有缺货的物品，也可以及时向区负责人的电脑报告，确保物品的补充和更换等。1.2本论文的内容本主题的主要任务是设计基于PLC的自动售货机系统，主要内容如下：更全面地介绍自动售货机和可编程控制器(PLC)；确定自动售货机的整体结构，完成系统和可编程控制器等相关硬件的选择。选择系统硬件组件，完成PLC I/o分配，设计PLC周边布线图；设计软件流程图、程序梯形图；、设计后自动售货机系统进行仿真调试。2自动售货机的总体设计2.1销售方法设计这次设计可以从矿泉水、可乐、脉动、嘉宝四种饮料中选择，价格为2元、3元、4元和5元，如下图所示。硬币投币口可以投1元、5元、10元的纸币，硬币进入箱子，识别和积累。投入的硬币大于或等于要购买的物品时，该商品旁边的指示灯亮，没有达到商品价格的商品指示灯亮，说明不能购买商品。显示用两个数字管插入的铸币金额。例：如果顾客投入一张5元纸币，金额显示区域表示05，5元大于或等于所有商品价格，4个饮料指示灯亮起。即Y0、Y1、Y2、Y3都打开了。告知顾客全部可以购买，顾客点击商品1(例如商品1是矿泉水)下的X3按钮，金额显示区域将变为03，5元减去矿泉水的价格。一秒后，饮料从底部出口出来。按0退款按钮X7，3元从退款口中出来，完成交易，金额显示00。图1功能图2.2系统配置该设计系统由PLC控制系统、硬币识别传感器、运输系统等组成。PLC控制系统：接受人民币识别系统信息，确认接受的人民币能否购买消费者指定的商品，确认后按需销售商品。硬币识别传感器：主要有纸币识别器、硬币识别器、硬币零查找系统等，主要用于识别真钞和假钞，通常有主、5元、1元、假钞和拒绝零钱、准确查找零的功能。发运系统：货箱由多层搁板组成，在采购员指定所需的商品时，系统将从该搁板开始发运发运系统。如图所示：商品指示灯FX-48MR PLC硬币输入按钮一百美元指示灯商品购买按钮商品出口指示灯按钮“查找0”按钮图2系统方块图3系统硬件设计和配置原则3.1PLC简介3.1.1可编程控制器(PLC)原理PLC中文名称是可编程逻辑控制器，其工作方式与常规计算机基本相同，在系统程序下运行不同的用户程序，但两者的工作方式不同。PLC通过分时处理和扫描操作执行以下任务：、计算机内部工作单元调试；外部连接设备和计算机CPU之间的通信；用户想执行的工作程序。这些操作不会同时执行。这一过程称为时间共享，即对不同的硬件或软件进行时间分段扫描，然后扫描一次所需的时间称为扫描周期，从而节省了CPU时间。扫描周期通常可以分为输入处理阶段、流程执行阶段和输出处理阶段。输入试样状态步骤：也称为输入抽样。在输入处理阶段，可编程控制器处于导入调试状态，程序段保存在输入数据暂存中。输入状态时，调试状态发生了新的变化，但是请记住，在下一个扫描周期开始之前，数据登台区中存储的内容将保持不变，在输入数据之前，不会读取新内容。程序运行步骤：在此步骤中，编程控制器根据编写此流程中输入的程序依次运行数据。运行结果存储在输出状态登台区中。输出处理步骤：也称为刷新输出步骤。这是程序执行周期的最后一步。编程控制器一次将程序的执行结果从输出状态临时存储区发送到输出端口，并重新排列输出状态。这三个阶段也是由分时度假(分时度假)完成的。为持续完成PLC而承担的任务。PLC必须按照规定的顺序继续执行所需的特定任务。这种工作方式称为循环扫描工作方式。PLC的CPU有两种状态：RUN(运行)和STOP(停止)。运行状态是运行用户创建程序。整地状态表示建立或修改程式时的状态。PLC通电后，系统将内部处理，用户程序服务状态(即进入循环扫描处理用户程序的状态)，每个扫描周期处理用户程序的过程包括外部输入数据和信息处理和服务，更新主管计时器检索时间，程序处理，数据输出处理，系统状态自我诊断处理等。3.1.2可编程程序控制系统设计的基本内容PLC控制系统设计的基本内容如下：(1)由用户输入设备和输出设备(包括按钮、限位开关、操作开关、传感器等)确定、信号、继电器、接触器等输出设备驱动的控制对象包括电动机、电磁阀等。(2)选取适当的PLC模型。PLC是PLC控制系统的关键部件，可以选择PLC，包括I/o模块选择、容量选择、电源模块、型号选择等。选择正确的PLC在整个控制系统的技术和经济性能等方面起着非常重要的作用。(3)分配I/o点并绘制I/o连接图。(4)设计控制程序。(5)为控制系统准备技术文件。3.2选择电气设备3.2.1PLC选择目前市场上销售的PLC有多种品牌类型，常见的主要PLC产品包括日本的暗龙、三菱、施耐德的momentum和西门子的S7-400/300/200系列。西门子PLC成本较高，可靠性好，适用于大型工业控制系统，但小型自动售货机的控制系统性价比不高，大型材料较少。另一方面，日本的小型三菱PLC非常适合使用小型系统、低成本设备，甚至可以将PLC系统用作CPU。与微控制器等其他系统相比，这是一个可靠性高、易于更改和维护、单个重复性低的项目。本论文设计的饮料自动售货机销售4个项目，使用3个按钮的硬币模拟寻找0，模拟通过4个按钮购买该商品，至少需要8个输入。另外，利用led等表示商品是否可以购买，表示了4种商品，共4个LED等。硬币投入系统需要实际金额为2个数码管，8个输出点，因此至少需要17个输出，所需输入和输出端口综合计算，包括Mitsubishi FX2N-48MR类型的PLC，24个输入24个输出PLC。满足要求，性价比相对高。3.2.2硬币金额数码管驱动芯片选择通过2个数字管显示顾客投资的钱数和退款额0等，1人排在第10位，1人排在第1位，此次设计支持最大面值10韩元的纸币，因此不需要3人。数字管在连接PLC时直接连接，PLC输出效率低，因此可以在PLC和数字管之间添加解码芯片。该芯片是由BCD代码驱动的CD4511，CD4511有4个BCD代码输入，4个输入端，4个PLC输出布线，CD4511输出连接到两个数字管。芯片如下图所示。图3自动售货机数码管解码芯片3.3自动售货机系统PLC I/o分配表1是系统PLC用于自动售货机的I/O分配表；X0-X2是投资货币的模拟；X3-X6是饮料(可选)的模拟；X7是模拟0；Y0-Y3是用于价格计算的模拟；Y4-Y7是饮料出口指示；Y10-Y7是饮料出口指示表1自动售货机系统PLC I/o分配表系列编号定义点符号相应的功能1X0SB0模拟1元硬币2X1SB1模拟5元硬币3X2SB2模拟10元硬币4X3SB3模拟矿泉水按钮(可选)5X4SB4模拟可选可乐按钮6X5SB5模拟脉动按钮(可选)7X6SB6模拟选项加多弗按钮8X7SB7模拟0查找按钮9Y0硬币金额大于瓶装水的价格时表示10Y1投资金额大于可乐价格时表示11Y2硬币金额大于脉动价格时表示12Y3投资金额大于价格时表示13Y4指示矿泉水从商品出口出来14Y5指示可乐从商品出口出来15Y6指示商品来源脉动16Y7指示走街出商品出口17Y10-Y13连接到CD4511芯片并驱动数字管118Y14-Y17连接到CD4511芯片并驱动数字管218Y20指示找出口的时候出来3.4自动售货机系统硬件连接图如图4所示，左侧是三菱PLC模块，型号为FX2N-48MR。PLC底部有电源输入端l、n、220v输入电压，适用于整个系统。PLC的左上部分是输入点，下部分是COM