plc自动售货机设计论文：自动售货机PLC控制系统的设计

工程技术２００９ＮＯ．０３ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ自动售货机ＰＬＣ控制系统的设计赵红梅张军（广东省华立高级技工学校广东广州５１１３２５）摘要：本文针对ＰＬＣ教学的需要，介绍了ＰＬＣ在自动售货机中的基本结构、设计要求、编程方法及程序等。对自动售货机采用ＰＬＣ控制系统的设计进行了描述，并通过实际教学的应用，积累了宝贵的经验，在教学方面具有较好的实用价值。关键词：自动售货机ＰＬＣ控制程序设计中图分类号：ＴＨ６９２．６２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２００９）０１（ｃ）－００３７－０２随着科技的发展和社会的进步，自动化商业机械有了越来越广泛的应用，自动售货机作为自动化商业机械的代表被广泛用于公共场所。人们通过自动售货机可以买到食品、香烟、饮料、报纸、票、卡甚至鲜花和小宠物等物品。自动售货机实现了商品需求化、性能多样化的发展，又由原来只能出售有限商品品种，转变为继百货公司、超级市场、便民店之后，以消费者与售货机“一对一”自动售货的无店铺销售业态。自动售货，给人们的生活带来了极大的方便。ＰＬＣ是以ＣＰＵ为核心，综合了计算机技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，是现代工业控制的三大支柱（ＰＬＣ、机器人和ＣＡＤ／ＣＡＭ）之一。ＰＬＣ的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户任务。但是ＰＬＣ也有它自己的特点，ＰＬＣ在确定了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是用循环扫描方式完成的。针对ＰＬＣ教学的需要，本课题重点介绍ＰＬＣ在自动售货机中的运用和自动售货机ＰＬＣ控制系统的设计。通常我们见到的自动售货机能够出售各式各样的已经包装好的商品，我们这次设计的系统是针对散装饮料在自动售货机中的购买。本系统采用ＦＸ－２ｎ仿真实现售货机的基本原理。其中输入部分有三个按键构成，分别实现不同的控制功能。输出部分由四个指示灯，两个数码管，两个传动电机构成。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。表１１自动售货机自动售货机的新奇、文明、高档、灵活方便等深受广大市民青睐。自动售货机最基本的功能是对投入的货币进行运算，并根据所投入的货币数值判断是否能够购买某种商品，并做出相应的反映。因此，售货机应能够辨识机内包含的商品，能够对所投入的币值进行累计，并提供所要购买的商品。当按下选择商品的按钮时，售货机根据投入的币值，起动电机，提取商品到出货口，顾客取出商品，完成此次交易。它还具有识币系统、货物和货币的传送系统来实现完整的售货功能。２可编程序控制器（ＰＬＣ）２．１为什么使用ＰＬＣ控制在写本论文时，本人考虑了单片机和ＰＬＣ两种方案来设计自动售货机的电气控制部分，但考虑到自动售货机的输入电压不稳定，作为ＣＰＵ的ＭＣＳ－５１型单片机超压发热容易造成爆裂，而ＰＬＣ不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、适应面广、抗干扰能力强、编程方便、电压使用范围宽及编程方便等特点，所以根据自动售货机的使用要求，本系统设计就是采用三菱ＰＬＣ（ＦＸ－２ｎ）作为自动售货机的控制装置。２．２ＰＬＣ程序设计步骤（１）根据设计要求，分析系统的控制；（２）分配ＰＬＣ的输入点和输出点；（３）画出硬件接线图；（４）设计梯形图程序；（５）写出指令程序表。３自动售货机ＰＬＣ控制系统的设计３．１设计目的（１）实现自动售货机的自动控制；（２）制作、完善教学教具；（３）加强教师教学教研水平；（４）更好的为教学服务。３．２设计要求（１）此售货机可投１角、５角或１元硬币。（２）当投入的硬币总值超过２元时，汽水按钮指示灯亮；当投币的总值超过３元时，汽水及咖啡按钮指示灯亮。（３）当汽水按钮指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出，８Ｓ后，自动停止。这段时间内汽水指示灯闪烁。（４）当咖啡按钮指示灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出，８Ｓ后，自动停止。这段时间内咖啡指示灯闪烁。（５）若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水２元，咖啡３元）时，找钱指示灯亮，并退出多余的钱。３．３自动售货机的工作原理由于本设计主要用于课堂教学的使用，因此要求上没有现实中的自动售货机功能强大，没有过多的商品选择和各种报警系统。售货机的自动控制系统主要包括：计币系统、比较系统、选择系统、饮料供应系统和退币系统。（１）计币系统：当有顾客买饮料时，投入的钱币经过感应器，感应器记录１角、５角或１元钱的个数，通过个数与币值相乘或者相加，把最终叠加的钱币数据存放在Ｄ４０中。（２）比较系统：投入钱币完毕后，系统会把Ｄ４０内的钱币数据和可以购买饮料的价格进行区间比较，如果投入的钱币不足则Ｙ２指示灯亮，要求继续投入钱币，或者退币。当投入的钱币总值超过２元时，汽水指示灯Ｙ０亮。当投入的钱币总值超过３元时，汽水和咖啡指示灯都亮，此时可以选择饮料或选择退币。（３）选择系统：比较电路完成后选择电路指示灯亮，当按下汽水或咖啡选择按钮，相应的指示灯转为１秒为周期的闪烁。当相应的饮料供应完毕后，闪烁同时停止。（４）饮料供应系统：当按下选择按钮时，相应的电机Ｙ３或Ｙ４启动。在饮料输出的同时，减去相应的购买钱币数。当饮料输出达到８秒时，电机停机。（５）退币系统：当顾客购完饮料后，多余的钱币只要按下退币按钮。系统就会把数据寄存器Ｄ５０中的钱币退回。３．４Ｉ／Ｏ分配见表１所示３．５硬件接线图见图１所示３．６程序设计流程图见图２所示３．７调试运行及教学实验证明：该系统程序设计较全面地演示自动售货机的使用功能；通过修改ＰＬＣ控制程序，可在自动售货机上实现多种控制方式、销售方式、销售种类，为自动售货机的科研提供了一个模拟训练平台。经过系统调试后，系统运行稳定，达到（下转３９页）科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ３７工程技术一条步行带宽度平均可取０．７５ｍ；而在车站、码头、大型商场等附近的道路以及交通干道上，考虑到携带物品的行人众多，一条步行带宽度平均取０．９ｍ。人行道的宽度必须满足行人通行的安全和畅通，其宽度不仅应满足近期行人通行的需要，而且还必须能适应今后发展的需要。在城市主要干道上，单侧人行道步行带的条数一般不应小于６条；在次要街道上不少于４条；在住宅区街道和多层建筑的街坊内，不应少于２条。庆一道亮丽的风景线；加快沙坪坝嘉滨路、江北嘉滨路、南岸长滨路等道路建设步伐，着力抓好大件路、陈庹路等重点工程建设，下大力气新建和改造了几十条道路。轻轨交通２号线工程全线开工，进展顺利。抓紧道路节点改造和辅助设施建设。相继完成了上清寺、临江门、石桥铺等一批流量大、塞车严重的道路节点改造。新建了一批人行地道、天桥和停车港，改善了车辆和市民的出行条件。注重交通安全管理设施建设。按照“谁主管，谁配套”的原则，进一步完善主城区主干道、“严管路段”和“严管路口”的人行护栏、人行天桥等道路基础设施和交通安全管理设施的建设。５．２“建管并举”，严格交通管理加大科技投入，提高道路交通管理水平。投资２９００万元建设“可视化交通管理自动控制系统”，充分应用现代交通工程技术组织交通，完成路口渠化，提高路口交通信号灯控率，优化交通组织方案，明显提高了路口通行能力。科学合理组织交通流。根据交通流量和路网结构，加强中心城区的交通组织和管理，合理组织区域性交通。在进出城主要路口分别设立交通指路和禁行标志，引导进境货车行驶，限制过境货车进入主城区。主城区货运原则上在夜间进行，中巴客车报废后不再更新，逐步退出主城区。严格执法，强化交通秩序管理。集中力量，突出重点，分阶段、分步骤大力开展交通秩序专项整治，先后开展了行车秩序、停车秩序、行人交通秩序、军警车交通秩２００９ＮＯ．０３科技资讯５重庆实施“畅通工程”的主要做法５．１狠抓项目建设重庆市抓住三峡库区开发建设和国家实施西部大开发的机遇，想方设法筹集建设资金，以大气魄、大手笔加快城市建设步伐，尤其是加快了制约城市“畅通”的桥梁、立交桥、道路等基础设施建设。近年来，主城区已投资４１．９５亿元，完善道路基础设施和交通管理设施建设。加快城市桥梁建设。主城区先后建成了长江李家沱大桥、长江鹅公岩大桥、嘉陵江黄花园等大桥，极大地缓解了主城区的交通压力。２００１年，长江大佛寺大桥、长江马桑溪大桥、嘉陵江渝澳大桥又相继竣工通车，“两江横跨数桥，天堑变通途”成为现实。完善城市道路基础设施建设。建成渝中区两江滨江路，使之成为重庆第一条交通环线，既极大地改善了主城中心繁华地区城市交通，又改善了沿江客运码头和城市防洪设施，增添了城市景观，成为山城重序、超载违章、假牌假证、尾气超标、违章鸣号、残疾人专用车非法营运等专项整治行动。大力拆除交通违章建筑，对违章占用车行道和人行道的违章建筑予以强制拆除。拆除违章建筑２００余万平方米，其中拆除违章占道设施２５．１万平方米，铺装、恢复道路５．８万平方米，铺装人行道１９．３万平方米。加强宣传教育，努力提高广大市民的交通安全意识、交通法制意识和交通文明意识。利用各类新闻媒体开辟专栏、专题节目等，广泛深入宣传“畅通工程”。开辟了交通违章曝光台，营造严管重罚的氛围。同时，充分发挥工、青、妇等群众组织和学校、街道的作用，切实加强公民的交通安全宣传和教育，动员全市人民群众关心、理解、支持、参与“畅通工程”的实施。参考文献［１］公安部交管局．青岛市２００１年、２００２年、２００３年、２００４年实施“畅通工程”情况总结报告［Ｒ］．［２］公安部交管局．北京市２００１年、２００２年、２００３年、２００４年实施“畅通工程”自评表．［３］北京市交通安全委员会关于２００４年道路交通管理“畅通工程”实施工作总结报告［Ｒ］．（上接３７页）了教学的要求，对于电工、机电一体化专业学生来说是一个非常好的学习平台。通过对０４１３高技、０４１０中技、０５１０中技班的ＰＬＣ教学训练，学生对ＰＬＣ编程和自动售货机控制有较深的了解。４结语本人设计的自动售货机的程序，基