plc自動(dòng)收貨機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)意義…………………………………..3</p><p>　　4自動(dòng)售貨機(jī)PLC 控制……………………………………….3</p

2、><p>　　4.1自動(dòng)售貨機(jī)PLC 控制的工作要求………………3</p><p>　　4.2 自動(dòng)售貨機(jī)的工作原理</p><p>　　5 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)………………………………………………</p><p>　　5.1 系統(tǒng)控制的總框圖 …………………………</p><p>　　5.2自動(dòng)售貨機(jī)功能的敘述 ……………

3、………</p><p>　　5.3可編程邏輯控制器(PLC)的I/O端子分配………</p><p>　　6 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ……………………………………………</p><p>　　6.1整體運(yùn)行梯形圖 ……………………………</p><p>　　6.2 梯形圖程序調(diào)試</p><p>　　心得體會(huì)……………………………

4、……………………</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………</p><p><b>　　引　言</b></p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無人自動(dòng)售貨,集光、機(jī)、電一體化的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。 自動(dòng)售貨機(jī)不受任何場地限制,方便快捷,可以每天24h售貨,因此深受上班族的歡迎,很多城市的公共場所里面都放置有自動(dòng)售貨機(jī),出

5、售的商品五花八門,從飲料、零食、香煙、糖果,到牙刷、方便面、自動(dòng)照相機(jī)。 近年來,我國的自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)突飛猛進(jìn):在汽車總站、商廈、醫(yī)院、小區(qū)、學(xué)校等地區(qū)紛紛涌現(xiàn)出自動(dòng)售貨機(jī)的蹤跡。 這種方便快捷的購物方式越來越受到人們的青睞,同時(shí)也是現(xiàn)代化城市配套設(shè)施的需求 傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制核心,這樣不僅會(huì)在輸入輸出接口上做大量的工作,而且系統(tǒng)的抗干擾性也比較差?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒rogrammable Logical Co

6、ntroller），簡稱PLC?？删幊绦蚩刂破魇蔷C合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置,它具有可靠性高、編程簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。 因?yàn)樽詣?dòng)售貨機(jī)作為社會(huì)上完成商品零售和綜合服務(wù)的獨(dú)立設(shè)施,要求它的結(jié)構(gòu)必須可靠、穩(wěn)定和執(zhí)行效率高。PLC是以CPU為核心, 綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通</p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)的新奇、文明、高檔

7、、靈活方便等深受廣大市民青睞。自動(dòng)售貨機(jī)最基本的功能是對投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算,并根據(jù)所投入的貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品, 并做出相應(yīng)的反映。因此, 售貨機(jī)應(yīng)能夠辨識機(jī)內(nèi)包含的商品, 能夠?qū)λ度氲膸胖颠M(jìn)行累計(jì), 并提供所要購買的商品。當(dāng)按下選擇商品的按鈕時(shí),自動(dòng) 售貨機(jī)根據(jù)投入的幣值, 起動(dòng)電機(jī), 提取商品到出貨口, 顧客取出商品, 完成此次交易。它還具有識幣系統(tǒng)、貨物和貨幣的傳送系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)完整的售貨功能。</p>&

8、lt;p>　　PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù):  學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行原理設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：     1. 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

9、、接線圖、時(shí)序圖等；     2. 系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能；     3. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序； 4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)； 5. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求。 </p><p>　　

10、1.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程要求</p><p>　　任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)</p><p>　　品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　　（1） 最大限度地滿足被控對象的控制要求</p><p>　　充分發(fā)揮PLC 的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，

11、是設(shè)計(jì)PLC</p><p>　　控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)過程中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員</p><p>　　在設(shè)計(jì)之前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，充分收集控制現(xiàn)場的資料，同時(shí)收集相</p><p>　　關(guān)國內(nèi)、國外相關(guān)的資料。同時(shí)還要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、</p><p>　　現(xiàn)場操作人員等緊密配合，擬定控制

12、方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問</p><p><b>　　題。</b></p><p>　　（2） 保證PLC 控制系統(tǒng)安全可靠</p><p>　　保證PLC 控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要</p><p>　　原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程等方面要全面考慮，

13、</p><p>　　以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC 控制程序不僅能在正常條件下運(yùn)</p><p>　　行，而且要在非正常情況下，也能正常工作。</p><p>　?。?） 力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便</p><p>　　一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)

14、備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。</p><p>　　因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方</p><p>　　面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、</p><p>　　經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高</p><p><b>

15、　　指標(biāo)。</b></p><p>　　1.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則</p><p>　?。?）所編的程序要合乎所使用的PLC的有關(guān)的規(guī)定</p><p>　　主要是對指令要準(zhǔn)確地理解，正確地使用。各種PLC指令多有類似之處，但還有些差異。對于有PLC使用經(jīng)驗(yàn)的人，當(dāng)選用另一種不太熟悉的型號進(jìn)行編程設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對新型號PLC的指令重新理解一遍，

16、否則容易出錯(cuò)。</p><p>　　（2）要使所編的程序盡可能簡潔</p><p>　　簡短的程序可以節(jié)省內(nèi)存，簡化調(diào)試，而且還可節(jié)省執(zhí)行指令的時(shí)間，提高對輸入的響應(yīng)速度。要使所編的程序簡短，就要注意編程方法，用好指令，用巧指令，還要能優(yōu)化結(jié)構(gòu)。要實(shí)現(xiàn)某種功能，一般而言，在達(dá)到的目的相同時(shí)，用功能強(qiáng)的指令比用功能單一的指令，程序步數(shù)可能會(huì)少些。</p><p>　　

17、（3）要使所編的程序盡可能清晰</p><p>　　這樣既便于程序的調(diào)試、修改或補(bǔ)充，也便于別人了解和讀懂程序。要想使程序清晰，就要注意程序的層次，講究模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。特別是在編制復(fù)雜的程序時(shí)，更要注意程序的層次，可積累自己的與吸收別人的經(jīng)驗(yàn)，整理出一些標(biāo)準(zhǔn)的具有典型功能的程序，并盡可能使程序單元化，像計(jì)算機(jī)中的常用的一些子程序一樣，移來移去都能用，這樣，設(shè)計(jì)起來簡單，別人也易了解。</p><

18、;p>　　(4)要使所編的程序合乎PLC的性能指標(biāo)及工作要求</p><p>　　所編程序的指令條數(shù)一定少于所選用的PLC內(nèi)存的容量，即程序在PLC中能放得下，所用的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)要在所選用PLC的I/O點(diǎn)數(shù)范圍之內(nèi)，PLC的掃描時(shí)間要少于所選用PLC的程序運(yùn)行監(jiān)測時(shí)間。PLC的掃描時(shí)間不僅包括運(yùn)行用戶程序所需的時(shí)間，而且還包括運(yùn)行系統(tǒng)程序，（如I/O處理、自監(jiān)測）所需的時(shí)間。</p><

19、;p>　　(5)所編程序能夠循環(huán)運(yùn)行</p><p>　　PLC的工作特點(diǎn)是循環(huán)反復(fù)、不間斷地運(yùn)行同一程序。它的運(yùn)行從初始化后的狀態(tài)開始，待控制對象完成了工作循環(huán)（完整程序執(zhí)行一次），則又返回初始化狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。因?yàn)橹挥羞@樣才能使控制對象在新的工作周期中也得到相同的控制。</p><p>　　3自動(dòng)售貨機(jī)的理論背景與實(shí)際意義</p><p>　　本次設(shè)計(jì)詳細(xì)的

20、介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的各硬件組成，并完成了PLC外部接線圖。在PLC梯形圖的編寫時(shí)，文中采用的是西門子PLC梯形圖專用編譯軟件STEP7來進(jìn)行編寫。介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過程為例，把交易過程分為幾個(gè)程序塊，然后分別對程序塊進(jìn)行編程。具體說明了可編程序控制器在自動(dòng)售貨機(jī)中的作用。程序涉及到了自動(dòng)售貨機(jī)工作的絕大部分過程。利用PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動(dòng)售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。</p&

21、gt;<p>　　4自動(dòng)售貨機(jī)PLC 控制</p><p>　　4.1自動(dòng)售貨機(jī)PLC 控制的工作要求</p><p>　?。?）自動(dòng)售飲料機(jī)可投入1元、5元、10元的硬幣。</p><p>　?。?）所售飲料標(biāo)價(jià)：汽水——12元，花茶——15元</p><p><b>　　咖啡——20元。</b><

22、/p><p>　?。?）投幣總額或現(xiàn)在值顯示在7段數(shù)碼管上。</p><p>　?。?）當(dāng)投入的硬幣總值超過所購飲料的標(biāo)價(jià)時(shí)，所有可購買飲料的指示燈均亮，作可購買提示。（如：當(dāng)投入的硬幣總值超過12元，汽水指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值超過15元時(shí)，汽水、花茶指示燈均亮；當(dāng)投入硬幣總值超過20元時(shí)，所有按鈕指示燈都亮）。</p><p>　　（5）當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按選擇汽

23、水按鈕，則排出汽水，7s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)，汽水指示燈閃爍。</p><p>　?。?）當(dāng)咖啡指示燈亮?xí)r，按選擇花茶按鈕，則排出咖啡，7s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)，花茶指示燈閃爍。</p><p>　?。?）當(dāng)咖啡指示燈亮?xí)r，按選擇咖啡按鈕，則排出咖啡，7s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)，咖啡指示燈閃爍。</p><p>　　（8）系統(tǒng)根據(jù)顧客投入的硬幣，判斷硬幣是

24、否足夠，若足夠則根據(jù)顧客的要求自動(dòng)售貨，投幣不足則給出提示。</p><p>　?。?）購買飲料后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算剩余幣值，并根據(jù)剩余幣值提示可購買的飲料（指示燈亮）。</p><p>　?。?0）若投入的硬幣總值超過所需的錢數(shù)（汽水12元，花茶15元，咖啡20元），則找錢指示燈亮,當(dāng)按退幣控制按鈕時(shí)，退出找回的錢。</p><p>　?。?1）在報(bào)警系統(tǒng)中，PLC只

25、起到開關(guān)連接的作用。</p><p><b>　　時(shí)序圖</b></p><p>　　3.2 自動(dòng)售貨機(jī)的工作原理</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)為課程設(shè)計(jì), 因此要求上沒有現(xiàn)實(shí)中的自動(dòng)售貨機(jī)功能強(qiáng)大, 沒有過多的商品選擇和各種報(bào)警系統(tǒng)。本自動(dòng)售貨機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括: 投幣計(jì)數(shù)系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應(yīng)系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)。</p

26、><p>　　投幣計(jì)數(shù)系統(tǒng): 當(dāng)有顧客買飲料時(shí), 投入的錢幣經(jīng)過識別機(jī)構(gòu),記錄1元、5元或10元錢的個(gè)數(shù), 分別用1、5、10代表并存入d0、d1、d2中最后將總錢數(shù)存入d3中。</p><p>　　比較系統(tǒng): 投入錢幣完畢后, 系統(tǒng)會(huì)把d3內(nèi)的錢幣數(shù)據(jù)和可以購買飲料的價(jià)格進(jìn)行1比較,當(dāng)投入的錢幣總值超過12元（5）時(shí), 綠茶指示燈亮。當(dāng)投入的錢幣總值超過15元（6）時(shí),可樂和橙汁指示燈都亮,

27、 當(dāng)投入的錢幣總值超過20元(10)時(shí)所有的飲料指示燈亮，此時(shí)可以選擇飲料或選擇退幣。</p><p>　　選擇系統(tǒng): 比較電路完成后選擇電路指示燈亮, 當(dāng)按下飲料的選擇按鈕后相應(yīng)的飲料通過出口出來。此時(shí)可以按繼續(xù)加幣按鈕，繼續(xù)購買飲料，實(shí)現(xiàn)循環(huán)購買。</p><p>　　飲料供應(yīng)系統(tǒng): 當(dāng)按下選擇按鈕時(shí), 提供飲料。在飲料輸出的同時(shí), 減去相應(yīng)的購買錢幣數(shù)。</p><

28、;p>　　退幣系統(tǒng): 當(dāng)顧客購?fù)觑嬃虾? 多余的錢幣只要按下退幣按鈕。系統(tǒng)就會(huì)把錢幣退回。</p><p>　　4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)控制的總框圖</p><p>　　圖4.1 程序流程圖</p><p>　　圖4-2 自動(dòng)售貨機(jī)控制主電路</p><p>　　圖4-3 自動(dòng)售貨機(jī)控制主電路圖</p><

29、;p>　　圖4-4自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)硬件組成示意圖</p><p>　　5.2自動(dòng)售貨機(jī)功能的敘述</p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)的應(yīng)用是指當(dāng)人們有需要時(shí)，找到它，然后根據(jù)自己需要的物品的價(jià)格向自動(dòng)售貨機(jī)里頭硬幣，紅外線技術(shù)控制著計(jì)數(shù)。根據(jù)投硬幣的數(shù)量打開相應(yīng)的價(jià)格欄以及遙感技術(shù)控制的識別。當(dāng)人們點(diǎn)選商品以后確定了物品。再輸出并且是關(guān)閉該欄，結(jié)束本次購買。進(jìn)行下一次購買。自動(dòng)售貨機(jī)只

30、能一次交易一個(gè)物品。</p><p>　　5.3 I/O地址分配</p><p><b>　　6整體運(yùn)行梯形圖</b></p><p>　　圖6-1 自動(dòng)售貨機(jī)總體梯形圖</p><p>　　6.2 梯形圖程序調(diào)試</p><p>　　由于實(shí)驗(yàn)室沒有相應(yīng)的實(shí)物控制模型(自動(dòng)售貨機(jī))，因此，在調(diào)試系

31、統(tǒng)控制程序時(shí)，所有的輸入信號均用開關(guān)信號和復(fù)位按鈕來代替，所有的輸出均用指示燈來表示。調(diào)試時(shí)，首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線，并仔細(xì)檢查接線是否有誤，特別要注意接線時(shí)不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況，否則會(huì)造成硬件損壞及人身意外。</p><p>　　開始程序調(diào)試：首先將PLC控制程序?qū)懭氲絇LC機(jī)器中，再選擇監(jiān)控狀態(tài)，使PLC處于“RUN”狀態(tài)，然后逐一按投幣感應(yīng)器（即硬幣識別機(jī)構(gòu)用復(fù)位按鈕信號來表示硬幣

32、的輸入），觀察有沒有進(jìn)行累加幣值；或按選擇按鈕，觀察輸出指示燈是否按預(yù)計(jì)效果閃滅（即顯示飲料選擇提示、飲料送出、送出時(shí)間和退幣提示），并通過監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運(yùn)行過程及輸入輸出信號、內(nèi)部描述實(shí)際出現(xiàn)的問題及解決方案。對報(bào)警部分進(jìn)行調(diào)試，只需給相應(yīng)的輸入端口信號，然后相應(yīng)的指示燈變亮即可。要對照設(shè)計(jì)控制要求，逐一檢驗(yàn)設(shè)計(jì)功能是否能有效的實(shí)現(xiàn)，并對程序進(jìn)行改進(jìn)和完善。</p><p>　　例如，調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)重復(fù)線

33、圈問題，需將程序進(jìn)行合并，避免重復(fù)線圈等等。總而言之，對程序必須要反復(fù)調(diào)試，不斷改進(jìn)，以獲得既完全實(shí)現(xiàn)功能，而又簡單、嚴(yán)謹(jǐn)性高的PLC控制程序。</p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　通過這次對自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)，讓我了解了關(guān)于自動(dòng)售貨機(jī)的原理與設(shè)計(jì)理念，plc課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的

34、主要環(huán)節(jié)?；仡櫰鸫舜握n程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在短短幾個(gè)星期的日子里，可以說是苦多余甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固以前所學(xué)的東西，而且學(xué)到了課本上所沒學(xué)過的東西。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成，這次設(shè)計(jì)同樣也遇到了很多問題，但經(jīng)過上網(wǎng)和詢問同學(xué)終于游逆而解?？傮w來說，這次設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，雖讓我體會(huì)到了艱辛，但我也體會(huì)到了成功的喜悅。最重要的是

35、讓我得到了多方面的提高，第一，提高了我的邏輯思維能力，使我在邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)上有了很大的進(jìn)步。第二，查閱參考書的獨(dú)立思考能力以及培養(yǎng)非常重要，在設(shè)計(jì)過程中，遇到很多不理解的東西，但我通過查書和上網(wǎng)得到了答案。第三，相互討論共同研究也很重要，比如對一些程序圖如何使用不理解，通過問其他同學(xué)，理解后設(shè)計(jì)完成了本次設(shè)計(jì)</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><

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