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1、 本科生毕业论文 毕业论文题目基于PLC的自动售货机控制系统设计 学 生 姓 名 陈鑫 所 在 学 院 扬子津学院 专业及班级 电气1502 指 导 教 师 张继勇 完 成 日 期 2017年 6月 1日 摘 要随着科技的不断发展,PLC在工程中的应用大家有目共睹,PLC在各个领域已占得一席之地,并将有更好的发展。我国人口数量庞大,自动售货机在人们的生活中扮演越来越重要的角色,从长远来看其具有广阔的发展空间。本次设计的自动售货机为饮料自动售货机,贩卖的商品性质明确,适于放置在短时间人口流动比较大的地方,比如餐厅。首先通过与单片机和液压等控制的对比,确定采用PLC来控制自动售货机,然后分析自动售
2、货机的结构和工作原理,明白自动售货机的贩卖过程,以便为硬件的选择做准备。通过自动售货机的功能分析作出硬件框图,根据硬件框图选择所需要的PLC、货币识别器、电动机和接触器。根据I/O分配表对PLC选型,并画出外部接线图。根据控制系统流程图编写符合自动售货机功能的程序。文中采用的是梯形图编译译软件STEP7来进行编写。介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程,以一次交易过程为例,把交易过程分为几个程序块,分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。与市面上单片机控制的自动售货机相比,利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性,保证自动售货机能够长期稳定运行。关键词:PLC,
3、梯形图,售货机ABSTRACTWith the development of science and technology, the application of PLC in engineering everybody be obvious to people, PLC has occupied a space for one person in every field, and will have a better development. Because of the large number of population, the vending machine is playing a
4、 more and more important role in peoples life, in the long run it has broad space for development. The design of the automatic vending machine for beverage vending machine, the nature of the goods sold in the clear, adapted to be placed in a short time population flow of relatively large areas, such
5、 as restaurant. First, by comparing with the single chip microcomputer and hydraulic control, and adopt PLC to control the vending machine, then analyzes the structure and working principle of automatic vending machines selling process, understand the vending machine, to prepare for the selection of
6、 hardware. Through vending machine function analysis to make the hardware block diagram, according to the hardware block diagram, select the desired PLC currency recognizer, motor and contactor. According to the I/O distribution list on the PLC selection, and draw the external wiring diagram. Accord
7、ing to the flow chart of control system prepared with vending machine program. If the shopping after the remaining amount, then press the coin button coin. Trapezoidal chart compilation done by GX Developer, complete ladder diagram can be debugged and simulated in Mitsubishi PLC simulation software
8、GX Simulator 6c. Finally, MCGS made the configuration effect. Configuration simulation diagram of the vending machine comprises a button, indicator light, the slot, fetching port, a coin refund part.Key words: plc , ladder ,vending machine目录1绪论61.1课题背景61.2研究自动售货机的目的71.3本设计研究的内容72 PLC的概述92.1PLC简介92.2
9、PLC的特点112.2.1可靠性高、抗干扰能力强112.2.2通用性强,控制程序可变,使用方便112.2.3体积小、重量轻、功耗低、维护方便112.3PLC的分类112.4PLC的发展趋势122.5编程语言多样化:132.6PLC的基本组成143.1自动售货机的基本功能141.1.1 定时器161.1.2 数学运算指令161.2 自动售货机I/O地址的分配171.3 梯形图(LAD)181.3.1 什么是梯形图(LAD)181.3.2 自动售货机设计的梯形图(LAD)191.4 自动售货机的相关说明231.5 自动售货机仿真24结论27参考文献28致谢29附录 系统硬件连接图301绪论1.1课
10、题背景自动售货机最早出现在20世纪60年代的欧美,当时在美国的地铁系统中。人们可以用1美分在自动售货机上购买到一块口香糖。这便是最早的自动售货机。作为一种全新的零售方式,20世纪80年代以来,自动售货机在美、日等发达国家得到了迅速的普及和发展。其产品特点是科技含量高,集光、机、电、防伪识别、数字密码、智能软件等技术于一体;24小时服务,售货便利,无需专人盯守,省人工,省成本;售货范围广,目前,自动售货机已经在许多个国家和地区使用。根据美国自动世代统计,日本每23人拥有一台自动售货机、美国每40人一台、欧洲每60人一台。在邻国日本,全国市场70%的罐装饮料是通过自动售货机售出的,每个人一年投入自
11、动售货机用于购物的货币高达400多美元;根据日本麒麟啤酒公司调查,一台自动售货机每年可售出上万罐清凉饮料,比一般不太繁忙的小商品销量还要大,美国可口可乐公司则拥有分布于世界各地的几十万饮料售货机;在西班牙,全国通过自动售货机售出的商品销售额占全国零售业的六成以上,并以每年10%的速度递增。全世界约有1800万台自动售货机处于运营中,包括自动售货机制造与运营在内的整个行业年销售额超过2500亿美元,自动售货业已成为零售业增长最快的行业之一。近几年,自动售货机在我国的大中城市发展势头非常迅猛,车站、码头、酒店宾馆、大学校园、繁华的街道等地方随处可见自动售货机的身影。据统计,广州市区就摆放了各种品牌
12、的自动售货机,而这还不足以满足地铁和公交车站的需要。自动售货机不但给人们的生活带来了极大的方便,而且也成为现代化城市的一道亮丽的风景线。随着我国零售业态的不断发展和2010年上海世博会举行的过程中,我国无店铺销售业态的发展获得了良好的环境和契机。尤其是跨国企业的加入,进一步刺激和带动我国自动售货机产业的发展。1.2研究自动售货机的目的从自动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
13、这些因素的制约。自动售货机行业长期以来在美国、日本等国家得到迅猛发展,目前已在多个国家得到广泛普及。据业内人士估计,但中国的自动售货机拥有量还不太多,相对于13亿的人口大国和零售业态发展的趋势而言,中国自动售货机行业的发展空间将更加广阔。所以我将研究自动售货机控制系统。1.3本设计研究的内容本次设计的题目是自动售货机,主要是应用西门子S7-200型PLC的梯形图来设计控制程序,并简单介绍相关的知识,如:PLC的定义、PLC的编程语言、PLC的硬件组成等。根据设计内容和控制要求画出梯形图。本次设计的重要部分是第三章的设计部分,即自动售货机梯形图的设计。1.4自动售货机设计的基本思路此自动售货机可
14、以投入五角、一元的硬币;如果顾客投入硬币在限定的时间内(2分钟)不按任何按键,自动售货机将退还所投硬币;当投入硬币的总值等于或才超过物品价值时,对应的物品指示灯亮绿灯;当物品对应的指示灯亮绿灯时,按下按下相应的按键,相应的物品排出,同时指示灯绿灯闪烁;如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时,自动售货机会自动将余款退还顾客;.当顾客成功购买完一件物品后20秒无操作,自动售货机会自动将余款退还顾客;.如果顾客投入硬币后又不想买物品,按下退款按键,自动售货机会自动将余款退还顾客;.找零时顾客可选择退一元的还是五角的;.当物品不足时,对应的物品指示灯亮红灯,顾客按下相应的按键无反应(不出物品,不减余
15、额),并向总部发送所缺物品(补货报警)。第2章 PLC的概述2 PLC的概述2.1PLC简介可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计;它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令;并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备,都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。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。目前,世界上生产PLC的主要厂家有65个,其中最有名气的厂家在日本、美国和德国。日本的几个厂家为三菱、富士。日立、东芝、横河、立石、光洋、夏普等公司。美国的几个厂家为德州食品公司、通用电器公司、歌德公司、数字设备公司等。还有德国的西门子,荷兰的飞利浦,香港的鹰达等公司也是很有名气。日本三菱电机公司(MITSUBISHI)于1971年开始研制PLC,目前主要有F1,F2,FX,K,A等十几个系列几