【基于PLC自动售货机的设计10000字（论文）】

基于PLC自动售货机的设计目录1、绪论 、自动售货机的软件设计本次设计中最重要的部分是软件部分。首先做出能完成自动售货机要求的梯形图，然后对梯形图调试，最后，MCGS组态软件仿真。3.1自动售货机的控制系统图3.1自动售货机的控制系统流程图以上流程图表示的是程序可以实现的功能，按下开始按钮后，就可以开始进行投币操作了，投币时间结束后，系统根据投币的多少，与各种饮料的价格进行比较。显示可购买，按下退币按钮可退币。3.2自动售货机的程序部分3.2.1程序中用到的部分指令比较指令在PLC控制系统中是一条十分重要的功能指令，它将[S1]、[S2]中的数据进行比较，比较结果送到目的操作数[D]中，如下图3.2所示，当X000为OFF时，不执行CMP指令，M10，M11，M12保持不变；当X000为ON时，执行CMP指令，[S1]、[S2]中的数据进行比较，即C10计数器值与K10（数值K10）比较。如果C10当前值小于10，则M10=1；如果C10当前值大于10，则M12=1；如果C10当前值等于10，则M11=1。图3.2CMP指令使用说明加法运算：加法运算指令是把指定的源元件中的二进制数相加，结果送到指定的目标元件中。当X000为1时，（D0）+（D5）=（D6），运算是代数运算图3.3加法运算使用说明图减法运算：减法运算指令是把指定的源元件中的二进制数相加，结果送到指定的目标元件中，如图3.3所示。当X000为1时，（D10）-（D12）=（D14），运算为代数运算。图3.4减法运算使用说明图3.2.2自动售货机的控制程序程序部分可分为5个部分。分别为：启动部分、投币比较部分、可购买显示部分和饮料选择部分、货币相减部分和退币部分。程序见附录。投币比较部分：投币的时候由货币识别器识别币种，投入的一个币相当于按一次按钮，T10表示在10s投币，可累加币值，所以使用的数据寄存器为停电保持型D200。3.3程序的调试部分3.3.1GXDeveloperGXDeveloper是三菱PLC的编程软件。Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、SFC、ST、及FB、Label语言从程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。可编程控制器在调试中连接而不是在顺序程序中连接，因为梯形逻辑测试功能可以更容易地调试。利用专用继电器/专用寄存器，编程时，许多程序员和PLC系统维护人员使用CPU错误。在编写和编写程序后，PLC硬件设备与编程电缆之间需要通信，为生产过程提供了极大的方便。售货机控制系统的运行，采用指令来实现货物的销售控制系统的。在售货机中，通电后，进入工作状态，通过按钮开关信号来控制PLC，售货机按照设定的程序开始运行。根据加工的适用性要求，将设计好的程序写入PLC后，根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，系统则按照选择的货物继续运行。在调试时不用和可编程控制器连接，不用制作按条使用的顺序程序，因为运用了梯形图逻辑测试功能，能够更加简单的进行调试作业。在帮助中有CPU错误，特殊继电器/特殊寄存器的说明，所以对于在线中发生错误，或者是程序制作中想知道特殊继电器/特殊寄存器的内容的情况下提供非常大的便利。数据制作中发生错误时，会显示是什么原因或是显示消息，所以数据制作的时间能够大幅度缩短。此次使用到的调试软件是GX-Simulator6-c，它是GXDeveloper的一部分。3.3.2硬件焊接和调试本设计是首先利用Protel软件绘制PLC售货系统，LCDMCU连接，元件的外围电路和PLC电路之间的连接，键盘与PLC电路和原理图连接电源电路等。为了保证所有焊接线都正确地焊接在PC开发板上，正确的焊接体积更适合。为了避免与附近焊接的连接，线路焊接失效没有迅速的结果。为了保证宏处理器控制继电器部分实际应用的正确性，将焊接电路首先连接到一万个板上，并在插座后对插座进行验证。根据设计方案，本系统的硬件调试首先我们主要查看硬件连接是否粗糙，主要元器件是否焊接完全，电路布局的是否合理。用万用表来测定各自的别针和自满，检查是否正常。设备的连接，下一个电源，输出电压测量用万表，而且电压为5.3V。在这个测试中，一个程序也被测试了的全部I/O端口的输出，I/O口输出电压和根据程序的控制值。在测量过程中，我们发现了封锁和泄漏。泄漏焊接，焊接，焊接，再密封。焊接后，可以测试电路板的电力。在电气的前，检查电路板，保证焊接电路。通过反复考试，取得了正文设计电路的效果。3.3.3程序调试联系实际运行的程序调试程序。这一步是为了消除程序中的逻辑错误，我们汇编汇编语言程序编译并下载到PLC上。通过观察各个步骤是否与车库自动化系统要求相符合，假如存在一些调试不成功或者不满意的地方，通过实际操作查找逻辑错误，不断修改程序，最终达到预先设定的操作步骤和显示格式等许多要求。编写控制程序直到一个最满意的控制系统。以投入3个1元，买酸奶为例进行程序调试。按下梯形图逻辑测试启动/结束按钮，等待程序写入PLC中，然后梯形图中就会显示有蓝色部分，一般常闭触点都为蓝色，表示接通，数据存储器为显示为0。图3.5进入调试数据寄存器的初始状态在菜单栏的“在线”栏中选择调试-软元件测试。因为此次设计的自动售货机上都是按钮设置，所以当按钮按下去为1，松开即为0，因此要在软元件测试中的位软元件中写入X000后强制ON（表示开始按钮接通）然后再强制OFF（表示松开按钮）。在10s内迅速按X001按钮5次（标志投入5元），再按下X015按钮（表示买酸奶）。图3.6X001接通5次后状态图3.7按下酸奶按钮后状态图3.8选择酸奶部分操作完之后还有剩余的钱，按下退币按钮X016，然后再强制off，因为退币按钮也是按下为1接通，松开为0断开。图3.9退币前的状态图3.10退币后状态4、基于MCGS组态的自动售货机仿真4.1MCGS通用组态软件本文选用昆企通态的MCGS通用组态软件作为上位PC机软件开发监控平台，实现车库状况的远程监控，选用嵌入式组态编程软件ew5000作为上位触摸屏软件开发人机操作界面，实现车库状况的现场调试。组态软件一般有图形界面系统、实时数据库系统、第三方程序接口组件和控制功能组件。使用组态软件做自动售货机，最后想要得到的效果是，按下一个按钮时，相应的指示灯亮。4.2建立组态画面因为在软件中没有自动售货机所用的图片，因此要先建立图片。了减少篇幅，组态王软件的安装方法就不在这里叙述。打开MCGS组态环境后新建工程。在新建的工程中点击用户窗口，然后点击新建窗口0，选中窗口0，点击鼠标右键选择属性，在窗口名称处更改名字为自动售货机。设计好自动售货机的格局，点击动画组态按钮，开始创建画面。图4.1新建数据库图创建自动售货机画面的主要难题在于图库中没有所需要的图。需要自己创建。在百度上搜索相关饮料的图片，放到ACDSee软件中，调整大小后保存为256色位图*bmp格式，将所有需要的图片制作好放到一个文件夹中。回到动画组态界面，点击工具箱中的位图选项，在自动售货机窗口中画大小合适的位图，选中画好得位图，点击右键选择装载位图，存放制作图片的文件夹，将图片加载进去。以此方法将8种可选饮料的图片做好。接下来为各种饮料配置按钮，选用工具箱种的标准按钮，画好按钮后双击该按钮，更改按钮标题即可。工程中所用的灯可以在工具箱中的插入元件中选择。根据设想，调整各个部分的位置，最后做出效果图如下图。图4.2自动售货机的组态下效果图4.3设置各元件的参数制作好效果图之后，对各个部分进行参数设置。回到之前的工作台页面，点击实时数据库，点击新增对象，将所有的元件命名并注释。因为后其选择通道时不能用汉字作为首字符，所以为每个元件命一个名，如灯就按HLx命名，其余输出以YVx命名，因为输入都是按钮性质，以SBx命名。图4.3工作台设置实时数据库如下图所示：图4.4（a）实时数据库设置图4.4（b）实时数据库设置对按钮和灯进行设置。以可乐为例，在动画组态中电机可乐指示灯，其设置如下图图4.5可乐指示灯参数在动画组态中点击可乐按钮，在基本操作栏设置按钮属性为按1松0，点击其后面的“？”，选择SB6。其它按钮以此为参照设置。图4.6可乐按钮设置在工作台页面点击设备窗口，进入后点击设备工具箱，点击设备管理，要先选择通用串口父设备，然后再选相应择PLC设备。图4.7设备窗口的选择点击进入三菱系列串口，对设备属性进行设置。根据PLC的I/O分配表对通道连接进行设计。通道的设置中要注意输入和输出通道不能混淆。点击进入设备0后在点击设置设备内部属性后的带有三个点的按钮即可增加通道的数量。图4.8通道量设置图4.9通道设计至此，参数设置完毕，打开MCGS运行环境，点击下相应按钮，观察变化情况。可能应为其中有些参数的设置有误，没有显示相应的动作。4.4仿真效果不要关闭上面的窗口，双击打开状态王软件，双击工程2，点击工程浏览器左边栏中的画面，双击右边栏中的画面3进入开发系统界面，点击文件，点击切换到View，在弹出的窗口中，点击画面，再点击打开，在弹出的窗口中，双击击3画面，进入仿真，仿真效果图如下。按下2元投币按钮后的仿真图4.10。图4.10投币2元仿真图在上面的基础上，再按下1元投币按钮后的仿真图4.11。图4.12投币3元仿真图按下选购矿泉水按钮后的仿真图4.13。图4.13购买矿泉水仿真图按下找零按钮后的仿真图。图4.14找零仿真图参考文献总结通过调试后在设备上的反复实验结果表明:展示型自动售货机设计与制调工作已经取得成功，整个加工过程安全平稳，产品完全满足要求，在市场上销售具有适应广，容易操作，展示性强等较大优势。由于本人专业知识储备、时间精力以及能力的限制，本文只是对自动售货机的相关装置以及控制系统做了尝试性的研究，在课题的研究过程中存在不足之处，主要有：（1）针对本课题设计的控制器只适用于食品机(无冷藏箱)的欠缺，需要继续完善程序，使其可以通过手动设置从而任意更换机器类型；（2）随着机器功能不断增强，代码数量给小的存储器带来了压力，下一步需要进行的工作是改进算法缩小代码体积，或扩展存储器；（3）在产品设计中的用户研究和交互设计方法方面，根据自动售货机产品的人机交互研究，满足用户已知的需求，超越用户的想象，引领用户的需求，与此同时引领市场。附录附录（一）PLC接线图（二）PLC梯形图参考文献洪鹏，余世明.基于时间序列分析的自动售货机销量预测[J].计算机科学.2015(S1)李海.基于嵌入式PLC的智能自动售货机控制系统[J].电子技术与软件工程.2015(22)陈彭湖.基于PLC的自动售货机的控制系统的研究[J].装备制造技术.2016(01)徐圣龙.自动售货机系统的PLC控制设计[J].现代制造技术与装备.2014(06)包西平.基于PLC的自动售货机控制系统设计[J].机电工程技术.2014(08)孟勃含.自动售货机PLC控制系统的设计[J].数码世界.2016(11)王锦.自动售货机系统的PLC程序设计[J].赤峰学院学报(科学教育版).2011(08)祝常红.基于PLC及嵌入式MCGS组态软件的自动售货机监控系统[J].自动化应用.2010(11)朱瑶铃，林雅洁，钟进搏，林丽萍，刘媛.高校自动售货机规划管理研究[J].云南科技管理.2017(01)李敏.基于PLC的柜门式自动售货机设计[J].中外企业家.2016(36)王亚.湖南省酒店业推广使用自动售货机的意义[J].湘潭师范学院学报(自然科学版).2009(02)余世明，晁岳磊，缪仁将.自动售货机研究现状及展望[J].中国工程科学.2008(07)郑大宇，纪鹏.自动售货机结构安全机制的研究[J].哈尔滨商业大学学报(自然科学版).2006(01)FrankvanKolfschooten.Netherlandsintroduceschild-proofcigarettevendingmachines.TheLancet.2002HidetakaSakaiHidekiNakajima，MinoruHigashihara，Ma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