基于PLC的自动售货机控制设计样本

基于PLC自动售货机控制设计摘要:本论文设计是基于三菱FX2N系列PLC构成自动售货机监控系统，本文阐述了自动售货机来源与发展，以及它在国内外发呈现状，对自动售货机方案进行了论证，简介了PLC基本构成、特点以及工作原理，对基于三菱FX2N系列PLC构成自动售货机系统整体设计过程进行较为细致阐述。文中详尽地简介了自动售货机各硬件构成，并完毕了PLC外部接线图。在PLC梯形图编写时，文中采用是三菱PLC梯形图专用编译软件来进行编写。简介了自动售货机基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为几种程序块，然后分别对程序块进行编程。详细阐明了可编程序控制器在自动售货机中作用。程序涉及到了自动售货机工作绝大某些过程。运用PLC控制自动售货机提高了系统稳定性，保证自动售货机可以长期稳定运营。核心词：自动售货机；顺序功能图；梯形图；I/O点分派。TheControlDesignOfVendingMachineBasedOnPLCAbstract:ThisthesisisbasedonMitsubishiPLCFX2Nseriesmonitoringsystemconsistingofvendingmachines，vendingmachinesthispaperdescribestheoriginanddevelopment，anditsdevelopmentstatusathomeandabroad，onthevendingmachineprogramsweredemonstrated，PLCintroducesthebasiccomposition，characteristicsandworkingprinciple，basedonMitsubishiFX2NseriesPLCvendingmachinesystemasawholeconstitutesthedesignprocessinamoredetaileddiscussion.Thepaperdescribesindetailthevarioushardwarecomponentsofvendingmachines，andcompletedaPLCexternalwiringdiagram.PLCladderinthepreparation，thepaperusesaspecialcompilersoftwareMitsubishiPLCladdertobewritten.Introducesthebasicprinciplesofvendingmachinesandworkprocesses，andthentoatransactionprocess，forexample，thetransactionprocessisdividedintoseveralblocks，andthenprogramtheblockrespectively.Specifytheprogrammablelogiccontroller'sroleinthevendingmachines.Proceduresrelatedtothevendingmachinemostoftheworkprocess.PLC-controlledvendingmachineusetoimprovethestabilityofthesystemtoensurethelong-termstableoperationofvendingmachines.KeyWords：Automat；PLC；SequentialFunctionChart；Ladder；I/OPointOfTheDistribution。目录TOC\o"1-3"\h\u8891绪论

1150641.1设计背景

1185331.2应用前景

120981.3设计目和意义

1177012总体设计方案

2143772.1总体设计思路

2175862.2控制规定 212292.3控制原理及示意图 241013软件设计 3219383.1I/O分派 3125143.2程序分析与调试 4133383.2.1梯形图分析 4245193.2.2程序调试 786274硬件设计 877504.1金属硬币辨认原理 8281494.2硬币贮存和退币 8187864.3光传感器 8183315结论

92982参照文献 1029396致谢 115383附录 121绪论

1.1设计背景

公元1世纪，希腊人希罗制造自动出售圣水装置是世界上最早自动售货机。1925年美国研制出售香烟自动售货机，此后又浮现了出售邮票、车票各种当代自动售货机。当代自动售货机种类、构造和功能依出售物品而异，重要有食品、饮料、香烟、邮票、车票、日用品等自动售货机。普通自动售货机由钱币装置、批示装置、贮藏售货装置等构成。钱币装置是售货机核心，其重要功能是确认投入钱币真伪，分选钱币种类，计算金额。如果投入金额达到购买物品数值即发出售货信号，并找出余钱。批示装置用以批示顾客所选商品品种。贮藏售货装置保存商品，接受出售批示信号，把顾客选取商品送至付货口。普通售货机钱币装置由投币口、选别装置、确认钱币真伪检查装置、计算金额计算装置和找钱装置构成。70年代以来，浮现了采用微型计算机控制各种新型自动售货机和运用信用卡代替钱币并与计算机连接更大规模无人售货系统，如无人自选商场、车站自动售票和检票系统、银行钞票自动支付机等

。1.2应用前景

当前，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内库存信息及时地传送各营业点电脑中，从而保证了商品发送、补充以及商品选定顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售货机开发致力于能源节约，节能型凉爽饮料自动售货机成为该行业主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型自动售货机虽然在关掉冷却器状况下也能保持低温，与以往自动售货机相比，它可以节约10－15％电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节约资源和能源以及高功能化方向发展。

从自动售货机发展趋势来看，大量生产，大量消费以及消费模式和销售环境变化，规定浮现新流通渠道，而相对超市，百货购物中心等新流通渠道产生，人工费用也不断上升，在加上场地局限性和购物便利性等这些因素制约，无人自动售货机作为一种必要机器也就有了其相称可观前景。

1.3设计目和意义

PLC发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术发展息息有关，这些高新技术发展推动了PLC发展，而PLC得发展又对这些高新技术提出了更高更新规定，增进了她们发展。本次设计就在于结合PLC种种长处联系实际状况来弥补原有系统局限性，运用PLC控制自动售货机提高了系统稳定性，保证了自动售货机可以长期稳定运营。2总体设计方案

2.1总体设计思路

自动售货机基本功能就是对投入钱币数进行计算，然后依照运算成果做出相应判断，看看哪种商品可以进行购买，哪种商品不能购买，本次课程设计规定是可辨认两种硬币，分别是1元、5角，采用两个按钮进行模仿，自动售货机共出售三种货品，其价格分别定为1元、2.5元、3元，当投币数不不大于等于货品价格时且售货机里有这种货品时，批示灯亮，表达可以进行购买，三种货品分别用三个小灯代替进行模仿。除此之外，本次设计还涉及了显示、找零等功能实现。由于售货机所有功能是在上位机上模仿，因此售货机某些硬件是由计算机软件来模仿代替这些并不会影响实际程序操作，完全能模仿现实售货机运营。2.2控制规定1）自动售饮料机可投入5角、1元。2）所售饮料标价：纯净水——1元，汽水2.5元，咖啡3元。3）当投入硬币总值超过所购饮料价值时，所相应可购买饮料批示灯亮，作可购买提示。4）当物品相应批示灯亮时，按下相应按键，相应物品排出，5s后自动停止，同步批示灯闪烁。5）购买饮料后，系统自动计算剩余币值，并依照剩余币值提示可购买饮料（批示灯亮）。6）当顾客成功购买完一件物品后30秒无操作，自动售货机会自动将余款退还给顾客。7）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给顾客。8）如果顾客投入硬币总值超过所选物品价值时，自动售货机会自动将余款退还给顾客。9）当物品局限性时，相应物品批示灯亮红灯，顾客按下相应按键无反映（不出物品，不减余额）。10）如果顾客投入币值在限定期间内（1分钟）不按任何按键，自动售货机将退还所投硬币。在本控制系统中，自动售货机只售3种商品，即纯净水，汽水和咖啡。自动售货机可辨认1元，5角；自动售货机可退币。2.3控制原理及示意图一方面由顾客投入钱币，然后顾客按下商品选取开关，经钱币辨认器后将信号送给PLC。由顾客编写PLC程序运营可以辨认出钱币真伪以及币值，并显示投入钱币数值，同步与商品价格比较。当投入钱币满足某商品购买价格后，则可以购买该商品批示灯亮。PLC通过计算还可以显示出余额数值，商品驱动机构收到控制信号后即出售电磁阀动作，送出商品，若有余额，则退币电动机动作，可以退出余额数值相应币值，同步完毕内部清零过程。这样就完毕一次商品提货过程。该自动售货机还具备售货口故障解决和商品低液位报警等功能。整个过程由1台PLC控制，其控制示意图如图2-1所示。响铃报警响铃报警各种批示退币电动出货电磁PLC商品选取开关钱币辨认器图2-1控制原理示意图3软件设计3.1I/O分派依照设计规定，列出I/O分派如表3-1所示。表3-1I/O分派表输入输出输入点功能输出点功能X0五角投币口Y0纯净水出口X1一元投币口Y1汽水出口X2纯净水按钮Y2咖啡出口X3汽水按钮Y3纯进水批示灯X4咖啡按钮Y4汽水批示灯X5找钱按钮Y5咖啡批示灯X6急停按钮Y6余钱批示灯X7启动按钮Y7无纯净水报警X10纯净水液量局限性Y10无汽水报警X11汽水液量局限性Y11无咖啡报警X12咖啡液量局限性Y12一元出口Y13五角出口3.2程序分析与调试3.2.1梯形图分析1）如图3-1所示，这一某些为整个梯形图开关控制设计。使用了主控指令来控制整个自动售货机开关。图3-1开关控制设计2）如图3-2所示，这一某些代表了自动售货机复位开关以及三种饮料出水条件设计。图3-2复位出水设计3）如图3-3所示，这一某些是3种饮料批示灯变化控制设计。饮料可以购买时常亮以及出水完毕后闪烁。图3-3批示灯变化控制设计4）如图3-4所示，这一某些是找零设计。当符合找零条件时，会优先找零一元，然后才找零五毛，并且在找零时进行减法指令运算。图3-4找零设计5）如图3-5所示，这一某些为投币设计。当客户投币后，系统会将D0中数据与饮料价格数据进行比较，当客户购买饮料后，饮料出水同步会将D0中数据做出相应扣除。图3-5投币设计6）如图3-6所示，这一某些为饮料出水时间设计。当客户购买某一饮料时，从按下饮料按钮开始，饮料出水5秒后，结束饮料出水。图3-6饮料出水时间设计7）如图3-7所示，这一某些为无操作设计。当客户投币后1分钟内无操作或者购买某一饮料后30秒内无操作时，会自动找零。图3-7无操作设计3.2.2程序调试在这次设计中我也遇到了不少问题，例如：找钱最后一次闪烁由于时间太短，肉眼无法看出，固然批示灯也就不闪烁。日后通过加上了辅助继电器、时间继电器，成功实现了最后一次闪烁。尚有饮料出水时候我原本设计是出水同步批示灯在闪烁，日后通过教师矫正，我才懂得是出水完了之后闪烁。尚有整个电路开关控制，原本我是在各个环节都加上常闭开关来实现关闭，日后发现尚有更加简朴方式那就是主控触点指令，通过一开始加上MCN0M21和结尾MCRN0来实现整个电路开关控制。在进行投币和购买饮料时候需要用到加减法指令ADD、SUB尚有比较指令CMP，这些指令应用可以说是比较少，因此刚刚开始做时候还不是很熟悉。投币时候，投币按钮要设立成上升沿开关，否则按一次就会计数N次，扣钱也是同样原理。4硬件设计4.1金属硬币辨认原理国内当前发行1元、5角和1角硬币金属原材料是为造币而专门使用特殊合金，因而在它通过投币入口进入由电感和电容构成特定高频振荡线路所产生磁场时．金属材质和体积差别对电感量影响大小也浮现薄弱差别，电感量变化引起振荡频率变化；再通过检测频率变化，与设定值进行比较，拟定某种硬币种类后，经窄带选频电路将频率信号变成电压信号输出，完毕对金属硬币辨认。4.2硬币贮存和退币在本设计中，采用是圆筒式贮币，步进电机退币，当硬币投入后通过辨认识出电信号后，伪币和异物被排出，真币按面值由几组分布电磁阀分派到不同贮币腔内备用。当收到退币找零电信号后，通过退币电机，将贮币腔内下部硬币依电信号程序退出，完毕自动售货机退币找零功能。4.3光传感器在本设计中，用到光传感器：当硬币投入开始由光传感器感应，然后由光传感器驱动硬币辨认器；硬币经辨认后进入贮存腔时，由光传感器感应，给PLC一种信号，进行硬币相加运算；当退币时，退出硬币经光传感器感应，给PLC一种信号，进行退币相减运算。光传感器是运用光敏元件将光信号转换为电信号传感器件，它敏感波长在可见光波长附近，涉及红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光探测，它还可以作为探测元件构成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号变化即可，本设计是运用红外线传感器原理对投币进行检测。图4-1所示是红外线传感器工作原理图。它是由光源、接受器和PLC运营电路三某些构成。光源使用普通白炽灯泡，当点亮灯泡时，由于灯丝温度很高，能产生较强红外辐射，灯泡发出可见光经滤光片滤掉，红外光便可向外发射。在距光源发射点一定距离处，设立有红外接受器。这样，在红外光源和接受器之间就形成一条用肉眼看不见红外界线。无硬币遮挡红外线时，红外线经凸透镜聚光后直接照射在光敏二极管VD1上，光敏二极管电阻变小，从而使V1导通、V2处在截止状态，接在V2集电极继电器K不工作，输出为低电平，因而，PLC得不到相应信号。当有硬币通过红外界线时，红外线被硬币遮挡，光敏二极管因无光照射其内阻增大，于是VT1截止，VT2变为导通，则输出为高电平，使PLC得到相应信号。图4-1红外线传感器工作原理图5结论

毕业论文是大学学习阶段一次非常难得理论与实际相结合机会，通过这次比较完整自动售货机系统设计，我挣脱了单纯理论知识学习状态，和实际设计结合锻炼了我综合运用所学专业基本知识，解决实际问题能力，同步也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其她专业能力水平，并且通过对整体掌控，对局部取舍，以及对细节斟酌解决，都使我能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同限度提高。这是咱们都但愿看到也正是咱们进行毕业设计目所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我收获却更加丰富。我都是随着设计不断进一步而不断熟悉并学会应用。提高是有限但提高也是全面，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我头脑更好被知识武装了起来，也必然会让我在将来工作学习中体现出更高应变能力，更强沟通力和理解力。在设计过程中投币设计让我很头痛，因素是由于系统设计自身按键抖动和扫描时间框定，而又必要考虑本专业某些规定规范，从而形成了某些矛盾点，这些矛盾在解决上让人很难斟酌，正是基于这种考虑我意识到，想要更为完美设计，我花了大量时间在上面。顺利如期完毕本次毕业设计给了我很大信心，让我理解专业知识同步也对本专业发展前景布满信心。例如我设计尚有诸多局限性之处，可这些局限性正是咱们去更好研究更好创造最大动力，只有发现问题面对问题才有也许解决问题，局限性和遗憾不会给我打击只会更好鞭策我前行，此