基于西门子PLC的自动饮料售货机的控制系统的设计(DOC)

I基于西门子S7-200PLC自动饮料售货机控制系统BeverageVendingMachinesPLCControlSystembasedonSiemensS7-200Series总计毕业设计____39___页表格____3____个插图____10___幅摘要II摘要本论文是基于西门子S7-200系列PLC进行自动饮料售货机控制系统的设计的。本文介绍了PLC的硬件基本组成，特点以及工作原理。阐述了自动饮料售货机的来源，发展及系统设计的基本原理及工作流程。在PLC梯形图的编写时，文中采用的是西门子PLC梯形图专用编译软件4.0版本的STEP7来进行编写，并完成了PLC外部接线图。利用PLC控制的自动饮料售货机提高了系统的稳定性，且逻辑上保证无或者尽量减少漏洞，使自动售货机能够长期稳定运行，不需要经常有人维护。关键词：自动饮料售货机PLC梯形图西门子IIIABSTRACTThedesignofAutomaticBeverageVendingMachinePLCControlSystemisbasedonSiemensS7-200series.ThepaperintroducesthebasicstructureofPLC,characteristicsandworkprinciple.InthePLCtrapezoidalchartcompilation,thispaperadoptstheSiemensPLCladderspecialcompilersoftwareversion4oftheSTEP7towrite,andcompletedthePLCexternalwiringdiagram.ToimprovethestabilityofthesystembyusingautomaticbeveragevendingmachinePLCcontrollogic,andensurenoorlittleloopholes,thevendingmachinecanhavealong-termstableoperation,notoftenneedsomeonemaintenanceKeywords:automaticbeveragevendingmachine；PLC；ladderdiagram；SiemensIV目录摘要....................................................................IABSTRACT..................................................................II前言....................................................................1第1章可编程控制器PLC..................................................31.1可编程控制器的产生和发展.............................................31.1.1可编程控制器的概述.............................................31.1.2PLC的产生原因.................................................31.1.3PLC的发展前景.................................................41.2可编程控制器的结构和工作原理.........................................41.2.1PLC的工作原理.................................................41.2.2PLC的循环扫描.................................................51.2.3PLC的硬件组成.................................................61.2.4PLC的编程语言.................................................71.2.5PLC的特点.....................................................71.2.6PLC的主要功能.................................................81.3PLC的选型原则及选型方法.............................................9第2章自动饮料售货机的系统设计.......................................122.1自动饮料售货机的控制要求............................................122.1.1自动饮料售货机的控制要求......................................122.1.2自动饮料售货机的相关说明......................................132.1.3定时器........................................................142.1.4数学运算指令.................................................152.2自动饮料售货机I/O点的分配.........................................162.3自动饮料售货机的外部接线图.........................................172.4自动饮料售货机梯形图的编写.........................................172.4.1梯形图........................................................172.4.2自动饮料售货机设计的梯形图...................................18V结语.................................................................19参考文献.................................................................21程序图.................................................................22附录一........................................................30致谢................................................................35南昌工程学院本科毕业设计1前言自动饮料售货机是集成物理光学,电气技术，机械技术等一体化的无人商业自动化设备。从自动售货机的发展原因来看，它的出现是由于随着科学技术的发展社会产业机构开始出现调整，工业由劳动密集型向技术密集型转变。这一时期人口膨胀带来的巨量消费、巨量产出，快节奏工作、生活以及消费方式的简单和拥挤的城市环境，要求出现新的贸易流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等传统的流通渠道，由于人工费用不断上升，场地的无法普及的局限性以及购物的便利性等因素的制约，无人自动饮料售货机作为一种方便人们生活简单，顺应了习惯变化的售货机器便应运而生了。自动饮料售货机可以充分减少人力资源的浪费，使人从一些技术含量低的工作中解脱出来，以便在其他方面创造出更多的价值。自动饮料售货机的系统可以24小时不间断的运营，且运营时需要的资本少、面积小，且相对新颖具有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。现在，伴随着信息化产业的发展，自动饮料售货机产业也正在走向信息化。例如通过互联网实行联机方式，通过网络将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且伴随着环保成为当代消费考虑的重要因素之一，为防止地球变暖，自动化设备厂商也致力于节能型清凉饮料自动售货机的生产开发。在日常白天电力消费高峰时，某些节能型的自动售货机即使在关掉制冷机的状况下也能保持低温，与以往的自动饮料售货机相比，它能够节约12％左右的电力。进入21世纪时，自动饮料售货机也将进一步向节能型以及多功能，人性化的方向发展。自动饮料售货机是一种全新的商业零售形式20世纪70年代自日本和欧美发展起来。自09年金融危机之后，世界经济缓慢发复苏，伴随着中国改革开放三十年，国民生活得到显著提高，人们对就业以及工作所提供的福利包括工作场所提供茶点饮料等福利事业更为关注。自动饮料售货机作为无人看护的机器不仅保障了惬意的工休时间，也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段。特别是在24小时无休工作状态中的办公场所，使用迷你型饮料冲饮机，解决了不间断提供汽水，果汁等饮品服务的问题，这种服务加速了自动售货机融入人们日常生活。本论文采用的是PLC为控制中心的自动饮料售货的设计，传统的电气设备往往采用继电器控制系统控制，但继电器控制系统体积会很大，且控制稳定性又很差，需要大量人员维护，除此之外还无法经行数学运算。除了继电器控制系统之外，还有以单片机为控制中心的控2制系统，传统的自动饮料售货机往往采用单片机作为控制核心，但这样在输入输出接口上消耗很大，并且其不稳定性和抗干扰性差等因素也会让机器经常需要人员维护。而以单片机为核心的PLC则能避免很多干扰因素，其不但可实现类似控制功能，还具有调试方便、可靠性高、能耗低、编程简单、功能强等优点。南昌工程学院本科毕业设计3第1章可编程控制器PLC1.1可编程控制器的产生和发展1.1.1可编程控制器PLC的概述PLC全名可编程逻辑控制器，它是一种在传统继电器控制系统基础上与3C技术相结合而不断发展完善起来的新型自动控制器件。是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有体积小、结构简单、操作方便、可靠性好等特点。1.1.2PLC的产生原因上个世纪60年代，伴随着半可控和可控电子元件的发展，电子技术得到飞跃式的提升，控制电路电子化便成为趋势。60年代中后期，在过程控制领域随着小型计算机的应用，控制系统的性能得到大大的提升。后来随着西方世界出现了经济大萧条，作为工业标志的汽车工业收到沉重打击。美国通用电气公司为了在激烈的市场竞争中战胜对手，拜托困境，制定了推出小批量、多品种的车型来吸引顾客的战略。但是那时期作为控制系统的是由继电器和接触器等组成，灵活性差，不能满足工业不断更新的需要。GM为了改造传统控制汽车生产设备方式，提出了以下10条招标的技术指标。（1）采用插件式结构，硬件维护方便。（2）至少可扩展到4KB的用户程序存储器的容量.（3）输入可以是直流AC115V。（4）输出在2A，直流AC115V以上，能直接驱动电磁阀和继电器等。（5）可在现场修改程序，编程简单方便。（6）体积小于继电器控制系统。（7）要有高于继电器控制系统的可靠性。（8）可将数据直接送入管理计算机。（9）扩展时，只需改动很小的原程序。（10）成本可与继电器控制系统竞争。第1章可编程控制器4至今PLC已经发展了三代，其性能由第一代早期的作为替代继电器控制系统，主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制和定时、计数控制等任务发展到因