基于PLC自动售货机的系统设计

哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计题目：基于PLC自动售货机的系统设计专业年级：机电一体化技术08-2班学生姓名：刘顺学号：0801070208指导教师：宋鸣哈尔滨理工大学荣成学院完成时间：2011年06月15日哈尔滨理工大学专科生毕业论文哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计（论文）评语学生姓名：刘顺学号：0801070208学院：荣成学院专业：机电一体化技术任务起止时间：2011年03月14日至2011年06月24日毕业设计（论文）题目：基于PLC自动售货机的系统设计指导教师对毕业设计（论文）的评语：指导教师签名：指导教师职称：评阅教师对毕业设计（论文）的评语：评阅教师签名：评阅教师职称：答辩委员会对毕业设计的评语：答辩委员会评定，该生毕业设计（论文）成绩为：答辩委员会主席签名：职称：年月日哈尔滨理工大学专科生毕业论文哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计（论文）任务书学生姓名：刘顺学号：0801070208学院：荣成学院专业：机电一体化技术任务起止时间：2011年03月14日至2011年06月24日毕业设计（论文）题目：基于PLC自动售货机的系统设计毕业设计工作内容：1.根据PLC的结构、工作原理及系统设计分析自动售货机的工作原理2.自动售货机的发展概况3.自动售货机的控制系统论证4.自动售货机控制系统总体设计5.对本次论文的感悟体会并提交论文资料：1王维亚等编，可编程序控制器及其应用，广西教育出版社，1990年.2林晓峰编，可编程序控制器原理及应用，高等教育出版社，1991年.3钟肇新等编译，可编程序控制器原理及应用，华南理工大学出版社，1991年.4金广业等编著，可编程序控制器原理与应用，中国自动化学会应用专业委员会，1990年.指导教师意见：签名：年月日系主任意见：签名：年月日哈尔滨理工大学专科生毕业论文I目录目录··········································································I第1章绪论·································································11.1自动售货机的理论背景与实际意义·······················11.2自动售货机设计的主要内容································21.3自动售货机设计的基本思路································2第2章PLC的概述························································32.1PLC的特点和应用···············································32.2PLC与其它工业控制装置的比较·····························42.3PLC的应用场合···················································52.4PLC的工作原理···················································52.5PLC的硬件组成···················································6第3章自动售货机的简介及设计要求································73.1自动售货机简介··················································73.2自动售货机工作原理············································7第4章基于PLC原理的自动售货机的设计························104.1自动售货机设计思路···········································104.2顺序功能图·······················································114.3I\O点的分配······················································114.4外部接线··························································124.5程序设计部分···················································134.5.1程序设计说明············································134.5.2程序设计···················································13结论···········································································17结束语········································································18参考文献·····································································19致谢·········································································20哈尔滨理工大学专科生毕业论文1第1章绪论1.1自动售货机的理论背景与实际意义自动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。它又被称为24小时营业的微型超市。在日本，70％的罐装饮料是通过自动售货机售出的；全球著名饮料商可口可乐公司在全世界就布有50万台饮料自动售货机。在中国,自动售货机1999年开始进人中国市场．如今，在机场、地铁、商场、公园等客流较大的场所，已不难发现自动售货机的身影[1]。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这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。它的售货领域非常广泛，是发达国家商品零售的一种主要方式。近几年，自动售货机逐渐被越来越多的消费者所接受。但由于售货机分布零散、范围广阔的特点，自动售货机在为消费者带来方便的同时，也为经营者在监控、管理、维护等方面带来很大的不便。目前售货机运行的各种情况都需要由人工判断，包括缺货、缺零钱、币箱已满、售货机机械故障等，经营者普遍采用人工定时巡回视察的管理办法，既费时费力，又无法及时准确获取自动售货机状态报告，给经营者增加了管理成本和难度，也有可能给消费者的正常消费造成不便[2]。本系统的设计和实现可以使自动售货机的经营者可以根据网络统计的销售状况进行商品销售状况分析，预测商品的销售走势，确定合理的采购和配送策略，以期获得最高的投资回报率。同时售货机的一些故障信息和警报信息可以实时的传送到相应运营人员，从而可以在第一时间内发现并解决问题。哈尔滨理工大学专科生毕业论文21.2自动售货机设计的主要内容1.此自动售货机可以投入五角、一元的硬币；2.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；3.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；4.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；5.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；6.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；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顾客；8.找零时顾客可选择退一元的还是五角的；9.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，不减余额），并向总部发送所缺物品。1.3自动售货机设计的基本思路本次设计的题目是基于PLC自动售货机的系统设计，主要是应用三菱FX-2N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顺序功能图和梯形图，再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线图，结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。本次设计的重要部分是第四章的设计部分，即自动售货机梯形图的设计。根据设计内容和控制要求准确画出它的顺序功能图，再根据所画出的顺序功能图准确设计出它的梯形图，这样才能真正理解自动售货机的系统控制原理。哈尔滨理工大学专科生毕业论文3第2章PLC的概述2.1PLC的特点和应用PLC专为在工业环境下应用而设计，以用户需要为主，又采用了先进的微型计算机技术，所以具有以下几个显著特点[3]。(1)可靠性高PLC由于选用了大规模集成电路和微处理器，使系统器件数大大减少，并且在硬件和软件的设计制造过程中采取了一系列隔离和抗干扰措施，使它能适应恶劣的工作环境，所以具有很高的可靠性。PLC控制系统平均无故障时间可达2万小时以上。高可靠性是PLC成为通用自动控制设备的首选条件之一。(2)编成简单、使用方便PLC的编程采用类似继电控制系统电器原理的梯形图，用串联、并联、定时、计数等人们所熟悉的概念，使计算机语言大众化，只要是比较熟练的电工和熟悉工业和知识的人在几天内就能学会，只是PLC得到推广的重要原因之一。(3)通用性好，具有在线修改能力PLC的硬件采用模块化结构，可以灵活的组态以适应不同的控制对象、控制规模和控制功能的要求，给组成各种系统带来极大的方便。同一台PLC装置用于不同受控对象时,只是输入输出组件、功能模块和应用软件不同。同时，PLC控制系统中的控制电路是由软间编程完成的，只要对应用程序进行修改就可以满足不同的控制要求，因此PLC具有在线修改能力，功能易于扩展，给生产带来了“柔性”，具有惯犯的工业通用性。(4)短设计、施工、投产试制周期，维护容易目前PLC产品已实现了系列化、标准化，正朝着通用化方向发展，设计人员只需要根据控制系统的需要，选用相应的模块进行组件设计。同时，用软件编程代替了机电控制的硬连线，大大的减轻了繁重的安装和接线工作，这不仅提高了可靠性，还极大的缩短了施工周期。PLC还具有故障检测及显示的功能，使故障处理时间可缩短为10分钟，对维护人员的技术水平要求也不太高。(5)体积小由于采用了微型计算机技术，使PLC达到了小型和超小型化，很容哈尔滨理工大学专科生毕业论文4易装入机械设备内部，便于实现机电一体化。由于上述特点，PLC作为通用自动控制设备，可用于单一机电设备的控制也可用于工艺过程的控制，而且控制精度相当高，操作简便，又具有很大的灵活性和可扩展性，使得PLC的应用越来越广泛。2.2PLC与其它工业控制装置的比较(1)PLC与集散控制系统PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来，初期的功能是以数字量的顺序控制为主。随着微电子技术、计算机技术和通讯技术的发展，PLC在逻辑运算、璧还调节的功能，运算速度提高，输入输出规模扩大，并开始与小型计算机联成网络，构成以PLC为重要部件的初级分散控制系统[4]。集散控制系统是由回路仪表控制系统发展而来，初期的功能以回路调节为主。随着微处理器和单片机的出现，他把顺序控制技术、数据采集、过程控制的模拟量仪表和过程监控装置等有机的结合在一起，形成了新一代的集散型控制系统。可见，不论是PLC还是集散系统，在发展过程中，始终是互相渗透，互相补充。新一代的PLC增强了模拟量控制功能，可配备各种智能