基于PLC自动售货机设计

江门/中山职业技术学院成人教育毕业论文(设计、作业)题目：基于PLC自动售货设计学生姓名：谭展荘层次：大专所学专业：应用电子技术班级：函文本02-1指导老师：彭晓亮职称：讲师2017年4月10日XXX学院成人教育原创承诺书我承诺所呈交的毕业论文（设计）是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。若本论文（设计）及资料与以上承诺内容不符，本人愿意承担一切责任。毕业论文（设计）作者签名：日期：2017年4月20日XXX学院成人教育毕业论文(设计、作业)评语表指导教师评语评定成绩：________分签名：______________年月日评阅教师评语评定成绩：________分签名：_______________年月日答辩结论评定成绩：________分签名：__指导教师签名_年月日总评评定等级：________签名：__指导教师签名__年月日XXX学院成人教育毕业论文(设计、作业)任务书发给学员1、毕业设计（论文、作业）题目：2、学员完成设计（论文、作业）时间：2017年4月30日3、毕业设计（论文、作业）课题要求：4、实验（上机、调研）部分要求内容：5、文献查阅要求：6、发出日期：2017年1月5日7、学员完成日期：2017年4月30日系（教研室）意见：签名：指导教师签名：学生签名：目录摘要.............................................1关键词...........................................1前言.............................................2第一章自动售货机的简介及设计要求.................41.1自动售货机简介.............................41.2自动售货机工作原理.........................41.3自动售货机功能设计要求.....................51.4自动售货机设计思路.........................51.5自动售货机的控制要求.......................6第二章PLC控制的自动售货机硬件选择................82.1硬件电路组成框图...........................82.2、主要硬件选择..............................82.3电磁阀的选择..............................102.4PLC的选择................................112.5PLC的结构................................112.6PLC的原理................................13第三章PLC控制的自动售货机的软件设计............153.1系统涉及PLC指令简介......................153.2I/0分配表................................16第四章程序编写..................错误!未定义书签。4.1控制程序设计思路..........................184.2部分程序注释..............................18总结............................................23致谢............................................24参考文献........................................25基于PLC控制的自动售货机设计1摘要本文介绍了自动售货机的基本原理及工作流程，以一次交易过程为例，交易过程一共分为几个程序模块,模块具体说明了可编程控制器在自动售货机中的作用。程序涉及了自动售货机的工作绝大部分过程。为了保证自动售货机的系统长期稳定性，实用性所以选用了三菱FX-2NPLC控制。为了更快速，更方便的使顾客拿到所买物品采用直式电磁阀。关键词：自动售货机、梯形图、PLC及电磁阀基于PLC控制的自动售货机设计2前言可编程序控制器简称PLC是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机，其本质是一台工业控制专用计算机。它的软、硬件配置与计算机大致相同，只不过比一般计算机更适应于控制要求的编程语言。硬件主要由中央处理单元CPU、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成.PLC综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。自动售货机是根据时代的进步，生活的变化，人类的需要研究出来的智能科技产物。自动售货机随着使用的广泛，科技的进步也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。随着时间推移自动售货机不仅具有售货功能，而是更加多元化人性化。本设计根据多次仔细观察市场现有自动售货机的工作流程及身边朋友和同学提出的意见及建议所编成。工作原理如下：（1）从投币口投入硬币，经过传感器判别投入金额。（2）顾客选择所需商品根据选择项目判断出有无货物，有则根据顾客投金额进行计算，计算结果符合程序中比较模块要求，则允许电磁阀动作完成购物，若不符合则可选择退币或继续投币。（3）若购买完物品后依然有较多余额可继续购买物品直到余额不足选择退币。（4）四秒后如无操作系统自动弹出之前购买物品和退币，系统复原，完成售货。具体控制流程：自动售货机能销售多种价位商品：（如可乐2.5元、纯净水1.5元、牛奶3元、酸奶3.5元）计数量无限；可接受多种面值的货币：（如五元、基于PLC控制的自动售货机设计31元、0.5元等）；当投入金额大于或等于顾客所需要商品时系统控制电磁阀及找零系统送出顾客所选物品及找零；当投入金额小于顾客所需商品时，系统会控制指示灯提醒顾客余额不足，可选择继续投币或退币，完成购买；若顾客选择的商品无货，会有相应的指示灯闪烁提示，顾客可选择其他商品购买；顾客可以一次购买多个物品，当一次交易结束系统自然复位等待下位顾客光临；若顾客投币后不想购买物品可直接按下退币按钮退币。随着经济的高速发展，人们生活节奏的加快，简单快捷的购物方式必将使群众广泛接受广受欢迎。自动售货机普及和应用定是必然趋势。目前国内自动售货机市场形式日益强大，自动售货机逐步从一线城市和经济发达地区向和次发达和二、三线城市及地区延伸，逐步从高级宾馆、地铁、机场、会所等高档场所向普通社区各大学校公司及人口密集地方普及，大有覆盖整个城市之势，可以说是市场受欢迎程度无限。基于PLC控制的自动售货机设计4第一章自动售货机的简介及设计要求1.1自动售货机简介自动售货机是集声、光、机电一体化的高新智能化产品，在我国也开始得到应用。在中国人们可以看到现代化的自动售货机摆放在一些大商场门口、繁华街道两旁、公园入口处以及其它热闹的场所。自动售货机在中国有着广阔的发展前景。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。从广义来讲自动售货机就是在投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，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。1.2自动售货机工作原理（1）从投币口投入硬币，经过传感器判别投入金额。（2）顾客选择所需商品根据选择项目判断出有无货物，有则根据顾客投金额进行计算，计算结果符合程序中比较模块要求，则允许电磁阀动作完成购物，若不符合则可选择退币或继续投币。（3）若购买完物品后依然有较多余额可继续购买物品直到余额基于PLC控制的自动售货机设计5不足选择退币。（4）四秒后如无操作系统自动弹出之前购买物品和退币，系统复原，完成售货。1.3自动售货机功能设计要求（1）自动售货机能销售多种价位商品：（可乐2.5元、纯净水1.5元、牛奶3元、酸奶3.5元）计数量无限（2）可接受多种面值的货币：（五元、1元、0.5元等）（3）当投入金额大于或等于顾客所需要商品时系统控制电磁阀及找零系统送出顾客所选物品及找零。（4）当投入金额小于顾客所需商品时，系统会控制指示灯提醒顾客余额不足，可选择继续投币或退币，完成购买。（5）若顾客选择的商品无货，会有相应的指示灯闪烁提示，顾客可选择其他商品购买（6）顾客可以一次购买多个物品，当一次交易结束系统自然复位等待下位顾客光临。（7）若顾客投币后不想购买物品可直接按下退币按钮退币。1.4自动售货机设计思路本次设计的题目是自动售货机，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的编程语言、自动售货机的硬件组成等。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基于PLC控制的自动售货机设计6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自动售货机梯形图的设计。首先就得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，并反复调试做到程序无误。1.5自动售货机的控制要求1.按下投币按钮5角，1元，5元，数码显相应数字。2.显示金额减去所买货物金额后，数码显示金额。可以一次多买直基于PLC控制的自动售货机设计7到金额不足灯L1亮提示余额不足3.当投币余额不足时，如果继续投币可继续购买4.投币金额超过十元，数码管显示低两位，但可继续购物。5.购物4秒后，如果在没有操作，则取物口灯亮，有余额则退币口灯亮。6.如不买货物，按退币按钮则退出全部金额，数码显示为零，退币口灯亮五秒后灯灭。7.购物如无币找零则提示灯亮，考虑是否继续购物再按一次选物按钮，继续购物否则按退币按钮，金额退币。基于PLC控制的自动售货机设计8第二章PLC控制的自动售货机硬件选择2.1硬件电路组成框图图2-1硬件电路组成框图当售货机有钱币投入时，会经过硬币识别器和纸币识别器，在真币的情况下将信号送到PLC的输入端，此时，可以按下各选择按钮，选择按钮的信号送到PLC后相应的输出端子得电，使输出继电器得电输出饮料。同时七段数码管也会显示出实时的金额提醒顾客。当购买完毕按下退币按钮退币。若有顾客忘记退币，售货机会自动报警提醒顾客退币。2.2、主要硬件选择（一）硬币识别器基于PLC控制的自动售货机设计91、硬币识别原理主要识别指标：材质、厚度、直径。材质是用电磁的方式测的，使用空心线圈或磁芯线圈，线圈组数少的只有一组，多的常见的是六组。工作状态下，线圈及其外围电路会以一个特殊的频率振荡（多个线圈的话频率各不相同），当硬币以垂直或平行于线圈平面的方式穿过时（不同产品方式不同），会引起振荡频率的变化。材质不同所引起的频率变化幅度和方向（增加、减少）也不同，对某种硬币的变化特征进行记录后，就成为使用中识别该种硬币的依据。厚度是没有东西专门测的，实际上这个指标是和材质一起测。因为即使相同材质的硬币，如果厚薄不同，导致的频率变化差异也较大。直径——老式的识别装置用光电管队列来识别直径，排列组合得当的话，识别精度也不低（可答0.5mm）。新一点的都用偏心或异形线圈来测量，依据是直径小的硬币与线圈的重合部分也少，由此也带来频率变化的不同2、产品型号适用硬币：直径φ18mm-φ32mm；厚度1.2mm-