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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 目錄</b></p><p><b> 1 引言</b></p><p> 2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p> 3自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)意義…………………………………..3</p><p> 4自動(dòng)售貨機(jī)PLC 控制……………………………………….3</p
2、><p> 4.1自動(dòng)售貨機(jī)PLC 控制的工作要求………………3</p><p> 4.2 自動(dòng)售貨機(jī)的工作原理</p><p> 5 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)………………………………………………</p><p> 5.1 系統(tǒng)控制的總框圖 …………………………</p><p> 5.2自動(dòng)售貨機(jī)功能的敘述 ……………
3、………</p><p> 5.3可編程邏輯控制器(PLC)的I/O端子分配………</p><p> 6 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ……………………………………………</p><p> 6.1整體運(yùn)行梯形圖 ……………………………</p><p> 6.2 梯形圖程序調(diào)試</p><p> 心得體會(huì)……………………………
4、……………………</p><p> 參考文獻(xiàn)……………………………………………………</p><p><b> 引 言</b></p><p> 自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無(wú)人自動(dòng)售貨,集光、機(jī)、電一體化的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。 自動(dòng)售貨機(jī)不受任何場(chǎng)地限制,方便快捷,可以每天24h售貨,因此深受上班族的歡迎,很多城市的公共場(chǎng)所里面都放置有自動(dòng)售貨機(jī),出
5、售的商品五花八門,從飲料、零食、香煙、糖果,到牙刷、方便面、自動(dòng)照相機(jī)。 近年來(lái),我國(guó)的自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)突飛猛進(jìn):在汽車總站、商廈、醫(yī)院、小區(qū)、學(xué)校等地區(qū)紛紛涌現(xiàn)出自動(dòng)售貨機(jī)的蹤跡。 這種方便快捷的購(gòu)物方式越來(lái)越受到人們的青睞,同時(shí)也是現(xiàn)代化城市配套設(shè)施的需求 傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制核心,這樣不僅會(huì)在輸入輸出接口上做大量的工作,而且系統(tǒng)的抗干擾性也比較差??删幊踢壿嬁刂破鳎≒rogrammable Logical Co
6、ntroller),簡(jiǎn)稱PLC。可編程序控制器是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置,它具有可靠性高、編程簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。 因?yàn)樽詣?dòng)售貨機(jī)作為社會(huì)上完成商品零售和綜合服務(wù)的獨(dú)立設(shè)施,要求它的結(jié)構(gòu)必須可靠、穩(wěn)定和執(zhí)行效率高。PLC是以CPU為核心, 綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通</p><p> 自動(dòng)售貨機(jī)的新奇、文明、高檔
7、、靈活方便等深受廣大市民青睞。自動(dòng)售貨機(jī)最基本的功能是對(duì)投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算,并根據(jù)所投入的貨幣數(shù)值判斷是否能夠購(gòu)買某種商品, 并做出相應(yīng)的反映。因此, 售貨機(jī)應(yīng)能夠辨識(shí)機(jī)內(nèi)包含的商品, 能夠?qū)λ度氲膸胖颠M(jìn)行累計(jì), 并提供所要購(gòu)買的商品。當(dāng)按下選擇商品的按鈕時(shí),自動(dòng) 售貨機(jī)根據(jù)投入的幣值, 起動(dòng)電機(jī), 提取商品到出貨口, 顧客取出商品, 完成此次交易。它還具有識(shí)幣系統(tǒng)、貨物和貨幣的傳送系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨功能。</p>&
8、lt;p> PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p> 設(shè)計(jì)任務(wù): 學(xué)生根據(jù)控制要求,明確設(shè)計(jì)任務(wù),擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃,運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí),進(jìn)行自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行原理設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì),提高理論知識(shí)工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。主要內(nèi)容包括: 1. 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖
9、、接線圖、時(shí)序圖等; 2. 系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能; 3. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì),并有主程序、子程序和中斷程序; 4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì); 5. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求。 </p><p>
10、1.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程要求</p><p> 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)</p><p> 品質(zhì)量。因此,在設(shè)計(jì)PLC 控制系統(tǒng)時(shí),應(yīng)遵循以下基本原則:</p><p> ?。?) 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求</p><p> 充分發(fā)揮PLC 的功能,最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求,
11、是設(shè)計(jì)PLC</p><p> 控制系統(tǒng)的首要前提,這也是設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員</p><p> 在設(shè)計(jì)之前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究,充分收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料,同時(shí)收集相</p><p> 關(guān)國(guó)內(nèi)、國(guó)外相關(guān)的資料。同時(shí)還要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、</p><p> 現(xiàn)場(chǎng)操作人員等緊密配合,擬定控制
12、方案,共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)</p><p><b> 題。</b></p><p> ?。?) 保證PLC 控制系統(tǒng)安全可靠</p><p> 保證PLC 控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行,是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要</p><p> 原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程等方面要全面考慮,
13、</p><p> 以確??刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如:應(yīng)該保證PLC 控制程序不僅能在正常條件下運(yùn)</p><p> 行,而且要在非正常情況下,也能正常工作。</p><p> ?。?) 力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便</p><p> 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)
14、備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。</p><p> 因此,在滿足控制要求的前提下,一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益,另一方</p><p> 面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、</p><p> 經(jīng)濟(jì),而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低,不宜盲目追求自動(dòng)化和高</p><p><b>
15、 指標(biāo)。</b></p><p> 1.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則</p><p> ?。?)所編的程序要合乎所使用的PLC的有關(guān)的規(guī)定</p><p> 主要是對(duì)指令要準(zhǔn)確地理解,正確地使用。各種PLC指令多有類似之處,但還有些差異。對(duì)于有PLC使用經(jīng)驗(yàn)的人,當(dāng)選用另一種不太熟悉的型號(hào)進(jìn)行編程設(shè)計(jì)時(shí),一定要對(duì)新型號(hào)PLC的指令重新理解一遍,
16、否則容易出錯(cuò)。</p><p> ?。?)要使所編的程序盡可能簡(jiǎn)潔</p><p> 簡(jiǎn)短的程序可以節(jié)省內(nèi)存,簡(jiǎn)化調(diào)試,而且還可節(jié)省執(zhí)行指令的時(shí)間,提高對(duì)輸入的響應(yīng)速度。要使所編的程序簡(jiǎn)短,就要注意編程方法,用好指令,用巧指令,還要能優(yōu)化結(jié)構(gòu)。要實(shí)現(xiàn)某種功能,一般而言,在達(dá)到的目的相同時(shí),用功能強(qiáng)的指令比用功能單一的指令,程序步數(shù)可能會(huì)少些。</p><p>
17、(3)要使所編的程序盡可能清晰</p><p> 這樣既便于程序的調(diào)試、修改或補(bǔ)充,也便于別人了解和讀懂程序。要想使程序清晰,就要注意程序的層次,講究模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。特別是在編制復(fù)雜的程序時(shí),更要注意程序的層次,可積累自己的與吸收別人的經(jīng)驗(yàn),整理出一些標(biāo)準(zhǔn)的具有典型功能的程序,并盡可能使程序單元化,像計(jì)算機(jī)中的常用的一些子程序一樣,移來(lái)移去都能用,這樣,設(shè)計(jì)起來(lái)簡(jiǎn)單,別人也易了解。</p><
18、;p> (4)要使所編的程序合乎PLC的性能指標(biāo)及工作要求</p><p> 所編程序的指令條數(shù)一定少于所選用的PLC內(nèi)存的容量,即程序在PLC中能放得下,所用的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)要在所選用PLC的I/O點(diǎn)數(shù)范圍之內(nèi),PLC的掃描時(shí)間要少于所選用PLC的程序運(yùn)行監(jiān)測(cè)時(shí)間。PLC的掃描時(shí)間不僅包括運(yùn)行用戶程序所需的時(shí)間,而且還包括運(yùn)行系統(tǒng)程序,(如I/O處理、自監(jiān)測(cè))所需的時(shí)間。</p><
19、;p> (5)所編程序能夠循環(huán)運(yùn)行</p><p> PLC的工作特點(diǎn)是循環(huán)反復(fù)、不間斷地運(yùn)行同一程序。它的運(yùn)行從初始化后的狀態(tài)開始,待控制對(duì)象完成了工作循環(huán)(完整程序執(zhí)行一次),則又返回初始化狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。因?yàn)橹挥羞@樣才能使控制對(duì)象在新的工作周期中也得到相同的控制。</p><p> 3自動(dòng)售貨機(jī)的理論背景與實(shí)際意義</p><p> 本次設(shè)計(jì)詳細(xì)的
20、介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的各硬件組成,并完成了PLC外部接線圖。在PLC梯形圖的編寫時(shí),文中采用的是西門子PLC梯形圖專用編譯軟件STEP7來(lái)進(jìn)行編寫。介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的基本原理以及工作流程,然后以一次交易過(guò)程為例,把交易過(guò)程分為幾個(gè)程序塊,然后分別對(duì)程序塊進(jìn)行編程。具體說(shuō)明了可編程序控制器在自動(dòng)售貨機(jī)中的作用。程序涉及到了自動(dòng)售貨機(jī)工作的絕大部分過(guò)程。利用PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保證自動(dòng)售貨機(jī)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。</p&
21、gt;<p> 4自動(dòng)售貨機(jī)PLC 控制</p><p> 4.1自動(dòng)售貨機(jī)PLC 控制的工作要求</p><p> ?。?)自動(dòng)售飲料機(jī)可投入1元、5元、10元的硬幣。</p><p> ?。?)所售飲料標(biāo)價(jià):汽水——12元,花茶——15元</p><p><b> 咖啡——20元。</b><
22、/p><p> ?。?)投幣總額或現(xiàn)在值顯示在7段數(shù)碼管上。</p><p> ?。?)當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)所購(gòu)飲料的標(biāo)價(jià)時(shí),所有可購(gòu)買飲料的指示燈均亮,作可購(gòu)買提示。(如:當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)12元,汽水指示燈亮;當(dāng)投入的硬幣總值超過(guò)15元時(shí),汽水、花茶指示燈均亮;當(dāng)投入硬幣總值超過(guò)20元時(shí),所有按鈕指示燈都亮)。</p><p> ?。?)當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r,按選擇汽
23、水按鈕,則排出汽水,7s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi),汽水指示燈閃爍。</p><p> (6)當(dāng)咖啡指示燈亮?xí)r,按選擇花茶按鈕,則排出咖啡,7s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi),花茶指示燈閃爍。</p><p> ?。?)當(dāng)咖啡指示燈亮?xí)r,按選擇咖啡按鈕,則排出咖啡,7s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi),咖啡指示燈閃爍。</p><p> ?。?)系統(tǒng)根據(jù)顧客投入的硬幣,判斷硬幣是
24、否足夠,若足夠則根據(jù)顧客的要求自動(dòng)售貨,投幣不足則給出提示。</p><p> ?。?)購(gòu)買飲料后,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算剩余幣值,并根據(jù)剩余幣值提示可購(gòu)買的飲料(指示燈亮)。</p><p> ?。?0)若投入的硬幣總值超過(guò)所需的錢數(shù)(汽水12元,花茶15元,咖啡20元),則找錢指示燈亮,當(dāng)按退幣控制按鈕時(shí),退出找回的錢。</p><p> ?。?1)在報(bào)警系統(tǒng)中,PLC只
25、起到開關(guān)連接的作用。</p><p><b> 時(shí)序圖</b></p><p> 3.2 自動(dòng)售貨機(jī)的工作原理</p><p> 由于本設(shè)計(jì)為課程設(shè)計(jì), 因此要求上沒有現(xiàn)實(shí)中的自動(dòng)售貨機(jī)功能強(qiáng)大, 沒有過(guò)多的商品選擇和各種報(bào)警系統(tǒng)。本自動(dòng)售貨機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括: 投幣計(jì)數(shù)系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應(yīng)系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)。</p
26、><p> 投幣計(jì)數(shù)系統(tǒng): 當(dāng)有顧客買飲料時(shí), 投入的錢幣經(jīng)過(guò)識(shí)別機(jī)構(gòu),記錄1元、5元或10元錢的個(gè)數(shù), 分別用1、5、10代表并存入d0、d1、d2中最后將總錢數(shù)存入d3中。</p><p> 比較系統(tǒng): 投入錢幣完畢后, 系統(tǒng)會(huì)把d3內(nèi)的錢幣數(shù)據(jù)和可以購(gòu)買飲料的價(jià)格進(jìn)行1比較,當(dāng)投入的錢幣總值超過(guò)12元(5)時(shí), 綠茶指示燈亮。當(dāng)投入的錢幣總值超過(guò)15元(6)時(shí),可樂和橙汁指示燈都亮,
27、 當(dāng)投入的錢幣總值超過(guò)20元(10)時(shí)所有的飲料指示燈亮,此時(shí)可以選擇飲料或選擇退幣。</p><p> 選擇系統(tǒng): 比較電路完成后選擇電路指示燈亮, 當(dāng)按下飲料的選擇按鈕后相應(yīng)的飲料通過(guò)出口出來(lái)。此時(shí)可以按繼續(xù)加幣按鈕,繼續(xù)購(gòu)買飲料,實(shí)現(xiàn)循環(huán)購(gòu)買。</p><p> 飲料供應(yīng)系統(tǒng): 當(dāng)按下選擇按鈕時(shí), 提供飲料。在飲料輸出的同時(shí), 減去相應(yīng)的購(gòu)買錢幣數(shù)。</p><
28、;p> 退幣系統(tǒng): 當(dāng)顧客購(gòu)?fù)觑嬃虾? 多余的錢幣只要按下退幣按鈕。系統(tǒng)就會(huì)把錢幣退回。</p><p> 4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)控制的總框圖</p><p> 圖4.1 程序流程圖</p><p> 圖4-2 自動(dòng)售貨機(jī)控制主電路</p><p> 圖4-3 自動(dòng)售貨機(jī)控制主電路圖</p><
29、;p> 圖4-4自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)硬件組成示意圖</p><p> 5.2自動(dòng)售貨機(jī)功能的敘述</p><p> 自動(dòng)售貨機(jī)的應(yīng)用是指當(dāng)人們有需要時(shí),找到它,然后根據(jù)自己需要的物品的價(jià)格向自動(dòng)售貨機(jī)里頭硬幣,紅外線技術(shù)控制著計(jì)數(shù)。根據(jù)投硬幣的數(shù)量打開相應(yīng)的價(jià)格欄以及遙感技術(shù)控制的識(shí)別。當(dāng)人們點(diǎn)選商品以后確定了物品。再輸出并且是關(guān)閉該欄,結(jié)束本次購(gòu)買。進(jìn)行下一次購(gòu)買。自動(dòng)售貨機(jī)只
30、能一次交易一個(gè)物品。</p><p> 5.3 I/O地址分配</p><p><b> 6整體運(yùn)行梯形圖</b></p><p> 圖6-1 自動(dòng)售貨機(jī)總體梯形圖</p><p> 6.2 梯形圖程序調(diào)試</p><p> 由于實(shí)驗(yàn)室沒有相應(yīng)的實(shí)物控制模型(自動(dòng)售貨機(jī)),因此,在調(diào)試系
31、統(tǒng)控制程序時(shí),所有的輸入信號(hào)均用開關(guān)信號(hào)和復(fù)位按鈕來(lái)代替,所有的輸出均用指示燈來(lái)表示。調(diào)試時(shí),首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線,并仔細(xì)檢查接線是否有誤,特別要注意接線時(shí)不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況,否則會(huì)造成硬件損壞及人身意外。</p><p> 開始程序調(diào)試:首先將PLC控制程序?qū)懭氲絇LC機(jī)器中,再選擇監(jiān)控狀態(tài),使PLC處于“RUN”狀態(tài),然后逐一按投幣感應(yīng)器(即硬幣識(shí)別機(jī)構(gòu)用復(fù)位按鈕信號(hào)來(lái)表示硬幣
32、的輸入),觀察有沒有進(jìn)行累加幣值;或按選擇按鈕,觀察輸出指示燈是否按預(yù)計(jì)效果閃滅(即顯示飲料選擇提示、飲料送出、送出時(shí)間和退幣提示),并通過(guò)監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運(yùn)行過(guò)程及輸入輸出信號(hào)、內(nèi)部描述實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案。對(duì)報(bào)警部分進(jìn)行調(diào)試,只需給相應(yīng)的輸入端口信號(hào),然后相應(yīng)的指示燈變亮即可。要對(duì)照設(shè)計(jì)控制要求,逐一檢驗(yàn)設(shè)計(jì)功能是否能有效的實(shí)現(xiàn),并對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)和完善。</p><p> 例如,調(diào)試過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)重復(fù)線
33、圈問(wèn)題,需將程序進(jìn)行合并,避免重復(fù)線圈等等??偠灾?,對(duì)程序必須要反復(fù)調(diào)試,不斷改進(jìn),以獲得既完全實(shí)現(xiàn)功能,而又簡(jiǎn)單、嚴(yán)謹(jǐn)性高的PLC控制程序。</p><p><b> 心得體會(huì)</b></p><p> 通過(guò)這次對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì),讓我了解了關(guān)于自動(dòng)售貨機(jī)的原理與設(shè)計(jì)理念,plc課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的
34、主要環(huán)節(jié)?;仡櫰鸫舜握n程設(shè)計(jì),至今我仍感慨頗多,的確,從選題到定稿,從理論到實(shí)踐,在短短幾個(gè)星期的日子里,可以說(shuō)是苦多余甜,但是可以學(xué)到很多很多的東西,同時(shí)不僅可以鞏固以前所學(xué)的東西,而且學(xué)到了課本上所沒學(xué)過(guò)的東西。</p><p> 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成,這次設(shè)計(jì)同樣也遇到了很多問(wèn)題,但經(jīng)過(guò)上網(wǎng)和詢問(wèn)同學(xué)終于游逆而解??傮w來(lái)說(shuō),這次設(shè)計(jì)讓我受益匪淺,雖讓我體會(huì)到了艱辛,但我也體會(huì)到了成功的喜悅。最重要的是
35、讓我得到了多方面的提高,第一,提高了我的邏輯思維能力,使我在邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)上有了很大的進(jìn)步。第二,查閱參考書的獨(dú)立思考能力以及培養(yǎng)非常重要,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,遇到很多不理解的東西,但我通過(guò)查書和上網(wǎng)得到了答案。第三,相互討論共同研究也很重要,比如對(duì)一些程序圖如何使用不理解,通過(guò)問(wèn)其他同學(xué),理解后設(shè)計(jì)完成了本次設(shè)計(jì)</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><
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