PLC控制自动售货机的系统设计与实现项目可行性研究报告Word格式.docx

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1.1自动售货机功能分析……………………………...……………………….………………4

1.1.1自动售货机的基本功能……………………………………………………………........5

1.2PLC的基本结构及原理.................................................................................5

1.3PLC的选型原则……………………………………………………………………………5

2PLC系统设计………………………………………………………………………………...7

2.1可编程序控制系统设计的基本原则………………………………………………………7

2.1.1控制系统设计原则………………………………………………………………………7

2.1.2控制系统设计的基本内容……………………………………………………………....7

2.1.3控制系统设计的一般步骤……………………………………………………………….8

2.1.4程序设计的步骤………………………………………………………………………….8

3自动售货机PLC程序设计…………………………………………………………………..10

3.1仿真实验中售货机的分析………………………………………………………………….10

3.2设计任务的确定…………………………………………………………………………….10

3.3程序设计部分……………………………………………………………………………....11

3.3.1程序设计说明……………………………………………………………………………..11

3.3.2PLC程序设计……………………………………………………………………………..11

3.4仿真界面与PLC……………………………………………………………………………20

3.5数据连接……………………………………………………………………………………24

3.5.1定义I/O设备……………………………………………………………………………..24

3.5.2设计………………………………………………………………………………………26

3.5.3运行………………………………………………………………………………………29

4结束语………………………………………………………………………………………...29

参考文献……………………………………………………………………………………….30

绪论

从自动售货机的发展趋势来看l、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l、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l、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l、无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了.

　　从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械l、从狭义来讲就是自动销售商品的机械.从供给的条件看l、自动售货机可以充分补充人力资源的不足l、适应消费环境和消费模式的变化l、24小时无人售货的系统可以更省力l、运营时需要的资本少、面积小l、有吸引人们购买好奇心的自身性能l、可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点.

现在l、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l、通过电话线路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l、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l、为防止地球暖化l、自动售货机的开发致力于能源的节省l、节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流.在夏季电力消费高峰时l、这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温l、与以往的自动售货机相比l、它能够节约10－15％的电力.进入21世纪时l、自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展.

　　因经济复苏缓慢l、社会对扩大就业与工作场所提供茶点饮料的福利事业更为关注.自动售货机不仅保障了惬意的工休时间l、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l、使用独具魅力的迷你型饮料冲饮机l、解决了不间断提供咖啡饮品服务的问题l、这种服务加速了自动售货机与咖啡饮品服务的融合.1999年的全美自动售货机协会和全美咖啡服务协会的合并使人们更直观地看到了这种融合现象. 

图1自动售货机工作流程图

须经过反复调试、修改l、直到满足要求为止.

必要时还需设计控制台

编制控制系统的技术文件.

2.1.3控制系统设计的一般步骤

（1）根据生产的工艺过程分析控制要求.

（2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备l、据此确定PLC的I/O点数.

（3）选择PLC系统.

（4）分配PLC饿I/O点l、设计I/O连接图.

（5）进行PLC程序设计l、同时可进行控制太的设计和现场施工.

2.1.4程序设计的步骤

（1）对于较复杂的控制系统l、需绘制系统控制流程土l、用以清楚地表明动作的顺序和条件.

（2）设计梯形图.这程序设计的关键一步l、也是比较困难的一步.

（3）根据梯形图编制程序清单.

（4）用编程器将程序输入到PLC的用户存储器中l、并检查输入的程序是否正确.

（5）对程序进行调试和修改l、直到满足要求为止.

（6）待控制台及现场施工完成后l、就可以进行联机调试.若未满足要求l、再从新修改程序或检查接线l、直到满足为止.

（7）编写技术文件.

（8）交付使用.

控制系统设计步骤流程图如图4所示.

图4PLC控制系统设计步骤

3自动售货机PLC程序设计

3.1仿真实验系统中售货机的分析

由于售货机的全部功能时在上位机上模拟的l、所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟替代的.如钱币识别系统可以用按压某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给PLC发布命令l、而传动系统也是由计算机来直接模拟的l、这些并不会影响实际程序的操作l、完全能模拟现实中自动售货机的运行.

（1）试验状态假设

由于是在计算机上模拟运行l、试验中有一些区别于实际情况的假设l、本试验中假设：

1自动售货机只售8种商品.

2自动售货机可识别10元、5元、1元、5角、1角硬币.

3自动售货机可退币10元、5元、1元、5角、1角硬币.

4自动售货机有液晶显示功能.

5实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素.

（2）一次交易过程分析

为了方便分析l、我们以一次交易过程为例.

1初始状态.由电子标签显示各商品价格l、显示屏显示友好界面l、此时不能购买任何商品.

2投币状态.按下投币按钮l、显示投币框l、按下所投币值显示屏显示投入、消费、余额数值l、当所投币值超过商品价格时l、相应价格选择按钮发生变化l、提示可以购买.

3购买状态.按下可以购买的选择按钮l、所选的商品出现在出货框中l、同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化.取走商品后出货框消失.

4退币按钮.按下退币按钮l、显示退币框l、同时显示出应退币值及数量.按下确认钮l、则恢复初始状态.

到此为止l、自动售货机的一个完整工作过程结束.

3.2设计任务的确定

在清楚自动售货机运行工作过程的基础上l、制定出设计方案l、确定任务的目标l、以设计出合理的仿真系统.

首先l、应该做上位机与下位机的任务分工：

上位机主要用来完成仿真界面的制作过程l、而下位机则主要用来完成PLC程序的编写.其次l、要分别对上位机和下位机进行资料的查找与收集.例如在进行仿真界面的设计时可以去观看一下真正售货机的外观l、必要时可以借助一些宣传图片来设计自动售货机的外型；

在进行PLC程序的编写时需要先分配PLC的I/O点l、确定上、下位机的接口.然后l、分别对上、下位机分别进行设计工作.最后l、进行上位机设计结果与下位机设计结果的配合工作l、经调试后完成整个系统的设计

另外l、上位机与下位机的设计工作是密切配合的.它们无论在通信中使用的变量l、还是在仿真中控制的对象都应该是一致的.总体上讲l、仿真界面是被控对象l、利用PLC来控制这个仿真的自动售货机l、仿真的自动售货机接受PLC的控制指令并完成相应的动作；

另一方面l、仿真界面中的仿真自动售货机的运行l、都是由组态界面所提供的命令语言来完成的.这是整个仿真系统内部各大部件之间的内在关系.

我主要是对自动售货机中的下位机l、也就是主要是对PLC在其中的程序进行设计.仿真程序只做了解l、虽然只做了解l、但是也将在下面有所介绍.清楚了仿真实验的整体设计思路l、下面就可以开始着手设计了.

3.3程序设计部分

这部分内容是整个系统设计的主体部分.所要完成的任务是仿真系统的上位机与下位机的程序设计l、即在上述功能分析的基础上l、有针对性地进行设计.

3.3.1程序设计说明

下位机程序的编制则是利用松下PLC专用编程软件FPWIN-GR完成的.

在设计的过程中l、就像上面所叙述的那样l、并非孤立地分别进行上位机和下位机的设计工作l、而是互相配合的.因此在以下的详细设计过程中l、并没有将上位机的设计与下位机的设计整体分开来写l、而是相互交替l、同时尽量清晰地叙述l、在相应的设计部分中注明是上位机的设计还是下位机的设计.

3.3.2PLC程序设计

可以把一次交易过程分为几个程序块：

运行初期电子标签价格的内部传递；

投币过程；

价格比较过程；

选择商品过程；

退币过程.

（1）运行初期电子标签价格的内部传递程序的设计

仿真系统运行初期l、要由PLC向仿真画面相应对象传递已经存储好的价格l、还要给投入显示、消费显示及余额显示存储器清零l、同时也要给存储退币币值的存储器清零.程序编制过程中l、要用到运行初期闭合继电器R9013、16位数据传送指令FO,同时在上位机ForceControl中l、必须定义相应的变量l、来实现与PLC程序的对接.所定义的变量如表1所示.表1初始状态变量表

根据表1编制PLC程序如图5所示.

图5运行初期电子标签价格的内部传递程序

在梯形图程序图5中l、系统初始化时l、通过运行初期闭合继电器R9013在第一次扫描时将数值传递给上位机.给WR1-WR11及SV0-SV4赋初值l、赋值功能通过高级指令FO实现.至于为什么要加入WR13、WR15、WR17、WR19及WR20l、在以后的程序中将介绍它们的作用.

（2）.投币过程

在投币的过程中l、每投下一枚硬币l、投入显示将增加相应的币值l、余额也增加同样币制.先建立变量表l、在编写程序.变量表如表2所示.对应的梯形图程序如图7所示.

F60CMP,WR3,WR9

R9