自动售货机的控制设计 电子信息工程专业 大学论文文档格式.docx

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语句表14

自动售货机的控制设计

（物理与电子信息学院07级电子信息工程班,内蒙古呼和浩特010022）

指导教师:

摘要：

本文就详细的介绍介绍了自动售货机的结构组成，简述利用可编程控制器（PLC）控制自动售货机控制系统的控制原理，最后给出了该控制的软件设计，并编写了程序总框图和一个具体的梯形图，经实践验证该控制系统是可行的。

关键词：

可编程控制器（PLC）；

自动售货机；

梯形图；

中图分类号：

TP33文献标识码：

B

1引言

自动售货机是完成无人自动售货，集光、机、电一体化的商业自动化设备。

自动售货机不受任何场地限制，方便快捷，可以每天24h售货，近年来，我国的自动售货机行业突飞猛进，在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区纷纷涌现出自动售货机的踪迹。

传统的自动售货机控制采用单片机作为控制核心，这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性也比较差，可编程控制器（PLC）是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置，它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点，已在工业控制领域得到广泛地应用，因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施，要求它的结构必需可靠、稳定和执行效率高。

2设计要求

利用可编程控制器作为控制核心，完成一个自动售货机控制系统。

具体要求如下：

（1）自动售货机有3个投币孔，分别为0.5元、1元和5元。

（2）售货共有4种饮料供选择，分别为纯水、牛奶、可乐和果汁。

（3）如投币总额超过销售价格，将可由退币按钮找回余额。

（4）投币总额或当前值显示在7段数码管上。

（5）投币数额小于1.5元时，则L1灯亮，表明投币不足，则不可以购物。

（6）投币值大于等于1.5元时，选择投入钱币数范围内的饮料，同时取物灯亮；

选择价格大于投入钱币数的饮料，则L1亮。

（7）购买完毕后按退币钮，显示余额，计数器清零。

3可编程控制器PLC介绍

3.1PLC概述

PLC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。

PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。

具体表现在以下几个方面。

·

向小型化、专用化、低成本方向发展

向大容量、高速度方向发展

智能型I/O模块的发展

基于PC的编程软件取代编程器

PLC编程语言的标准化

PLC通信的易用化

组态软件与PLC的软件化

PLC与现场总线相结合

开发新型特殊功能模块

CPU的处理速度进一步加快

3.2PLC的工作原理

PLC的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户任务。

PLC通电后，首先对硬件和软件作一些初始化操作，初始化反复不停地分阶段处理各种不同的任务（见图2-1）。

3.3PLC的循环扫描工作

对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。

PLC的扫描全过程如图2-2所示。

图2PLC的扫描全过程

3.4PLC的硬件组成

PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成。

其中，CPU是PLC的核心；

输入单元/输出单元是CPU与现场输入/输出设备之间的接口电路；

通信接口用于连接编程器、上位计算机等外部设备，其硬件构成图如图2-3。

图3PLC硬件结构图

3.5PLC的编程语言

PLC为用户提供了完善的编程语言来满足编制用户程序要求。

它提供的编程语言通常有以下5种：

梯形图（LAD）、语句表（STL）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）和结构文本（ST）。

3.6PLC的特点

（1）抗干扰能力强，可靠性好

（2）控制系统结构简单，通用性强

（3）编程方便，易于使用

（4）功能完善

（5）体积小，维护操作方便

（6）易于实现网络化

（7）可实现三电一体化

4自动售货机的PLC设计

4.1软件设计分析

4.1.1I/O分配表

此次设计的PLC控制的自动售货机控制系统的I/O分配表如下：

表1自动售货机I/O分配表

输入

输出

输入点

功能

输出点

0.00

牛奶选择按钮

10.00

L1灯

0.01

果汁选择按钮

10.01

L2灯

0.02

纯水选择按钮

10.03

取物口

0.03

可乐选择按钮

11.00

A0

0.04

退币钮

11.02

C0

0.05

0.5元投币钮

11.03

A1

0.06

1元投币钮

11.04

B1

0.07

5元投币钮

11.05

C1

4.1.2系统流程图

图4系统总体结构流程图

4.1.3系统软件设计梯形图（附录一）

该程序设计的主要分为几个过程，现在我们具体分析一下程序过程：

（1）投币状态。

顾客投币，显示投入总值，即余额数值。

（3）购买状态。

按下想要购买的选择按钮。

（4）退币按钮。

按下退币按钮，显示出余额。

到此为止，自动售货机的一个完整工作过程结束。

4.1.4自动售货机硬件连接图

请对硬件图中的内容加以说明

图5自动售货机外部接线图

5系统调试分析

5.1硬件调试

（1）断电时检查电源是否接好，地线是否接好，各输入/输出点是否接好接牢；

（2）接通24V直流电源，按动相应的功能按钮，确认各个数码管能否按照要求显示；

5.2软件调试

（1）按要求输入梯形图，检查后编译通过，在线工作后把程序写入可编程序控制器的程序存储区。

（2）将编辑好的程序传入PLC运行，使用编辑器联机调试操作，检查各点工作状态，并配合观察PLC各点输入/输出指示LED或输入/输出设备工作是否符合程序功能要求。

5.3总体调试

将设计好的程序与PLC连接起来。

采用分模块的调试方法，来调试系统程序。

调试步骤和结果如下：

自动售货机有3个投币孔，分别为0.5元、1元和5元，按下相应按钮后，钱币总数显示于数码管。

投币数额小于1.5元时，则L1灯亮，表明投币不足，则不可以购物；

投币值大于等于1.5元时，选择投入钱币数范围内的饮料，同时取物灯亮；

购买完毕后按退币钮，显示余额，计数器清零。

请附调试效果图

6结束语

对于这次对自动售货机程序的设计，让我了解了关于自动售货机的原理与设计理念，PLC设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.回顾起此次课程设计，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

参考文献

[1]吕卫阳,《徐昌荣PLC工程应用实例解析》.北京-中国电力出版社2007。

[2]廖常初，《PLC编程及应用》.北京-机械工业出版社2008。

[3]夏路易，谢克明，《可编程控制器原理与程序设计》.电子工业出版社，2005。

Thevendingmachinecontroldesign

JiaBaoJing（inmumber:

200716009）

（physicalandelectronicinformationinstituteofelectronicinformationengineeringclasslevel07,InnerMongoliaHohhot010022）

Instructor:

ZhangLiNa

Abstract:

Thispaperintroducedthedetailedintroductionofvendingmachinestructure,thispaperbrieflyusingtheprogrammablecontroller（PLC）controlvendingmachinecontrolsystem,andfinallygivesthecontrolprincipleofthecontrolsoftwaredesign,andwritetheprogramtotaldiagramandaspecificladderdiagram,practiceprovesthecontrolsystemisfeasible.

Keywords:

Programmablecontroller（PLC）;

Vendingmachine;

Ladderdiagram

附录一（梯形图）

附录二（语句表）

LD12.00

OUT灯1

LD12.04

AND12.03

ANDNOT12.07

ANDNOT12.06

ANDNOT12.05

ORLD

AND12.07

ANDNOT12.03

AND12.05

AND12.06

OR12.01

OUT11.00

OUT11.02

LD五角

OR12.00

OR12.11

ANDNOT灯2

OUT12.00

LD一元

ANDNOT五角

ANDNOT五元

ANDNOT纯水

ANDNOT12.12

ANDNOT12.13

ANDNOT12.14

OUT12.01

LD12.01

OR五元

ANDNOT一元

OUT灯2

LD12.11

OR12.02

OUT11.03

ANDNOT12.11

OUT11.04

LD牛奶

ANDNOT12.09

ANDNOT12.10

LD可乐

OR纯水

LD果汁

OUT取物口

LD五元

ANDNOT退币

OUT12.02

LD12.02

OUT11.05

LD退币

OUT退币口

OR12.04

OUT12.04

MOV（21）#1DM0

LDP_On

CMP（20）#1DM0

ANDP_EQ

OUT12.03

LD纯水

MOV（21）#2DM0

CMP（20）#2DM0

OUT12.05

MOV（21）#3DM0

CMP（20）#3DM0

OUT12.06

MOV（21）#4DM0

CMP（20）#4DM0

OUT12.07

OR12.09

OUT12.09

OR12.10

OUT12.10

LD12.09

AND12.10

OUT12.11

AND牛奶

OUT12.12

AND可乐

OUT12.13

AND果汁

OUT12.14

TIM000#0030

ANDTIM000

MOV（21）#000011