基于PLC自动售货机控制系统设计论文.docx

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基于PLC自动售货机控制系统设计论文

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基于PLC自动售货机控制系统设计

摘要………………………………………………………………………………………………………………………1

关键词……………………………………………………………………………………………………………………1

前言…………………………………………………………………………………………………………………………1

第一章自动售货机概论…………………………………………………………………………………………1

1.1自动售货机的设计概念……………………………………………………………………………………1

1.2自动售货机的研究意义………………………………………………………………………………….2

1.3自动售货机的发展历史……………………………………………………………………………………2

第二章plc的介绍………………………………………………………………………………………………2

2.1.1plc的产生……………………………………………………………………………………………………3

2.1.2plc的定义……………………………………………………………………………………………………3

2.1.3plc的发展趋势……………………………………………………………………………………………..4

2.1.4plc的特点……………………………………………………………………………………………………4

2.2PLC的基本结构和原理………………………………………………………………………………………5

第三章自动售货机功能分析……………………………………………………………………………………7

3.1自动售货机的基本功能………………………………………………………………………………………7

3.2自动售货机控制要求……………………………………………………………………………………………7

第四章自动售货机控制系统的PLC设计……………………………………………………………9

4.1整体系统工作流程………………………………………………………………………………………....9

4.2I/O地址分配表………………………………………………………………………………………………9

4.3硬件接线图……………………………………………………………………………………………………10

4.4程序设计………………………………………………………………………………………………………11

4.5程序调试………………………………………………………………………………………………………16

结束语………………………………………………………………………………………………………………………18

参考文献……………………………………………………………………………………………………………………………19

摘要

在今天的工业生产中，可编程序控制器已经成为实现工业自动化的关键。

本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程,然后以一次交易过程为例,把交易过程分为几个程序块,然后分别对程序块进行编程。

论文阐述了自动售货机各主要部件的选择,具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。

本文程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。

利用西门子PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性,保证自动售货机能够长期稳定运行,可实现类似控制功能,还具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点。

关键词：

自动售货机；S7-200PLC；PLC设计；

基于PLC自动售货机控制系统设计

前言 

自动售货机是能够根据投入的钱币自动复活的机器，它是商业自动化的常用设备，不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。

现代的自动售货机的种类、结构和功能依出售的商品而异。

钱币装置是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的个数计算金额。

如果投入的金额达到购买物品的数值即发出售货信号，并找出余钱。

自动售货机自动输出顾客所要的商品。

因此，自动售货机在商业，食品行业越来越普及，更方便消费者购买自己所需的商品。

使用方便、可靠、节省人力的自动售货机将在社会生活中成为一种趋势。

第一章自动售货机的概论

1.1自动售货机的设计概论 

本设计是一套结构简单，操作方便，性能可靠的自动售货机产品。

自动售货机计币系统、选择系统、选择系统、饮料供应系统、退避系统。

自动售货机在接受投入钱币后，通过与商品价格比较，确定是否能够售出商品和把算出剩余的钱找回。

当商品输出后售货机自动把上次傅卖商品的价格和投入的钱币的总和清零，这是才可以进行下次交易。

自动售货机还应满足商家查看销售商品的总和及使其清零，和控制该售货机进行整体复位。

该售货机可以帮助商家更好的销售商品，并且节省人力，获得更大的利润。

1.2自动售货机的研究意义 

面对当前快速商品社会，人们的时间观念越来越重，如何才能更快的购买到顾客自己所需的商品，这都是顾客和商家共同面临的问题。

随着科技的发展及人们生活水平的提高，自动售货机市场的发展越来越呈现出多元化及个性化的需求。

通过自动售货机进行自助购物正逐渐成为市民的一种新的消费时尚，快捷方便的购物方式满足了人们在当今科技高速发展的现代社会追求高品质生活的需要。

自动售货机在城市商业区、写字楼大厅、风景区、车站、码头、繁华街道等公共场所的布设能够美化亮化城市环境，方便群众生活，已经成为城市各角落的一道亮丽风景线。

自动售货机已在国内普及，并成为城市现代文明程度的一种象征性标志

1.3自动售货机的发展历史 

自动售货机是本世纪70年代在日本、欧美发展起来的高新技术现代应用产品，被称为24小时营业的微型超市，售货领域已扩展至小食品、小用品、香烟、电话卡、车票、邮票等。

目前在40多个国家已经广泛使用，日本平均每23人一台，美国平均每40人一台，欧洲平均每60人一台。

在邻国日本，70%份额的罐装饮料市场是通过自动售货机售出的；美国可口可乐公司拥有五十余万台饮料自动售货机分布在世界各地。

通过自动售货机销售将成为商品零售业不可分割的重要组成部分

第二章PLC的介绍

2.1PLC的概论

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。

2.1.1PLC的产生

20世纪20年代起，人们把各种继电器，定时器，接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电接触器控制系统。

由于它结构简单，容易掌握，价格便宜，在一定的范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中一直占主导地位。

但是机电接触器控制系统有明显的缺点：

设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难与现实较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的接线和控制盘就要更换，所以通用性和灵活性较差。

20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必然要求生产线的控制系统亦随之改变，以及对整个开展系统重新配置，1968年美国通用汽车公司公开向社会招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是：

1，编程方便，可现场修改程序

2，维修方便，采用插件式结构

3，可靠性高于继电器控制盘

4，体积小于继电器控制盘

5，数据可直接送入管理计算机

6，成本可与继电器控制盘竞争

2.1.2PLC的定义

美国国际电工委员会（IEC）在1987年对可编程序控制器作出以下定义：

可编程序控制器是一类专门为在工业环境下应用而设计的数字式电子系统，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部进行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等功能的面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入活输出，控制各种类型的机械或产生过程。

可编程序控制器及其相关外部设备，都应按照易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩展的原则而设计。

定义还强调了PLC是“数字运算操作的电子系统”，他也是一种计算机，它是“专为在工业环境下应用而设计的”工业计算机。

这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。

它能完成逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作，它还具有“数字量和模拟量输入和输出”的能力。

并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。

2.1.3PLC的发展趋势

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。

（1）向小型化、专用化、低成本方向发展

（2）向大容量、高速度方向发展

（3）智能型I/O模块的发展

（4）基于PC的编程软件取代编程器

（5）PLC编程语言的标准化

（6）PLC通信的易用化

（7）组态软件与PLC的软件化

（8）PLC与现场总线相结合

（9）开发新型特殊功能模块

（10）CPU的处理速度进一步加快

2.1.4PLC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

2.2PLC的基本结构和原理

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。

如图2-1所示。

图2-1PLC工作原理

（1）中央处理器CPU是由控制器和运算器组成的。

运算器也称为算术逻辑单元，它的功能就是进行算术运算和逻辑运算。

控制器的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊的工作，它的基本功能是从内存中取出指令和

执行性指令。

它的重要功能如图2-2所示。

图2-2结构图

（2）存储器PLC的存储器分为两大部分：

一大部分是系统存储器，用来存放系统管理程序、监控程序及其系统内部数据。

而大部分使用户存储器，包括用户程序存储区及工作数据存储区。

（3）输入输出接口电路PLC通过输入输出（I/O）接口电路实现与外围设备的连接。

输入接口通过PLC的输入端子接受现场输入设备的控制信号，并将这些信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。

（4）电源PLC的电源是指将外部输入的交流电经过整流、滤波、稳压等处理后转换成满足PLC的CPU、存储器、输入输出接口等内部电路工作所需要的直流电源电路或电源模块。

（5）输入输出I/O扩展接口若主机单元的I/O点数不能满足输入输出点数需要时，可通过此接口用扁平电缆线将I/O扩展单元与主机单元相连接。

（6）PLC的基本工作原理PLC采用的是循环扫描工作方式。

对每个程序,COU从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，知道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。

第三章自动售货机功能分析

3.1自动售货机的基本功能

在进行上、下位机程序编写之前,首先要做的工作是确定自动售货机本身所具备的功能及在进行某种操作后所具有的状态。

在实际生活中,我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品,如饮料、常用药品和小的生活保健用品等。

售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算,并根据货币数值判断是否能够购买某种商品,并作出相应的反应。

举一个简单的例子来说明,例如,售货机中有4中商品,其中01号商品代表第一种商品,价格为1元,02商品为3元,其余类推。

现投入1个1元硬币,当投