基于plc的飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  畢業(yè)論文_第1頁(yè)
基于plc的飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  畢業(yè)論文_第2頁(yè)
基于plc的飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  畢業(yè)論文_第3頁(yè)
基于plc的飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  畢業(yè)論文_第4頁(yè)
基于plc的飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  畢業(yè)論文_第5頁(yè)
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鄭州理工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))論文(設(shè)計(jì))題目基于PLC的飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所屬系別機(jī)電工程系專(zhuān)業(yè)班級(jí)數(shù)控112姓名學(xué)號(hào)201104010091指導(dǎo)教師撰寫(xiě)日期2014年5月摘要在今天的工業(yè)生產(chǎn)中,可編程邏輯控制器(PLC)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵。本文簡(jiǎn)要介紹了有關(guān)可編程邏輯控制器的一些基礎(chǔ)知識(shí)和簡(jiǎn)單的應(yīng)用,而且還介紹了PLC的技術(shù)特點(diǎn),并重點(diǎn)在硬件、軟件和組態(tài)軟件方面進(jìn)行了介紹,對(duì)他們?cè)诠I(yè)自動(dòng)化中的典型應(yīng)用、最新的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)也做了介紹。自動(dòng)售貨機(jī)在中國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景,文中介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我查閱了大量的資料,以PLC原理為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)。按照自動(dòng)售貨機(jī)的工作方式,把一次交易過(guò)程分為運(yùn)行初期清零過(guò)程、投幣過(guò)程、價(jià)格比較過(guò)程、選擇商品過(guò)程、退幣過(guò)程。利用梯型圖編制各個(gè)過(guò)程的程序完成了設(shè)計(jì)的基本要求。關(guān)鍵詞自動(dòng)售貨,可編程邏輯控制器。ABSTRACTINTODAYSINDUSTRIALPRODUCTION,PROGRAMMABLELOGICCONTROLLERPLCHASBECOMETHEKEYTOREALIZEINDUSTRIALAUTOMATIONTHISPAPERBRIEFLYINTRODUCESTHEPROGRAMMABLELOGICCONTROLLERSOMEBASICKNOWLEDGEANDSIMPLEAPPLICATION,BUTALSOINTRODUCESTHETECHNICALCHARACTERISTICSOFPLC,ANDMAINLYINHARDWARE,SOFTWAREANDCONFIGURATIONSOFTWAREAREINTRODUCED,THETYPICALAPPLICATIONININDUSTRIALAUTOMATION,THELATESTTECHNOLOGYDEVELOPMENTTRENDISALSOINTRODUCEDVENDINGMACHINEINCHINAHASAWIDEDEVELOPMENTPROSPECT,THISPAPERINTRODUCESTHEVENDINGMACHINEDEVELOPMENTHISTORYANDCURRENTSITUATIONINTHISGRADUATIONDESIGN,IREFERTOALARGEAMOUNTOFMATERIAL,WITHPLCPRINCIPLEFORFOUNDATIONDESIGNTHEVENDINGMACHINESYSTEMACCORDINGTOTHEVENDINGMACHINEWORKINGWAY,ATRANSACTIONPROCESSISDIVIDEDINTOEARLYOPERATIONPERIODRESETPROCESS,COINPROCESS,PRICECOMPARISONPROCESS,CHOOSEGOODSPROCESS,RETURNMONEYPROCESSUSEOFLADDERTYPEPLANNINGEACHPROCESSPROCEDURESCOMPLETEDTHEBASICREQUIREMENTSOFDESIGNKEYWORDSVENDINGMACHINEPROGRAMMABLELOGICCONTROLLER目錄摘要II第1章任務(wù)與要求111課題概述112設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1第2章引言121研究背景122論文研究目標(biāo)和意義3221自動(dòng)售貨機(jī)3第三章方案論證與設(shè)計(jì)431總體方案設(shè)計(jì)分析4311控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則432方案的選擇與設(shè)計(jì)5321繼電控制5322單片機(jī)控制5323PLC控制533方案確定6第4章自動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)641硬件系統(tǒng)組成642軟件設(shè)計(jì)8421自動(dòng)售貨機(jī)控制要求8422三菱FX2N32型PLC自動(dòng)售貨機(jī)流程圖9423I/O分配表9424硬件接線圖10425程序設(shè)計(jì)10第5章系統(tǒng)調(diào)試1451調(diào)試的設(shè)備1552調(diào)試步驟15第6章總結(jié)16參考文獻(xiàn)17致謝18第1章任務(wù)與要求11課題概述本課題采用三菱PLCFX2N32MR對(duì)飲料飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),首先對(duì)飲料飲料自動(dòng)售貨機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,然后根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求對(duì)飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析,給出飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路,并通過(guò)I/O列表、I/O接線圖、梯形圖、指令表等對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì),控制程序經(jīng)上機(jī)調(diào)試運(yùn)行,其結(jié)果基本符合要求。12設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1)簡(jiǎn)單介紹飲料自動(dòng)售貨機(jī)結(jié)構(gòu);2)分析飲料自動(dòng)售貨機(jī)的控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng),確定其控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路;3)采用FX2N系列PLC作為飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制PLC,正確選取PLC型號(hào),設(shè)計(jì)出其控制程序。4)控制程序上機(jī)調(diào)試。5)所設(shè)計(jì)的飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制程序,應(yīng)符合飲料自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行規(guī)則。如飲料自動(dòng)售貨機(jī)收到識(shí)幣信號(hào)后,自動(dòng)進(jìn)行累計(jì)、外部金額顯示、顧客按鍵后自動(dòng)推出商品和發(fā)出退幣找零等信號(hào)的電控系統(tǒng)。6)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要有硬件原理連接圖,I/O分配圖,程序梯形圖、指令表及相應(yīng)的說(shuō)明。要求文字流暢,圖形清晰,便于閱讀。有條件的設(shè)計(jì)方案要求在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證其正確性。第2章引言21研究背景1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司提出取代繼電器控制裝置的要求;1969年,美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺(tái)可編程邏輯控制器PDP14,在美國(guó)通用汽車(chē)公司的生產(chǎn)線上試用成功,首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制,這是第一代可編程邏輯控制器,稱PROGRAMMABLE,是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。1969年,美國(guó)研制出世界第一臺(tái)PDP14;1971年,日本研制出第一臺(tái)DCS8;1973年,德國(guó)研制出第一臺(tái)PLC;1974年,中國(guó)研制出第一臺(tái)PLC。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程邏輯控制器,使可編程邏輯控制器增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能,完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。此時(shí)的可編程邏輯控制器為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)后,為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn),可編程邏輯控制器定名為PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER(PLC)。20世紀(jì)70年代中末期,可編程邏輯控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段,計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中,使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初,可編程邏輯控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多,產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。20世紀(jì)80年代至90年代中期,是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時(shí)期,年增長(zhǎng)率一直保持為3040。在這時(shí)期,PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高,可編程邏輯控制器逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域,在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。20世紀(jì)末期,可編程邏輯控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元,使應(yīng)用可編程邏輯控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。PLC的組成有中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出(I/O)電路、電源、編程器等幾方面組成。電源輸入電路中央處理單元CPU編程器輸出電路系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用戶程序存儲(chǔ)器213PLC的特點(diǎn)使用方便,編程簡(jiǎn)單采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言,而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí),因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外,可在線修改程序,改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。功能強(qiáng),性能價(jià)格比高一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件,有很強(qiáng)的功能,可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比,具有很高的性能價(jià)格比。PLC可以通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)分散控制,集中管理。硬件配套齊全,用戶使用方便,適應(yīng)性強(qiáng)PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用,用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置,組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便,一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力,可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后,可以通過(guò)修改用戶程序,方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。4可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器,由于觸點(diǎn)接觸不良,容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件,接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施,具有很強(qiáng)的抗干擾能力,平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上,可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。5系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件,使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)。這種編程方法很有規(guī)律,很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)梯形圖的時(shí)間比設(shè)計(jì)相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試,輸入信號(hào)用小開(kāi)關(guān)來(lái)模擬,通過(guò)PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后,在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決,系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。6維修工作量小,維修方便PLC的故障率很低,且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí),可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因,用更換模塊的方法可以迅速地排除故。22論文研究目標(biāo)和意義221自動(dòng)售貨機(jī)自動(dòng)售貨機(jī)是一種全新的商業(yè)零售形式,20世紀(jì)70年代自日本和歐美發(fā)展起來(lái)。它又被稱為24小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。在日本,70的罐裝飲料是通過(guò)自動(dòng)售貨機(jī)售出的。全球著名飲料商可口可樂(lè)公司在全世界就布有50萬(wàn)臺(tái)飲料自動(dòng)售貨機(jī)。在日本全國(guó)各地,共設(shè)有550萬(wàn)臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)(據(jù)1998年的統(tǒng)計(jì)),銷(xiāo)售額達(dá)6兆8969億4887萬(wàn)日元,為世界第一。在售貨機(jī)的顯示屏幕上進(jìn)行操作,輸入商品號(hào)碼和購(gòu)買(mǎi)數(shù)量,并投入錢(qián)幣后,商品就會(huì)從取貨口出來(lái),甚至從食品自動(dòng)售貨機(jī)上還能買(mǎi)到熱呼呼的面條和米飯團(tuán)。雖然日本的自動(dòng)售貨機(jī)總臺(tái)數(shù)低于美國(guó)(據(jù)1997年的統(tǒng)計(jì)為689萬(wàn)臺(tái)),但是,從人口占有數(shù)來(lái)看卻是世界上最高的,美國(guó)平均35人占有一臺(tái),而日本為23人占有一臺(tái)。從自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷(xiāo)售環(huán)境的變化要求出現(xiàn)新的流通渠道;而相對(duì)的超市、百貨購(gòu)物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生,人工費(fèi)用也不斷上升;再加上場(chǎng)地的局限性以及購(gòu)物的便利性等這些因素的制約,無(wú)人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。從廣義來(lái)講投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷(xiāo)售商品的機(jī)械,從狹義來(lái)講就是自動(dòng)銷(xiāo)售商品的機(jī)械。從供給的條件看,自動(dòng)售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源的不足,適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化,24小時(shí)無(wú)人售貨的系統(tǒng)可以更省力,運(yùn)營(yíng)時(shí)需要的資本少、面積小,有吸引人們購(gòu)買(mǎi)好奇心的自身性能,可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問(wèn)題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。222目的和意義本次設(shè)計(jì)的主要目的能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì),進(jìn)一步增強(qiáng)和完善學(xué)生自我的創(chuàng)新與動(dòng)手能力。主要內(nèi)容是首先整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,從硬件到軟件的資料收集,對(duì)一些硬件以及自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)部接線電路都逐一進(jìn)行了研究學(xué)習(xí)。第三章方案論證與設(shè)計(jì)31總體方案設(shè)計(jì)分析311控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象(生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程)的工藝要求,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)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1最大限度地滿足被控對(duì)象的控制對(duì)象。設(shè)計(jì)前,應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究,收集資料,并于機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合,共同擬訂電氣控制方案,協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。2在滿足控制系統(tǒng)要求的前提下,力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),使用及維修方便。(3)保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。(4)考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝和改進(jìn),在選擇PLC容量時(shí),應(yīng)適當(dāng)留有裕量。32方案的選擇與設(shè)計(jì)321繼電控制利用具有繼電特性的元件進(jìn)行控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。所謂繼電特性是指在輸入信號(hào)作用下輸出僅為通、斷等幾個(gè)狀態(tài)的特性。繼電控制也稱通斷控制。例如,電爐溫度調(diào)節(jié)中根據(jù)爐溫是否超過(guò)規(guī)定值而斷開(kāi)或接通電源。這種只有通、斷兩個(gè)狀態(tài)的控制又稱雙位式控制。對(duì)于繼電控制型伺服系統(tǒng),繼電控制是指驅(qū)動(dòng)電源的全部電壓按照控制偏差值符號(hào)的正負(fù),正向或反向地加到執(zhí)行電動(dòng)機(jī)上。為避免正反向之間的持續(xù)振蕩,在正向和反向之間常設(shè)置一個(gè)死區(qū)。繼電控制中使用的元件并不限于電磁式繼電器,也可用別的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)繼電特性。例如,在雙位式溫度調(diào)節(jié)中,常采用雙金屬片作為敏感元件,溫度變化時(shí)雙金屬片因兩部分金屬的膨脹系數(shù)不同而彎曲變形,接通或斷開(kāi)觸點(diǎn)。其他如液壓和氣動(dòng)閥等也是具有繼電特性的元件。繼電控制系統(tǒng)的主要分析方法有相平面法和描述函數(shù)法。繼電控制的缺點(diǎn)繼電器已應(yīng)用到家庭及工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。他們比以往的產(chǎn)品具有更高的可靠性。但是,這也是隨之帶來(lái)的一些問(wèn)題。如絕大多數(shù)控制繼電器都是長(zhǎng)期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的,容易損壞。而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧,甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作,引起嚴(yán)重的后果。再者,對(duì)一個(gè)具體使用的裝有上百個(gè)繼電器的設(shè)備,其控制箱將是龐大而笨重的。在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下,大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲,同時(shí)也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝,如果有簡(jiǎn)單的改動(dòng),也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。322單片機(jī)控制目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,飛機(jī)上各種儀表的控制,計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng),錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。因此,單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專(zhuān)用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域,323PLC控制在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,可編程控制器PLC作為自動(dòng)控制以成為大多數(shù)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ),同時(shí)也給工業(yè)控制帶來(lái)了前所未有的非凡變化。使用PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的用繼電器的工業(yè)控制系統(tǒng)相比,在操作、控制、效率和精度等各個(gè)方面都具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。雖然在工業(yè)控制系統(tǒng)中所使用的繼電器控制設(shè)備不會(huì)被完全淘汰,但是由于PLC的出現(xiàn)已經(jīng)改變了工業(yè)控制設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想。可編程序控制器的優(yōu)勢(shì)、特點(diǎn)及功能可編程控制器以體積小功能強(qiáng)大所著稱,它不但可以很容易地完成順序邏輯、運(yùn)動(dòng)控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能,而且可以通過(guò)輸入輸出接口建立與各類(lèi)生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。特別是現(xiàn)在,由于信息、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái),擴(kuò)展了PLC的功能,使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊能力,從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。1順序控制2閉環(huán)過(guò)程控制3運(yùn)動(dòng)位置控制4生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控和管理5網(wǎng)絡(luò)特性33方案確定PLC控制比繼電控制在邏輯上更改方便、控制速度更高、更靈活且便于維護(hù)。PLC是建立在單片機(jī)上的產(chǎn)品。單片機(jī)是一種集成電路,不具可比性。單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng),從微型、小型到中型、大型都可,PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例。從工程角度上說(shuō)對(duì)于單項(xiàng)或重復(fù)極少的項(xiàng)目,采用PLC是更明智、快捷的途徑。功率高,可靠性好通過(guò)對(duì)各種控制的優(yōu)缺點(diǎn)分析,各適用于不同控制要求的場(chǎng)合。對(duì)于自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)。要求控制速度快、靈活、可靠性高、易于維護(hù)和改動(dòng)、屬于單項(xiàng)重復(fù)數(shù)少的項(xiàng)目。用PLC來(lái)控制是最好的選擇。它少了幾點(diǎn)控制的笨重和單片機(jī)控制的復(fù)雜性。但分析各種廠家生產(chǎn)的PLC。西門(mén)子PLC多用于大型、超大型的場(chǎng)合。所以我選用了三菱FX2N32MR型PLC來(lái)進(jìn)行自動(dòng)售貨機(jī)的控制。第4章自動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)41硬件系統(tǒng)組成1主控制板2溫控模版溫度采集加熱制冷等3貨幣識(shí)別模塊在投入貨幣之后,系統(tǒng)會(huì)用紅外線識(shí)別器識(shí)別貨幣的面額。4銷(xiāo)售模塊在顧客選擇商品時(shí),用電機(jī)驅(qū)動(dòng)相關(guān)的硬件設(shè)施送出相應(yīng)的商品。在退幣時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成退幣動(dòng)作。完成銷(xiāo)售過(guò)程。412電氣設(shè)備的選擇在整個(gè)硬件控制中包括各種電氣設(shè)備斷路器、接觸器、繼電器、隔離開(kāi)關(guān)、熱繼電器、和電動(dòng)機(jī)。繼電器的選用原則1按使用類(lèi)別選用中小型工廠的生產(chǎn)實(shí)際,90KW及以下的籠型電動(dòng)機(jī)占全廠電機(jī)總數(shù)的90以上,基本屬于按AC3使用類(lèi)別選用。2確定容量等級(jí)接觸器的容量即主觸頭在額定電壓等技術(shù)條件下,其額定電流的確定,應(yīng)注意如下幾點(diǎn)工作制及工作頻率的影響選用接觸器時(shí),應(yīng)注意其控制對(duì)象是長(zhǎng)期工作制,還是重復(fù)短時(shí)工作制。在操作頻率高時(shí),還必須考慮電弧能量的影響。在水泥廠屬于長(zhǎng)期工作制,但操作頻率不高,應(yīng)盡可能選用銀、銀合金或鑲銀觸頭的接觸器,如CJ20型系列產(chǎn)品。環(huán)境條件的影響在水泥廠,生產(chǎn)流程的環(huán)境是比較惡劣的,粉塵污染嚴(yán)重,通風(fēng)條件差,工作場(chǎng)所溫度較高。因此,對(duì)接觸器的選擇宜采取降容使用的技術(shù)措施。熱繼電器的選用原則熱繼電器主要用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載,為了保證電動(dòng)機(jī)能夠得到既必要又充分的過(guò)載保護(hù),就必須全面了解電動(dòng)機(jī)的性能,并給其配以合適的熱繼電器,進(jìn)行必要的整定。一般涉及到電動(dòng)機(jī)的情況有工作環(huán)境、起動(dòng)電流、負(fù)載性質(zhì)、工作制、允許的過(guò)載能力等。原則上應(yīng)使熱繼電器的安秒特性盡可能接近甚至重合電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性,或者在電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性之下,同時(shí)在電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載和起動(dòng)的瞬間,熱繼電器應(yīng)不受影響不動(dòng)作。熱繼電器的正確選用與電動(dòng)機(jī)的工作制有密切關(guān)系。當(dāng)熱繼電器用以保護(hù)長(zhǎng)期工作制或間斷長(zhǎng)期工作制的電動(dòng)機(jī)時(shí),一般按電動(dòng)機(jī)的額定電流來(lái)選用。例如,熱繼電器的整定值可等于095105倍電動(dòng)機(jī)的額定電流,或者取熱繼電器整定電流的中值等于電動(dòng)機(jī)的額定電流,然后進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)熱繼電器用以保護(hù)反復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)時(shí),熱繼電器僅有一定范圍的適應(yīng)性。如果每小時(shí)操作次數(shù)很多,就要選用帶速飽和電流互感器的熱繼電器。對(duì)于正反轉(zhuǎn)相通斷頻繁的特殊工作制電動(dòng)機(jī),不宜采用熱繼電器作為過(guò)載保護(hù)裝置,而應(yīng)使用埋入電動(dòng)機(jī)繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來(lái)保護(hù)。電動(dòng)機(jī)的選用原則1)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速及其它控制性能應(yīng)滿足機(jī)械特性和生產(chǎn)工藝過(guò)程的要求,電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中對(duì)電源供電質(zhì)量的影響(如電壓波動(dòng)、謝波干擾等),應(yīng)在容許的范圍內(nèi);2)按預(yù)定的工作制、冷卻方法基輔在情況所確定的電動(dòng)機(jī)功率,電動(dòng)機(jī)的溫升應(yīng)在限定的范圍內(nèi);3)根據(jù)環(huán)境條件、運(yùn)行條件、安裝方式、傳動(dòng)方式,選定電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、安裝、防護(hù)形式,保證電動(dòng)機(jī)可靠工作;4)綜合考慮一次投資幾運(yùn)行費(fèi)用,整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、合理、可靠和安全。42軟件設(shè)計(jì)421自動(dòng)售貨機(jī)控制要求1投幣類(lèi)型分為1元、5元、10元、20元、50元2各種紙幣各一個(gè)投錢(qián)處3分為五種飲料汽水、可樂(lè)、牛奶、咖啡、紅茶。價(jià)格分別為3元、4元、5元、6元、7元5當(dāng)錢(qián)數(shù)大于3時(shí)汽水燈亮6當(dāng)錢(qián)數(shù)大于4時(shí)汽水、可樂(lè)燈亮7當(dāng)錢(qián)數(shù)大于5時(shí)汽水、可樂(lè)、牛奶燈亮等等8按下飲料的按鈕,電動(dòng)機(jī)得電指示燈亮,相應(yīng)飲料的燈閃。錢(qián)數(shù)減去飲料錢(qián)數(shù),等閃爍3秒,出貨結(jié)束。9按下退幣錢(qián)退出1元硬幣422三菱FX2N32型PLC自動(dòng)售貨機(jī)流程圖423I/O分配表符號(hào)功能地址符號(hào)功能地址SB11元X0HL1汽水顯示燈Y0SB25元X1HL2可樂(lè)顯示燈Y1SB310元X2HL3牛奶顯示燈Y2輸入SB420元X3輸出HL4咖啡顯示燈Y3SB550元X4HL5紅茶顯示燈Y4SB6汽水按鈕X5YV1汽水電磁閥Y5SB7可以按鈕X6YV2可樂(lè)電磁閥Y6SB8牛奶按鈕X7YV3牛奶電磁閥Y7SB9咖啡按鈕X10YV4咖啡電磁閥Y10SB10紅茶按鈕X11YV5紅茶電磁閥Y11SB11退幣按鈕X12YV6退幣電磁閥Y12424硬件接線圖425程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)可分為6個(gè)部分。分別為1啟動(dòng)清零部分、2投幣部分、3表示可購(gòu)買(mǎi)顯示部分、4選擇飲料部分、5貨幣相減部分和6退幣部分。1啟動(dòng)清零M8002為初始脈沖。當(dāng)PLC從STOP撥到RUN時(shí)接通瞬間。自動(dòng)初始清零。指令表2)投幣部分用PLS上升沿觸發(fā)投幣。用ADD指令作加法運(yùn)算。指令表3表示可購(gòu)買(mǎi)顯示部分用D1K3比較指令,當(dāng)D1K3輸出。指令表4)飲料選擇部分(購(gòu)買(mǎi)、出貨)Y0可購(gòu)買(mǎi)汽水X5選擇汽水Y5輸出汽水。當(dāng)按下購(gòu)買(mǎi)的按鈕之后,相應(yīng)的商品指示燈閃爍,同時(shí)排出商品。3秒后貨物排出完畢、相應(yīng)指示燈停止閃爍。指令表5)貨幣相減部分這里使用了SUB減法運(yùn)算用于計(jì)算投幣額與商品價(jià)格之差。指令表6)退幣部分按下退幣按鈕X12(機(jī)械自鎖按鈕)后,當(dāng)D1大于1時(shí),M61得電。D1等于1時(shí),M62得電。執(zhí)行DECP指令(減1)、并輸出。退幣線圈Y12得電。退幣完成后,把X12按鈕復(fù)位,完成售貨。指令表第5章系統(tǒng)調(diào)試正確的調(diào)試系統(tǒng)才能使各模塊電路正常工作,實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性的顯示。此段程序首先采用M8002進(jìn)行自動(dòng)清零。用PLS上升沿觸發(fā)實(shí)現(xiàn)投幣。用ADD指令進(jìn)行貨幣的累加并把數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在D1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。用D1K3指令來(lái)表示可買(mǎi)的物品。還使用了T計(jì)時(shí)器用于計(jì)時(shí)。用減法指令進(jìn)行貨幣的相減以及退幣程序。完成整個(gè)自動(dòng)售貨的程序。正確的編寫(xiě)程序是調(diào)試成功的關(guān)鍵。下面就要說(shuō)說(shuō)調(diào)試所用到的設(shè)備和過(guò)程。51調(diào)試的設(shè)備三菱FX2N32型PLC一臺(tái)接觸器5臺(tái)指示燈10個(gè)電機(jī)5臺(tái)熱繼電器一個(gè)52調(diào)試步驟一硬件調(diào)試1)按照相關(guān)的要求連接繼電器、和熱繼電器以及相關(guān)的飲料輸出電機(jī)。2)檢查繼電器的觸點(diǎn)是否有問(wèn)題。沒(méi)有問(wèn)題正確接線。3)檢查電機(jī)是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。把熱繼電器連入電路中。二軟件調(diào)試1運(yùn)行PLC,D1自動(dòng)清零。2按下1元投幣開(kāi)關(guān)X0和5元投幣開(kāi)關(guān)X1后,表示投了6塊錢(qián)。然后汽水顯示燈(Y0)、可樂(lè)顯示燈(Y1)、牛奶顯示燈(Y2)、咖啡顯示燈(Y3)亮。表示可以購(gòu)買(mǎi)。3按下可樂(lè)購(gòu)買(mǎi)開(kāi)關(guān)(X6),后可樂(lè)顯示燈(Y2)閃爍,同時(shí)可樂(lè)輸出線圈(Y6)亮。三秒后完成。說(shuō)明可樂(lè)排出按下找零按鈕(X12)后,退幣線圈(Y12)得電(亮),表示退出1元硬幣。4結(jié)束。開(kāi)始調(diào)試程序時(shí)在可購(gòu)買(mǎi)顯示部分出了點(diǎn)問(wèn)題。我們把D1K3指令寫(xiě)成了D1K3導(dǎo)致我在投入3元時(shí)顯示燈不亮,后來(lái)經(jīng)過(guò)檢查要寫(xiě)成3,改正了過(guò)來(lái)在退幣程序中的M8012忘記加了。導(dǎo)致我按下退幣按鈕看不見(jiàn)退幣電磁閥的動(dòng)作。加入了之后,效果就明顯了。有幾塊錢(qián)可以看見(jiàn)電磁閥(燈)閃幾次。表示退幣。經(jīng)過(guò)程序的多次改動(dòng)和最后的調(diào)試,所有功能都實(shí)現(xiàn)了。達(dá)到了這次設(shè)計(jì)的目的第6章總結(jié)這次設(shè)計(jì)采用三菱PLCFX2N32MR對(duì)飲料飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),首先對(duì)飲料飲料自動(dòng)售貨機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,然后根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求對(duì)飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析,給出飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路,并通過(guò)I/O列表、I/O接線圖、梯形圖、指令表等對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì),控制程序經(jīng)上機(jī)調(diào)試運(yùn)行,其結(jié)果基本符合要求。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次融會(huì)貫通的全面檢測(cè);是對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的知識(shí),提高理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)與分析計(jì)算能力的培養(yǎng);是對(duì)學(xué)生圍繞某項(xiàng)專(zhuān)題收集閱讀,分析和運(yùn)用資料的能力和學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立工作,科學(xué)研究和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力的培養(yǎng)。我的課題是基于PLC的飲料_自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過(guò)程中,真正體會(huì)到了實(shí)踐的重要性。我多次到主樓、科技樓現(xiàn)場(chǎng)和學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室去參觀學(xué)習(xí),了解現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和設(shè)備,真正從實(shí)際出發(fā)來(lái)考慮自己的設(shè)計(jì)。同時(shí),廣泛深入圖書(shū)館,實(shí)事求是,認(rèn)真查閱有關(guān)書(shū)籍資料,鍛煉了自己的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在設(shè)計(jì)時(shí),也充分體會(huì)到了合作的重要性,培養(yǎng)了自己的團(tuán)隊(duì)精神。不可否認(rèn),在這個(gè)過(guò)程中,也遇到不少困難,所幸的是有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo),起到了點(diǎn)石成金的作用,大大啟發(fā)了我,使我能不斷前進(jìn)。在這里,衷心向指導(dǎo)老師們說(shuō)聲謝謝。設(shè)計(jì)的完成,給予了我很大的信心我完全有能力利用自己所學(xué)的知識(shí)和技能去完成我并不熟悉的任務(wù)。從這次設(shè)計(jì)中所學(xué)到的許多東西,是以前從書(shū)本上所學(xué)不到的。設(shè)計(jì)過(guò)程中所培養(yǎng)的實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng),將成為我以后工作的行為準(zhǔn)則。再一次對(duì)指導(dǎo)老師們表示衷心的感謝參考文獻(xiàn)1三菱FX系列PLC應(yīng)用技術(shù)/龔仲華編著北京人民郵電出版社,2010102可編程控制器應(yīng)用技術(shù)(第五版)主編廖常初3PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)吳中俊編著北京科學(xué)出版社,20034現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)北京北京航空航天大學(xué)出版社,20005可編程控制器教程北京機(jī)械工業(yè)出版社,20016PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)北京科學(xué)出版社,20037可編程控制器原理與應(yīng)用M北京高等教育出版社,20038電器與PLC控制技術(shù)北京化學(xué)工業(yè)出版社,20019可編程控制器M北京水利水電出版社,200410PLC控制技術(shù)北京化學(xué)工業(yè)出版社,2000致謝行文至此,我的這篇論文已接近尾聲,歲月如梭,我三年的大學(xué)時(shí)光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。首先誠(chéng)摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師,他在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間來(lái)審查、修改我的論文,循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪,還有教過(guò)我的所有老師們,他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)中的榜樣;其次感謝三年中陪伴在我身邊的同學(xué)、朋友,感謝他們?yōu)槲姨岢龅挠幸娴慕ㄗh和意見(jiàn),有了他們的支持、鼓勵(lì)和幫助,我才能充實(shí)的度過(guò)了三年的學(xué)習(xí)生活;最后感謝我的父母,他們含辛茹苦、無(wú)怨無(wú)悔地把我撫養(yǎng),給了我無(wú)私的支持、關(guān)愛(ài)與呵護(hù),讓我擁有了不斷前進(jìn)的力量。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