1、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯展示,作者 賀婉君,自動售貨機(jī)的PLC程序設(shè)計(jì),1,目錄,自動售貨機(jī)PLC程序設(shè)計(jì),PLC,自動售貨機(jī),-,-,-,工作流程圖,自動售貨機(jī),在實(shí)際生活中，我們見到的售貨機(jī)可以銷售一些簡單的日用品，如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。售貨機(jī)的基本功能就是對投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。,售貨機(jī)一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以及在退幣時(shí)的除法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。,2,當(dāng)顧客通過自動售貨機(jī)賣商品時(shí)，首理先通過選擇按鍵把所需要買的商品價(jià)格輸入給BCD碼編碼器，把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成B

2、CD碼（A），輸入給寄存器寄存起來，通過七段碼數(shù)碼管顯示出來。然后顧客投入貨幣，轉(zhuǎn)化成BCD碼(B)，在數(shù)碼管上顯示出來。同時(shí)投入的錢幣通過比較器與商品價(jià)格進(jìn)行能夠比較，如果A=B，則風(fēng)興起發(fā)出警報(bào)，顧客需要再投入錢幣，與上次的進(jìn)行累加，再比較，直到A=B，如果A=B，則比較器給售貨機(jī)貨口發(fā)出信號，把所買的貨物輸出，并且A、B通過叫發(fā)起相減，算出剩余的錢，并發(fā)出找錢信號，把余錢輸出。自動售貨機(jī)還有把每次賣出商品的價(jià)格疏導(dǎo)累計(jì)器，進(jìn)行累加，并且在寄存器上儲存累加后總價(jià)錢，方便商家查詢。,自動售貨機(jī)原理整體流程圖,3,PLC,（1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好 （2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng) （3）編

3、程方便，易于使用 （4）功能完善 （5）設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、的周期短 （6）體積小，維護(hù)操作方便 （7）易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化 （8）可實(shí)現(xiàn)三電一體化,PLC的特點(diǎn),PLC在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)廠家長期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路。I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。,PLC將電控（邏輯控制）、電儀（過程控制）和電結(jié)（運(yùn)動控制）這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要,4,1.條件控制功能 2.定時(shí)/記數(shù)控制功能 3.數(shù)據(jù)處理功能 4.步進(jìn)

4、控制功能 5.A/D與D/A 轉(zhuǎn)換功能 6.運(yùn)動控制功能 7.過程控制功能 8.擴(kuò)展功能 9.遠(yuǎn)程I/O功能 11.監(jiān)控功能 10.通信聯(lián)網(wǎng)功能,PLC的功能,條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是指用PLC的與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯(lián)、并聯(lián)及其他各種邏輯連接，進(jìn)行開關(guān)控制。,數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。,A/D與D/A 轉(zhuǎn)換功能是指通過A/D、D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。,過程控制功能是指通過PLC的PID控制指令或模塊實(shí)現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。,遠(yuǎn)程I/O功能是指通過I/O

5、單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入、輸出設(shè)備與PLC主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，接收輸入信號、傳出輸出信號。,5,目前PLC種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都各不相同，但都是以微處理器為核心用做工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似。主要包括中央處理單元CPU、存儲器RAM和ROM、輸入輸出接口電路、電源、I/O擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。,PLC的結(jié)構(gòu),PLC硬件結(jié)構(gòu)圖,6,自動售貨機(jī)PLC程序設(shè)計(jì),自動售貨機(jī)的設(shè)計(jì)過程分析,在設(shè)計(jì)之前先得構(gòu)思一下，要設(shè)計(jì)的自動售貨機(jī)該有的系統(tǒng)的控制要求。構(gòu)思如下： 1.自動售貨機(jī)只售3種商品。

6、 2.自動售貨機(jī)可識別5元、1元、5角 硬 幣。 3.自動售貨機(jī)可退幣1元、5角硬幣。 4.自動售貨機(jī)有液晶顯示功能。 5.實(shí)驗(yàn)中售貨機(jī)忽略了各種故障以及缺貨等因素,試驗(yàn)狀態(tài)假設(shè),為了方便分析，我們以一次交易過程為例。 1.先是進(jìn)行對投幣的記數(shù)，把投進(jìn)的不同面值的貨幣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并存放到PLC中。 2.價(jià)格與所投的貨幣比較，當(dāng)所投幣值超過商品價(jià)格時(shí)，相應(yīng)價(jià)格選擇按鈕發(fā)生變化，3.提示可以購買。 3.在有操作顯示的條件下，進(jìn)行對商品選購的操作。 4.選購操作進(jìn)行同時(shí)，同時(shí)PLC自動進(jìn)行余額的處理，并對所選商品進(jìn)行提取。 5.按下退幣的按鈕，PLC會把余額以1元硬幣和5角硬幣的形式進(jìn)行退幣處理，并同時(shí)

7、PLC里寄存的余額清零，返回到初始狀態(tài)。 6.到此為止，自動售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過程結(jié)束。,一次交易過程分析,7,PLC程序設(shè)計(jì),分步程序設(shè)計(jì),自動售貨機(jī)系統(tǒng)主要包括：記幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、提貨系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)，還有就是其他的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)。,記幣系統(tǒng),由圖可以知道我是把 投進(jìn)的不同貨幣，進(jìn) 行不同的記錄，并把 總數(shù)目都寄存到寄存 器D0中。為了避免小 數(shù)點(diǎn)的影響，我是把貨幣的數(shù)據(jù)化成整數(shù)進(jìn)行處理的，這樣可以減少自己在編程時(shí)會出現(xiàn)的差錯(cuò)。X002X004為設(shè)置為高電平的輸入，這樣中間繼電器M1M3側(cè)為一周期內(nèi)都會保證了X002X004的輸入有效。一方面避免了掃描漏了有投幣的有效反

8、應(yīng)；另一方面也可以避免了不良輸入對記數(shù)的不良影響,8,價(jià)格比較系統(tǒng),為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)比較，用了一個(gè)特殊內(nèi)部繼電器M8000,在程序執(zhí)行過程中，M800始終保持閉合，F(xiàn)NC10 CMP是16位數(shù)據(jù)比較指令，用它來比較余額和商品的價(jià)格。當(dāng)余額大于等于某種商品價(jià)格時(shí)，程序使相應(yīng)的指示燈亮起來表示可以購買該種商品。為了優(yōu)化程序，我都設(shè)計(jì)了比較的價(jià)格是比商品的價(jià)格少1角的。因?yàn)橛囝~都是五的倍數(shù)，少一就可以達(dá)到等于或大于商品價(jià)格的意圖了，還可以用上中間繼電器來輔助顯示可選商品的等亮起來,9,選購商品系統(tǒng),在梯形圖中，一是要使商品出現(xiàn)在出貨框中，二是要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部貨幣的運(yùn)算。以第一步為例，按下選擇汽水相應(yīng)鍵，

9、X005施加一個(gè)脈沖的信號（只能接受一次的脈沖信號），X006，X007的常閉可以保證了汽水的選購時(shí)就不能同時(shí)執(zhí)行其他商品的選購運(yùn)作。當(dāng)X005接收到一個(gè)脈沖信號時(shí)，在這個(gè)工作周期內(nèi)，系統(tǒng)就會只對汽水進(jìn)行出貨的操作，同時(shí)也會對余額進(jìn)行扣除汽水價(jià)格的處理。這樣就完成了一次購買的執(zhí)行。這時(shí)，系統(tǒng)又跑回了比較的過程中去了,10,.退幣系統(tǒng),系統(tǒng)可在顧客購買完飲料后退回余幣。按下退幣按鈕后，數(shù)據(jù)寄數(shù)器D0內(nèi)的幣數(shù)除以10，商的整數(shù)部分就是需要退回1元硬幣的個(gè)數(shù)并儲存在D1上，余數(shù)就自動的默認(rèn)在D2上；在把D2的數(shù)據(jù)除以5，商的整數(shù)部分就是需要退回5角錢的個(gè)數(shù)，并儲存在D3中（這里由所可投的貨幣限制來看

10、，5角錢個(gè)數(shù)就只有兩種情況，0或1，故在選PLC時(shí)可以只給這里的留一個(gè)端口就行了。）選擇退幣的同時(shí)起動2個(gè)退幣電動機(jī)。2個(gè)感應(yīng)器開始記數(shù)，當(dāng)感應(yīng)器記幣的個(gè)數(shù)等于數(shù)據(jù)寄存器的退幣數(shù)時(shí)，退幣電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),11,其他系統(tǒng),報(bào)警系統(tǒng)分為非故障報(bào)警和故障報(bào)警。如果是非故障報(bào)警，只要通過網(wǎng)絡(luò)通知送貨車或者送幣車即可；如果是故障報(bào)警則需要通知維修人員到現(xiàn)場進(jìn)行維修。同時(shí)系統(tǒng)如果報(bào)警則要打出回條給顧客，避免故障造成顧客損失。,還有就是其他的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)。,主要的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，包括有溫度的監(jiān)控，光度的監(jiān)控兩個(gè)，都可以外接傳感器進(jìn)行單輸入單輸出的簡單操作。不妨構(gòu)思一下，假設(shè)飲料的溫度要保持在4C左右，

11、用溫度傳感器設(shè)置售貨機(jī)里面溫度在6C時(shí)就給PLC一個(gè)開動制冷器的信號，是一個(gè)持續(xù)的信號。當(dāng)售貨機(jī)里的溫度達(dá)到4.5C時(shí)，信號斷開。同樣的光度監(jiān)控就直接用個(gè)光感來給PLC進(jìn)行售貨機(jī)照明的信號。,12,控制設(shè)計(jì),自動售貨機(jī)控制要求,（1）該自動售貨機(jī)可以同時(shí)投入5角、1元、或5元紙幣,自動銷售汽水、果汁和咖啡. （2）當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過2元時(shí)，汽水按鈕指示燈亮;當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過2.5元時(shí)，汽水按鈕和果汁按鈕同時(shí)亮;當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過3元時(shí)，汽水按鈕、果汁按鈕和咖啡按鈕同時(shí)亮 （3）當(dāng)汽水按鈕燈亮?xí)r,按汽水按鈕,則汽水會滾出到取貨槽。 （4）當(dāng)果汁按鈕燈亮?xí)r,按果汁按鈕,則

12、果汁會滾出到取貨槽。 （5）當(dāng)咖啡按鈕燈亮?xí)r,按咖啡按鈕,則咖啡會滾出到取貨槽。 （6）若投入的硬幣總值超過所購商品的價(jià)格(汽水2元，果汁2.5元，咖啡3元)，則找錢指示燈亮,同時(shí)進(jìn)行找錢動作.,出貨口,13,I/O地址定義表,此控制系統(tǒng)可采用自動工作方式，輸入信號為汽水、果汁、咖啡按鈕、5角、1元、5元錢幣投入識別口記數(shù)；輸出信號為汽水、果汁、咖啡排出電機(jī)、找錢電磁閥及相應(yīng)指示燈等16個(gè)輸入點(diǎn)，14輸出點(diǎn)。I/O地址定義如表所示,14,自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)連接圖,自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)的PLC輸入輸出的接線圖,15,程序設(shè)計(jì),自動售貨機(jī)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序梯形圖,16,自動售貨機(jī)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序梯形圖,17,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn),自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工藝的要求,實(shí)現(xiàn)可以進(jìn)行自動售賣的目的,其設(shè)計(jì)特點(diǎn)有： 1.最大限度的滿足了被控對象的控制要求：通過資料的搜集，根據(jù)工藝的要求，擬定了一套切實(shí)可行的電氣控制方案，解決了設(shè)備對物料的混合質(zhì)量高、生產(chǎn)效率和自動化程度高、適應(yīng)范圍廣、抗惡劣工作環(huán)境等的目的。 2.考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選用PLC容量時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ俊?3.接線簡