1、南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）- - PAGE 5 -11.1 自動售貨機的理論背景與實際意義24h售貨,因此深受上班族的可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicalController），簡稱PLC。可編程序P L CP L C 在確定了工作任務, 裝入了專用程序后成為一種專用機， 它采用循環掃描工作汽車、輕紡、交通運輸、環保等各行各業。機最基本的功能是對投入的貨幣進行運算,并根據所投入的貨幣數值判斷是否能夠購買某種商品, 并做出相應的反映.因此, 售貨機應能夠辨識機內包含的商品1。2 PLC 概述可編程控制器以其可靠性高，組合靈活，編程

2、簡單,維護方便等獨特優勢被工業先進水平的重要標志。由于早期的可編程控制器只是用來取代繼電器控制執行邏輯運算、計時、計數等順序控制功能，因此人們稱之為可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller）簡稱 PLC。隨著 PLC 技術的不斷發展，目前已能完成以下控制功能（1）條件控制功能條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是批明智 PLC 的與、或、非指令取代繼電器觸點串聯、并聯及其他各種邏輯連接進行開關控制。(2）定時/計數控制功能定時/PLC 時或計數控制，以取代時間繼電器和計數繼電器.(3）步進控制功能成后,才能進行下一道工序操作的控制,以取代由硬件構成的步進

3、控制器。（4)數據處理功能數據處理功能是指 PLC 能進行數據傳遞、比較、移位、數制轉換、算術與邏輯運算以及編碼和譯碼等操作.A/DD/A 轉換功能A/D D/A A/D、D/A 換。運動控制功能運動控制功能是指通過高速計數模塊和位置控制模塊等進行單軸或多軸控制.（7)過程控制功能PLC PID 行閉環控制。(8）擴展功能擴展功能是通過連接輸入/輸出擴展單元（即 I/O 擴展單元)模塊來增加輸入、輸出點數,也可以通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高 PLC 的控制能力.（9）遠程 I/O 功能I/O 功能是指通過遠程 I/O 單元將分散在遠距離的各種輸入、輸出設備與PLC 主機相連接，進行

4、遠程控制、接收輸入信號、輸出信號。(10)通訊聯網功能通訊功能是指通過 PLC 之間的聯網、PLC 與上位機的鏈接等實現遠程 I/O 控制或數據交換，以完成系統規模較大的復雜控制。(11）監控功能PLC I/O 狀態.1。3 飲料自動售貨機設計的主要內容根據飲料自動售貨機的控制要求，設計其工作流程（2)飲料自動售貨機的 PLC 選型(3）飲料自動售貨機的硬件輸入輸出設計及外部接線(4）飲料自動售貨機的軟件設計2PLC本章介紹了自動售貨機的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過程為例，把交易過程分為幾個程序塊，然后分別對程序塊進行編程.具體說明了可編PLC穩定運行。2。1飲料自動售貨機控制系統功

5、能說明2。1。1 飲料自動售貨機的控制要求1 5 10 1 5 2 4 元、5 8 元。控制要求如下:2小于45汽水及果汁指示燈亮；當投入的硬幣總值不小于82)當純凈水指示燈亮時，按純凈水按鈕，則純凈水排出7s 后自動停止，這段時間內，純凈水指示燈閃動。7s段時間內，汽水指示燈閃動。7s段時間內，牛奶指示燈閃動。當咖啡指示燈亮時，按咖啡按鈕，則咖啡排出7s內，咖啡指示燈閃動。鈕,退出多余的錢，10s當輸出某種飲料后,系統自動計算所剩錢幣.0 元，則找錢指示燈2 4 元,5 示燈滅；若小于8 元，則純凈水汽水和牛奶指示燈繼續亮，咖啡指示燈滅；若大于等于 8 元，則飲料指示燈全亮. 成，指示燈滅。

6、飲料自動售貨機的外觀及工作過程飲料自動售貨機的外觀自動售貨機的外觀主要分為以下幾部分。飲料展示區，價格表,指示燈，按鈕，投幣口,飲料出口，錢幣出口及余額顯示屏。飲料展示區主要展示四種商品， 即純凈水,汽水，牛奶，咖啡供顧客選擇。價格表列出各種飲料的價格。指示燈的亮滅顯示可購買的飲料.按鈕按下選擇飲料.有三個投幣口,可投 1 元，5 元和 10 元。找錢出口可找出 1 元和 5 元。其外觀示意圖如圖 2-1 所示：圖 2-1 飲料自動售貨機的外觀圖 2-1 飲料自動售貨機的外觀南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）- - PAGE 10 -飲料自動售貨機的簡單工

7、作過程當顧客投入錢幣，售貨機首先辨別真偽，然后對其進行累加,根據錢幣數量相應的指示燈亮，按下按鈕，輸出飲料并找零。其工作過程如圖 22 所示.顧客投幣顧客投幣判斷真假幣錢幣識別并進行累加根據錢幣的數量，相應的指示顧客按下相應的按鈕自動售貨機出貨并找零圖 2-2 飲料自動售貨機的簡單工作過程2。1。3.PLC 控制飲料自動售貨機主要完成的功能（1）檢測功能檢測投入的錢幣的真偽和數量檢測顧客選擇飲料的種類檢測剩余錢幣的數量多少并判斷是否需要找錢檢測退出的幣值控制功能控制飲料指示燈的亮和滅控制商品驅動機構控制退幣指示燈的亮和滅控制找錢執行機構2.2 飲料自動售貨機的控制系統的硬件設計。1PLC飲料自

8、動售貨機輸入輸出端的確定根據飲料自動售貨機的控制要求及功能，可知其輸入輸出信號如下：PLC 的數字量輸入端口。:一元傳感器用來檢測輸入的一元硬幣的數量 ,PLC 主機的數字量輸入端口。五元傳感器：五元傳感器用來檢測輸入的五元硬幣的數量 ,PLC 主機的數字量輸入端口。十元傳感器：十元傳感器用來檢測輸入的十元硬幣的數量，可直接連接在PLC 主機的數字量輸入端口。純凈水按鈕：按下純凈水按鈕，表示顧客選擇購買純凈水，自動售貨機將選擇送出純凈水，可直接連接在 PLC 主機的數字量輸入端口。汽水按鈕:按下汽水按鈕，表示顧客選擇購買汽水，自動售貨機將選擇送出汽水,可直接連接在 PLC 主機的數字量輸入端口

9、。牛奶按鈕：按下牛奶按鈕,表示顧客選擇購買牛奶,自動售貨機將選擇送出牛奶，可直接連接在 PLC 主機的數字量輸入端口。咖啡按鈕：按下咖啡按鈕，表示顧客選擇購買咖啡,自動售貨機將選擇送出咖啡，可直接連接在 PLC 主機的數字量輸入端口。,PLC 的數字量輸入端口。假幣指示燈：假幣指示燈指示輸入的錢幣為假幣。假幣退出繼電器：假幣退出繼電器控制執行機構將假幣退出.純凈水指示燈:純凈水指示燈指示顧客投入的幣值可購買純凈水。汽水指示燈：汽水指示燈指示顧客投入的幣值可購買汽水。牛奶指示燈:牛奶指示燈指示顧客投入的幣值可購買牛奶.咖啡指示燈：咖啡指示燈指示顧客投入的幣值可購買咖啡。純凈水出貨雞蛋器：純凈水出

10、貨繼電器線圈執行純凈水的出貨。當按下純凈水按鈕，PLC 主機發出控制信號,PLC 主機的數字量輸出端口。.當按下汽水按鈕,PLC .汽水出貨繼電器可直PLC 主機的數字量輸出端口.牛奶出貨繼電器:牛奶出貨線圈執行牛奶的出貨.PLC 主機的數字量輸出端口。PLC .汽水出貨繼電器PLC 主機的數字量輸出端口。,錢執行機構執行退幣動作。1 元驅動繼電器: 1 5 1 PLC 出端口.5 5 元驅動繼電器是在找錢按鈕按下后,5 5 PLC 輸出端口.PLC主機的比較選擇,PLC 型機,更穩定更易上手。大型的設備趨向于西門子，價格昂貴，三菱的較便宜， 小型化其主要特點如下：1）體積小FX1S、FX1N

11、 FX2N PLC 90mm和FX1N 系列)87mm（FX2N FX2NC 系列)，體積小的微型PLC 適合在機電一體24V DC 電源可做輸入回路的電源和傳感器的電源.2)先進美觀的外部結構三菱的 FX 系列 PLC 吸收了整體式和模塊式 PLC 的優點，它的基本單元、擴展單元和合擴展模塊的高度和深度相同,寬度不同。它們之間用扁平電纜連接,緊密拼裝后組成一個整齊的長方體.3）提供多個子系列供用戶選用FXFX1S、FX1N 和 FX2N 的外觀、高度、深度差不多，但是性能和價格有很大差別。FX別。FX1S 系列是一種集成型小型單元式PLC，最多 30I/O整的性能和通訊功能等擴展性整的性能和

12、通訊功能等擴展性.如果考慮安裝空間和成本是一種理想的選擇。擇。FX1NPLC。具有擴展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴展性。是一款廣泛應用于一般的順序控PLC。FX2N 系列：是三菱 PLCFX處理及可擴展大量滿足單個需要的特殊功能模塊等特點，為工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。 FX2N 16 256 路輸入/輸出的多種應用的選擇方案 .4)靈活多變得系統配置FX PLC 系統配置靈活，用戶除了可選不同的子系列外，還可以選用多種基本單元，擴展單元和擴展模塊，組成不同 I/O 點和不同功能的控制系統, FX PLC 那樣靈,PLC 5）功能強,使用方便FX 系列的體積雖小，卻具

13、有很強的功能。其內置告訴計數器，有輸入輸出9 13 22 I/O PLC 量高、速度快、使用范圍廣、低成本等優點,考慮到留有余量的原則，可選擇三FX2N-32MR PLC 作為主機。2。2.2 PLC(1）9 13 FX2N-32MR PLC I/O 21 所示。名稱地址名稱地址說明輸入信號假幣指示燈L0純凈水指示燈汽水指示燈L2 牛奶指示燈L3 咖啡指示燈L4 找錢指示燈L5假幣退出繼電器KM0 純凈水出貨繼電器汽水出貨繼電器KM2 牛奶出貨繼電器KM3 咖啡出貨繼電器KM4 1 元繼電器KM55 元繼電器KM6輸出信號Y0指示投入的為假幣Y1指示投入的錢幣可購買純凈Y2指示投入的錢幣可購買

14、汽水Y3指示投入的錢幣可購買牛奶Y4指示投入的錢幣可購買咖啡Y5指示錢幣不足Y6控制執行機構退出假幣Y7控制執行機構執行送出純凈水的動Y10控制執行機構執行送出汽水的動作Y11控制執行機構執行送出牛奶的動作Y12控制執行機構執行送出咖啡的動作Y13控制找錢機構執行退1元動作Y145假幣傳感器SQ0X0檢測錢幣的真偽1 元傳感器SQ1X1檢測投入 1 元硬幣的數量5 元傳感器SQ2X2檢測投入 5 元錢幣的數量10 元傳感器SQ3X310純凈水按鈕SB0X4選擇購買純凈水汽水按鈕SB1X5選擇購買汽水牛奶按鈕SB2X6選擇購買牛奶咖啡按鈕SB3X7選擇購買咖啡找錢按鈕SB4X10選擇退幣2。2。

15、3 飲料自動售貨機外部硬件接線圖及主電路根據 I/O 地址分配表,連接各輸入輸出端子,畫 PLC 硬件接線圖，如圖 23 所示。南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）- - PAGE 12 -圖 23 飲料自動售貨機控制系統的PLC 硬件接線圖152-4圖 24 主電路南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）- - PAGE 14 -33。1 飲料自動售貨機控制系統的工作流程飲料自動售貨機控制系統工作過程主要包括判斷錢幣的真偽、計幣比較顯示可買飲料、選擇、飲料供應、退幣五個步驟。1)判別錢幣的真偽當顧客投入的錢幣為假幣時,假幣指

16、示燈亮，驅動假幣退出繼電器線圈動作將假幣退出,5S 之后結束。計幣比較D0,如果投入的錢2 4 5 元,8 元，四種飲料指示燈全亮.選擇飲料。選擇飲料比較電路完成后，可選擇飲料。當按下按鈕時，相應的指示燈閃爍. 4）飲料供應當按下按鈕時,相應的繼電器啟動輸出所選擇的飲料 ,輸出地同時寄存器減去購買的飲料的錢幣數。5)退幣購買結束后，若還剩余錢幣，按下退幣按鈕，系統會把數據寄存器中的錢幣退回。根據對飲料自動售貨機的工作過程描述，可以設計出飲料自動售貨機控制系統 PLC 程序的程序流程圖。其流程如圖 3-1 所示：開始偽判斷真偽真計幣小于 2 元錢幣不足比較選擇純凈水減純凈水用幣大于 4 元比較選

17、擇汽水用幣大于 5 元減牛奶用幣大于 8 元比較減咖啡用幣否是否退幣退幣是退幣結束圖 31 自動售貨機控制系統PLC 程序的程序流程圖南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）- - PAGE 23 -飲料自動售貨機各控制功能的程序設計判別錢幣真偽的程序Y0 通亮,直接驅動假幣繼電器線圈 Y6，將假幣退出,5S 3-3 31 所示。圖 33 判斷真假幣的梯形圖程序表 341 判斷真假幣指令表計幣比較系統的程序D0 清零.1 1 5 元時,5 10 10 計算2 元,Y5 2 Y1 4 Y2 5 Y3Y2 Y1 ;若大于或等于8 Y4Y3/Y2 Y1 亮,.34 2

18、 所示。圖 3-4 計幣比較系統的梯形圖程序圖 34 計幣比較系統的梯形圖程序（續）表 3-2 計幣比較系統的指令表程序中ADDK1D0D0 表示累加，K1 中的數加上D0 中的數放到D0 中K1+DD。CMP 為比較指令,CMPK2D0M0 表示將D0 中的數與2進行比較，小于 2 的話放到 M0 中，等于 2 放到 M1 中，大于 2 放到 M3 中。選擇飲料的程序X4M100 得電，純凈水指Y1 X5，中間繼電器M101 得電，汽水Y2 X6，中間繼電器M102 得電，牛Y3 X5M103 Y4 3-5 33 所示.圖 35 計幣比較系統的梯形圖程序圖 3-5 計幣比較系統的梯形圖程序（

19、續)表 3-3 計幣比較系統指令表供應系統的程序當選擇純凈水時,M100 得電，驅動繼電器Y7 接通，輸出純凈水， 7S 之后Y7 斷開停止供應。當選擇汽水時，M101 得電,Y10 接通,7SY10,M102Y11接通, 輸出純牛奶， 7S Y11 斷開停止供應. 得電，驅動繼電Y127SY12斷開停止供應。其程序梯形圖及指令表3-634所示.圖 3-6 供應系統的梯形圖程序表 3-4 供應系統指令表退幣系統的程序當飲料輸出結束后，寄存器中數據進行減去所用錢幣計算（2 元， 4 5 元,8 元D0 中的數X10,4Y13 得電,找Y13 接通，驅動找出一元，5S D0 進1 D0 Y14 Y

20、14 接通,驅動找出五元，5S D0 進5 D0 37 35 所示.圖 3-7 退幣系統梯形圖程序表 35 退幣系統指令表SUB 為減法指令功能，SUB D0 K2 D0 D0 2 D0 （D0K2D0)ZCP為區間比較指令,ZCP K1 K4 D0 M51 D01 M51 1 4 M52 4 M53 得電。南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）- - PAGE 26 -4入信號（包括硬幣、紙幣、假幣識別)均用開關信號來代替，所有的輸出均用指PLC硬件損壞及人身意外。PLCPLCPLC結論的公共場所里面都放置有自動售貨機,所以本次設計主要設計自動售貨機的工作過程。首先從自動售貨機的控制要求開始設計,繼而確定輸入輸出,PLC計線路圖及程序。在進行論文的過程中，我再次復習了 PLC 的相關知識，深入了解了很多的功能指令，對以前不太懂的，不理解的地方都作了研究，也取得了很大進步，并成功的完成了本次設計.本次設計也涉及了很多其他方面的知識，除了學過的專業知識外，還有包括很多軟件方面的一些知識，確實收獲蠻多的。由于缺乏閱歷與實際經驗，本次設計還存在許多不足的地方。但是才疏學作中會有很大的幫助.以后我會不斷學習,不斷地充實自己的。致謝本次設計經過了六個月的準備時間,在這期間，自