基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告

PAGE畢業(yè)設(shè)計(jì)題目:基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)機(jī)電一體化班級(jí)姓名指導(dǎo)教目錄7950第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研 19969第二部分設(shè)計(jì)說(shuō)明 320702第三部分設(shè)計(jì)成果 817593第四部分結(jié)束語(yǔ) 18703第五部分致謝 1918978第六部分參考文獻(xiàn) 20第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研1.1研究自動(dòng)售貨機(jī)的目的從自動(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。自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)在美國(guó)、日本等國(guó)家得到迅猛發(fā)展，目前已在多個(gè)國(guó)家得到廣泛普及。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，但中國(guó)的自動(dòng)售貨機(jī)擁有量還不太多，相對(duì)于13億的人口大國(guó)和零售業(yè)態(tài)發(fā)展的趨勢(shì)而言，中國(guó)自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)的發(fā)展空間將更加廣闊。1.2本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容本課題采用三菱FX2N系列PLC對(duì)飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)與單片機(jī)、繼電器、液壓在各個(gè)方面的比較，確定自動(dòng)售貨機(jī)的主控單元是PLC。通過(guò)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的售貨方法分析確定采用雙彈簧出貨機(jī)構(gòu)，直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)系統(tǒng)需要確定飲料自動(dòng)售貨機(jī)的硬件，通過(guò)硬件框圖選擇硬件部分。根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)的功能選擇貨幣識(shí)別器和電動(dòng)機(jī)以及接觸器的選擇。通過(guò)I/O列表確定PLC類(lèi)型，做出硬件連接圖。根據(jù)控制功能圖進(jìn)行性梯形圖設(shè)計(jì)，軟件這幾中要結(jié)合硬件的性質(zhì)選擇合適的數(shù)據(jù)寄存器以及根據(jù)功能使用合適的算法。并在軟件中調(diào)試運(yùn)行，用組態(tài)軟件作出仿真。第二部分設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1PLC的部分功能PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控制裝置，其實(shí)質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。因此，它的組成與一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個(gè)完整的PLC系統(tǒng)，它們相輔相成，缺一不可。PLC的硬件系統(tǒng)主要有主機(jī)、輸入/輸出擴(kuò)展單元、外部設(shè)備組成，各部分之間通過(guò)總線(xiàn)連接。其中主機(jī)由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出電路、外部設(shè)備接口、電源幾大部分組成。中央處理單元是PLC的核心部件，它的功能是：（1）接受、存儲(chǔ)用戶(hù)通過(guò)變編程器等輸入設(shè)備輸入的程序和數(shù)據(jù)。（2）以?huà)呙璺绞浇邮諄?lái)自輸入單元的輸入變量、狀態(tài)數(shù)據(jù)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)（3）利用錯(cuò)誤校驗(yàn)技術(shù)監(jiān)控存儲(chǔ)和通信狀態(tài)、診斷內(nèi)部電路的工作狀態(tài)、電源狀態(tài)和用戶(hù)編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。(4)執(zhí)行用戶(hù)程序，完成各種數(shù)據(jù)處理、傳輸和存儲(chǔ)，并根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，刷新有關(guān)標(biāo)志的狀態(tài)位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，產(chǎn)生相應(yīng)內(nèi)的內(nèi)部控制信號(hào)，以完成用戶(hù)指令規(guī)定的各種操作。（5）響應(yīng)各種外圍設(shè)備的要求。存儲(chǔ)器是PLC的另一主要部分，存儲(chǔ)器主要用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)。根據(jù)存儲(chǔ)器在在系統(tǒng)中的作用，可將其分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶(hù)存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放制造商為用戶(hù)提供的監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其他關(guān)，管理程序。系統(tǒng)程序直接影響著PLC的整機(jī)性能。系統(tǒng)程序需要永久保存在PLC中，不能因關(guān)機(jī)、停電或其它部分出現(xiàn)故障而改變其內(nèi)容。因此，系統(tǒng)程序需固化在只讀存儲(chǔ)器ROM中，作為PLC的一部分提供給用戶(hù)，用戶(hù)無(wú)法改變系統(tǒng)程序的內(nèi)容。用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是專(zhuān)門(mén)提供給用戶(hù)存放程序和數(shù)據(jù)的，用戶(hù)存儲(chǔ)器游客分成用戶(hù)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)編寫(xiě)的程序，用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)控制過(guò)程成中不斷改變的信息，如輸入/輸出信號(hào)、各種工作狀態(tài)、計(jì)數(shù)值、定時(shí)值、運(yùn)算的中間結(jié)果等。輸入模塊用來(lái)接受和采集輸入信號(hào)，輸入信號(hào)有兩類(lèi)：一類(lèi)是按鈕開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等提供的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一類(lèi)是從電位器、熱電、測(cè)速電機(jī)、各種變送器變送來(lái)的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。輸入模塊還需要將這些不同的電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。輸出模塊的作用是接收中央處理器處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件能接收的信號(hào)，用來(lái)控制接觸器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等，控制的另一類(lèi)負(fù)載是指示燈數(shù)字顯示器和報(bào)警裝置等。2.1.1確定自動(dòng)售貨機(jī)的主控單元為PLC單片機(jī)可以作為自動(dòng)售貨機(jī)的核心結(jié)構(gòu)，價(jià)格也不太高，但如果電壓不穩(wěn)的話(huà)，單片機(jī)就有可能被損壞，所以雖然價(jià)格是選擇方案的一個(gè)因素，而可靠性是選擇時(shí)需要考慮的又一個(gè)因素。從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期長(zhǎng)短考慮，不論是老設(shè)備改造，還是設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，毫無(wú)疑問(wèn)，生產(chǎn)、設(shè)計(jì)周期越短越好，甚至希望能夠邊設(shè)計(jì)、邊安裝、邊調(diào)試和生產(chǎn)，特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)工藝改造，不需改動(dòng)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及其外部接線(xiàn)，就能馬上組織生產(chǎn)，這不僅節(jié)約了勞動(dòng)力，而且新產(chǎn)品能盡快投入市場(chǎng)。這無(wú)疑給企業(yè)增加了活力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。如果把這些要求得以實(shí)現(xiàn)，繼電器或半導(dǎo)體都不能滿(mǎn)足，而PLC則完全可以實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)槿粲肞LC不必改動(dòng)外部設(shè)備接線(xiàn)，只要在軟件上做文章就可以了。也就是說(shuō)只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。這既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)捷，可以達(dá)到事半功倍的目的。眾所周知，目前我國(guó)75%的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，都是采用繼電器控制，除了可靠性差外，設(shè)計(jì)程序也很繁雜。從方案的確立到技術(shù)、設(shè)計(jì)以及施工、圖面等方面，工作量很大，這勢(shì)必造成設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。而采用PLC控制可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來(lái)輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無(wú)誤地反映生產(chǎn)要求。編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)提出的新工藝要求，重新編寫(xiě)程序并把它存儲(chǔ)在EEPROM模塊中去，需要加工哪個(gè)產(chǎn)品的程序，操作人員可以隨時(shí)調(diào)用，這既方便、簡(jiǎn)單又可保密。開(kāi)發(fā)這種軟件對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，非常具有實(shí)際意義。僅此一點(diǎn)也深受生產(chǎn)及設(shè)計(jì)者的歡迎。在現(xiàn)在科技成果迅猛發(fā)展的今天，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)就是利用最小的投資獲取最大的利潤(rùn)，為了使人們?cè)谏钯?gòu)物中得到方便，就出現(xiàn)了自動(dòng)售貨機(jī)。對(duì)于一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)，如果采用電力機(jī)械來(lái)進(jìn)行控制，會(huì)造成售貨機(jī)有用價(jià)值空間少，浪費(fèi)不必要的動(dòng)力資源；如果采用液壓系統(tǒng)控制，由于液壓系統(tǒng)控制要求技術(shù)高，各種閥體和設(shè)備的組裝較高，反應(yīng)速度相對(duì)較慢，用于控制售貨機(jī)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值消費(fèi)高，從利潤(rùn)價(jià)值觀來(lái)考慮不適宜用于控制售貨機(jī)。采用單片機(jī)作為控制核心，這樣不僅會(huì)在輸入輸出接口上做大量的工作，而且系統(tǒng)的抗干擾性也比較差。但是PLC（即可編程序控制器）是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置，它不但可實(shí)現(xiàn)類(lèi)似控制功能，還具有可靠性高、編程簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因?yàn)樽詣?dòng)售貨機(jī)作為社會(huì)上完成商品零售和綜合服務(wù)的獨(dú)立設(shè)施，要求它的結(jié)構(gòu)必須可靠、穩(wěn)定和執(zhí)行效率高。可以看出，采用PLC對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。因此選擇PLC為自動(dòng)售貨機(jī)的主控單元。2.2自動(dòng)售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu)自動(dòng)售貨機(jī)中儲(chǔ)存有一定量的飲料，每種飲料都要通過(guò)貨道而出去，因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)中售2種飲料，所以該售貨機(jī)可設(shè)置成2個(gè)貨道，而且為單貨道，即每種飲料占用一個(gè)貨道，這樣比較方便，如果以后需要擴(kuò)展賣(mài)更多種商品的話(huà)，根據(jù)商品的擺放設(shè)置多個(gè)雙推進(jìn)彈簧。當(dāng)需要夠買(mǎi)某種飲料時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)帶動(dòng)彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，將飲料轉(zhuǎn)出，掉如道出貨通道中，滑落到取物口。飲料在售貨機(jī)種的存放形式為每個(gè)彈簧間隔固定一個(gè)單位飲料，并且每種飲料都要與彈簧螺距尺寸匹配，這樣可將飲料卡緊不致自動(dòng)掉落。在自動(dòng)售貨機(jī)上飲料總體數(shù)量是有限的，所以自動(dòng)售貨機(jī)也需要及時(shí)的補(bǔ)貨。圖2-1自動(dòng)售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu)示意圖2.3自動(dòng)售貨機(jī)的功能自動(dòng)售貨機(jī)能夠?qū)λ度氲膸胖颠M(jìn)行累計(jì)，貨幣識(shí)別器提供該自動(dòng)售貨機(jī)最基本的功能即從投幣口送入貨幣，然后經(jīng)過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)、識(shí)別判斷人民幣的面值；然后，識(shí)別器把信息傳給PLC；PLC根據(jù)所投入的硬幣數(shù)值判斷是否能夠購(gòu)買(mǎi)某種飲料，做出相應(yīng)的反應(yīng)。當(dāng)按下選擇飲料的按鈕時(shí)，相應(yīng)的電電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，飲料開(kāi)始供應(yīng)，提取飲料到取物口，顧客取出飲料，完成此次交易。它具有投幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇和飲料供應(yīng)系統(tǒng)、退幣系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨功能。售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)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(gòu)買(mǎi)某種商品，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。售貨機(jī)中有2種商品，6元一瓶的牛奶、8元一瓶的酸奶。先投入錢(qián)幣：1.當(dāng)投入的幣值超過(guò)6元時(shí)，牛奶對(duì)應(yīng)的指示燈亮，超過(guò)8元時(shí)，牛奶和酸奶的指示燈都亮。2.當(dāng)牛奶指示燈亮?xí)r，按下牛奶按鈕，指示燈閃爍，牛奶排出5秒后，停止。3.當(dāng)酸奶指示燈亮?xí)r，按下酸奶按鈕，指示燈閃爍，酸奶排出5秒后，停止。4.當(dāng)投入幣值大于商品價(jià)格時(shí)，找錢(qián)指示燈亮，并退錢(qián)。當(dāng)按下牛奶按鈕時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去的牛奶價(jià)格同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)，提取牛奶到出貨口。買(mǎi)酸奶商時(shí)也一樣。操作完成后不再購(gòu)買(mǎi)而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來(lái)，自動(dòng)售貨機(jī)進(jìn)行一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識(shí)別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能?？赏ㄟ^(guò)操作屬性把把自動(dòng)售貨機(jī)分為四個(gè)過(guò)程：(1)投幣過(guò)程(2)價(jià)格比較過(guò)程 (3)選擇商品過(guò)程 (4)退幣過(guò)程可把自動(dòng)售貨機(jī)工作過(guò)程分為5個(gè)狀態(tài)：(1)啟動(dòng)狀態(tài)(2)投幣狀態(tài)（3）可購(gòu)買(mǎi)顯示狀態(tài)(4)購(gòu)買(mǎi)狀態(tài)(5)退幣狀態(tài)初始狀態(tài)，自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)部各元件都處于復(fù)位狀態(tài)，內(nèi)部電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，等待投幣操作。投幣狀態(tài)。自動(dòng)售貨機(jī)可以識(shí)別1元、5元、10元的貨幣，投入錢(qián)幣后，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)進(jìn)入貨幣比較狀態(tài)，能夠購(gòu)買(mǎi)的飲料燈亮。購(gòu)買(mǎi)狀態(tài)。按下可以購(gòu)買(mǎi)的選擇按鈕，所選的商品燈仍然亮，其它可選商品燈滅掉。驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，商品通過(guò)貨道掉落到取物口。退幣按鈕。自動(dòng)售貨機(jī)計(jì)算退幣錢(qián)數(shù)并退幣。到此為止，自動(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過(guò)程結(jié)束。2.4自動(dòng)售貨機(jī)的購(gòu)物使用流程在自動(dòng)售貨機(jī)上購(gòu)物時(shí)，首先按下開(kāi)始按鈕，就可以接著投幣了，如果，投幣后，不選擇飲料，可以直接按退幣按鈕，將會(huì)全額出幣。如果買(mǎi)飲料，則按下所需購(gòu)買(mǎi)飲料的按鈕，按下后等待取物，取物后若需找?guī)牛侔聪峦藥虐粹o即可。退出的錢(qián)都為硬幣，因?yàn)榧垘湃菀灼茡p、褶皺、潮濕。若想設(shè)計(jì)成找紙幣的情況，在體積、難度、成本會(huì)很大。而硬幣有規(guī)則，不易損壞，而且能循環(huán)使用。圖2-3自動(dòng)售貨機(jī)的使用流程第三部分設(shè)計(jì)成果本次設(shè)計(jì)中最重要的部分是軟件部分。首先做出能完成自動(dòng)售貨機(jī)要求的梯形圖，然后對(duì)梯形圖調(diào)試，最后，MCGS組態(tài)軟件仿真。3.1自動(dòng)售貨機(jī)的控制系統(tǒng)圖3-1自動(dòng)售貨機(jī)的控制系統(tǒng)流程圖以上流程圖表示的是程序可以實(shí)現(xiàn)的功能，按下開(kāi)始按鈕后，就可以開(kāi)始進(jìn)行投幣操作了，投幣時(shí)間結(jié)束后，系統(tǒng)根據(jù)投幣的多少，與各種飲料的價(jià)格進(jìn)行比較。顯示可購(gòu)買(mǎi)，按下退幣按鈕可退幣。3.2自動(dòng)售貨機(jī)的程序部分由于本設(shè)計(jì)主要用于課堂教學(xué)的使用，因此和現(xiàn)實(shí)中的自動(dòng)售貨機(jī)還有一定的差距。根據(jù)上述流程圖.采用模塊化設(shè)計(jì)，大致可分為以下幾個(gè)模塊:計(jì)幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應(yīng)系統(tǒng)、退幣系統(tǒng)和復(fù)位系統(tǒng)等。①計(jì)幣系統(tǒng):當(dāng)顧客投幣買(mǎi)飲料時(shí)，投入的錢(qián)幣經(jīng)過(guò)傳感器，記錄1元,5元和10元的個(gè)數(shù)并進(jìn)行累加，并把最終的結(jié)果放在某個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中(本例采用DO)。在此模塊設(shè)計(jì)中，主要涉及的指令有加法指令，在應(yīng)用時(shí)要提醒學(xué)生注意脈沖指令及連續(xù)指令的用法區(qū)別。PLC編程梯形圖如下(圖3-2): 圖3-2計(jì)幣系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)②比較系統(tǒng):當(dāng)投幣結(jié)束后，系統(tǒng)就把數(shù)據(jù)寄存器DO中的錢(qián)幣總值同各種飲料的價(jià)格進(jìn)行比較，如果錢(qián)幣總值大于等于6元且又小于8元，則汽水指示燈亮;若錢(qián)幣總值大于等于8元，此時(shí)牛奶指示燈和酸奶指示燈全亮。此模塊設(shè)計(jì)主要涉及的是比較指令，而比較指令包括了CMP和ZCP兩條。兩條指令在此均可應(yīng)用，只不過(guò)用的時(shí)候注意區(qū)間段點(diǎn)的不同。下列梯形圖中采用的是CMP指令。（圖3-3）圖3-3比較系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)③選擇系統(tǒng):比較完價(jià)格之后，此時(shí)可以選擇買(mǎi)哪種飲料，若按下汽水選擇按鈕，在出汽水的同時(shí)相應(yīng)的指示燈閃爍(此處可用特殊輔助繼電器M8013來(lái)實(shí)現(xiàn))。當(dāng)飲料供應(yīng)完畢，閃爍燈也停止。設(shè)計(jì)此模塊時(shí)應(yīng)提醒我們注意幾個(gè)特殊輔助繼電器的來(lái)歷、用法，以及互鎖的使用。PLC編程梯形圖如下圖3-4、圖3-5)、圖3-4選擇系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)閃爍部分時(shí)，比較方便的就是應(yīng)用特殊輔助繼電器M8013，可以產(chǎn)生一秒的時(shí)間脈沖。圖3-5閃爍部分梯形圖設(shè)計(jì)④飲料供應(yīng)系統(tǒng):當(dāng)按下飲料選擇按鈕時(shí)，相應(yīng)的電機(jī)YO或Y1啟動(dòng)，在飲料輸出5秒后電機(jī)停止。此處的設(shè)計(jì)注意自鎖的使用以及如何使電機(jī)停，本例采用定時(shí)器停止飲料供應(yīng)，而對(duì)于指示燈的熄滅則采用了輔助繼電器M5來(lái)實(shí)現(xiàn)、編程梯形圖如下(圖3-6、圖3-7、圖3-8)圖3-6牛奶供應(yīng)系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)圖3=7酸奶供應(yīng)系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)圖3-8飲料停止供應(yīng)梯形圖設(shè)計(jì)⑤退幣系統(tǒng):當(dāng)顧客購(gòu)?fù)觑嬃虾螅瑢⑼稁诺目傊蹬c購(gòu)買(mǎi)飲料的價(jià)格比較，如顧客購(gòu)買(mǎi)的是牛奶，則將投幣的總值先減去6元，所剩余的錢(qián)幣伯存在數(shù)抓寄存器D1中，再將D1中的伯與0進(jìn)行比較，若大于0，說(shuō)明需要退幣，此時(shí)系統(tǒng)找錢(qián)指示燈會(huì)亮，且找錢(qián)5秒完畢之后指示燈熄滅，否則指示燈不亮，即不需要找錢(qián)。設(shè)計(jì)此模塊應(yīng)用到的指令為減法指令和比較指令、應(yīng)提醒我們注意脈沖指令的使用及指令的復(fù)位、具體PLC編程梯形圖如h(圖3-9、圖3-10)、圖3-9退幣系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)圖3-10找錢(qián)指示燈部分梯形圖設(shè)計(jì)⑥復(fù)位系統(tǒng):若系統(tǒng)有故障時(shí)可以按卜復(fù)位按鈕X5對(duì)數(shù)據(jù)寄存器DO和D1進(jìn)行清零，除此之外在初始狀態(tài)和找錢(qián)結(jié)束之后DO和D1的值也應(yīng)該清零。編程梯形圖如h(圖4-11)圖3-11復(fù)位系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)3.3GXDeveloperGXDeveloper是三菱PLC的編程軟件。Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、ST、及FB、Label語(yǔ)言從程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線(xiàn)上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫(xiě)PLC程序功能。在調(diào)試時(shí)不用和可編程控制器連接，不制作按條使用的順序程序，因?yàn)檫\(yùn)用了梯形圖邏輯測(cè)試功能，能夠更加簡(jiǎn)單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè)。在幫助中有CPU錯(cuò)誤，特殊繼電器/特殊寄存器的說(shuō)明，所以對(duì)于在線(xiàn)中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利。數(shù)據(jù)制作中發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時(shí)間能夠大幅度縮短。此次使用到的調(diào)試軟件是GX-Simulator6-c，它是GXDeveloper的一部分。3.4基于MCGS組態(tài)的自動(dòng)售貨機(jī)仿真MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng))是北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)、前端數(shù)據(jù)的處理與控制。MCGS組態(tài)軟件包括三個(gè)版本，分別是網(wǎng)絡(luò)版、通用版、嵌入版。此次使用的是通用版。包括MCGS組態(tài)環(huán)境和MCGS運(yùn)行環(huán)境。MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶(hù)窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。這種軟件一般應(yīng)用于工程上，像瀝青庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)、天然氣CIMS系統(tǒng)。雖然軟件中有圖庫(kù)，庫(kù)里面都是工程商用的設(shè)備，比如電機(jī)，閥、儲(chǔ)藏罐。因此自動(dòng)售貨機(jī)所用的道的圖片都要自己做好，加載進(jìn)去。使用組態(tài)軟件做自動(dòng)售貨機(jī)，最后想要得到的效果是，按下一個(gè)按鈕時(shí)，相應(yīng)的指示燈亮。3.4.1建立組態(tài)畫(huà)面因?yàn)樵谲浖袥](méi)有自動(dòng)售貨機(jī)所用的圖片，因此要先建立圖片。打開(kāi)MCGS組態(tài)環(huán)境后新建工程。在新建的工程中點(diǎn)擊用戶(hù)窗口，然后點(diǎn)擊新建窗口0，選中窗口0，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇屬性，在窗口名稱(chēng)處更改名字為自動(dòng)售貨機(jī)。設(shè)計(jì)好自動(dòng)售貨機(jī)的格局，點(diǎn)擊動(dòng)畫(huà)組態(tài)按鈕，開(kāi)始創(chuàng)建畫(huà)面。創(chuàng)建自動(dòng)售貨機(jī)畫(huà)面的主要難題在于圖庫(kù)中沒(méi)有所需要的圖。需要自己創(chuàng)建。在百度上搜索相關(guān)飲料的圖片，放到ACDSee軟件中，調(diào)整大小后保存為256色位圖*bmp格式，將所有需要的圖片制作好放到一個(gè)文件夾中?；氐絼?dòng)畫(huà)組態(tài)界面，點(diǎn)擊工具箱中的位圖選項(xiàng)，在自動(dòng)售貨機(jī)窗口中畫(huà)大小合適的位圖，選中畫(huà)好得位圖，點(diǎn)擊右鍵選擇裝載位圖，存放制作圖片的文件夾，將圖片加載進(jìn)去。以此方法將2種可選飲料的圖片做好。接下來(lái)為各種飲料配置按鈕，選用工具箱種的標(biāo)準(zhǔn)按鈕，畫(huà)好按鈕后雙擊該按鈕，更改按鈕標(biāo)題即可。工程中所用的燈可以在工具箱中的插入元件中選擇。根據(jù)設(shè)想，調(diào)整各個(gè)部分的位置，最后做出效果圖如下圖3-12自動(dòng)售貨機(jī)的組態(tài)下效果圖3.4.2設(shè)置各元件的參數(shù)制作好效果圖之后，對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。回到之前的工作臺(tái)頁(yè)面，點(diǎn)擊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，點(diǎn)擊新增對(duì)象，將所有的元件命名并注釋。因?yàn)楹笃溥x擇通道時(shí)不能用漢字作為首字符，所以為每個(gè)元件命一個(gè)名，如燈就按HLx命名，其余輸出以YVx命名，因?yàn)檩斎攵际前粹o性質(zhì)，以SBx命名。圖3-13工作臺(tái)圖3-14實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置對(duì)按鈕和燈進(jìn)行設(shè)置。以可樂(lè)為例，在動(dòng)畫(huà)組態(tài)中電機(jī)可樂(lè)指示燈，其設(shè)置如下圖 圖3-15可樂(lè)指示燈參數(shù)在動(dòng)畫(huà)組態(tài)中點(diǎn)擊可樂(lè)按鈕，在基本操作欄設(shè)置按鈕屬性為按1松0，點(diǎn)擊其后面的“？”，選擇SB6。其它按鈕以此為參照設(shè)置。圖3-16按鈕設(shè)置在工作臺(tái)頁(yè)面點(diǎn)擊設(shè)備窗口，進(jìn)入后點(diǎn)擊設(shè)備工具箱，點(diǎn)擊設(shè)備管理，要先選擇通用串口父設(shè)備，然后再選相應(yīng)擇PLC設(shè)備。圖3-17設(shè)備窗口的選擇點(diǎn)擊進(jìn)入三菱系列串口，對(duì)設(shè)備屬性進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)PLC的I/O分配表對(duì)通道連接進(jìn)行設(shè)計(jì)。通道的設(shè)置中要注意輸入和輸出通道不能混淆。點(diǎn)擊進(jìn)入設(shè)備0后在點(diǎn)擊設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性后的帶有三個(gè)點(diǎn)的按鈕即可增加通道的數(shù)量。圖3-18通道量設(shè)置圖3-19通道設(shè)計(jì)至此，參數(shù)設(shè)置完畢，打開(kāi)MCGS運(yùn)行環(huán)境，點(diǎn)擊下相應(yīng)按鈕，觀察變化情況。可能應(yīng)為其中有些參數(shù)的設(shè)置有誤，沒(méi)有顯示相應(yīng)的動(dòng)作。第四部分結(jié)束語(yǔ)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的主要任務(wù)是用PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的功能。一個(gè)平常看似簡(jiǎn)單使用方便的自動(dòng)售貨機(jī)，其實(shí)并不是那么容易就做成的。設(shè)計(jì)中使用Visio畫(huà)圖，使用抓圖軟件抓圖，在制作組態(tài)時(shí)還用到ACDSee軟件制作位圖。在此過(guò)程中不斷的學(xué)習(xí)改進(jìn)，從中學(xué)習(xí)到好多有用的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)所做的重點(diǎn)是PLC編程部分，通過(guò)調(diào)試以實(shí)現(xiàn)它的功能。設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)的功能主要是對(duì)飲料進(jìn)行自動(dòng)交易，通過(guò)對(duì)PLC的程序輸入達(dá)到自動(dòng)售貨的目的。這次設(shè)計(jì)課題的效果是：當(dāng)投入錢(qián)幣時(shí)，根據(jù)投入錢(qián)幣的多少，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)判斷，然后做出相應(yīng)的結(jié)果即燈亮的變化，根據(jù)顧客的選擇，會(huì)自動(dòng)輸出要選擇的飲料，并退還余額。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)是：通過(guò)程序的自鎖與互鎖，能夠正確的做出判斷，給出結(jié)果，設(shè)計(jì)出的自動(dòng)售貨機(jī)裝置簡(jiǎn)單、易操作，結(jié)構(gòu)線(xiàn)路設(shè)置容易，耗能低，能夠滿(mǎn)足在一些商店和工廠(chǎng)無(wú)人售貨的需要，老人和孩子都能夠運(yùn)用：本設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)有售貨品種較少，自動(dòng)售貨機(jī)容量較小，識(shí)別的錢(qián)幣種類(lèi)也有些限制。沒(méi)有顯示器顯示所投入的錢(qián)幣總值。本設(shè)計(jì)的結(jié)果能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求，課題的效果明確，雖然售貨數(shù)量較少，但是理論明確且統(tǒng)一，在此基礎(chǔ)上可以增加貨道及商品的數(shù)量，以滿(mǎn)足人們?cè)谏钪械男枨螅〈舜卧O(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)還有很多地方不完善，比如沒(méi)有貨幣顯示部分，識(shí)別的幣種也比較少。這種售貨機(jī)適合放在工廠(chǎng)或?qū)W校的餐廳。短時(shí)間人流比較大的時(shí)候，它可以起到很大的作用，而且，服務(wù)范圍不大，離工作人員的視線(xiàn)范圍比較近，許多突發(fā)性問(wèn)題都可以向工作人員反映。第五部分致謝畢業(yè)的設(shè)計(jì)從定題到現(xiàn)在已經(jīng)有兩個(gè)月時(shí)間了，當(dāng)初定的基于PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，僅僅見(jiàn)自動(dòng)售貨機(jī)，感覺(jué)很新奇，竟然還會(huì)找錢(qián)。經(jīng)過(guò)這么長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)，這些基本的功能自己竟然也能設(shè)計(jì)出來(lái)了。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，從定題開(kāi)始劉麗敏老師就給我們建議，從那些方面下手。定題之后，劉老師每周定期對(duì)我們的課題進(jìn)行輔導(dǎo)，提出問(wèn)題和建議，幫助我們解決問(wèn)題。在劉老師的監(jiān)督與輔導(dǎo)下，畢業(yè)設(shè)計(jì)才能如期完成。劉老師嚴(yán)格要求，力求完美。我也從劉老師那學(xué)到了嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)、認(rèn)真、不畏勞苦的工作態(tài)度和極強(qiáng)的敬業(yè)精神。我再次對(duì)劉麗敏在平時(shí)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，遇到