自動售貨機 畢業(yè)設計論文

./基于PLC的自動售貨機監(jiān)控系統(tǒng)設計摘要隨著當前城市規(guī)模的增大,很多公共場合都放置有自動售貨機,極大的滿足了人們的即時性需求,為人們進行簡單物品的采購提供了一種便利。傳統(tǒng)的自動售貨機多采用單片機控制方案,系統(tǒng)硬件設計復雜,抗干擾能力相對較差,很難保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,維護維修困難。本文設計一套基于PLC的自動售貨機控制系統(tǒng),闡述了自動售貨機的發(fā)展背景與前景,詳細分析其功能和特點,提出了總體設計方案；選用型號為L293D的步進驅動電機,設計了平面式貯幣、電磁閥退幣的貨幣處理裝置,雙螺旋式的送出機構,為降低成本和開發(fā)周期,創(chuàng)造性的選用了集成鍵盤、顯示、設置功能的控制面板；以三菱FX2N-48MR型PLC為主控制器,基于FXGP/WIN-C編程軟件,采用順序控制的程序設計思路,設計了系統(tǒng)控制程序,包括投幣程序、比較選擇購買程序和退幣程序。該設計提高了自動售貨機的可靠性和執(zhí)行效率,且系統(tǒng)維護容易,維修簡單,有一定的市場推廣價值。關鍵詞：自動售貨機,可編程序控制器,梯形圖BasedonPLCautomaticvendingmachinesystemdesignABSTRACTThepresentpaperdesignwasbythemicrocomputer-PLCconstitutionautomatsupervisorysystem,thisarticleelaboratedautomatandthedevelopment,aswellasitinthedomesticandforeigndevelopmentpresentsituation,thecharacteristicaswellastheprincipleofworkbasically,tocarriedonamorecarefulelaborationbythemicrocomputer-PLCconstitutionvendingmachinesystemoveralldesignprocess.ChoosesPCmachineinthedesigntotakethehostworkstationonpositionmachine,thelowerpositionmachineusesPLCtomakethecontroller,threePLCcontrollersrespectivelybefromtheworkstation1,fromtheworkstation2,fromtheworkstation3,inthearticleexhaustivelyintroducedtheautomatvarioushardwarecomposition,andhascompletedthePLCexteriorwiringdiagram.Inthearticlehasmanufacturedonthepositionmachineusermanagementcontactsurface.ThepresentpaperkeypointplacesthePLCvarioushardwarepartthedesignandtheintroduction,thePLCtrapezoidalchartDeferstointheoveralldesignprocess"asksthequestion,theanalysisquestion,solvestheproblem"theguidingideology,hasmadethecarefulelaborationtotheoverallsystemdesignwork.KEYWORDS:thevendingmachine,Programmablecontroller,Ladderdiagram目錄前言1第1章自動售貨機的介紹21.1自動售貨機概述21.2自動售貨機功能分析31.3自動售貨機前景分析4第2章總體設計方案62.1自動售貨機系統(tǒng)需求62.2系統(tǒng)硬件結構框圖72.3總體方案設計8第3章自動售貨機硬件結構設計103.1硬件選擇103.1.1電機的選擇103.1.2貨幣處理裝置103.1.3送出機構113.1.4按鈕裝置113.1.5顯示裝置11第4章自動售貨機控制系統(tǒng)設計134.1基于PLC的自動售貨機控制系統(tǒng)13自動售貨機硬件系統(tǒng)的組成部分及工作流程13自動售貨過程的控制子系統(tǒng)簡述144.1.3基于PLC的自動售貨機控制154.2PLC控制系統(tǒng)設計編程要求及基本原則164.2.1PLC控制系統(tǒng)設計編程要求164.2.2PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則174.3自動售貨機PLC控制方案設計184.4PLC選型184.4.1PLC概述184.4.2I/O點估算214.4.3PLC選型214.5程序設計224.5.1I/O地址設計224.5.2流程設計234.5.3PLC與現場器件的連接254.5.4投幣程序設計264.5.5比較、選擇、購買程序設計284.5.6退幣程序設計304.5.7主程序設計324.5.8梯形圖程序調試34結論35辭36參考文獻37附錄39外文資料翻譯45.前言從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看,它的出現是由于勞動密集型的產業(yè)構造向技術密集型社會轉變的產物。大量生產、大量消費以及消費模式和銷售環(huán)境的變化,要求出現新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產生,人工費用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約,無人自動售貨機作為一種必須的機器便應運而生了。從廣義來講投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷售商品的機械,從狹義來講就是自動銷售商品的機械。從供給的條件看,自動售貨機可以充分補充人力資源的不足,適應消費環(huán)境和消費模式的變化,24小時無人售貨的系統(tǒng)可以更省力,運營時需要的資本少、面積小,有吸引人們購買好奇心的自身性能,可以很好地解決人工費用上升的問題等各項優(yōu)點?，F在,自動售貨機產業(yè)正在走向信息化并進一步實現合理化。例如實行聯機方式,通過線路將自動售貨機的庫存信息及時地傳送各營業(yè)點的電腦中,從而確保了商品的發(fā)送、補充以及商品選定的順利進行。并且,為防止地球暖化,自動售貨機的開發(fā)致力于能源的節(jié)省,節(jié)能型清涼飲料自動售貨機成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費高峰時,這種機型的自動售貨機即使在關掉冷卻器的狀況下也能保持低溫,與以往的自動售貨機相比,它能夠節(jié)約10－15％的電力。進入21世紀時,自動售貨機也將進一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。因經濟復緩慢,社會對擴大就業(yè)與工作場所提供茶點飲料的福利事業(yè)更為關注。自動售貨機不僅保障了愜意的工休時間,也是最廉價、提高職工工作效率最有效的手段。特別是在24小時無休工作狀態(tài)中的辦公場所,使用獨具魅力的迷你型飲料沖飲機,解決了不間斷提供咖啡飲品服務的問題,這種服務加速了自動售貨機與咖啡飲品服務的融合。1999年的全美自動售貨機協會和全美咖啡服務協會的合并使人們更直觀地看到了這種融合現象。第1章自動售貨機的介紹1.1自動售貨機概述自動售貨機是可完成無人售貨、光機電一體化的商業(yè)自動化設備。自動售貨機不受任何場地限制,方便快捷,可以每天24小時售貨,因此深受上班族的歡迎。很多城市的公共場所都放置有自動售貨機,出售的商品五花八門,從飲料、零食、香煙、糖果,到牙刷、方便面、自動照相機等。近年來,我國的自動售貨機行業(yè)突飛猛進,在汽車總站、商廈、醫(yī)院、小區(qū)、學校等地區(qū)紛紛涌現出自動售貨機的蹤跡。這種方便快捷的購物方式越來越受到人們的青睞,同時也是現代化城市配套設施的需求。常見的自動售貨機如圖1-1所示。圖1-1自動售貨機自動售貨機最早出現在二十世紀五、六十年代的西歐,當時在美國的地鐵系統(tǒng)中,人們可以用1美分在自動售貨機上買到一塊口香糖。上個世紀60年代以來,隨著電子計算機的應用和發(fā)展,以信息革命為中心的第四次產業(yè)革命引發(fā)了零售業(yè)巨大的變革,表現之一就是發(fā)達國家商品流通領域自動售貨機的出現與迅速發(fā)展。隨著人們生活方式向快節(jié)奏、高效率變化,時間的價值顯著提高,消費者在購物時更加注重便利性、即時性。隨著自動售貨機數量的增加、商品包裝的定量化和標準化、出售商品的多樣化,自動售貨的便利性日益顯現。同時,被稱為"永不下班的超級營業(yè)"的自動售貨機在滿足人們的即時性需求方面是其它零售方式不可替代的。據美國2002年4月5日出版的《幸福》雜志介紹美國20XX自動售貨業(yè)利潤增長率為21.4％,在發(fā)展最快的行業(yè)中居第四位；在1996-20XX年度中,自動售貨業(yè)以78.4％的年平均利潤增長率雄居發(fā)展速度最快的行業(yè)榜首。如此多的優(yōu)點使得自動售貨機在世界圍得到廣泛的應用?，F在,自動售貨機產業(yè)正在走向信息化并進一步實現合理化。例如實行聯機方式,通過線路將自動售貨機的庫存信息及時地傳送各營業(yè)點的電腦中,從而確保了商品的發(fā)送、補充以及商品選定的順利進行。并且,為防止地球暖化,自動售貨機的開發(fā)致力于能源的節(jié)省,節(jié)能型清涼飲料自動售貨機成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費高峰時,這種機型的自動售貨機即使在關掉冷卻器的狀況下也能保持低溫,與以往的自動售貨機相比,它能夠節(jié)約10％－15％的電力。進入21世紀后,自動售貨機也將進一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。1.2自動售貨機功能分析在進行上、下位機程序編寫之前,首先要做的工作是確定自動售貨機本身所具備的功能及在進行某種操作后所具有的狀態(tài)。售貨機的基本功能就是對投入的貨幣進行運算,并根據貨幣數值判斷是否能夠購買某種商品,并作出相應的反應。舉一個簡單的例子來說明,例如：售貨機中有8種商品,其中01號商品〔代表第一種商品價格為2.50元,02商品為3.50元,其余類推?，F投入1個1元硬幣,當投入的貨幣超過01商品的價格時,01商品的選擇按鈕處應有變化,提示可以購買,其他商品同此。當按下選擇01商品的價格時,售貨機進行減法運算,從投入的貨幣總值中減去01商品的價格同時啟動相應的電機,提取01號商品到出貨口。此時售貨機繼續(xù)等待外部命令,如繼續(xù)交易,則同上,如果此時不再購買而按下退幣按鈕,售貨機則要進行退幣操作,退回相應的貨幣,并在程序中清零,完成此次交易。自動售貨機的工作流程圖如圖1.2所示。圖1-2自動售貨機工作流程圖1.3自動售貨機前景分析自動售貨機是現代社會中的一種商務工具,20XX以后,中國的自動售貨機產業(yè)實現了快速增長,奧運會和世博會為自動售貨機市場帶來了巨大商機,20XX后進入了發(fā)展期,自動售貨即將在中國零售業(yè)掀起繼百貨商店、超市之后的第三次零售業(yè)革命?，F在,中國自動售貨機市場已經進入了發(fā)展期。另外,各個大型城市的改造使得很多小店小鋪消失,同時隨著金融支付手段的增多,IC卡、手機移動支付等技術使自動售貨機提供便利服務成為可能,這些自動售賣平臺的創(chuàng)新模式無疑為國的自動售貨業(yè)迅速成長創(chuàng)造了條件?！?0XX中國自動售貨機產品專項調研及未來五年投資分析預測報告》是結合自動售貨機產品歷年供需關系變化規(guī)律,對自動售貨機產品的企業(yè)群體進行了深入的調查與研究,采用定量及定性的科學研究方法撰寫而成的。對我國自動售貨機產品的市場環(huán)境、生產經營、產品市場、品牌競爭、產品進出口、行業(yè)投資環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展等問題進行了詳實系統(tǒng)地分析和預測,并在此基礎上,對行業(yè)發(fā)展趨勢做出了定性與定量相結合的分析預測,為企業(yè)制定發(fā)展戰(zhàn)略、進行投資決策和企業(yè)經營管理提供了權威、充分、可靠的決策依據。報告數據主要采用國家統(tǒng)計數據、海關總署問卷調查數據、商務部采集數據等數據庫,其中宏觀經濟數據主要來自國家統(tǒng)計局,部分行業(yè)統(tǒng)計數據主要來自國家統(tǒng)計局及市場調研數據,企業(yè)數據主要來自于國統(tǒng)計局規(guī)模企業(yè)統(tǒng)計數據庫及證券交易所等,進出口數據主要來自海關及商務部,價格數據主要來自于各類市場監(jiān)測數據庫。.第2章總體設計方案2.1自動售貨機系統(tǒng)需求根據任務書要求,繪出自動售貨機結構示意圖如圖2-1所示。圖2-1自動售貨機結構示意圖其中,1——西瓜汁〔1元；2——橙汁〔1元；3——葡萄汁〔1元；4——綠茶〔2元；5——紅茶〔2元；6——奶茶〔2元；7——咖啡〔3元；8——可樂〔3元；9——牛奶〔3元。用數字鍵代替商品按鍵,就能在某種商品缺貨的時候能及時地補上其他的商品種類,并且不會使顧客混淆,使人機界面更加友好。其控制要求如下：<1> 貨物種類共9種,這9種物品分別對應著9個不同的按鍵選擇,其中1元、2元、3元價格不等的物品各3種；貨幣識別裝置能夠識別0.5元、1元、5元的貨幣。<2>在規(guī)定的30秒時間可多次投入貨幣,能夠實現貨幣累加功能,超過30秒投幣無效。<3> 如果累計投入的貨幣數目超過所購買物品的總價,機器能夠實現找錢功能；如果投入的貨幣沒有達到所選擇物品的價格,投入的錢將全部退還；在投入一次累加貨幣后選擇物品時,如果投入的累加貨幣數目大大超過所選擇物品的預設單個價格時,能夠實現選擇同一件物品購買多個。<4> 設計13個按鍵選擇,其中9個是貨物選擇,2個多選鍵,還有一個確定鍵和一個取消鍵,如果沒有按流程進行按鍵,自動售貨機將啟動報警系統(tǒng),等待再次正確的按鍵選擇。<5> 應有購買貨物的總花錢數和找零的貨幣數的顯示。2.2系統(tǒng)硬件結構框圖根據上述要求,制定合理方案：首先,應該做上位機與下位機的任務分工,上位機主要用來完成仿真界面的制作過程,而下位機則主要用來完成PLC程序的編寫；其次,要分別對上位機和下位機進行資料的查找與收集。例如在進行仿真界面的設計時可以去觀看一下真正售貨機的外觀,必要時可以借助一些宣傳圖片來設計自動售貨機的外型；在進行PLC程序的編寫時需要先分配PLC的I/O點,確定上、下位機的接口；然后,分別對上、下位機分別進行設計工作；最后,進行上位機設計結果與下位機設計結果的配合工作,經調試后完成整個系統(tǒng)的設計。另外,上位機與下位機的設計工作是密切配合的,它們無論在通信中使用的變量,還是在仿真中控制的對象都應該是一致的?？傮w上講,仿真界面是被控對象,利用PLC來控制這個仿真的自動售貨機,仿真的自動售貨機接受PLC的控制指令并完成相應的動作；另一方面,仿真界面中的仿真自動售貨機的運行,都是由組態(tài)界面所提供的命令語言來完成的。這是整個仿真系統(tǒng)部各大部件之間的在關系。本設計主要是對自動售貨機中的下位機,也就是主要是對PLC在其中的程序進行設計。由此繪出系統(tǒng)組成框圖如2-2所示。圖2-2系統(tǒng)結構框圖PLC控制系統(tǒng)：接受人民幣識別系統(tǒng)信息,確認已接受的人民幣是否可購買消費者所指定的商品,確認后按要求售出商品。錢幣識別傳感器：主要包括紙幣識別器、硬幣識別器、硬幣找零系統(tǒng)等,它主要實現識別真假紙幣<一般為拾元、伍元>和硬幣<壹元、伍角>、拒收假幣和殘幣、正確找零的功能。補料及出貨系統(tǒng)：貨柜由多層貨架組成,當購物者指定所需商品后,由控制系統(tǒng)啟動出貨系統(tǒng)出貨；當某種貨物被取出后,補料機構自動補料〔在這里補料機構采用簡單的傾斜式機構,即當某種貨物被售出后,補料機構里面的貨物直接向前滑至首位進行補位。顯示機構：顯示購買的瓶數、投入的錢數以及剩余的錢數。2.3總體方案設計由于設計中的貨物品種不多,因此要求上沒有現實中的自動售貨機功能強大。本自動售貨機的自動控制系統(tǒng)主要包括：計幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)。<1> 計幣系統(tǒng)：當有顧客買飲料時,投入的錢幣經過識別機構,記錄5角、1元或5元錢的個數,通過個數與幣值相乘或者相加,并將總錢幣數據存放在D9〔數據寄存器中。<2> 比較系統(tǒng)：投入錢幣完畢后,系統(tǒng)會把D9的錢幣數據和可以購買飲料的價格進行比較,當投入的錢幣總值超過1元小于2元時,西瓜汁、橙汁、葡萄汁的指示燈亮；當投入的錢幣總值超過2元小于3元時,西瓜汁、橙汁、葡萄汁、綠茶、紅茶、奶茶的指示燈亮；當投入的錢幣總值超過3元時,9種飲料的指示燈都亮,并且多選鍵"2”也亮；當投入的錢幣總值超過5元時,所有的指示燈都亮,此時可以選擇飲料或選擇退幣。<3> 選擇系統(tǒng)：比較電路完成后選擇電路指示燈亮,當按下西瓜汁或綠茶選擇按鈕時,相應的指示燈轉為1秒為周期的閃爍。當相應的飲料供應完畢后,閃爍同時停止。此時可以按繼續(xù)購買按鈕,繼續(xù)購買飲料,實現循環(huán)購買。<4> 飲料供應系統(tǒng)：當按下選擇按鈕時,相應的電機Y3—Y7啟動。在飲料輸出的同時,減去相應的購買錢幣數,當飲料輸出達到10秒時,電機停機。<5> 退幣系統(tǒng)：當顧客購完飲料后,多余的錢幣只要按下退幣按鈕,系統(tǒng)就會把數據寄存器D9中的錢幣退回。.第3章自動售貨機硬件結構設計3.1硬件選擇3.1.1電機的選擇自動售貨機吐出飲料的過程實際為電機動作推飲料下來。由于電機都是電感性負載,在停轉的時候會有反向電流,所以需要用PC847光電隔離器把控制和驅動信號隔離開來,然后用L293D步進驅動電機,電機驅動需24V電壓,控制信號經過L293D后變?yōu)?4V左右的電源信號才可驅動電機。電機有三根線：電源、地線和反饋信號<電機轉一圈送出一個低電平>。在機械制作中使電機轉一圈剛好推出一瓶飲料,電機轉一圈同時產生一反饋信號,此信號使電機停止轉動,另外一種情況是紅外檢測到有貨物落下則電機停止轉動。3.1.2貨幣處理裝置貨幣處理裝置包括：檢測貨幣投入狀態(tài)的投入狀態(tài)檢測裝置；檢測有無貨幣退還操作的退還操作檢測裝置；在投入狀態(tài)及投入貨幣退還操作的有無達到規(guī)定的基準狀態(tài)時,將說得到的基準狀態(tài)信號利用所外部；連接裝置向投入外部裝置輸出的狀態(tài)輸出裝置。目前投入試用的"貨幣識別機"設置有感應線圈,通過對貨幣的材料、大小尺寸等各個要素進行感應并探明真?zhèn)巍２煌牟馁|具有不同的磁場變化,可以通過電子技術進行分析、探查和識別,更高級的檢測還可以運用頻譜分析。貨幣識別器種類繁多,但貯幣退幣機構基本上分為兩類：一類是平面式貯幣,電磁閥退幣；另一類是圓筒式貯幣,步進電機退幣。根據設計中對自動售貨機的要求,選擇平面式貯幣,電磁閥退幣。當貨幣投入后經過識別識出電信號后,偽幣和異物被排出,真幣按面值由幾組分布電磁閥分配到不同貯幣腔體備用；當收到退幣找零電信號后,通過退幣電磁閥或退幣電機拉桿,將貯幣腔下部貨幣依電信號程序推出,完成自動售貨機的退幣找零功能。3.1.3送出機構目前,應用于自動售貨機上的商品送出機構種類較多,下面是一些較典型的送出機構?！?旋轉式送出機構此送出機構把飲料放在螺旋導軌上,并在貨道底部開設出口槽,由電機帶動螺旋導軌轉動,當飲料轉到開口槽時便出槽下貨。這種送出機構應用最為廣泛,它要求電機的轉矩較大,造價成本較高?！?轉盤式送出機構上面是一個很大的喇叭狀罐體存儲容器,下面是一個周邊有若干個圓槽的轉盤,通過轉盤的轉動使罐體落入轉盤周邊的槽而被售出。這種送出機構也需要較大的轉矩來帶動和占用較大的空間,而且會發(fā)生卡死現象。〔3滾筒送出機構該送出機構由一個階梯梁和滾筒構成,滾筒可以裝若干瓶飲料,通過步進電機來帶動滾筒的轉動,利用梁的各階梯段與滾筒之間不同的開口距離控制商品掉落的順。這種機構要求電機有較高的轉動精度?！?彈簧推動式送出機構這種機構是由螺旋式彈簧和連在彈簧一端的電機構成的,電機轉動一圈就帶動彈簧轉動一圈,同時推出一瓶飲料。根據設計中對自動售貨機的要求,選擇雙螺旋式送出機構。3.1.4按鈕裝置自動售貨機的按鈕裝置,其特征在于備有操作按鈕和基板,操作按鈕設置在面板上,基板設置在操作按鈕側的相反側,具有顯示部分和檢測機構,顯示部分顯示與操作按鈕對應的信息,檢測機構用于檢測操作按鈕的操作,顯示部分設在基板上的與操作按鈕不相向的位置。3.1.5顯示裝置液晶顯示器<LCD>是現在非常普遍的顯示器,廣泛應用于各種電子產品,具有體積小、重量輕、省電、輻射低、易于攜帶等優(yōu)點。液晶顯示器〔LCD的原理與陰極射線管顯示器〔CRT大不相同,LCD是基于液晶電光效應的顯示器件,包括段顯示方式的字符段顯示器件,矩陣顯示方式的字符、圖形、圖像顯示器件,矩陣顯示方式的大屏幕液晶投影電視液晶屏等。液晶顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性,在通電時導通,使液晶排列變得有秩序,使光線容易通過；不通電時,排列則變得混亂,阻止光線通過。第4章自動售貨機控制系統(tǒng)設計4.1基于PLC的自動售貨機控制系統(tǒng)自動售貨機硬件系統(tǒng)的組成部分及工作流程〔1組成部分圖4-1自動售貨機硬件系統(tǒng)組成部分其中,溫控模塊包括溫度采集和加熱制冷控制；銷售模塊完成一個整體的銷售動作,一般都是電機驅動特定的機構實現；人機模塊包括鍵盤和顯示,有的機器還加上了顯示屏,可以投放廣告；目前僅部分高端機器有通訊模塊的功能,一般都是采用GPRS模塊,可以完成銷售統(tǒng)計、原料補給、廣告管理以及一些會員服務?！?工作流程首先開機后要自檢各個部件的狀態(tài)是否正常,若不正常要顯示錯誤信息,方便運營人員及時修復；若自檢通過,檢查商品信息,若缺少貨物,停止銷售該類商品；然后等待,等待消費者投錢和選擇商品,若有人選擇商品,等錢幣投入后就開始執(zhí)行銷售模塊,將產品送出,并找零錢。這是最基本的功能描述,在實際的設計中,有很多的因素需要考慮,一定要保證機器工作的可靠性和穩(wěn)定性。4.1.2自動售貨過程的控制子系統(tǒng)簡述控制子系統(tǒng)由以下四個部分組成:〔1售貨價格系統(tǒng)自動售貨機售出的同類商品可分若干品種,其售前設定價格須預先貯存在控制系統(tǒng)。售貨機的價格設置系統(tǒng)由按鍵和存儲器組成,通過按鍵選擇被設價商品的種類及價格,并將價格寫入存儲器,該存儲器本身具有掉電保護功能,屬于軟件設置方式。此外,在簡易型售貨機中,由于出售商品種類少,價格變化小,使用幣種單一,也可用硬件來設置價格,采用撥碼開關對應方式,結構簡單、操作方便?！?累計、可售指示和退幣系統(tǒng)控制系統(tǒng)的核心CPU對識幣、退幣、無貨檢測及購貨信號進行巡回檢查,當有識幣信號后,將金額數值送入金額累計存儲器中進行累計,并通過串行擴展口進行顯示,同時將金額累計存儲器中的數值與預設價格存儲器中的數值進行比較,如金額累計數值等于或大于預設價格數值,則通過串行接口使可售指示燈亮,提示購貨。此時可按下購貨按鈕,由CPU檢測到購貨信號后,如金額累計存儲器中數值與預設價格相等,則通過并行擴展接口驅動電磁閥或微電機驅動出商品,并將金額累計存儲器清零,完成一次售貨過程；如累計金額大于預設價格時,驅動商品后,相減差額由信號驅動退幣,實現售貨和退幣找零功能?！?檢測系統(tǒng)在自動售貨機商品貯存道下方安有接觸行程開關,當貯存道有商品時,壓下行程開關,售貨機正常工作；當商品出售完畢時,行程開關被釋放,向CPU發(fā)出無貨信號,經檢測通過串行擴展接口向相應的售完指示燈發(fā)出信號,使機身外部"售完"指示燈亮,此種商品自動停售,即使投幣累計金額達到該道商品預設價格數值,可售按鈕仍然無啟動信號,金額累計存儲器也不清零?！?累計及自測功能系統(tǒng)自動售貨機CPU在每次售出商品后,向售出累計存儲器中累計售出數據,通過售貨機部的按鍵可在金額顯示窗中讀到累計結果。此外,在按下自測功能鍵后,出現自測功能信號,由外部按鍵操作,可檢測各商品貯存道的驅動商品功能?；赑LC的自動售貨機控制當某一個控制任務決定由PLC來完成后,選擇PLC就成為最重要的事情。一方面要選擇多大容量的PLC,另一方面是選擇什么公司的PLC及外設。對第一個問題,首先要對控制任務進行詳細的分析,把所有的I/O點找出來,包括開關量I/O和模擬量I/O以及輸出是用繼電器還是晶體管或是可控硅型?？刂葡到y(tǒng)輸出點的類型非常關鍵,如果它們之中既有交流220V的接觸器、電磁閥,又有24V的指示燈,則最后選用的PLC的輸出點數有可能大于實際點數。因為PLC的輸出點一般是幾個一組共用一個公共端,這一組輸出只能有一種電源的種類和等級,所以一旦它們是交流220V的負載使用,則直流24V的負載只能使用其他的輸出端了,這樣有可能造成輸出點浪費,增加成本,所以要盡可能選擇相同等級和種類的負載,比如使用交流220V的指示燈等。一般情況下繼電器輸出的PLC使用最多,但對于要求高速輸出的情況,就要使用無觸點的晶體管輸出的PLC了。對第二個問題,則有以下幾個方面要考慮：〔1功能方面所有PLC一般都具有常規(guī)的功能,但對某些特殊要求,就要知道所選用的PLC是否有能力控制任務。如對PLC與PLC、PLC與智能儀表及上位機之間有靈活方便的通信要求；或對PLC的計算速度、用戶程序容量等有特殊要求；或對PLC的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對市場上流行的PLC品種有一個詳細的了解,以便做出正確的選擇。〔2價格方面不同廠家的PLC產品價格相差很大,有些功能類似、質量相當、I/O點數相當的PLC的價格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下,這樣的差價當然是必須考慮的因數。PLC主機選定后,如果控制系統(tǒng)需要,則相應的配套模塊也就選定了。4.2PLC控制系統(tǒng)設計編程要求及基本原則4.2.1PLC控制系統(tǒng)設計編程要求任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現被控對象的工藝要求,以提高生產效率和產品質量。因此,在設計PLC控制系統(tǒng)時,應遵循以下基本原則。〔1最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮PLC的功能,最大限度地滿足被控對象的控制要求,是設計PLC控制系統(tǒng)的首要前提,這也是設計過程中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計之前就要深入現場進行調查研究,充分收集控制現場的資料,同時收集相關國、國外相關的資料。同時還要注意和現場的工程管理人員、工程技術人員、現場操作人員等緊密配合,擬定控制方案,共同解決設計中的重點問題和疑難問題?！?保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行,是設計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程等方面要全面考慮,以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應該保證PLC控制程序不僅能在正常條件下運行,而且要在非正常情況下,也能正常工作?！?力求簡單、經濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數量,帶來巨大的經濟效益和社會效益,但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此,在滿足控制要求的前提下,一方面要注意不斷地擴大工程的效益,另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經濟,而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低,不宜盲目追求自動化和高指標?！?適應發(fā)展的需要由于技術的不斷發(fā)展,控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高,設計時要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數和存容量時,要適當留有裕量,以滿足今后生產的發(fā)展和工藝的改進。4.2.2PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則〔1所編的程序要合乎所使用的PLC的有關的規(guī)定主要是對指令要準確地理解,正確地使用。各種PLC指令多有類似之處,但還有些差異。對于有PLC使用經驗的人,當選用另一種不太熟悉的型號進行編程設計時,一定要對新型號PLC的指令重新理解一遍,否則容易出錯?！?要使所編的程序盡可能簡潔簡短的程序可以節(jié)省存,簡化調試,而且還可節(jié)省執(zhí)行指令的時間,提高對輸入的響應速度。要使所編的程序簡短,就要注意編程方法,用好指令,用巧指令,還要能優(yōu)化結構。要實現某種功能,一般而言,在達到目的的相同時,用功能強的指令比用功能單一的指令,程序步數可能會少些。〔3要使所編的程序盡可能清晰這樣既便于程序的調試、修改或補充,也便于別人了解和讀懂程序。要想使程序清晰,就要注意程序的層次,講究模塊化、標準化。特別是在編制復雜的程序時,更要注意程序的層次,可積累自己的與吸收別人的經驗,整理出一些標準的具有典型功能的程序,并盡可能使程序單元化,像計算機中的常用的一些子程序一樣,移來移去都能用,這樣,設計起來簡單,別人也易了解?！?要使所編的程序合乎PLC的性能指標及工作要求所編程序的指令條數一定少于所選用的PLC存的容量,即程序在PLC中能放得下,所用的輸入、輸出點數要在所選用PLC的I/O點數圍之,PLC的掃描時間要少于所選用PLC的程序運行監(jiān)測時間。PLC的掃描時間不僅包括運行用戶程序所需的時間,而且還包括運行系統(tǒng)程序,如I/O處理、自監(jiān)測所需的時間?！?所編程序能夠循環(huán)運行PLC的工作特點是循環(huán)反復、不間斷地運行同一程序。它的運行從初始化后的狀態(tài)開始,待控制對象完成了工作循環(huán)〔完整程序執(zhí)行一次,則又返回初始化狀態(tài)繼續(xù)運行。因為只有這樣才能使控制對象在新的工作周期中也得到相同的控制。4.3自動售貨機PLC控制方案設計〔1通過分析,由于程序部的聯鎖、互動關系較為復雜,故采取步進指令較為簡單?！?本自動售貨機可使用5角硬幣,給計總金額數帶來麻煩,可對除5角識別器以外的所對應INC指令的計數器中的值乘2計算來方便計算總錢數,即將所有"元"轉化為多少個"5角"?！?由于實驗室PLC型號三菱FX2N-48MR對某些指令無法識別,所以需將所有用脈沖執(zhí)行型的功能指令都使用PLS指令進行轉化,即通過PLS指令驅動輔助繼電器M,實現程序功能?！?找余時,可找1元與5角,故需對剩余總金額寄存器中的數目除以2和取模2,除2結果即為當前要找1元的數目,取模2結果即為當前要找5角數目。〔5PLC選用繼電器輸出型?！?任務書要現顧客的循環(huán)購買,故需實現控制程序的跳轉〔向后跳轉。當顧客再次購買時,余額寄存器〔為了退幣,該寄存器中值已除2中值要先乘2,以便與商品價格比較〔商品價格已轉化為多少個5角,再進入下次購買?！?退幣結束時,使用SET指令恢復初始態(tài),并置位所有寄存器,以準備下一個顧客購買飲料,防止出現錯誤。4.4PLC選型4.4.1PLC概述〔1PLC的由來在PLC問世之前,工業(yè)控制領域中是繼電器控制占主導地位。繼電器控制系統(tǒng)有著十分明顯的缺點：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度慢、適應性差,尤其當生產工藝發(fā)生變化時,就必須重新設計、重新安裝,造成時間和資金的嚴重浪費。為了改變這一現狀,1968年美國最大的汽車制造商通用汽車公司〔GM,為了適應汽車型號不斷更新的要求,以在激烈的競爭的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢,提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來取代繼電器控制裝置,為此特擬定了十項公開招標的技術要求,根據招標要求,1969年美國數字設備公司〔DEC研制出世界上第一臺PLC〔PDP—14型,并在通用汽車公司自動裝配線上試用,獲得了成功,從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時期。從此可編程控制器這一新的控制技術迅速發(fā)展起來,而且在工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展很快?！?PLC的定義在PLC的發(fā)展過程中,美國電氣制造商協會〔NEMA經過4年的調查,于1980年把這種新型的控制器正式命名為可編程序控制器〔ProgrammableController,英文縮寫為PC,并作如下定義："可編程序控制器是一種數字式電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令,并實現邏輯運算、順序控制以對各種機械或生產過程進行控制。"國際電工委員會〔IEC曾于1982年11月頒布了可編程序控制器標準的草案第一稿,1985年1月又發(fā)表了草案第二稿,1987年2月頒布了草案第三稿。該草案中對可編程序控制器的定義是："可編程序控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器,用來在其部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字式和模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關外部設備等都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯成一個整體,易于擴充起功能的原則設計。"定義強調了PLC應直接應用于工業(yè)環(huán)境,它必須具有很強的抗干擾能力、廣泛的適應和應用能力。4、PLC的主要功能〔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指用PLC的與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯、并聯及其他各種邏輯連接,進行開關控制?！?定時/記數控制功能定時/記數控制功能指用PLC提供的定時器、計數器指令實現對某種操作的定時或計數控制,以取代時間繼電器和計數繼電器?！?數據處理功能數據處理功能是指PLC能進行數據傳送、比較、移位、數制轉換、算術運算、邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。〔4步進控制功能步進控制功能是指用步進指令來實現在有多道加工工序的控制中,只有前一道工序完成以后,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控制器?！?A/D與D/A轉換功能A/D與D/A轉換功能是指通過A/D、D/A模塊完成模擬量和數字量之間的轉換?！?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運動控制?！?過程控制功能過程控制功能是指通過PLC的PID控制指令或模塊實現對溫度、壓力、速度、流量等物理參數的閉環(huán)控制。〔8擴展功能擴展功能是指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,也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高PLC的控制功能?！?遠程I/O功能遠程I/O功能是指通過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,進行遠程控制,接收輸入信號、傳出輸出信號。〔10通信聯網功能通信聯網功能是指通過PLC之間的聯網、PLC與上位機的等,實現遠程I/O控制或數據交換,以完成較大規(guī)模系統(tǒng)的復雜控制?！?1監(jiān)控功能監(jiān)控功能是指PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進行狀態(tài)和進程,對系統(tǒng)中出現的異常情況進行報警和記錄,甚至自動終止運行；也可在線調整、修改控制程序中的定時器、計數器等的設定值。I/O點估算本系統(tǒng)是一個小型集中控制系統(tǒng),PLC選型主要取決于控制系統(tǒng)輸入、輸出開關信號的數量、用戶程序的長短及相關的功能。根據控制要求,I/O點數在40個左右,其中其輸入點為20點、輸出點為20點,該PLC為繼電器輸出型。了解各個控制對象的驅動要求,分析對象的控制要求,確定所控制參數的精度及類型,如：對開關量、模擬量的控制等,完成PLC硬件結構配置。本設計中,退幣按鈕、各種飲料按鈕、開始購買按鈕、繼續(xù)按鈕和飲料出口〔驅動電磁閥等均為開關量。根據上述要求,因條件所限輸出均用指示燈代替,由此繪制出PLC控制電路接線圖,編制I/O接口功能表。4.4.3PLC選型三菱PLC相較于西門子價格便宜,性價比較高,適于機電設備的自動化控制。而三菱FX系列是中小型機,FX-2N系列又是三菱FX家族中最先進的PLC系列,適用于本設計中的控制要求,其基本單位有16/32/48/64/80/128點,六個基本FX-2N單元中的每一個單元都可以通過I/O擴展單元擴充為256I/O點,其基本單元如表4.1所示：表4-2三菱FX-2N系列PLC型號輸入點數輸出點數擴展模塊點數繼電器輸入可挖硅輸出晶體管輸出FX2N—16MR-001FX2N—16MSFX2N—16MT8824—32FX2N—32MR-001FX2N—32MSFX2N—32MT161624—32FX2N—48MR-001FX2N—48MSFX2N—48MT242448—64FX2N—64MR-001FX2N—64MSFX2N—64MT323248—64FX2N—80MR-001FX2N—80MSFX2N—80MT404048—64FX2N—128MR-001FX2N—128MT646448—644.5程序設計I/O地址設計一般講,配置好的PLC其輸入點數與控制對象的輸入信號數總是相應的,輸出點數與輸出的控制回路數也是相應的〔如果有模擬量,則模擬量的路數與實際的也要相當,故I/O的分配實際上是把PLC的入、出點號分給實際的I/O電路,編程時按點號建立邏輯或控制關系,接線時按點號"對號入坐"進行接線。表4-3I/O信號地址分配表輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸出點編號5角投幣光電開關ST1X0005角退幣光電開關YA1Y0001元投幣光電開關ST2X0011元退幣光電開關YA2Y0015元投幣光電開關ST3X002報警燈HL1Y002西瓜汁按鈕SB1X003西瓜汁指示燈HL2Y003橙汁按鈕SB2X004橙汁指示燈HL3Y004葡萄汁按鈕SB3X005葡萄汁指示燈HL4Y005綠茶按鈕SB4X006綠茶指示燈HL5Y006紅茶按鈕SB5X007紅茶指示燈HL6Y007奶茶按鈕SB6X008奶茶指示燈HL7Y008咖啡按鈕SB7X009咖啡指示燈HL8Y009可樂按鈕SB8X010可樂指示燈HL9Y010牛奶按鈕SB9X011牛奶指示燈HL10Y011確定按鈕SB10X012投幣指示燈HL11Y012取消按鈕SB11X013推出飲料電磁閥YVY013多選按鈕"2"SB12X014多選按鈕"5"SB13X015流程設計PLC控制的自動售貨機的程序流程圖如圖4-4所示。圖4-4自動售貨機程序流程圖4.5.3PLC與現場器件的連接PLC與現場器件的連接圖如圖4-5所示。圖4-5PLC與現場器件的連接圖投幣程序設計在投幣的過程中,每投入一次錢幣,投入顯示將增加相應的幣值,余額也增加同樣幣制。在下圖4-6中,主要是數據傳輸程序和數據累加程序。接通電源后,M8013、M0閉合一個掃描周期,5角、1元、5元的信息被傳送至D0、D1、D2中。光電開關ST1、ST2、ST3分別檢測5角、1元、5元錢幣的投入數,并將檢測結果累加至D5中,程序產生一個周期為400ms的比較脈沖,比較D5中硬幣的累加值。圖4-6投幣程序設計相應的指令為：STLS20LDX001PLSM0LDM0INCD1LDX002PLSM1LDM1INCD2LDX003PLSM2LDM2INCD3LDS20OUTT0K60LDT0PLSM3MPSANDM3MULD2K2D4MPPPLSM4MPSANDM4MULD3K10D6MPPPLSM5MPSANDM5ADDD4D6D8MPPPLSM50MPSANDM50ADDD8D1D9MPPSETS21比較、選擇、購買程序設計價格的比較要貫穿購買過程的始終,只要余額大于某種商品價格時,就需要輸出一個信號,提示可以購買,這里只要選擇指示燈來代表此信號；當投入的幣值可以購買某種商品時,按下相應的"選擇"按鈕即可在出貨框中出現該種商品,同時液晶顯示屏中顯示出已經消費掉的金額,余額也將扣除已消費的幣值,接著余額繼續(xù)與價格相比較,判斷是否能繼續(xù)購買。出現在出貨口的商品在沒有取走前,一直保持顯示狀態(tài),用鼠標點擊該商品代表已經取走,出貨口中的商品隱藏。在下圖4-6中,當D5中的累加值2元<D5<3元時,M11接通,Y007接通,可樂指示燈亮且相應的常開觸點閉合；當D5>3元時,M12接通,Y010、Y011接通閉合,橙汁指示燈、紅茶指示燈亮,相應的常開觸點閉合。當按下可樂按鈕時,X007常開觸點閉合,M20、Y007、T2接通,推出飲料電磁閥YV通電,推出可樂,同時T2、T3產生占空比為50%、周期為400ms的閃爍程序,即Y000接通200ms、斷開200ms,可樂指示燈閃爍。由于X004閉合,T6接通,經過8s后YV失電,停止動作,同時D5中的數據減去可樂費用3元,剩余值存于D5中,作為需找錢的數值。圖4-7比較、選擇、購買程序設計相應的指令為：STLS21PLSM6LDM6CMPK5D9M7LDM8ORM9OUTY007LDM7RSTY000LDIM7ANDX004SETS22LDS21PLSM10LDM10CMPK6D9M11LDM12ORM13OUTY010LDM11RSTY000LDIM11ANDX005SETS23LDS21PLSM14LDM14CMPK11D9M15LDM16ORM17OUTY011LDM15RSTY000LDIM15ANDX006SETS24LDS21PLSM18LDM18CMPK20D9M19LDM20ORM21OUTY012LDM19RSTY000LDIM19ANDX007SETS25退幣程序設計在退幣過程中,最主要的是完成退幣的運算過程,根據結果輸出相應的錢幣,退幣結束時還要使用到的某些寄存器重新賦零。在下圖4-8中,T6動作,使得Y004接通,找錢執(zhí)行機構動作,YA為找錢光電計數開關,找出5角的錢幣經過C1技術,其數字為D5中的剩余值。當C1計數至D5中的值時,C1動作,使得M33動作,Y004斷開,找錢完畢。D5、C1復位,為下一次自動銷售飲料做好了準備。當投幣數大于3元時,其控制過程與按可樂按鈕時的控制過程類似,不再贅述。圖4-8退幣程序設計相應的指令為：STLS34OUTT5K20LDT5SETS35STLS35LDIC1OUTY002LDIC2OUTY001LDS35PLSM46LDS35PLSM47LDM46ADDD9K1D11LDM47ADDD10K1D12LDS35OUTC1D11OUTC2D12OUTT6K20OUTC3D9ANIC3OUTY000LDIC1ORIC2ANDT6OUTS34LDC1ANDC2ANDT6SETS0主程序設計根據上述各過程的程序設計,可以把一次交易過程分為幾個程序塊：投幣過程、選擇商品及購買過程、退幣過程。根據各過程的程序設計編寫指令程序表如表4-9所示。完整的程序設計見附錄。表4-9PLC指令語句表梯形圖程序調試由于實驗室沒有相應的實物控制模型<自動售貨機>,因此,在調試系統(tǒng)控制程序時,所有的輸入信號〔包括硬幣、紙幣識別均用開關信號來代替,所有的輸出均用指示燈來表示。調試時,首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線,并仔細檢查接線是否有誤,特別要注意接線時不能出現短路、斷路及反接等情況,否則會造成硬件損壞及人身意外。開始程序調試：首先將PLC控制程序寫入到PLC機器中,再選擇監(jiān)控狀態(tài),使PLC處于"RUN"狀態(tài),然后逐一按下開始購買按鈕、投幣按鈕〔硬幣識別機構,選擇按鈕,或繼續(xù)購買按鈕,觀察輸出指示燈是否按預計效果閃滅,并通過監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運行過程及輸入輸出信號、部描述實際出現的問題及解決方案。對照設計控制要求,逐一檢驗設計功能是否能有效的實現,并對程序進行改進和完善。例如,調試過程中,某些寄存器中的值出現異常,經仔細觀察程序執(zhí)行后,確認是因為沒有注意PLC的乘法和除法運算的結果需占用兩個寄存器；調試過程中,如果顧客需進行再次購買飲料時,控制程序會出現錯誤,主要是飲料按鈕指示燈無確按余額指示還可以購買物品,經仔細觀察程序執(zhí)行后,確認是因為未將余額寄存器中數值乘以2,導致顧客前次購物結束后的剩余金額在無形之中被減少一半,由此導致指示燈指示錯誤；調試過程中,發(fā)現重復線圈問題,需將程序進行合并,避免重復線圈；調試過程中,無法實現正確退幣〔現象為5角退幣機構和1元退幣機構總是少退一次幣,觀察程序執(zhí)行后,確認是因為是程序編制問題〔采用根據寄存器中的值計數,循環(huán)退幣造成的問題,為解決此問題需將余額寄存器中1元及5角的數目分別加1,作為計數器的設定值?？偠灾?對程序必須要反復調試,不斷改進,以獲得既完全實現功能,而又簡單、嚴謹性高的PLC控制程序。.結論論文在講述了自動售貨機的發(fā)展過程,以及國外發(fā)展的現狀。在此基礎上進行了方案論證,介紹了PLC的基本組成、特點、工作原理以及PLC的選型,并對基于PLC的自動售貨機系統(tǒng)的構成進行了詳盡的論述。根據畢業(yè)設計任務書的設計要求,以三菱FX2N-48MR型PLC為主控制器,基于FXGP/WIN-C編程軟件,采用順序控制的程序設計思路,設計了系統(tǒng)控制程序,包括投幣程序、比較選擇購買程序和退幣程序等等,通過本次論文設計,使我對PLC控制的知識有了更深層次的認識,同時通過多次上機操作,我對計算計的運用能力也有很大的提高,而在論文設計過查閱文獻,搜集資料,綜合分析等方面的訓練,使我綜合運用各方面知識,分析解決實際問題的能力也得到了很大的提高。在具體的設計過程中,通過老師和同學的幫助和自己的不斷摸索,掌握了不少的工程設計方法,同時也培養(yǎng)了自己的工程設計思想,為以后的實際工作打下了一定的基礎。PLCB本次自動售貨機設計方案比較簡單,造價也比較便宜,操作簡便,適合投放在學校、醫(yī)院、超市等公共場合。但本系統(tǒng)還存在一些不完善的地方,例如在對硬幣識別的功能上不夠完善,沒有設置5角以及紙幣的的識別系統(tǒng),用戶使用上有一定的局限。不完善的部分和功能的增加有待于進一步的設計和調試。PLCB.辭在此答辯之際,我首先要感導師老師。因為無論從論文選題,到編寫過程,直到完成,老師無不傾注著心血和辛勞。這點讓我們深受感動。老師認真的求學精神、嚴謹的治學態(tài)度、淵博的專業(yè)學識、敏銳的學術眼光、深邃的學術思想、勤勉塌實的治學作風、誨人不倦的精神無不讓人感動。我在這里說一聲,老師,辛苦了！同時,我還要感其他給我指導幫助的各位老師,他們都在我做設計的時候無私的幫助過我,給我提出很多很好的建議,讓我獲益匪淺。三年大學生活轉眼即逝。在這三年學習期間,理工學院的老師們無私耕耘、孜孜教誨,讓我們學到了很多書里和書外的知識。為我們即將進入社會打下了良好的基礎。在這里我向所有老師們表示深深得意和崇高的敬意。你們辛苦了！最后,衷心地感在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師！忠心地祝愿各位身體健康、工作順利。.參考文獻[1]建民.電氣控制與PLC應用〔第二版.電子工業(yè),2001.<3>:76-90[2]鄧星鐘.機電傳動控制〔第三版[M].：華中科技大學,2001[3]賀賈德勝.PLC應用開發(fā)實用子程序〔第一版[M].人民郵電,2006:135-136[4]三菱股份編.FX可編程控制器編程手冊[Z].：研華科技股份,2004.[5]鄒金慧.可編程控制器及其系統(tǒng)[M].：大學,2002.11[6]翁維勤.過程控制系統(tǒng)及工程[M].：化學工業(yè),1996[7]景學.等.可編程序控制器應用系統(tǒng)設計方法[M].：電子工業(yè),1995[8]余雷聲.電氣控制與PLC應用[M].：機械工業(yè),1998.[9]童偉,樹道.氣動PLC順序控制系統(tǒng)的設計[J].液壓與氣動,2004,〔10：12-13[10]王兆義.可編程控制器教程[M].：機械工業(yè),1997[11]宏鈞.可編程控制器課程設計指導書[M].：大學,2001[12]三菱電機株式會社.三菱PLC編程手冊[Z].日本：三菱電機株式會社,2003[13]譚維瑜.電機與電氣控制[M].：機械工業(yè),1999[14]許繆.工廠電氣控制設備[M].：機械工業(yè),1999[15]石玉珍.電氣制圖及圖形符號國家標準匯編[M].：中國標準,1989[16]培剛.蓋玉先.機電一體化系統(tǒng)設計[M].：機械工業(yè),2004[17]海根.機電傳動控制[M].：高等教育,2001[18]何存興.鐵華.液壓傳動與氣壓傳動[M].：華中科技大學,2000[19]于慶廣.可編程控制器原理與系統(tǒng)設計.：清華大學,2004[20]孔凡才.自動控制系統(tǒng)[M].：機械工業(yè),2003[21]進秋.永力.中民.可編程控制器原理及應用實例[M].：機械工業(yè),2004:76-78附錄主程序：外文資料翻譯Everyoneknowsthere'sonlyoneconstantinthetechnologyworld,andthat'schange.ThisisespeciallyevidentintheevolutionofProgrammableLogicControllers<PLC>andtheirvariedapplications.Fromtheirintroductionmorethan30yearsago,PLCshavebecomethecornerstoneofhundredsofthousandsofcontrolsystemsinawiderangeofindustries.Atheart,thePLCisanindustrializedcomputerprogrammedwithhighlyspecializedlanguages,anditcontinuestobenefitfromtechnologicaladvancesinthecomputerandinformationtechnologyworlds.Themostprominentofwhichisminiaturizationandcommunications.TheShrinkingPLCWhenthePLCwasfirstintroduced,itssizewasamajorimprovement-relativetothehundredsofhard-wiredrelaysandtimersitreplaced.AtypicalunithousingaCPUandI/Owasroughlythesizeofa19televisionset.Throughthe1980sandearly1990s,modularPLCscontinuedtoshrinkinfootprintwhileincreasingincapabilitiesandperformance<seeDiagram1fortypicalmodularPLCconfiguration>.Inrecentyears,smallerPLCshavebeenintroducedinthenanoandmicroclassesthatofferfeaturespreviouslyfoundonlyinlargerPLCs.ThishasmadespecifyingalargerPLCjustforadditionalfeaturesorperformance,andnotincreasedI/Ocount,unnecessary,aseventhoseinthenanoclassarecapableofEthernetcommunication,motioncontrol,on-boardPIDwithautotune,remoteconnectivityandmore.PLCsarealsonowwell-equippedtoreplacestand-aloneprocesscontrollersinmanyapplications,duetotheirabilitytoperformfunctionsofmotioncontrol,dataacquisition,RTU<remotetelemetryunit>andevensomeintegratedHMI<humanmachineinterface>functions.Previously,thesefunctionsoftenrequiredtheirownpurpose-builtcontrollersandsoftware,plusaseparatePLCforthediscretecontrolandinterlocking.TheGreatCommunicatorPossiblythemostsignificantchangeinrecentyearsliesinthecommunicationsarena.Inthe1970sModiconintroductionofModbuscommunicationsprotocolallowedPLCstocommunicateoverstandardcabling.ThistranslatestoanabilitytoplacePLCsincloserproximitytorealworlddevicesandcommunicatebacktoothersystemcontrolsinamainpanel.Inthepast30yearswehaveseenliterallyhundredsofproprietaryandstandardprotocolsdeveloped,eachwiththeirownuniqueadvantages.Today'sPLCshavetobedatacompilersandinformationgateways.Theyhavetointerfacewithbarcodescannersandprinters,aswellastemperatureandanalogsensors.Theyneedmultipleprotocolsupporttobeabletoconnectwithotherdevicesintheprocess.Andfurthermore,theyneedallthesecapabilitieswhileremainingcost-effectiveandsimpletoprogram.AnotherprimarydevelopmentthathasliterallyrevolutionizedthewayPLCsareprogrammed,communicatewitheachotherandinterfacewithPCsforHMI,SCADAorDCSapplications,camefromthecomputingworld.UseofEthernetcommunicationsontheplantfloorhasdoubledinthepastfiveyears.Whileserialcommunicationsremainpopularandreliable,Ethernetisfastbecomingthecommunicationsmediaofchoicewithadvantagesthatsimplycan'tbeignored,suchas:*Networkspeed.*Easeofusewhenitcomestothesetupandwiring.*Availabilityofoff-the-shelfnetworkingcomponents.*Built-incommunicationssetups.IntegratedMotionControlAnotherresponsibilitythePLChasbeentaskedwithismotioncontrol.Fromsimpleopen-looptomulti-axisapplications,thetrendhasbeentointegratethisfeatureintoPLChardwareandsoftware.Therearemanyapplicationsthatrequireaccuratecontrolatafastpace,butnotexactprecisionatblazingspeeds.Theseareapplicationswherethestand-alonePLCworkswell.ManynanoandmicroPLCsareavailablewithhigh-speedcountingcapabilitiesandhigh-frequencypulseoutputsbuiltintothecontroller,makingthemaviablesolutionforopen-loopcontrol.Theonecaveatisthatthecontrollerdoesnotknowthepositionoftheoutputdeviceduringthecontrolsequence.Ontheotherhand,itsmainadvantageiscost.Evensimplemotioncontrolhadpreviouslyrequiredanexpensiveoptionmodule,andattimeswasrestrictedtomoresophisticatedcontrolplatformsinordertomeetsystemrequirements.Moresophisticatedmotionapplicationsrequirehigher-precisionpositioninghardwareandsoftware,andmanyPLCsofferhigh-speedoptionmodulesthatinterfacewithservodrives.Mostdrivestodaycanaccepttraditionalcommandsfromhost<PLCorPC>controls,orprovidetheirowninternalmotioncontrol.Thetrendhereistointegratethemotioncontrolconfigurationintothelogiccontrollerprogrammingsoftwarepackage.ProgrammingLanguagesAfacetofthePLCthatreflectsboththepastandthefutureisprogramminglanguage.TheIEC61131-3standarddealswithprogramminglanguagesanddefinestwographicalandtwotextualPLCprogramminglanguagestandards:*Ladderlogic<graphical>.*Functionblockdiagram<graphical>.*Structuredtext<textual>.Instructionlist<textual>.Thisstandardalsodefinesgraphicalandtextualsequentialfunctionchartelementstoorganizeprogramsforsequentialandparallelcontrolprocessing.Basedonthestandard,manymanufacturersofferatleasttwooftheselanguagesasoptionsforprogrammingtheirPLCs.Ironically,approximately96percentofPLCusersrecentlystilluseladderdiagramstoconstructtheirPLCcode.Itseemsthatladderlogiccontinuestobeatopchoicegivenit'sperformedsowellforsolong.HardwarePlatformsThemodernPLChasincorporatedmanytypesofCommercialofftheShelf<COTS>technologyinitsCPU.ThislatesttechnologygivesthePLCafaster,morepowerfulprocessorwithmorememoryatlesscost.TheseadvanceshavealsoallowedthePLCtoexpanditsportfolioandtakeonnewtaskslikecommunicati