【基于PLC自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)10000字（論文）】

基于PLC自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)目錄1、緒論 、自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)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，按下開始按鈕后，就可以開始進(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，按下退幣按鈕可退幣。3.2自動(dòng)售貨機(jī)的程序部分3.2.1程序中用到的部分指令比較指令在PLC控制系統(tǒng)中是一條十分重要的功能指令，它將[S1]、[S2]中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比較結(jié)果送到目的操作數(shù)[D]中，如下圖3.2所示，當(dāng)X000為OFF時(shí)，不執(zhí)行CMP指令，M10，M11，M12保持不變；當(dāng)X000為ON時(shí)，執(zhí)行CMP指令，[S1]、[S2]中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即C10計(jì)數(shù)器值與K10（數(shù)值K10）比較。如果C10當(dāng)前值小于10，則M10=1；如果C10當(dāng)前值大于10，則M12=1；如果C10當(dāng)前值等于10，則M11=1。圖3.2CMP指令使用說(shuō)明加法運(yùn)算：加法運(yùn)算指令是把指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中。當(dāng)X000為1時(shí)，（D0）+（D5）=（D6），運(yùn)算是代數(shù)運(yùn)算圖3.3加法運(yùn)算使用說(shuō)明圖減法運(yùn)算：減法運(yùn)算指令是把指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中，如圖3.3所示。當(dāng)X000為1時(shí)，（D10）-（D12）=（D14），運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算。圖3.4減法運(yùn)算使用說(shuō)明圖3.2.2自動(dòng)售貨機(jī)的控制程序程序部分可分為5個(gè)部分。分別為：?jiǎn)?dòng)部分、投幣比較部分、可購(gòu)買顯示部分和飲料選擇部分、貨幣相減部分和退幣部分。程序見附錄。投幣比較部分：投幣的時(shí)候由貨幣識(shí)別器識(shí)別幣種，投入的一個(gè)幣相當(dāng)于按一次按鈕，T10表示在10s投幣，可累加幣值，所以使用的數(shù)據(jù)寄存器為停電保持型D200。3.3程序的調(diào)試部分3.3.1GXDeveloperGXDeveloper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)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能?？删幊炭刂破髟谡{(diào)試中連接而不是在順序程序中連接，因?yàn)樘菪芜壿嫓y(cè)試功能可以更容易地調(diào)試。利用專用繼電器/專用寄存器，編程時(shí)，許多程序員和PLC系統(tǒng)維護(hù)人員使用CPU錯(cuò)誤。在編寫和編寫程序后，PLC硬件設(shè)備與編程電纜之間需要通信，為生產(chǎn)過(guò)程提供了極大的方便。售貨機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行，采用指令來(lái)實(shí)現(xiàn)貨物的銷售控制系統(tǒng)的。在售貨機(jī)中，通電后，進(jìn)入工作狀態(tài)，通過(guò)按鈕開關(guān)信號(hào)來(lái)控制PLC，售貨機(jī)按照設(shè)定的程序開始運(yùn)行。根據(jù)加工的適用性要求，將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭隤LC后，根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，系統(tǒng)則按照選擇的貨物繼續(xù)運(yùn)行。在調(diào)試時(shí)不用和可編程控制器連接，不用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。3.3.2硬件焊接和調(diào)試本設(shè)計(jì)是首先利用Protel軟件繪制PLC售貨系統(tǒng)，LCDMCU連接，元件的外圍電路和PLC電路之間的連接，鍵盤與PLC電路和原理圖連接電源電路等。為了保證所有焊接線都正確地焊接在PC開發(fā)板上，正確的焊接體積更適合。為了避免與附近焊接的連接，線路焊接失效沒(méi)有迅速的結(jié)果。為了保證宏處理器控制繼電器部分實(shí)際應(yīng)用的正確性，將焊接電路首先連接到一萬(wàn)個(gè)板上，并在插座后對(duì)插座進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的硬件調(diào)試首先我們主要查看硬件連接是否粗糙，主要元器件是否焊接完全，電路布局的是否合理。用萬(wàn)用表來(lái)測(cè)定各自的別針和自滿，檢查是否正常。設(shè)備的連接，下一個(gè)電源，輸出電壓測(cè)量用萬(wàn)表，而且電壓為5.3V。在這個(gè)測(cè)試中，一個(gè)程序也被測(cè)試了的全部I/O端口的輸出，I/O口輸出電壓和根據(jù)程序的控制值。在測(cè)量過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)了封鎖和泄漏。泄漏焊接，焊接，焊接，再密封。焊接后，可以測(cè)試電路板的電力。在電氣的前，檢查電路板，保證焊接電路。通過(guò)反復(fù)考試，取得了正文設(shè)計(jì)電路的效果。3.3.3程序調(diào)試聯(lián)系實(shí)際運(yùn)行的程序調(diào)試程序。這一步是為了消除程序中的邏輯錯(cuò)誤，我們匯編匯編語(yǔ)言程序編譯并下載到PLC上。通過(guò)觀察各個(gè)步驟是否與車庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)要求相符合，假如存在一些調(diào)試不成功或者不滿意的地方，通過(guò)實(shí)際操作查找邏輯錯(cuò)誤，不斷修改程序，最終達(dá)到預(yù)先設(shè)定的操作步驟和顯示格式等許多要求。編寫控制程序直到一個(gè)最滿意的控制系統(tǒng)。以投入3個(gè)1元，買酸奶為例進(jìn)行程序調(diào)試。按下梯形圖邏輯測(cè)試啟動(dòng)/結(jié)束按鈕，等待程序?qū)懭隤LC中，然后梯形圖中就會(huì)顯示有藍(lán)色部分，一般常閉觸點(diǎn)都為藍(lán)色，表示接通，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為顯示為0。圖3.5進(jìn)入調(diào)試數(shù)據(jù)寄存器的初始狀態(tài)在菜單欄的“在線”欄中選擇調(diào)試-軟元件測(cè)試。因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)上都是按鈕設(shè)置，所以當(dāng)按鈕按下去為1，松開即為0，因此要在軟元件測(cè)試中的位軟元件中寫入X000后強(qiáng)制ON（表示開始按鈕接通）然后再?gòu)?qiáng)制OFF（表示松開按鈕）。在10s內(nèi)迅速按X001按鈕5次（標(biāo)志投入5元），再按下X015按鈕（表示買酸奶）。圖3.6X001接通5次后狀態(tài)圖3.7按下酸奶按鈕后狀態(tài)圖3.8選擇酸奶部分操作完之后還有剩余的錢，按下退幣按鈕X016，然后再?gòu)?qiáng)制off，因?yàn)橥藥虐粹o也是按下為1接通，松開為0斷開。圖3.9退幣前的狀態(tài)圖3.10退幣后狀態(tài)4、基于MCGS組態(tài)的自動(dòng)售貨機(jī)仿真4.1MCGS通用組態(tài)軟件本文選用昆企通態(tài)的MCGS通用組態(tài)軟件作為上位PC機(jī)軟件開發(fā)監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)車庫(kù)狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控，選用嵌入式組態(tài)編程軟件ew5000作為上位觸摸屏軟件開發(fā)人機(jī)操作界面，實(shí)現(xiàn)車庫(kù)狀況的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。組態(tài)軟件一般有圖形界面系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、第三方程序接口組件和控制功能組件。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。4.2建立組態(tài)畫面因?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。了減少篇幅，組態(tài)王軟件的安裝方法就不在這里敘述。打開MCGS組態(tài)環(huán)境后新建工程。在新建的工程中點(diǎn)擊用戶窗口，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)畫組態(tài)按鈕，開始創(chuàng)建畫面。圖4.1新建數(shù)據(jù)庫(kù)圖創(chuàng)建自動(dòng)售貨機(jī)畫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)窗口中畫大小合適的位圖，選中畫好得位圖，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8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。圖4.2自動(dòng)售貨機(jī)的組態(tài)下效果圖4.3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?；氐街暗墓ぷ髋_(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4.3工作臺(tái)設(shè)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)如下圖所示：圖4.4（a）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置圖4.4（b）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)畫組態(tài)中電機(jī)可樂(lè)指示燈，其設(shè)置如下圖圖4.5可樂(lè)指示燈參數(shù)在動(dòng)畫組態(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4.6可樂(lè)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4.7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4.8通道量設(shè)置圖4.9通道設(shè)計(jì)至此，參數(shù)設(shè)置完畢，打開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。4.4仿真效果不要關(guān)閉上面的窗口，雙擊打開狀態(tài)王軟件，雙擊工程2，點(diǎn)擊工程瀏覽器左邊欄中的畫面，雙擊右邊欄中的畫面3進(jìn)入開發(fā)系統(tǒng)界面，點(diǎn)擊文件，點(diǎn)擊切換到View，在彈出的窗口中，點(diǎn)擊畫面，再點(diǎn)擊打開，在彈出的窗口中，雙擊擊3畫面，進(jìn)入仿真，仿真效果圖如下。按下2元投幣按鈕后的仿真圖4.10。圖4.10投幣2元仿真圖在上面的基礎(chǔ)上，再按下1元投幣按鈕后的仿真圖4.11。圖4.12投幣3元仿真圖按下選購(gòu)礦泉水按鈕后的仿真圖4.13。圖4.13購(gòu)買礦泉水仿真圖按下找零按鈕后的仿真圖。圖4.14找零仿真圖參考文獻(xiàn)總結(jié)通過(guò)調(diào)試后在設(shè)備上的反復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:展示型自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)與制調(diào)工作已經(jīng)取得成功，整個(gè)加工過(guò)程安全平穩(wěn)，產(chǎn)品完全滿足要求，在市場(chǎng)上銷售具有適應(yīng)廣，容易操作，展示性強(qiáng)等較大優(yōu)勢(shì)。由于本人專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備、時(shí)間精力以及能力的限制，本文只是對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的相關(guān)裝置以及控制系統(tǒng)做了嘗試性的研究，在課題的研究過(guò)程中存在不足之處，主要有：（1）針對(duì)本課題設(shè)計(jì)的控制器只適用于食品機(jī)(無(wú)冷藏箱)的欠缺，需要繼續(xù)完善程序，使其可以通過(guò)手動(dòng)設(shè)置從而任意更換機(jī)器類型；（2）隨著機(jī)器功能不斷增強(qiáng)，代碼數(shù)量給小的存儲(chǔ)器帶來(lái)了壓力，下一步需要進(jìn)行的工作是改進(jìn)算法縮小代碼體積，或擴(kuò)展存儲(chǔ)器；（3）在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的用戶研究和交互設(shè)計(jì)方法方面，根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)品的人機(jī)交互研究，滿足用戶已知的需求，超越用戶的想象，引領(lǐng)用戶的需求，與此同時(shí)引領(lǐng)市場(chǎng)。附錄附錄（一）PLC接線圖（二）PLC梯形圖參考文獻(xiàn)洪鵬，余世明.基于時(shí)間序列分析的自動(dòng)售貨機(jī)銷量預(yù)測(cè)[J].計(jì)算機(jī)科學(xué).2015(S1)李海.基于嵌入式PLC的智能自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)[J].電子技術(shù)與軟件工程.2015(22)陳彭湖.基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)的控制系統(tǒng)的研究[J].裝備制造技術(shù).2016(01)徐圣龍.自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2014(06)包西平.基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù).2014(08)孟勃含.自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].數(shù)碼世界.2016(11)王錦.自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(科學(xué)教育版).2011(08)祝常紅.基于PLC及嵌入式MCGS組態(tài)軟件的自動(dòng)售貨機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)[J].自動(dòng)化應(yīng)用.2010(11)朱瑤鈴，林雅潔，鐘進(jìn)搏，林麗萍，劉媛.高校自動(dòng)售貨機(jī)規(guī)劃管理研究[J].云南科技管理.2017(01)李敏.基于PLC的柜門式自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)[J].中外企業(yè)家.2016(36)王亞.湖南省酒店業(yè)推廣使用自動(dòng)售貨機(jī)的意義[J].湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2009(02)余世明，晁岳磊，繆仁將.自動(dòng)售貨機(jī)研究現(xiàn)狀及展望[J].中國(guó)工程科學(xué).2008(07)鄭大宇，紀(jì)鵬.自動(dòng)售貨機(jī)結(jié)構(gòu)安全機(jī)制的研究[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2006(01)FrankvanKolfschooten.Netherlandsintroduceschild-proofcigarettevendingmachines.TheLancet.2002HidetakaSakaiHidekiNakajima，MinoruHigashihara，MasashiYasudaandMas