基于plc的自动售货机(饮料机)_毕业设计(编辑修改稿)

基于plc的自动售货机(饮料机)_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

入 /输出设备之间的接口电路；通信接口用于连接编程器、上位计算机等外部设备，其硬件构成图如 图 所示： 基于 PLC 的自动售货机（饮料机） 第 7 页 共 28 页 图 PLC硬件结构图 PLC 各部分的作用 （ 1） 中央处理器 CPU是由控制器和运算器组成的。 运算器也称为算术逻辑单元，它的功能就是进行算术运算和逻辑运算。 控制器的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊地工作，它的基本功能是从内存中取指令和执行指令。 他的重要功能如下： ① 诊断 PLC 电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。 ② 采集由现场输入装置送来的状态或数据，并送入 PLC 的寄存器中。 ③ 按用户程序存储器中存放的先后顺序逐条读取指令，进行编译解释后，按指令规定的任务完成各种运算和操作。 ④ 将存于寄存器中的处理结果送至输出端。 ⑤ 应各种外部设备的工作请求。 （ 2） 存储器 PLC的存储器分为两大部分： 一大部分是系统存储器，用来存放系统管理程序、监控程序及其系统内部数据。 二大部分是用户存储器，包括用户程序存储区及工作数据存储区。 （ 3） 输入输出接口电路 PLC 通过输入输出（ I/O）接口电路实现与外围设备的连接。 输入接口通过 PLC 的输入端子接受现场输入设备的控制信号，并将这些信号转换成 CPU 所能接受和处理的数字信号。 （ 4） 电源 PLC的电源是指将外部输入的交流电经 过整流、滤波、稳压等处理后转换成满足 PLC 的 CPU、存储器、输入输出接口等内部电路工作所需要的直流电源电路或电源模块。 基于 PLC 的自动售货机（饮料机） 第 8 页 共 28 页 （ 5） 输入输出 I/O 扩展接口 若主机单元的 I/O点数不能满足输入输出点数需要时，可通过此接口用扁平电缆线将 I/O 扩展单元与主机单元相连接。 PLC的基本工作原理 PLC采用的是循环扫描工作方式。 对每个程序， CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断 循环，每一个循环称为一个扫描周期。 PLC的扫描全过程如图 所示。 ① 输入刷新阶段 在输入刷新阶段， CPU 扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。 完成后关闭输入端口，转入程序执行阶段。 ② 程序执行阶段 在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐条执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。 ③ 输出刷新阶段 当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路，并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作， 这才形成 PLC 的实际输出。 图 PLC的扫描全过程 显然扫描周期的长短主要取决与程序的长短。 扫描周期越长，响应速度越慢。 由于每一个扫描周期只进行一次 I/O 刷新，即每一个扫描周期 PLC 只对输入、输出状态寄存器更新一次，故使系统存在输入、输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。 由此可见，若输入变量在 I/O刷新期间状态发生变化，则本次扫描期间输出会相应地发生变化。 反之，若在本次刷新之后输入变量才发生变化，则本次扫描输出不变，而要到下一次扫描的 I/O 刷新期间输出才会发生变化。 这对基于 PLC 的自动售货机（饮料机） 第 9 页 共 28 页 于一般的开 关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成不利影响，反而可以增强系统的抗干扰能力。 这是因为输入采样仅在输入刷新阶段进行， PLC 在一个工作周期的大部分时间里实际上是外设隔离的。 而工业现场的干扰常常是脉冲式的、短时的，由于系统响应较慢，往往要几个扫描周期才响应一次，而多次扫描后，因瞬间干扰而引起的误操作将会大大减少，从而提高了系统的抗干扰能力。 但是对于控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时采用一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的响应滞后等不良影响。 三菱可编程控制器的分类 三菱 PLC 是一种集成型小型单元式 PLC，且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。 现有 FX1n系列、 FX2n 系列、 FX3u 系列、 FX3g 系列以及 Q 系列的 PLC。 FX2n 系列介绍 简单介绍 FX2n 系列是 FX 系列 PLC 家族中最先进的系列。 由于 FX2n 系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为各大工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。 为大量实际应用而开发的特殊功能 开发了各个范围的特殊功能模块以 满足不同的需要 模拟 I/O，高速计数器。 定位控制达到 16轴，脉冲串输出或为 J和 K型热电偶或 Pt 传感器开发了温度模块。 对每一个 FX2n 主单元可配置总计达 8 个特殊功能模块。 网络和数据通信 连接到世界上最流行的开放式网络 CCLink， Profibus Dp 和 DeviceNet 或者采用传感器层次的网络解决您的通信需要。 其它功能 内置式 24V 直流电源 24V、 400mA 直流电源可用于外围设备，如传感器或其它元件。 快速断开端子块 因为采用了优良的可维护性快速断开端 子块，即使接着电缆也可以更换单元。 时钟功能和小时表功能 在所有的 FX2NPLC 中都有实时时钟标准。 时间设置和比较指令易于操作。 小时表功能对过程跟踪和机器维护提供了有价值的信息。 持续扫描功能 为应用所需求的持续扫描时间定义操作周期。 输入滤波器调节功能 可以用输入滤波器平整输入信号（在基本单元中 x000 到 x017）。 注解记录功能 元件注解可以记录在程序寄存器中。 在线程序编辑 在线改变程序不会损失工作时 间或停止生产运转。 RUN/STOP 开关 面板上运行 /停止开关易于操作。 远程维护 远处的编程软件可以通过调制解调器通信来监测、上载或卸载程序和数据 基于 PLC 的自动售货机（饮料机） 第 10 页 共 28 页 密码保护 使用一个八位数字密码保护您的程序。 本章小结 本章详细的讲解了 PLC 的具体情况，从而初步认定了，用 PLC 来控制自动售货机的自动运作的方案是可行的。 从而根据自己的情况，我先认定用三菱牌子的 PLC 来进行下面的设计，一方面，自己只接触过三菱牌子的 PLC；另 一方面，学校的 PLC都是三菱牌子，方便检验。 基于 PLC 的自动售货机（饮料机） 第 11 页 共 28 页 第三章 自动售货机的硬件设计 控制要求 本文设计的是自动售饮料机 ,它的总体售货过程是：当顾客购买饮料时 ,投入的货币 (投入货币的面值和剩余值由 PLC驱动数码管显示 )经过光传感器感应，然后由光传感器驱动硬币识别器识别硬币或纸币识别器识别纸币，如果是假币则被排出，如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的货币贮币腔 ,并经光传感器感应，由光传感器驱动 PLC 运行。 然后经顾客选择、 PLC 进行控制，使在PLC 的输出口上有相应的信号输出。 大体运行如图 所示： 图 售货总体梯形图 光电传感。