基于plc的自动售货机_大学毕业论文(编辑修改稿)

基于plc的自动售货机_大学毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

合人指的大小，运营商可随意添加或减少产品，只需简单的修改程序里的数值设定。 右手边 米高处设计了投币口和找零按钮及盒子。 符合一般人右手投币取零的舒适高度。 商品贮存部分 为方便出货，商品的贮存部分主要是垂直固定，下方设置有出货装置。 如图： 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 6 图 贮存及出货装置示意图 根据不同商品尺寸设计不同的贮存通道。 根据运营商所要装载的商品数量设计贮存通道的长度。 商品驱动机构 本次设计的商品驱动机构主要是以低转速马达为动力的带槽圆柱体。 如图： 图 出货装置示意图 商品半径为 ，驱动马达转动接近 180176。 时商品掉落，下一件商品会在刚好 180176。 时落入另一个槽，由于传感器的中断信号作用，马达此时停止。 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 7 第 3 章 PLC 控制柜设计 PLC的简介 PLC 是一种专门为在工业环境 下应用而设计的数字运算操作的电子装置，全称为Programmable logic Controller（程序逻辑控制器）。 它采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 PLC 是以 CPU 为核心，综合了计算机技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，是现代工业控制的三大支柱（ PLC、机器人和 CAD/CAM）之一。 目前，世界上生产 PLC 的主要厂家有 65 个，其中最有名气的厂家在德国、美国、法国和日本。 日本的几个厂家为三菱、富士。 还有包括日立、东芝、横河、立石、光洋、夏普等公司。 美国的几个厂家为通用电器公司，歌德公司，数字设备公司， Rockwell AllenBradley 等。 德国的 SIEMENS。 法国的 Schneider。 使用最广泛的是 SIEMENS和 AllenBradley 以及 Schneider 的人机界面。 在我国沿海地区日本的三菱也应用的非常广泛。 图 西门子 S7200PLC 及 8I/8O 模块 PLC的工作原理 PLC 的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户任务。 PLC 通电后，首先对硬件和软件作一些初始化操作，初始化反复不停地分阶段处理各种不同的任务，基本流程如图。 所示。 但是 PLC 也有它自己的特点， PLC 在确定了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是用循环扫描方式完成的。 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 8 对每一个程序， 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。 图 PLC 程序循环扫描示意 （ 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，这就形成了 PLC 的实际输出。 PLC的硬件组成 PLC 的硬件主要由中央处理器（ CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成。 其中， CPU是 PLC 的核心；输入单元 /输出单元是 CPU与现场输入 /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。 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 9 图 PLC 控制柜 PLC的选 型以及 I/O点分配表 PLC 的选型，综合考虑 PLC 的价格，可靠性，大小等多方因素。 决定选择 SIMATIC S7200 中 CPU型号为 224 的，拓展输入输出模块选择 8I/8Q 的。 I/O 点分配表如下： 图 自动售货机 I/O 点分配表 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 10 控制柜内部设计 控制柜内部包括有空气开关， 24VDC 电压源， PLC及其 IO模块，柜内照明灯，接线端子，插座和走线槽。 控制柜内部设计如下图： 图 控制柜设计图 电气接线图设计 电气接线图的设计主要包括主 电路图， PLC 接线图， I/O对应电气元件接线示意图。 主电路图如下： 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 11 图 控制柜主电路图 PLC 接线示意图如下： 图 PLC 接线示意图 I/O 对应电气元件示意图如下： 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 12 图 接线示意图 图 接线示意图 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 13 图 接线示意图 图 接线示意图 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 14 图 接线示意图 图 接线示意图 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 15 图 接线示意图 图 接线示意图 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 16 图 接线示意图 图 接线示意图 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 17 第 4 章 自动售货机的 PLC 程序设计 自动售货机控制系统总体设计 自动售货机控制部分包括，投币，购买，出货，找零，指示灯，报警以及复位。 为了方便程序的修改以及商品的添加，使用主程序和调用子程序的形式编程。 主程序部分如下： 图 PLC 程序块 其中 main_program是自动售货机控制系统的主程序，其中包括了开机初始化、手动复位、投币系统、 找零程序调用、商品购买程序调用、报警程序调用。 运营商可在主程序中添加相应商品购买程序调用，添加子程序并仿照其他商品来添加商品购买的出货、扣钱、指示灯，从而完成商品的添加。 去除产品时可直接屏蔽相应的子程序调用程序。 Change 是找零程序， goods_1~goods_8 为商品购买动作程序。 其中包括了购买按键、商品出货驱动、指示灯、扣钱计算器等。 Alarm为报警程序。 当自动售货机遭到撞击或被翻倒时，报警系统发出灯光和蜂鸣器报警。 运营商亦可在报警子程序中添加其他条件的报警系统。 通过主、子程序的调用实现了程序的易 读性和灵活性。 略懂 PLC 的人也能看懂程序，也能模仿着去添加商品。 复位程序设计 本次设计提供了两个复位程序，。 作用对象一样，功能略有不同。 开机自动复位程序如下： 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 18 图 自动复位程序 First_Scan~: 是 S7200 的系统符号。 功能固定，意思是仅在第一个扫描周期中接通为 ON。 开机的第一个扫描周期将所有的输出点 Q 和所有的中间。