基于plc控制的饮料自动售货机设计

基于plc控制的饮料自动售货机设计内容摘要：

的主流。 在居季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温 ,与以往的自动售货机相比 ,它能够节约10,15 21 世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。 同时因经济复苏缓慢，社会对扩大就业与工作场所提供茶点饮料的福利事业更为关注。 自动售货机不仅保障了惬意的工休时间 ,也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段。 特别 是在 24 小时无休工作状态中的办公场所，使用独具魅力的迷你型饮料冲饮机，解决了不间断提供咖啡饮品服务的问题 ,这种服务加速了自动售货机与咖啡饮品服务的融合。 从自动售货机业的发展历程看，其具有快速发展的潜力 ： 自动售货技术的发展促进了自动售货机业的成长。 自动售货机作为一种集声、光、机电一体化的高新智能化产品，一般由识别系统、找零系统、传输系统、制冷 (恒温 ) 系统组成。 随着防伪识别技术、数码技术、软件技术和制冷技术的发展 ,自动售货机运行的可靠性大大提高，减少了货物出售和货币识别的误差，有效地维护了运营 商和消费者双方的权益。 自动售货机从仅能识别硬币到准确的识别纸币，方便了消费者的购买行为，为自动售货机业的发展提供了基础保障。 2 、自动售货机的分布密度高，满足了消费者的便利性和即时性需求。 随着人们生活方式向快节奏、高效率变化，时间的价值显著提高，消费者在购物时更加注重便利性、即时性。 随着自动售货机数量的增加，商品包装的定量化和标准化，出售的商品多样化，自动售货的便利性日益显现。 同时，被称为“永不下班的超级营业员”的自动售货机在满足人们的即时性需求方面是其它零售方式不可替代的。 3 、满足运营商获取高收益 的要求。 零售业各业态日趋激烈的竞争 ,使得商家不断寻求新的投资机会，而自动售货机业态恰好符合投资的风险 —— 收毕业设计用纸 四川工程职业技术学院电气自动化专业毕业设计 4 益原则。 由于自动售货机的销售效率高 (平均每台自动售货机销售额达到 1 万美元 ) ,运营商规模大 (一般拥有 10 多万台甚至 100 多万台 ) ，加上自动售货机本身具有的节约劳动力与场地等优势，从而降低了经营成本 ,提高了投资收益。 专家预测 ,未来几年中国市场上的自动售货机将每年增加 5— 10 万台。 中国沿海比较富裕的地区，将大约有 亿人口经常使用自动售货机。 目前按人均台数计算 ,自动售货机在日本达到每台 25 人，在美 国达到 5060 人 ,在欧洲每台 50120 人，而中国的人均拥有量却很低 ,若按每台 500 人计算，中国城市人口 亿，中国自动售货机的潜在容量为 73 万台，以每天销售 200元计， 73 万台自动售货机的全年销售额可达 500 亿。 因此加快发展中国自动售货机业，对提高投资效益具有重要的意义。 本次设计的主要目的、基本思路 本次设计的主要目的能够实现自动售货机的自动控制系统的 PLC 设计，进一步增强和完善学生自我的创新与动手能力。 本次设计的题目是饮料自动售货机，基本思路是应用西门子 S7200 型PLC 的梯形图来设计 控制程序，并简单介绍相关的知识，如： PLC 的定义、PLC 的 编程语言 、 PLC 的硬件组成等。 根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图，再根据 PLC 的相关知识设计出它的外部接线图，结合梯形图和 PLC 原理图分析说明该设计的控制原理过程。 毕业设计用纸 四川工程职业技术学院电气自动化专业毕业设计 5 第二章 PLC 概述 PLC 的定义 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。 它采用可以编制程序的存储器，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日本、美国和德国。 日本的几个厂家为三菱、富士 、 日立、东芝、横河、立石、光洋、夏普等公司。 美国的几个厂家为德州食品公司、通用电器公司、歌德公司、数字设备公司等。 还有德国的西门子 ，荷兰的飞利浦，香港的鹰达等公司也是很有名气的。 日本三菱电机公司（ MITSUBISHI）于 1971年开始研制 PLC，目前主要有 F1,F2,FX,K,A 等十几个系列几十种产品 ， 在我国（主要是华东和华南地区）的工业控制领域具有一定的市场占有率。 PLC 的特点 抗干扰能力强，可靠性好。 I/O 系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑。 控制系统结构简单，通用性强。 PLC 及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。 编程方便，易于使用。 PLC 程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。 功能完善。 在 PLC 内部具有许多控制功能，诸如时序、计算机、主控继电器以及移位寄存器、中间寄存器等。 设计、施工、调试的周期短。 PLC 采用模块化积木式结构，故仅需按性能、容量等选用组装，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。 体积小，维护操作方便。 PLC 体积小，质量轻，便于安装。 易于实现网络化。 PLC 可连成功能很强的网络系统。 可实现三电一体化。 PLC 将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制） 和电结（运 动控制）这三电集于一体。 PLC 的工作原理 毕业设计用纸 四川工程职业技术学院电气自动化专业毕业设计 6 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。 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。 工作原理图如图 示： 图 21 PLC 的编程语言 PLC 为用户提供了完善的编程 语言来满足编制用户程序要求。 它提供的编程语言通常有以下 5 种：梯形图 LAD、语句表 STL、顺序功能图 SFC、功能块图 FBD 和结构文本 ST。 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。 其硬件构成图如图 22 所 示： 毕业设计用纸 四川工程职业技术学院电气自动化专业毕业设计 7 图 22 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的工作，它的基本功能是从内存中取出指令和执行指令。 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。 而大部分使用户存储器，包括用户程序存储区及工作数据存储区。 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。 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。 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。 外部 设备 接口 输入接口 中央处理单元 （ CPU） I\O 扩展接口 输出接口 编程器 存储器 系 统 程 序 用户 程序 数 据 毕业设计用纸 四川工程职业技术学院电气自动化专业毕业设计 8 PLC 自动售货控制系统 自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制。