PLC控制自动售货机的设计(电气自动化)

摘要：对自动售货机进行了研究，报告了自动售货机的发展、现状、应用领域以及未来的发展趋势。利用控制自动售货机，选择合适的方案，将程序输入PC机进行调试，最终确定设计方案。并进行合理的硬件选型、设计及I/O配置。
关键词：自动售货机    PLC    选择    设计

自动售货机作为一种先进的零售业态，受到喜欢追逐时尚的年轻人的欢迎。自动售货机是一种高智能化的产品，因其没有语言障碍，操作简便，可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时自动售货系统在运营时需要更少的资本、占用更小的面积，拥有吸引人们购买好奇心的自身性能，以及解决人工费用上升的问题等优点。自动售货机行业长期以来在美国、日本等国家得到迅猛发展，目前已在45个国家得到广泛普及。据业内人士估计，中国的自动售货机拥有量仅有2万台，相对于13亿的人口大国和零售业态发展的趋势而言，中国自动售货机行业的发展空间将更加广阔。 (咨询qq:306826066 非此咨询qq均为非法网站) [资料来源：THINK58.com]

动作要求
1） 此自动售货机可投入1元、5元、10元硬币。
2） 当投入的硬币总值等于或超过12元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值超过15元时，汽水、咖啡按钮指示灯亮。
3） 当汽水按钮指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7s后自动停止。汽水排出时，相应指示灯闪烁。
4） 当咖啡按钮指示灯亮时，动作同上。
5） 若投入的硬币总值超过按钮所需钱数（汽水12元、咖啡15元）时，找钱指示灯亮。 [来源：http://www.think58.com]

机型选择
PLC的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选择PLC，对于提高PLC控制系统技术经济指标有着重要意义。基本原则为先在满足功能要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及最佳性能价格比。具体应考虑：结构合理、功能强弱适当、机型统一、在线离线编程这几个因素。对于工艺过程比较固定、环境条件较好、维修量较小的场合，选用整体式结构，否则，选用模块式结构的PLC。
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，所以一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便，I/O点数量、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面，选择余地较大。因此，模块式PLC一般适用于较复杂系统和环境差（维修量大）的场合。

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容量的选择
PLC容量包括两个方面：一是I/O的点数；二是用户存储器的容量（字数）。
PLC容量的选择除满足控制要求外，还应考虑留有适当的裕量，以作备用。通常，一条逻辑指令占存储器一个字。计时、计数、移位以及算术运算、数据传送等指令占存储器两个字。在选择存储器容量时，一般按实际需要的10%~25%考虑裕量。I/O点数按实际需要的10%~15%考虑备用。用户存储容量是指PLC用于存储用户程序的存储器容量。需要的用户存储容量的大小由用户程序的长短决定。 [资料来源：http://think58.com]

PLC物理结构的选择
根据物理结构，可以将PLC分为整体式和模块式，整体式PLC每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，在小型控制系统中一般采用整体式PLC。但是模块式PLC的功能扩展方便灵活，I/O点数的多少、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类和块数、特殊I/O模块的使用等方面的选择余地都比整体式PLC大得多，维修时更换模块、判断故障范围也很方便，因此较复杂的、要求较高的系统一般选用模块式PLC。

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基本单元的选择
基本单元的选择主要包括：响应速度、结构形式和扩展能力。
PLC输入信号与相应的输出信号之间存在一定的时间延迟，主要是由于PLC程序的语句执行时间和PLC的扫描周期所造成。在PLC的使用手册中，一般都会给出语句的执行时间，给出的扫描周期都是最大的扫描周期时间。实际系统中是扫描周期则与系统的负载和软件的复杂程度有关。对于开关量控制为主的系统，一般PLC的响应速度足以满足控制的需要，无须特殊的考虑。但是对于模拟量控制的系统，则必须考虑PLC的响应速度。
在小型PLC中，整体式比模块式的便宜，体积也比较小，只是硬件配置不如模块式的灵活。经常会碰到在设计时估计的某些指标，在实际的应用中往往相差甚远，此时模块式的方式就能很方便地进行局部的调整，以达到设计指标。另外，在排除故障所需的时间上，模块式相对来说比较短。
在扩展能力方面，也应该多加关注。包括所能扩展单元的数量、种类以及扩展所需占用的信道数和扩展口等。

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编程方式的选择
PLC的编程分为在线编程和离线编程两种。
在线编程发生的PLC有两个独立的CPU，分别在主机和编程器上。主机里的CPU主要完成控制现场的任务，编程器里的CPU则随时处理有键盘输入的各种编程命令。在一个扫描周期的末尾，主机和编程器里的CPU会互相通信，编程器里的CPU会把改好的程序传送给主机，主机将在下一个扫描周期，按照新的程序进行控制，完成在线编程的操作。可在线编程的PLC由于增加了软硬件，因此价格较高，但应用范围较宽。与在线编程PLC相反，离线编程方式的PLC的特点是，主机和编程器共享一个CPU。在同一时刻，CPU要么处于编程状态，要么处于运行状态，可以通过编程器是的“运行/编程”开关进行选择。由于减少了软硬件的开销，因此该类PLC的价格比较便宜，中、小型的PLC多采用离线编程的方式。

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毕业设计说明书目录
1． 引言………………………………………………………………………………………13
2． 设计方案…………………………………………………………………………………15
2.1动作要求………………………………………………………………………………15
2.2机型选择………………………………………………………………………………15
2.3容量的选择……………………………………………………………………………16
  2.4 PLC物理结构的选择…………………………………………………………………16
  2.5基本单元的选择………………………………………………………………………16

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  2.6编程方式的选择………………………………………………………………………17
3电路设计和论证……………………………………………………………………………17
3.1电源电路设计和论证…………………………………………………………………17
3.2 PLC硬件系统的论证…………………………………………………………………18
3.3 I/O分配及梯形图……………………………………………………………………22
3.4基本指令………………………………………………………………………………23
4软件设计……………………………………………………………………………………23
4．1软件结构………………………………………………………………………………23
(毕业设计)
4．2扫描的工作过程………………………………………………………………………24
4．3梯形图及其主程序……………………………………………………………………26
4．4各子程序………………………………………………………………………………28
5软硬件系统的调试…………………………………………………………………………32
5．1软件的模拟调试………………………………………………………………………32 [资料来源：http://www.THINK58.com]
5．2硬件调试………………………………………………………………………………32
6． 附录………………………………………………………………………………………33
7参考文献……………………………………………………………………………………39

参考文献
[1]．张鹤鸣，刘耀元主编.可编程控制器原理及应用教程.北京：北京大学出版社，2007.2
[2]．马小军主编.可编程控制器及应用.               南京：东南大学出版社，2007.4
[3]．瞿大中主编.可编程控制器应用与实验.      武汉：华中科技大学出版社，2002.12
[4]．李树雄主编.可编程控制器原理及应用教程.   北京：航空航天大学出版社，2003.9
[5]．程周主编．可编程控制器原理与应用．          北京：高等教育出版社，2003．4
[6]．李长久主编．PLC原理及应用．                北京：机械工业出版社，2006．8
[7]．廖常初主编．FX系列PLC编程及应用．         北京：机械工业出版社，2005．4
[8]．张兴国主编．可编程序控制器技术及应用．         北京：中国电力出版社，2006
[9]．罗光伟主编．可编程控制器教程.             成都：电子科技大学出版社，2007．2

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[10]．王也仿主编．可编程控制器应用技术．            北京：机械工业出版社，2001．9
[11]．林春方主编．可编程控制器原理及其应用．    上海：上海交通大学出版社，2004
[12]．王卫星等主编．可编程序控制器原理及应用．  北京：中国水利水电出版社，2002