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plc设计的自动售货系统设计-毕业论文.doc
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1
自动售货机的 PLC 系统设计
摘要
本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程,然后以一次交易过程为例,把交
易过程分为几个程序块,然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自
动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。利用 PLC 控制的自
动售货机提高了系统的稳定性,保证自动售货机能够长期稳定运行。
关键词 自动售货机;可编程序控制器;梯形图
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2
Abstract
This article introduced vending machine’s basic principle as well as the work
flow,then take a transaction process as examples,divides into several blocks the transaction
process then carries on the programming separately to the block.Explained the programmable
controller’s in vending machine function specifically.The procedure involved the vending
machine work major part process.Enhanced system’s stability using the PLC control’s
vending machine,the guarantee vending machine has been able the long-term stability
movment
Key word :Vending machine;Programmable controller;Trapezoidal chart
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第一章 绪论
1.1 自动售货机功能分析
这部分阐述了自动售货机的各种动作功能和控制要求,给出了完整的自动售货机操
作规程,并介绍了自动售货机运行系统种所包括的人工操作步骤。
在进行上、下位机程序编写之前,首先要做的工作是确定自动售货机本身所具备
的功能及在进行某种操作后所具有的状态。
在实际生活中,我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品,如饮料、常用药
品和小的生活保健用品等。售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算,并根据货
币数值判断是否能够购买某种商品,并作出相应的反应。售货机一次交易要涉及加法
运算、减法运算以及在退币时的除法运算,这是它的内部功能。还要有货币识别系统
和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。自动售货机的工作流程图如图 1 所示。
图 1 自动售货机工作流程图
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1.2 PLC 的概述
1.2.1 PLC 的产生
20 世纪 20 年代起,人们把各种继电器。定时器。接触器及其触点按一定的逻辑关
系连接起来组成控制系统,控制各种生产机械,这就是大家所熟悉的传统继电接触器控
制系统.由于它结构简单。容易掌握。价格便宜,在一定范围内能满足控制要求,因而
使用面甚广,在工业控制领域中一直占主导地位.但是继电接触器控制系统有明显的缺
点:设备体积大,可靠性差,动作速度慢,功能少,难与实现较复杂的控制,特别是由
于它是靠硬连线逻辑构成的系统,接线复杂,当生产工艺或对象改变时,原有的接线和
控制盘就要更换,所以通用性和灵活性较差.
20 世纪 60 年代末期,美国的汽车制造业竞争激烈,各生产厂家的汽车型号不断
更新,它必然要求生产线的控制系统亦随之改变,以及对整个开展系统重新配置.为抛
弃传统的继电接触器控制系统的束缚,适应白热化的市场竞争要求,1968 年美国通用汽
车公司公开向社会招标,对汽车流水线控制系统提出具体要求,归纳起来是:
(1) 编程方便,可现场修改程序
(2) 维修方便,采用插件式结构
(3) 可靠性高于继电器控制装置
(4) 体积小于继电器控制盘
(5) 数据可直接送入管理计算机
(6) 成本可与继电器控制盘竞争
(7) 输入可以是交流 150V 以上
(8) 输出为交流 115V,容量要求在 2A 以上,可直接驱动接触器,电磁阀等
(9) 扩展时原系统改变最小
(10)用户存储器至少能扩张到 4KB(适应当时汽车装配过程的需要)
十项指标的核心要求是采用软布线(编程)方式代替继电控制的硬接线方式,实现
大规模生产线的流程控制。
1.3.2 PLC 的发展趋势
PLC 总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向
发展。具体表现在以下几个方面。
(1)向小型化、专用化、低成本方向发展
随着微电子技术的发展,新型器件大幅度的提高功能和降低价格,使 PLC 结构更为
凑,相当与一本精装本书的大小,操作使用十分方便。PLC 的功能不断增加,将原来大、中型 PLC
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才有的功能部分地移植到小型 PLC 上。
(2)向大容量、高速度方向发展
大型 PLC 采用多微处理器系统,有的采用了 32 位微处理器,可同时进行多任务操
作,处理速度提高,特别是增强了过程控制和数据处理的功能。另外,存储容量大大增
加。
(3)智能型 I/O 模块的发展
智能型 I/O 模块是以微处理器和存储器为基础的功能部件,它们的 CPU 与 PLC 的
主 CPU 并行工作,占用主 CPU 的时间很少,有利于提高 PLC 的扫描速度。
(4)基于 PC 的编程软件取代编程器
随着计算机的日益普及,越来越多的用户使用基于个人计算机上的编程软件。编
程软件可以对 PLC 控制系统的硬件组态,即设置硬件的结构和参数,例如设置各框架各
个插槽上模块的型号、模块的参数、各串行通行接口的参数等。
(5)PLC 编程语言的标准化
与个人计算机相比,PLC 的硬件、软件的体系结构都是封闭的而不是开放的。在
硬件方面,各厂家的 CPU 模块和 I/O 模块互不通用。PLC 的编程语言和指令系统的功能
和表达式也不一致,因此各厂家的可遍程序控制器互不兼容。为了解决这一问题,IEC
制定了可遍程序控制器标准。标准中共有 5 种编程语言,允许编程者在同一程序中使用
多种编程语言,这使编程能够选择不同的语言来适应特殊的工作。
(6)PLC 通信的易用化
PLC 的通信联网功能使它能与个人计算机和其他智能控制设备交换数字信息,使
系统形成一个统一的整体,实现分散控制和集中控制。
(7)组态软件与 PLC 的软件化
个人计算机(PC)的价格便宜,有很强的数学运算、数据处理、通信和人机交互
的功能。
(8)PLC 与现场总线相结合
现场总线 I/O 与 PLC 可以组成功能强大的、廉价的 DCS 系统。
(9)开发新型特殊功能模块
I/O 组件可以提高 PLC 的智能化、高密集度和增大处理能力。
(10) CPU 的处理速度进一步加快
目前,PLC 的处理速度与计算机相比还比较慢,其高的 CPU 也不过 80486,将来会
全面使用 64 位的 RISC 芯片,采用多 CPU 进行处理、分时处理或分任务处理方式,将各
种模块智能化,部分系统程序用门阵列电路固化,这样可使 PLC 的处理速度达到纳秒级。
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