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1、 毕业设计（论文）毕业设计（论文）基于 PLC 自动售货机设计学学 院院 漯河职业技术学院漯河职业技术学院 系系 部部 机电工程系机电工程系 专专 业业 机电一体化机电一体化 班班 级级 1010 机电四班机电四班 学生姓名学生姓名 雷豪强 学学 号号 20100103040092010010304009 指导老师指导老师 赵艳平 完成日期完成日期 2013/3/24 20132013 届毕业设计任务书届毕业设计任务书一、 课题名称：基于 PLC 自动售货机设计二、指导教师：陈艳平三、设计内容与要求1、课题概述：本课题采用三菱 FX2N 系列 PLC 对饮料饮料自动售货机控制系统进行设计，首先
2、对饮料饮料自动售货机结构进行简单介绍，然后根据系统的设计要求对饮料自动售货机控制系统、检测系统进行分析，给出饮料自动售货机控制系统的总体设计思路，并通过 I/O 列表、I/O 接线图、梯形图、指令表等对其控制系统进行了程序设计，控制程序经上机调试运行，其结果基本符合要求。2、设计内容与要求：1）简单介绍饮料自动售货机结构；2）分析饮料自动售货机的控制系统、检测系统，确定其控制系统的总体设计思路；3）采用 FX2N 系列 PLC 作为饮料自动售货机控制 PLC，正确选取 PLC 型号，设计出其控制程序。4）控制程序上机调试。5）所设计的饮料自动售货机控制程序，应符合饮料自动售货机运行规则。如饮料
3、自动售货机收到识币信号后，自动进行累计、外部金额显示、顾客按键后自动推出商品和发出退币找零等信号的电控系统。6）设计说明书要有硬件原理连接图，I/O 分配图，程序梯形图、指令表及相应的说明。要求文字流畅，图形清晰，便于阅读。有条件的设计方案要求在实验室验证其正确性。目目 录录摘 要6 第第 1 章章 任务与要求任务与要求.,8 1.1 课题概述8 1.2 设计内容与要求.81.3 FX2N-32MR 产品说明.8 第第 2 章章 引引 言言. 10 2.1 研究背景10 2.2 论文研究目标和意义12 第第 3 章章 方案论证与设计方案论证与设计143.1 总体设计分析.143.2 方案的选择
4、与设计.143.2.1 继电控制.143.2.2 单片机控制153.2.3 PLC 控 制.153.3 方案确定.16 第第 4 章章 自动售货机的自动售货机的 PLC 控制系统设计控制系统设计174.1 硬件电路设计.17 4.1.1 硬件系统组成17 4.1.2 电气设备的选择174.2 软件设计.194.2.1 自动售货机控制要求194.2.2 控制流程图204.2.3 I/O 分配表214.2.4 硬件接线图224.2.5 程序设计.23 第第 5 章章 系统调试系统调试27 5.1 调试设备.27 5.2 调试步骤.27 第第 6 章章 心得体心得体会（致谢）会（致谢）29 参考文献
5、.30附表一：附表一： 梯形图梯形图31摘 要在今天的工业生产中，可编程逻辑控制器（PLC）已经成为实现工业自动化的关键。本文简要介绍了有关可编程逻辑控制器的一些基础知识和简单的应用，而且还介绍了 PLC 的技术特点，并重点在硬件、软件和组态软件方面进行了介绍，对他们在工业自动化中的典型应用、最新的技术发展趋势也做了介绍。自动售货机在中国有着广阔的发展前景，文中介绍了自动售货机的发展历史和现状。在这次的毕业设计中，我查阅了大量的资料，以 PLC 原理为基础设计了自动售货机系统。按照自动售货机的工作方式，把一次交易过程分为：运行初期清零过程、投币过程、价格比较过程、选择商品过程、退币过程。利用梯
6、型图编制各个过程的程序完成了设计的基本要求。关键词:自动售货机；可编程逻辑控制器。第第 1 章章 任务与要求任务与要求1.1 课题概述课题概述本课题采用三菱 PLC-FX2N-32MR 对饮料饮料自动售货机控制系统进行设计，首先对饮料饮料自动售货机结构进行简单介绍，然后根据系统的设计要求对饮料自动售货机控制系统、检测系统进行分析，给出饮料自动售货机控制系统的总体设计思路，并通过 I/O 列表、I/O 接线图、梯形图、指令表等对其控制系统进行了程序设计，控制程序经上机调试运行，其结果基本符合要求。1.21.2 设计内容与要求设计内容与要求1）简单介绍饮料自动售货机结构；2）分析饮料自动售货机的控
7、制系统、检测系统，确定其控制系统的总体设计思路；3）采用 FX2N 系列 PLC 作为饮料自动售货机控制 PLC，正确选取 PLC 型号，设计出其控制程序。4）控制程序上机调试。5）所设计的饮料自动售货机控制程序，应符合饮料自动售货机运行规则。如饮料自动售货机收到识币信号后，自动进行累计、外部金额显示、顾客按键后自动推出商品和发出退币找零等信号的电控系统。6）设计说明书要有硬件原理连接图，I/O 分配图，程序梯形图、指令表及相应的说明。要求文字流畅，图形清晰，便于阅读。有条件的设计方案要求在实验室验证其正确性。1 1. .3 3 F FX X2 2N N- -3 32 2M MR R 产产品品
8、说说明明：FX 系列 PLC 拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点； FX2N 是从 16 路到 256 路输入/输出的多种应用的选择方案； FX2N 系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于 FX 系列中最高档次的超小形程序装置。 除输入出 16-25 点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等 特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的 PLC.我本次设计所选用的是三菱 PLC-FX2N-32MR。32 点，16 输入，16 输出的。 第第 2 2 章章 引引 言言2.12.1 研究背景研究背景2.1.12.1.1 PLCPLC 的组
9、成的组成PLC 的组成有中央处理单元（CPU） 、存储器、输入/输出（I/O）电路、电源、编程器等几方面组成。电 源输 入 电 路中央处理单元 CPU编程器输 出 电 路系统程序存储器用户程序存储器2.1.12.1.1 PLCPLC 的特点的特点1.使用方便，编程简单 2.功能强，性能价格比高 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 3.可靠性高，抗干扰能力强 5.系统的设计、安装、调试工作量少 6.维修工作量小，维修方便 2.22.2 论文研究目标和意义论文研究目标和意义2.2.12.2.1 自动售货机自动售货机自动售货机是一种全新的商业零售形式，20 世纪 70 年代自日本和欧美发展起来。它
10、又被称为 24 小时营业的微型超市。 。从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道,再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，自动售货机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 小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问
11、题等各项优点。2.2.12.2.1 目的和意义目的和意义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，进一步增强和完善自我的创新与动手能力。主要内容是首先整个控制系统的设计思路，从硬件到软件的资料收集，对一些硬件以及自动售货机内部接线电路都逐一进行了研究学习。第三章第三章 方案论证与设计方案论证与设计3.13.1 总体方案设计分析总体方案设计分析3.13.1 控制系统设计原则控制系统设计原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计 PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则：(1) 最大限度地满足被控对象
12、的控制对象。(2) 在满足控制系统要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。（3）保证控制系统的安全、可靠。（4）考虑到生产的发展和工艺和改进，在选择 PLC 容量时，应适当留有裕量。3.23.2 方案的选择与设计方案的选择与设计3.2.13.2.1 继电控制继电控制利用具有继电特性的元件进行控制的自动控制系统。所谓继电特性是指在输入信号作用下输出仅为通、断等几个状态的特性。继电控制也称通断控制。例如，电炉温度调节中根据炉温是否超过规定值而断开或接通电源。这种只有通、断两个状态的控制又称双位式控制。对于继电控制型伺服系统，继电控制是指驱动电源的全部电压按照控制偏差值符号的正负，正
13、向或反向地加到执行电动机上。继电控制的缺点：继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域。他们比以往的产品具有更高的可靠性。但是，这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。3.2.23.2.2 单片机控制单片机控制目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置 ，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 3.2.33.2.3 PL
14、CPLC 控制控制 在工业自动化领域，可编程控制器(PLC)作为自动控制以成为大多数自动化系统的设备基础，同时也给工业控制带来了前所未有的非凡变化。使用 PLC 的工业控制系统与传统的用继电器的工业控制系统相比，在操作、控制、效率和精度等各个方面都具有无法比拟的优点。虽然在工业控制系统中所使用的继电器控制设备不会被完全淘汰，但是由于 PLC 的出现已经改变了工业控制设计者的设计思想。 可编程序控制器的优势、特点及功能：可编程控制器以体积小功能强大所著称，它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟
15、量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是现在，由于信息、网络时代的到来，扩展了 PLC 的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。1、顺序控制2、闭环过程控制3、运动位置控制4、生产过程的监控和管理5、网络特性3.33.3 方案确定方案确定PLC 控制比继电控制在逻辑上更改方便、控制速度更高、更灵活且便于维护。PLC 是建立在单片机上的产品。单片机是一种集成电路，不具可比性。单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，PLC 是单片机应用系统的一个特例。从工程角度上说：对于单项或重复极少的项目，采用 PLC 是更明智、快捷的途径。功率高，可靠性好！通过对各种控制的优缺点分析，各适用于不同控制要求的场合。西门子 PLC 多用于大型、超大型的场合。所以我选用了三菱三菱 FX2N-32MRFX2N-32MR 型型 plcplc 来进行自动售货机的控制。第第
