基于PLC自动存包柜的设计与实现

编号 091401218 石芋 毕业论文 （2013届本科） 题目：基于PLC自动存包柜的设计 学 院：物理与机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 作者姓名： 指导教师：职称：讲师 完成日期：年月日 二。一三年五月 第一章绪论 8 第二章系统方案设计 10 第一节控制系统的工作原理及技术要求 10 第二节自动存包柜系统框图 10 第三节电路核心器件的选择 11 第四节开关的选择 11 第五节实物图 12 第二章系统硬件设计 13 第一节识别系统设计 13 第二节光电开关介绍 14 第二节限位开关介绍 16 第四节输入电路连接 16 第五节电路设计 18 第六节键盘设计 18 第四章芯片的使用 19 第一节外部地址锁存器介绍 19 第二节程序存储器的扩展 20 第三节静态数据存储器的扩展 23 第五章系统软件设计 25 第一节主程序模块 25 第二节键输入程序设计 30 第三节驱动电路程序设计 32 第六章系统控制 32 结束语 34 谢辞 35 参考文献 36 附录一：关于控制系统中的PLC的选型方法 37 河西学院本科生毕业论文（设计）诚信声明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指 导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议, 除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本 人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名: 二。一三年五月二十日 邮学院:毕业论文（设计）开题报告 论文题目 基于PLC的自动存包柜的设计 学生姓名 蛎才 所属学院 物理与机电 工程学院 专业 电气工程 及其自动 化 年级 09级 指导濒 *东 所在单位 河西学院 讲师 开题日期 2012-12- 20 设计的主要内容 设计任务:具有24箱的自动存包柜 设计要求：1.能够智能控制箱门的打开； 2. 键盘具有防抖功能； 3. 在断电的情况下能够显示有物品的箱号； 4. 能够显示空箱号码； 本设计说明书包括6章： 第一章 绪论 第二章系统方案设计 第三章系统硬件设计 第四章芯片的使用 第五章系统软件设计 第六章系统控制 主要内容及其主要的设计方法： 主要内容： 一、 绪论 二、 系统方案设计 三、 系统硬件设计 四、 芯片的使用 五、 系统软件设计 六、 系统控制 设计方法： 调查研究法：通过运用调查、研究等科学方式，有目的、有计划的，系统的收集 和整理有关理论或现状的资料，从而获得关于课题研究的相关事实，并形成关于 课题研究的科学认识。 文献研究法：从报刊、网上检索与课题研究相关的资料，借鉴已有成果，寻找新 的信息，分析数据，深入研究。 主要措施： 通过自己多方面查阅资料和同学老师分析讨论，在老师的指导下完成设计及调试过程 完成期限和米取的主要措施： 1. 完成期限 1） 第1周〜第3周：进行实习并查阅资料，完成实习报告，初步确定设计方案; 2） 第4周〜第8周：完成设计方案，进行相关设计计算； 3） 第8周〜第14周：完成毕业设计包括：专题论文、设计说明书、所有图纸； 4） 第14周〜第17周：审查、整理、修改设计资料及准备答辩； 5） 第20周：答辩。 2. 主要措施 通过自己多方面查阅资料和老师同学分析讨论，在老师的指导下完成设计。 参考文献 [1] .元华，舟子.条形码技术与应用.北京：中国纺织出版社，2012.6 [2] .文达，谢文和.PLC传感器应用技术.江苏：东南大学出版社，2010 [3] .成海，张佚.现代PLC自动识别技术与应用.北京：清华大学出版社，2012 [4] .毅刚，姜守达.MCS-51PLC应用设计：哈尔滨工业大学出版社，2013. 1 [6] .敏生，卢恢.电子与自动化期刊，吉林：吉林教育出版社，2013.4 [7] .微波，PLC微型计算机控制系统.吉林：吉林人民出版社，2012.5 [8] FPC1011C Product Spec ifica tion. inge rprintCards AB. [9] TM 320VC5509 Data M anual[ EB /OL]. Tex as Instrum ents [10] SN75LBC184 Datasheet[ EB /OL]. Tex as Instruments, Inc. 指导教师意见: 签名：（亲笔签名） 年月日 近年来，随着生活水平的提高，人们对于社会服务质量的要求不断提高。为 了更好的服务广大顾客，在一些公共场合一般设有智能的自动存包柜，为广大的 顾客朋友们提供方便。它具有功能广泛、操作简洁、安全性高等特点，能够更好 的服务于不同类型的顾客。 本设计以PLC为主控制器，来实现通过密码的比对完成自动存取包过程的设 计。整个系统由控制模块、输入显示模块和执行模块组成。 此自动存包柜系统能控制24个存包柜，它利用控制柜门的打开，当顾客按 “存包”或“取包”键时，相应的空柜门会自动打开，并且能产生一组8位随机 密码，密码使用一次有效，且有三次容错功能和解锁功能，所以安全性能很高。 由于随机密码是软件产生，使得硬件更为经济实用、简单且便于安装。 关键字：自动存包柜系统；PLC控制；随机密码；容错；解锁； Abstract In recent years, with the improvement of living standards, people for the social service quality requirement enhances unceasingly. In order to better serve the general customers, in some public places generally intelligent automatic deposit bag with ark, for the majority of customers friends provide convenient. It has the function of simple operation, widely, safety higher characteristic, can better serve the different types of customers. This design is mainly based on s7-200 single chip controller, to realize the automatic password through than complete access package of process design. The whole system consists of control module, input display module and execute module. The automatic endures package ark system can control 24 save bag ark, it using the electromagnetic valve control of cupboard door open, when customers according to "save package" or "take bag" button, the corresponding empty cupboard door will be opened, and can produce a group of eight random password, password use a effective, and have three times fault-tolerant function and unlock function, so safety performance is high. Due to random password is produced software, to make the hardware more economical and practical, simple and easy to install. Keyword： automatic deposit ark system; pic control; random; Password; fault tolerance; to unlock; 第一章绪论 随着计算机技术和微电子技术不断发展，电子存包系统由于其安全性高、可 靠性高、方便快捷等特点，目前一些大商场的入口处，常有电脑控制的自动存包 柜。进入商场购物常需寄存掉一些随身携带的较重物件或多余的现金。电脑控制 的存包柜无需专职的管理人员且安全可靠，颇受顾客的信任。事实上这类存包柜 用处很广，如游泳池的更衣室、部队军训时的存包处，展览会、车站、电影院等 等，凡公共场所需要临时存放物品，又要求安全保密，则很需要有一个这样的 装置。我们自行设计制作了一个存包柜的电脑控制器，选用最常见的元器件，成 本很低，工作安全可靠。 电子存包柜是集手动，自动控制于一体的，具有多重安全防护功能，在智能 化、安全化、实用性等方面具有传统存包柜所不可比拟的优点。电子存包柜是新 一代的存包柜，具有操作简单、管理方便、安全可靠等特点。 电子存包柜的功能可以在购物前存放物品，但是由于价格等因素的影响未能 得到广泛的应用。以前存包柜都只是在大型的超市得到了应用，大部分的超市还 是使用人工进行管理存包或不进行存包。期间有些公司曾推出红外线扫描条形码 进行存包，但是价格的因素未得到广泛应用。 可靠性集中反映了产品或设备的质量指标，一个可靠的系统应该能够长期稳 定、正常运行。电子存包系统的设计应该有高的可靠性，包括系统结构、硬件电 路和运行软件的可靠性。高的可靠性是实现系统功能的重要保证，高的可靠性已 成为我们设计电子存包柜时必须解决的关键性问题。安全性是指系统能够保证人 和财物的安全，电子存包柜要有紧急情况保护等措施。安全性是设计电子存包柜 时必须考虑的另一个重要因素。友好的人机界面对于系统来说也是相当重要的。 没用可视化的人机接口操作起来不太方便，用户不能直观的了解到存包柜的各种 信息。没有友好的可视化的人机接口的电子存包柜已不能满足用户的要求，通过 图形进行各种操作并清楚地显示电子存包柜的各种信息。 第二章系统方案设计 第一节控制系统的工作原理及技术要求 本系统采用PLC为主控制器，可以同时管理24个存包柜。柜门锁由电磁阀控制，当顾客需 要存包的时候，可以自行到存包柜前按“存”键，PLC接收到一脉冲信号，并通过系统I/O口 发出相应的信号，控制锁柜门的电磁阀将一空箱打开，顾客即可存包。当顾客需要取包时， 只要将条码放置到条形码阅读器前方，条形码阅读器采集到条码信息输出相应的高低电平信 号传给PLC,系统比较密码一致后，打开相应的箱子，顾客可以取包。 本系统要求具有较高的自动化程度，以PLC为核心，通过条形码识别技术自动控制柜门的 打开。关门后通过打印机打印条形码；实时显示无物的箱体号。并具有断电保护功能，用红 外线检测箱内是否存有物品，并报警。 第二节自动存包柜系统框图 自动存包柜的系统框图如图1T。该系统PLC为核心，还有空箱显示，打印机，红外线检 测，断电保护等部分。 图1T自动存包柜系统框图 第三节电路核心器件的选择 S7-200小型可编程控制系统由主机（基本单元）、I/O扩展单元、功能单元（模块） 和外部设备（文本/图形显示器、编程器）等组成。工作方式开关，模拟电位器，I/O扩 展接