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1、毕业论文（设计）基于PLC的自动售货机的设计目 录摘要IAbstractII第一章 引 言11.1自动售货机的意义11.2自动售货机的研究现状11.3本次设计的研究内容1第二章 控制系统的选定22.1 控制系统的选择22.2 PLC的特点32.3 PLC的主要功能42.4 PLC的基本结构及原理4第三章 自动售货机的功能分析83.1自动售货机的简介83.2自动售货机功能分析8第四章 PLC自动售货机的硬件设计114.1自动售货机面板设计114.2自动售货机外部电路接线图114.3硬件设计原则124.4硬件设计的基本内容134.5硬件设计要求134.6 PLC模块选型，I/O分配表14第五章 P
2、LC自动售货机的软件设计175.1软件设计过程175.2分布程序设计195.3梯形图和指令表24总 结25致 谢26参考文献27附 录28附录A梯形图28附录B 指令表34大连海洋大学本科毕业论文（设计）摘要摘要本次设计课题是利用可编程控制器PLC对自动售货机进行设计。首先介绍了自动售货机的意义、发展前景和研究现状。自动售货机改变了全球零售业的格局，是零售业里程碑式的革命，其前景非常广阔1。其次，本设计用到了可编程控制器PLC，对PLC进行了详细的阐述。可编程逻辑控制器（PLC），在1968年被计算设备的发明人Richard E. Morley发明，已广泛应用于工业中的制造系统，运输系统，化学
3、处理设施，以及其他许多领域2。本次设计分别从硬件设计和软件设计两个方面对自动售货机进行了详细的设计。硬件方面使用了三菱的FX2N-48MR型号的PLC。软件编程方面，用梯形图对自动售货机的一次售货状态进行分析编程。此次设计的自动售货机性能稳定，功能齐全，可以用于实际生产参考。关键词：自动售货机，PLC，可编程控制器，三菱FX2N- I -大连海洋大学本科毕业论文（设计）AbstractAbstractThis design topic is the use of programmable controller PLC on the vending machine design.First th
4、is paper introduces the significance of the vending machine, development prospect and the research status quo.Vending machine has changed the pattern of global retail, which is a milestone in the retail revolution,and its prospects are very broad.Second, this design uses PLC programmable controller,
5、 and expounds PLC detailedly.PLC was invented by RichardE.Morley in 1968 who invented computer equipment.PLC has been widely used in industry of manufacturing system, transport system, chemical treatment facilities, and many other areas.This design has carried on the detailed design from two aspects
6、 of hardware design and software design of the vending machine.Hardware uses the Mitsubishi FX2N - 48MR of PLC.Software programming uses the ladder diagram of the vending machine sales status analysis programming at a time.The design of a vending machine performance is stable, complete functions, an
7、d it can be used for reference for practical production.Key Words：vending machine ,PLC, Mitsubishi FX2N- II -大连海洋大学本科毕业论文（设计）附 录第一章 引 言1.1自动售货机的意义从现如今自动售货机的发展形势来看，它把社会的劳动型的产业结构转化成了技术型的产业结构。随着消费者的不断增加，消费方式的不断改进，加上消费场所更加的增多，人们对消费方便性要求越来越高。自动售货机可以减少使用销售员的人工成本，又大大减少了对空间环境的要求，就这样应运而生而且越来越受到欢迎。1.2自动售货机的研究
8、现状随着我国自动零售业的不断发展，自动售货机不断的在我国发展的更多，普及面更广泛。社会各界也对自动售货机的各个功能、操作系统都做了相当仔细的研究。张建龙在2009年就对新型自动售货机进行了研究论述，他先明确了如今消费者的消费要求，又了解了自动销售机器的工作原理，然后通过这些对自动售货机的主体结构进行了设计，并设计了控制系统的硬件电路且编写了软件程序3。李代万，李金平，孙亮亮等人对识别人民币的系统与自动售货机器之间的连接进行了深刻的研究，并具体论述了该系统的软、硬件设计方法；为了实现人民币的识别、存储、找零、退币功能，利用了计算机技术、光机电一体化技术及自动控制技术，还原了硬币识别及找零机采用硬
9、币识别一体化4。这台自动售货机拥有紧凑的整体结构，精确的人民币识别，灵敏的操作反应，在实际应用方面十分广泛。郑大宇，刘立晶设计了方形货物的提取系统的方案，首先实现了货物被准确投放，又基于能量守恒定律，设计了最高速度的函数数据模块，利用MATLAB做了优化处理，求得机构的最优解来提高售货效率5。社会上很多领域都在研究自动售货机，其中在3个关键技术方面研究的居多：1、研究系统模块如何实现内部销售动作；2、研究如何实现对金额的结算和统计销售信息；3、研究如何更环保更节能。1.3本次设计的研究内容通过对自动售货机的了解和研究，我发现自动售货机所具有的功能越来越丰富，且控制方式也越来越多样，但是同时也存
10、在着稳定性的问题。采用可编程控制器PLC设计自动售货机控制系统，可靠性高，易于性能扩展 6。本次设计我将使用PLC设计自动售货机的功能，设计出更稳定的系统，使其在实际使用中运行的更稳定更长久。本论文阐述了自动售货机的运行过程和基础原理，依据对例子分析的方式，对自动售货机中每部分的程序PLC编程进行介绍。具体表现了PLC的特点和作用，控制了自动售货机工作中的绝大部分功能动作。第二章 控制系统的选定2.1 控制系统的选择现如今的自动售货机的控制方式多种多样，最常见的有两种方式：单片机及PLC。（1）单片机（Microcontrollers）是集成电路芯片中的一种，是一个小但是功能完善的微型计算机系
11、统，广泛应用在工业控制领域。单片机结构简单，使用便利，模块化的实现方式；高可靠性，106 107小时连续工作无故障；处理能力强，速度反应快；低电压，低功耗，在便携式产品生产反面使用方便；控制能力强；适应各种工作环境。（2）可编程序控制器PLC是一中专门应用在工业环境下而设计出来的数字化电子系统，它包含了可编程序的存储器，在其内部用来进行存储面向用户的指令：包括执行逻辑运算和顺序运算，也可进行定时、记数和算术运算等功能；并输入或输出数字式或模拟式，实现对机械的控制和对生产过程的管理7。PLC的设计原则就是要容易与实际工业系统进行连接形成整体，并且可以更多的扩展功能。基于自动售货机而言，若控制系统
12、的控制方式为电力机械，会大幅度的缩减有用价值空间，给动力资源造成多余的浪费；如果用液压系统来进行系统的控制，液压控制系统的技术要求高，所用的设备和阀体的组装成本高，反应速度慢，不适用于自动售货机的控制。如果利用单片机控制系统抗干扰性较差，并且还需要设计大量输入、输出的接口电路。选择PLC来控制系统的原因是因为价格和可靠性。值得一说的是，在PLC编程中要解决的实际问题是消除软件错误和降低旧的梯形逻辑程序的维护成本。虽然PLC的硬件成本的不断下降，但减少扫描时间、使低成本PLC可以使用的梯形逻辑仍然是行业中的一个问题。不论是改造老设备改造，还是生产新的设备，从设计、生产周期的长短方面考虑，生产和设
13、计周期越短越好，甚至希望能够实现设计的同时就可以进行安装，同时进行调试和生产8。在产品更新换代阶段，需要改造生产工艺但不需要改动现有生产设备的硬件及其外部设备的连接，能够同时马上进行批量生产，这样不但节约了时间和劳动力，新产品还能更快投入市场使用，增添了商家活力和经济效益。如果要同时实现这些要求，利用继电器和半导体的设计无法得以实现，使用可编程控制器设计就能够满足这些要求。这是因为采用PLC设计实现系统升级，则不必改动设备的外部接线，只需要改动软件编程。即根据新的需要改写PLC梯形图，修改旧程序或加入新程序就可以实现。简单方便，经济实惠，是个事半功倍的方式。2.2 PLC的特点PLC已像微处理
14、器作为中央处理器一样被广泛地使用，甚至当PLC不再是唯一的逻辑（IC）判断功能时使用输入输出模块和外部电路、大规模集成电路，还能够处理数据、进行通信等功能。特点：（1）性能可靠，抗干扰强生产厂家在生产PLC时，运用了长期积累的经验。采纳大规模集成电路方式生产模块。通过信号调理电路设计输入、输出系统，还加入了通道保护来减少温度、湿度及其它常见的干扰对模块的影响。（2）简单的控制系统结构，广泛通用多种多样的PLC模块及外围模块，它们可以灵活的组装结合，可以满足各种大小的系统，也能满足的不同要求。（3）编程语言简单易懂，使用方便因为可编程控制器是面向用户、面向工业控制应用的设施，PLC的设计者在设计
15、PLC程序编程语言时，采纳了简单的指令形式，如梯形图。梯形图的程序原理有些像继电器原理图，看上去非常直观易懂，即使是对计算机知识一知半解，有些电工方面知识的人都能短时间内学会并使用。（4）功能齐全，控制方面完善PLC能在任何形式和性质的I/O中相适应，PLC在I/O方面表现的十分完善，性能也十分可靠。PLC的基础部件是微处理器，为了适应工业环境，综合各项技术，用简单易懂操控方便的自然语言编程，更好的面向用户9。这都归功于它使用的是微处理器。在PLC的控制下可以实现数据计算，模拟计算、报表生成等功能。（5）生产、设计周期短PLC具有各种功能的软硬件，结构以模块为单位，积木式的编程，还可以像商品一样销售。在设计、生产过程中，只需在PLC到货前进行具体的程序编制，再按照控制要求来进行选型和组合，在同一时间完成设计和组装，大大缩减了设计周期。（6）体积小，维护方便PLC都是采用微型结构，模块体积小、质量轻，在使用安装时十分方便。现场总线信号的变化状态在PLC的输入/输出系统中就能有直观的反映，且利用这些完成对机器的运行状况进行监控。（7）易于实现网络化通过PLC的连接，可以实现功能很强的网络系统
