基于PLC的自动售货机控制系统设计

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1、 目 录摘 要6第1章 任务与要求,81.1课题概述.81.2 设计内容与要求81.3 FX2N-32MR产品说明8第2章 引 言.10 2. 1研究背景.102.2论文研究目标和意义.12第3章 方案论证与设计.14 3.1 总体设计分析.14 3.2 方案的选择与设计.14 3.2.1 继电控制.14 3.2.2 单片机控制.15 3.2.3 PLC控制.15 3.3 方案确定.16第4 章 自动售货机的PLC控制系统设计.17 4.1 硬件电路设计.174.1.1硬件系统组成.174.1.2 电气设备的选择17 4.2 软件设计.19 4.2.1 自动售货机控制要求.19 4.2.2 控

2、制流程图.20 4.2.3 I/O分配表.21 4.2.4 硬件接线图.22 4.2.5程序设计.23第5章 系统调试.275.1 调试设备.275.2 调试步骤.27第6章 心得体会（致谢）.29参考文献.30附表一： 梯形图.31 摘 要在现如今社会的工业生产过程中，可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化生产的重要技术。本论文简要介绍了可编程逻辑控制器的一些基本知识和基础的用处，并介绍了PLC的技术特点，重点介绍了它的硬件、软件和组态软件的构成，以及它们在工业自动化中的典型应用，也粗略的介绍了PLC未来的一些情况。自动售货机在我国有非常大的发展空间。本文介绍了自动售货机的历史进程和现在的情

3、况。在这个毕业设计项目中，我查阅了大量的信息，并设计了基于PLC原理的自动售货机系统。根据自动售货机的工作模式，把具体的售卖过程分成了几个模块：初始过程，过投币操作，价格比较过程，选择货物的过程，以及提取硬币的过程和最后的报警系统。并且我使用了梯形图案来完成各种过程的编程。关键词:自动售货机；PLC；系统设计 ABSTRACTIn todays social industrial production process, programmable logic controller (PLC) is an important technology for industrial automation

4、 production. This paper briefly introduces some basic knowledge and basic uses of PLC, and introduces the technical characteristics of PLC, focusing on its hardware, software and configuration software, as well as their typical applications in industrial automation. It also briefly introduces some f

5、uture situations of PLC. Vending machines have great room for development in our country. This article introduces the history and current situation of vending machines. In this graduation project, I consulted a lot of information and designed a vending machine system based on PLC principle. Accordin

6、g to the working mode of the vending machine, the specific selling process is divided into several modules: the initial process, the coin-passing operation, the price comparison process, the process of selecting goods, the process of extracting coins and the final alarm system. And I used trapezoida

7、l pattern to complete the programming of various processes.Keywords: Vending machines; PLC； system design31第1章 任务与要求1.1课题概述本课题是对自动售货机控制系统进行设计，首先对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。1.2 设计内容与要求1）简单介绍自动售货机结构；2）

8、分析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）所设计的自动售货机控制程序，应符合饮料自动售货机运行规则。如自动售货机收到识别硬币的信号后，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。1.3 FX2N-32MR简单介绍FX系列PLC拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选

9、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的一套可以满足多样化广泛需要的PLC。在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256点的灵活输入输出组合。可根据电源及输出形式，自由选择。程序容量：内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至16K步。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。特殊用途：脉冲输出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。外部设备相互通信，串行数据传送，ASCII code印刷，HEX ASCII变换，校验码等。

10、时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。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2章 引 言2.1研究背景随着社会经济的快速发展和劳动力成本的不断提高，企业的大部分工作已经开始朝着智能化和自动化的趋势进行。而自动售货机可以在没有地域限制的情况下一天24小时的工，在这种情况下，自动售货机在各大城市达到很大的流行是理所当然的了，其在日常中的使用也越来越多。从机器的角度来看，自动售货机是一种集机器、电力和光技术于一体的自动化设备。这种设备可以在不受限制的条件下正确地销售饮料、烟草、酒类、零食等丰富的产品。最初，自动售货机主要用于公共场所和各

11、个城市的一些大型商业区。然而，近年来，自动售货机在中国迅速发展，并逐渐出现在社区，学校，医院等领域。政府也非常重视和支持自动售货机，并将作为一个城市的重要的基础设施来实施。自动售货机使用范围越来越大，并且现代社会也越来越需要它。但是以前的自动售货机在使用进程中遇到了很多的故障。因此对传统自动售货机的改进已成为一个急需要解决的问题。第一个要修改的是自动售货机的控制系统。传统的自动售货控制系统的核心是单片机，在应用程序过程中存在两个主要问题：一个是输入和输出接口需要做很多工作;另一个是系统的整体抗干扰性能很差。在遇到这种情况时，本次设计的改进方法是用PLC技术取代单片机。 PLC技术也可叫做可编程

12、逻辑控制器。该控制器是计算机技术、通信技术和自动控制技术的高度集成产品。它最重要的的好处是可靠性高，编程简单，维护方便。在这些控制器中，可以运行各种程序并且程序之间允许存在大量指令。近年来，随着计算机技术，通信技术，自动控制等科学技术的迅速发展，PLC已广泛应用于人们的生产和生活的诸多方面，对提高机械设备的控制和管理至关重要的作用。自自动售货机是一种能够自己就可以进行商品零售工作的综合设备。因此，其核心控制系统必须具有高可靠性，稳定性，抗干扰性和高执行效率的特点。1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求；1969 年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程逻辑控制器PDP14 ，在

13、美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程逻辑控制器，称Programmable，是世界上公认的第一台PLC。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。 20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生

14、产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。2.2论文研究目标和意义 自动售货机是20世纪70年代在日本/欧洲和美国开发起来的的一种新型商业零售设备。它也被称为24小时都可以营业的微型超市。在自动售货机的显示屏上操作，输入产品编号和购买数量，并放入硬币，货物将从出口出来，甚至各种可以从食品自动售货机购买各种海鲜。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产业结构在向技术密集型社会进行转变。大规模生产、大众消费以及消费模式和销售环境的变化需要新的分销渠道来实现。而对比普通的超市，百货商店和其他新的分销渠道的流通，他们的劳动力成本持续上升，所以第一

15、台自动售货机的产生的必然的结果。该设计的主要目的是实现自动售货机的自动控制系统的的PLC设计，进一步增强和完善学生的自主创新和动手能力。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。针对本课题研究的散装饮料自动售货机的具体的功能需求，以 PLC 为基础建立起该机器主要模块的控制系统。第三章 方案论证与设计3.1 总体方案设计分析自动售货机是现我们当代生活中存在的一种新的售卖模式，它本身能够作为一种能够独立完成商品交易和公益服务的设施，其设计就必须达到比较高的自动化程度、标准化的服务模式、结构要紧凑、在时间和空间上没有什么

16、特殊的需求、整体的外形尺寸以及外观的造型与商品社会整体相和谐。自动售货机根据其所售卖的商品的不同，采用的出货机构、货物存放装置等有很多的类型。3.1.2自动售货机的主要工作过程及功能（1） 货币从投币口投入，光电传感器进行货币数据信息采集，获取人民币面值，判别人民币真伪。（2） 然后再将所获信息传递给通信模块， PLC主控系统接受通信模块传递的信息，主控系统显示人民币面值，然后启动面板按键，显示出哪个货道里有存货，已售完的货道是哪几个，等待顾客通过按键选择商品。（3） 自动售货机自动把商品送出，然后等待顾客把选好的货取走。（4） 然后售货机显示人民币余额，若余额充足，顾客可选择继续选择新商品或

17、找零；若余额不足或不想再购买其他商品，可延时退币。（5）系统复位，完成售货。（6） 当选定商品后投入钱币不足或识别出假币，系统会启动报警程序。3.1.2自动售货机的整体结构自动售货机的整体外形接近于一个箱体，这个箱体由六部分组成。第一部分是箱体的正面及两侧外观，在箱体的正上面是自动售货机所售卖的商品的展示窗和每一种商品的价格标签，在每一种商品的价格标签之下设计了进行商品选择的按钮；展示窗的下面分别是“投币口，退币按钮。金额现实窗”；箱体的最下面是自动售货机的退币口和出货口。箱体的两侧内容是一样的都包括两部分；第一部分是对自动售货机进行销售时的“投币，金额显示，推出商品，退币”等每一个步骤的详细

18、的操作说明和使用自动售货机的一些注意事项；第二部分是对自动售货机的商品的简单介绍。第二部分是商品样品的展示窗，这一部分是由五部分组成分别是：“透明有机板窗，样品展示架，商品价格标签，选购按钮，照明灯”。商品样品展示窗在整个自动售货机之中所起的作用与商店之中的柜台的作用是相似，都是用于引导和吸引消费者进行消费。样品展示窗能够被打开，当自动售货销售的货物发生变化时，可以打来样品窗更改商品样品和价格。第三部分是商品的驱动机构，这一机构的作用是驱动提取机构提取顾客选定的物品通过一系列的动作将物品传送到出货口。实现这一过程的难度主要在于不用的商品，大小不一其外包装也存在极大的差别，因此一种提取机构无法有

19、效的将物品传送到出货口，为解决这一问题本文在设计过程之中设计了多种商品提取机构，能够对采用 “袋，罐，箱，盒”等方式包装的商品进行有效的传送。第四个部分是商品的存储部分。在本文的设计之中为保证货物能够被传送到出货口采用了双螺旋体的出货结构，这一结构决定了自动售货机之中的商品被存储在双螺旋体之中。第五部分是钱币识别系统，自动售货机的钱币识别系统由三部分组成：一是钱币识别器；二是钱币分类器；三是退币机构。这一系统能够识别目前流通的1元，5角，1角硬件。第六部分是PLC控制系统，这一系统负责监控和实现自动售货机的所有过称。在自动售货机之中PLC控制器的工作流程是当有人选定购买的物品后提示商品价格，在

20、识别钱币的信息之后，对商品的出售信息进行记录，与此同时向驱动机构发出命令使其将客户选定的商品传送到出货口，在完成这一步之后，如果消费者投入的金额数量与商品价格一致系统将初始化等待下一位消费者，如果消费者投入的金额大于所选商品价格，系统将进行退币操作，在退币之后进行初始化。PLC系统除具备控制自动售货机进行工作的功能外，还具备自动检测故障和自动累计售出的能力。3.1.3自动售货机控制系统的控制原理本文设计的自动售货机在理论上能识别三种硬币，分别是一元、5角、1角；一共出售的商品种类为5种；在消费者通过自动售货机进行消费时，自动售货机能够将1元、5角、1角的硬币退出。PLC控制系统自动售货机之中的

21、工作原理是：当有消费者确定自己想要购买的商品并在自动售货机上按下商品的选择开关，系统开始进入工作状态提示消费者应该支付的金额，等到消费者开始投币时，系统内部的钱币识别器将接受到的信息传送给PLC控制器。PLC控制器内部由设计者编写的软件开始开始运行，运行这些程序的目的的辨别钱币的真伪和币值以及一共投入的金额，在确定钱币的正确数量之后，自动售货机的外面将会显示消费者投入的金额。此时PLC系统内部的程序将会把收到的硬币总额与商品的价格进行对比，当对比的结果表明投入的钱币数量大于等于消费者选择的商品价格时， PLC控制器将会向系统内部的驱动机构发送指令，自动售货机内部的驱动机构接受到指令之后将把消费

22、者选定的商品传送到系统的出货口。当这一操作结束之后，系统会自动提示消费余额，如果余额不为0系统会向消费者发出请求询问“继续消费”或者“退币”；如果余额为0则会向消费者询问“继续消费”或“退出系统”。当消费者投入的钱币金额大于第一次购买商品的价格时，完成第一次购买之后，选择退币系统内的钱币识别系统将自动清零。这一个过程就是自动售货机在实际的工作之中的基本控制原理。整个系统硬件组成如下图： 3.1.4 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

23、的控制对象。设计前，应深入现场进行调查研究，收集资料，并于机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟订电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。(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。3.2 方案的选择与设计3.2.1 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。对于继电控制型伺服系统，继电控

24、制是指驱动电源的全部电压按照控制偏差值符号的正负，正向或反向地加到执行电动机上。为避免正反向之间的持续振荡，在正向和反向之间常设置一个死区。继电控制中使用的元件并不限于电磁式继电器，也可用别的手段来实现继电特性。例如，在双位式温度调节中，常采用双金属片作为敏感元件，温度变化时双金属片因两部分金属的膨胀系数不同而弯曲变形，接通或断开触点。继电控制系统的主要分析方法有相平面法和描述函数法。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。而且继电器的触点容易产生

25、电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。3.2.2 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，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统， 摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具等等，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。 3.2.3

26、PLC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。 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量的联系，从而实现生产过程的自动控制。1、 闭环过程控制2、 运动位置控制3、 生产过程的监控和管理4、 网络特性3.2.4高级指

27、令高级指令的基本概念:高级指令是由高级指令编号、指令助记符和操作数组成。高级指令编号:高级指令编号用于输入高级指令。指令助记符:指令助记符用于表示各指令的处理内容。操作数:操作数用于指定存放处理方式、处理数据的存储区地址等内容,各指令的操作数的数量不同。在此实验中的应用:由于该实验要频繁使用加计数、减计数,并要自动保存当前的累积值,用简单的触发脉冲与计数器实现较为复杂,而用高级指令中的数据传输指令、16位数据加法指令、16位数据减法指令将能一步实现投币、买商品、退币。以DT0代表用于存储数据的目的区,可以实现一个变量对变化的数据的控制,并且通过比较指令对DT0进行限制可以方便的将数据显示在数码

28、显示器上。3.3 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。对于自动售货机的设计来说。要求控制速度快、灵活、可靠性高、易于维护和改动、属于单项重复数少的项目。用PLC来控制是最好的选择。但分析各种厂家生产的PLC我选用了三菱FX2N-32MR型plc来进

29、行自动售货机的控制。使用的大体硬件架构为：数据采集模块的功能是通过光电传感器把光信号转变成电信号，然后通过 A/D 转换传给 PLC的 CPU；识别模块是将 A/D 转换器传送过来的数字信号与系统内人民币标准数据做比较，做出相应的判断；通信模块是负责PLC主控系统与识别模块之间的数据通信；PLC主控系统是控制自动售货机各个部分的运行及完成各部分的交互通信。 第4章 自动售货机的PLC控制系统设计4.1 硬件电路设计 4.1.1 硬件系统组成 1）主控制板2）温控模版温度采集加热制冷等3） 货币识别模块在投入货币之后，系统会用红外线识别器识别货币的面额。4） 销售模块在顾客选择商品时，用电机驱动

30、相关的硬件设施送出相应的商品。在退币时驱动电机完成退币动作。完成销售过程。 4.1.2 电气设备的选择 在整个硬件控制中包括各种电气设备：断路器、接触器、继电器、隔离开关、热继电器、和电动机。继电器的选用原则：(1)按使用类别选用：中小型工厂的生产实际，90kW及以下的笼型电动机占全厂电机总数的90以上，基本属于按AC-3使用类别选用。(2)确定容量等级：接触器的容量即主触头在额定电压等技术条件下，其额定电流的确定，应注意如下几点：工作制及工作频率的影响：选用接触器时，应注意其控制对象是长期工作制，还是重复短时工作制。在操作频率高时，还必须考虑电弧能量的影响。在水泥厂属于长期工作制，但操作频率

31、不高，应尽可能选用银、银合金或镶银触头的接触器，如CJ20型系列产品。环境条件的影响：在水泥厂，生产流程的环境是比较恶劣的，粉尘污染严重，通风条件差，工作场所温度较高。因此，对接触器的选择宜采取降容使用的技术措施。热继电器的选用原则：热继电器主要用于保护电动机的过载，为了保证电动机能够得到既必要又充分的过载保护，就必须全面了解电动机的性能，并给其配以合适的热继电器，进行必要的整定。一般涉及到电动机的情况有工作环境、起动电流、负载性质、工作制、允许的过载能力等。原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和起动的瞬间，热继电器应

32、不受影响(不动作)。 热继电器用以保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果每小时操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。 对于正反转相通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。电动机的选用原则：1）电动机的机械特性、启动、制动、调速及其它控制性能应满足机械特性和生产工艺过程的要求，电动机工作过程中对电源供电质量的影响（如电压波动、谢波干扰等），应在容许的范围内；2）按预定的工作制、冷却方法基辅在情况所确定的电动机功率，电动机的温升应在限定的范围内；3）根据环境条件、运行条件、安装方式、传

33、动方式，选定电动机的结构、安装、防护形式，保证电动机可靠工作；4）综合考虑一次投资几运行费用，整个驱动系统经济、节能、合理、可靠和安全。4.1.3数据采集及纸币识别在钱币通道上、下设有特殊光发光部件和接收部件，当钱币通过时，接收部件将检测到的光信号传给A/D转换器。在系统中设三路发光/接收电路。为能完成人民币的准确快速识别，对纸币图像进行预处理。图像倾斜常常会影响图像定位和待识别信息的提取。因此需对图像的倾斜进行矫正。二值化处理可把灰度图像信号处理为二值（0，1）数字信号。二值化法有整体阈值法和自适应动态阈值法。纸币图像实际处理是比较复杂的，为了更准确无误的对质量差的纸币图像进行处理，常采用动

34、态阈值法。通常对以下5 种人民币：第 4 版 10 元和 5 元及第 5 版 10 元、5 元和 2元的长和宽的尺寸进行信息采集，应用模糊逻辑推理法进行纸币面值的分类。获得纸币面值后，再对其进行纸币正反面和正反向的识别，并对纸币真假进行识别。4.1.4通信模块的设计如今，自动售货机对主控制器的要求越来越高，设计了一种实用，简单，稳定的内部通信总线协议，可以大大提高自动售货机的运行效率。可以使用欧洲自动售货机制造商协会（EVMMA）的MDB / ICP总线协议。它可协调主控制器 （MMC）与多个外设之间通信。MDB 是主从串行总线接口，波特率为9 600。所有外围设备均为主控制器的从机。所有外围

35、设备与主控制器之间的通信方式都一致。在MDB 总线上，VMC（自动售货机控制器） 通过广播方式向外设发送命令。发送指令后，外设应答VMC的指令，VMC将再通过发送一个字节应答外设传回的数据。4.2 软件设计4.2.1 自动售货机控制要求1. 投币类型分为1元、5元、10元、20元、50元2. 各种纸币各一个投钱处3. 分为数种饮商品，分别设计不同的价格。4. 当钱数大于3时汽水灯亮5. 当钱数大于4时汽水、可乐灯亮6. 当钱数大于5时汽水、可乐、牛奶灯亮等等7. 按下饮料的按钮，电动机得电指示灯亮，相应饮料的灯闪。钱数减去饮料钱数，等闪烁3秒，出货结束。8.按下退币钱退出1元硬币4.2.2 P

36、LC自动售货机流程图4.2.3 I/O分配表输入符号功能地址输出符号功能地址SB11元X0HL1汽水显示灯Y0SB25元X1HL2可乐显示灯Y1SB310元X2HL3牛奶显示灯Y2SB420元X3HL4咖啡显示灯Y3SB550元X4HL5红茶显示灯Y4SB6汽水按钮X5YV1汽水电磁阀Y5SB7可以按钮X6YV2可乐电磁阀Y6SB8牛奶按钮X7YV3牛奶电磁阀Y7SB9咖啡按钮X10YV4咖啡电磁阀Y10SB10红茶按钮X11YV5红茶电磁阀Y11SB11退币按钮X12YV6退币电磁阀Y124.2.4 硬件接线图4.2.5程序设计程序设计可分为6个部分。分别为：1启动清零部分、2投币部分、3表

37、示可购买显示部分、4选择饮料部分、5货币相减部分、6退币部分和7报警系统。1） 启动清零 M8002为初始脉冲。当PLC从STOP拨到RUN时接通瞬间。自动初始清零。 指令表：2） 投币部分。 当有顾客购买时，每投入一次钱币都得经过感应器进行真假分别后，再给PLC进行计币的指令。当发现伪币时，感应器不给PLC累计投币值的指令，同时自行退出伪币。而当PLC接收到感应器传来的记录投币的指令时，PLC自动把接收来的货币对应的数据累加到寄存器D0中。 用PLS上升沿触发投币。用ADD指令作加法运算。 指令表： 3）表示可购买显示部分。在整个实验过程中，价格的比较是一直存在的。只要余额大于某种商品的价格

38、，就需要一个信号来表明可以进行购买。投币完成后，系统会将D0内钱币数据和可以购买的饮料价格进行比较：当投币小于价格，则没有可购买的商品指示灯亮，表示所投钱币不能购买任何东西，此时可以继续投币或退币；只有投币是商品价格或以上时会见到商品选择的指示灯长亮，此时可以选择购买或退币；同样，大于这个商品的价格的就会出现其他商品的信息，这时候就可以选择购买或退币。 用 D1 K3 比较指令，当D1K3输出。 指令表：4）饮料选择部分（购买、出货） 当输入的货币价值可以购买某个产品时，即产品下的相应指示灯会点亮，这时候按下相应的“选择”按纽就能够在出货框中出现该种商品，同时消费显示栏中显示出扣除已经消费掉的

39、金额的余额币值，接着余额继续与价格相比较，判断是否能继续购买。若余额还能符合上面比较过程的条件时，相应商品的指示灯还会亮的，不然灯不亮了。 Y0：可购买汽水 X5：选择汽水 Y5：输出汽水。当按下购买的按钮之后，相应的商品指示灯闪烁，同时排出商品。3秒后，货物排出完毕、相应指示灯停止闪烁。 指令表： 5）货币相减部分 这里使用了SUB减法运算用于计算投币额与商品价格之差。 指令表：6）退币部分 系统可在顾客购买完饮料后退回余币。按下退币按钮后，数据寄数器D0内的币数除以10，商的整数部分就是需要退回 1 元硬币的个数并储存在D1上，余数就自动的默认在D2上；再把D2的数据除以5，商的整数部分就

40、是需要退回1元的个数，并储存在D3中（这里由所可投的货币限制来看，1 元个数就只有两种情况，0 或 1，故在选PLC时可以只给这里的留一个端口就行了。）选择退币的同时起动2个退币电动机。2个感应器开始记数，当感应器记币的个数等于数据寄存器的退币数时，退币电动机停止运转。 按下退币按钮X12（机械自锁按钮）后，当D1大于1时，M61得电。D1等于1时，M62得电。执行DECP指令（减1）、并输出。退币线圈Y12得电。退币完成后，把X12按钮复位，完成售货。 指令表：7）报警系统当所选项目的硬币不足或者识别器识别出伪造货币时，系统将启动报警的程序。此时，如果按下购买按钮X3，则通过传送命令将D1的

41、值分配为1，并且当由模拟软件GTDesigner2设置D1的值时，显示警报窗口页面并显示余额，并迅速显示提示要付款。第5章 系统调试正确的调试系统可以使每个模块的电路正常工作，才能实现高稳定的显示。该程序首先使用M8002进行自动清算。硬币由PLS的上升沿触发。使用ADD指令累加货币并将数据存储在D1数据存储器中。用 D1 K3指令来表示可买的物品。还使用了T计时器用于计时。使用减法命令执行货币减法和货币提取退换的程序。完成整个自动售货的程序。 正确的编写程序是调试成功的关键。下面就要说说调试所用到的设备和过程。5.1调试的设备三菱FX2N-32型PLC一台接触器5台指示灯10个电机5台热继电

42、器一个5.2调试步骤一：硬件调试根据相关要求连接继电器，热继电器和有关的货物输出电机；检查继电器的触点有没有问题。没问题的话就正确接线。检查电机不可以正常的工作。将热继电器连接到电路里。二：软件调试编写PLC程序后，要先仔细检查程序并更正程序中的错误。必须首先在实验室中模拟和调试用户程序，而不需要PLC的实际负载（例如接触器，电磁阀等）。也可以根据功能图用开关或按钮来进行实际反馈信号的模拟。在调试中，应充分考虑各种可能情况的发生。系统的每个不同的工作模式，功能图的每个分支，以及各种可能的路径都应该逐一检查，不应有任何遗漏。如果有问题，梯形图和PLC程序应该要及时修改，直到输入数量和输出数量之间

43、的关系完全满足各种可能情况下的要求。如果程序中的某些定时器设置的数字太大，为了缩短调试时间，可以在调试过程中手动减少它们，然后在模拟完成后修改还原原始的实际设置值。在设计和模拟调试的同时，也可同时设计、制作控制台或控制柜，或者进行其他硬件的安装、布线的工作。模拟调试完成后，可以进入工业现场调试工作了。首先，执行在线的总调试。在调试过程中，系统中的传感器、执行器和硬接线等方面可能会出现不少故障，或者在PLC外部接线图和梯形图设计中存在问题，并且要尽快的解决掉这些问题。如果调试结果不符合用户的度量标准要求，则可以适当调整相应的硬件和软件组件。通常，稍微修改程序可能会产生更好的结果。在现场调试通过后

44、，需要一段时间的适应性实验才能投入实际应用。 1 运行PLC，D1自动清零。 2 按下1元投币开关X0和5元投币开关X1后，表示投了6块钱。然后汽水显示灯（Y0）、可乐显示灯（Y1）、牛奶显示灯（Y2）、咖啡显示灯（Y3）亮。表示可以购买。 3 按下可乐购买开关（X6），后可乐显示灯（Y2）闪烁，同时可乐输出线圈（Y6）亮。三秒后完成。说明可乐排出！按下找零按钮（X12）后，退币线圈（Y12）得电（亮），表示退出1元硬币。 4 结束。 开始调试程序时在可购买显示部分出了点问题。我们把= D1 K3指令写成了 D1 K3导致我在投入3元时显示灯不亮，后来经过检查要写成=3，改正了过来！在退币程序

45、中的M8012忘记加了。导致我按下退币按钮看不见退币电磁阀的动作。加入了之后，效果就明显了。有几块钱可以看见电磁阀（灯）闪几次。表示退币。经过多次更改和程序的最终调试后，所有功能都得以实现。成功的做出了本设计需要的结果。第7章 心得体会（致谢）在进行此次专题实习的过程中，我学习了PLC的相关知识，在基于PLC的自动售货控制系统中，当需要增加可以购买的货物的数量时，这个系统的硬件只需要增加相应的输入信号，硬件的原始布线不需要改变，并且软件可以根据不同控制要求来做出相应的修改，适应性强，因此在自动售货机行业得到了广泛的应用。编写的程序应尽可能简单，高级指令可以非常容易地处理复杂的逻辑。我深入了解了

46、很多的功能指令，对不理解的地方都作了研究，并成功的完成了本次设计。本次设计也涉及了很多其他方面的知识，除了学过的专业知识外，还有包括很多软件方面的一些知识，确实收获蛮多的。在此答辩之际，我首先要感谢导师。因为无论从论文选题，到编写过程，直到完成，老师无不倾注着心血和辛劳。这点让我们深受感动。老师认真的求学精神、严谨的治学态度、渊博的专业学识、勤勉塌实的治学作风、诲人不倦的精神无不让人感动。我在这里说一声，老师，辛苦了！大学生活转眼即逝，在这期间，我在学校学到了很多书里和书外的知识。在这里我向所有老师们表示深深得谢意和崇高的敬意，你们辛苦了！最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的老师！忠心地祝愿老师身体健康、工作顺利。参考文献 1三菱FX系列PLC应用技术/龚仲华编著.-北京：人民邮电出版社，2010.102可编程控制器应用技术（第五版）主编：廖常初3PLC电气控制与组态设计.吴中俊编著.-北京：科学出版社，20034现代电气控制及PLC应用技术.北京：北京航空航天大学出版社，20005 PLC在自动售货控制系统中的应用,上海师范大学学报,2007.6 PLC应用技术实验指导书西南科技大学信息工程学院自动化教研室 ,2010.附录附件一：梯形图