plc自动售货机控制系统的设计论文.doc

摘要自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备，它不受任何场地限制，方便快捷，可以每天24h售货，在我国也越来越普及传统的自动售货机采用单片机作为控制核心，但这样在输入输出接口上消耗很大PLC不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点本款售货机是基于汽水和咖啡的自动售货设计的论文以三菱PLC设计自动售货机控制系统，简要介绍PLC各硬件选型，软件的设计，PLC梯形图的编写和系统的调试方法关键词：自动售货机；PLC；调试AbstractVending machine is a self-service device that can automatically sell goods to customers. It is not restricted to specific sites, which is convenient and sells 24 hours a day. Vending machines also become increasingly popular in China. The traditional vending machines use Single Chip Microcomputer as the core of control, which costs greatly on its input/output interface. PLC not only fulfill a similar controlling function, but also has other advantages such as high reliability, easiness to program, strong function, low energy consumption, convenience to debug and so on. This vending machine is based on the design of self-service selling for soft drinks and coffee .On the basis of Mitsubishi PLC, this paper gives a brief introduction to the various hardware selection, software design, the compilation of PLC Ladder Diagram and the debugging method of the system.Key words: Vending Machine；PLC；DebuggingI 目 录摘要 I目录 II第1章 绪论 1第2章 自动售货机的工艺流程 1第3章 自动售货机的硬件选型 33.1 红外线传感器 33.2 红外检测器 33.3 红外传感器 43.4 数码管显示 43.5 敲击防盗报警器 53.6 硬币识别原理 63.7 硬币的贮存和退币机构 7第4章 自动售货机的软件设计 74.1 控制要求 74.2 方案设计 84.3 控制接线图 94.4 I/O口分配 104.5 控制流程图 104.6 程序设计 114.6.1计币部分 124.6.2比较部分 124.6.3选择和饮料供应部分 134.6.4余额计算部分 134.6.5退币部分 134.6.6报警部分 15第5章 梯形图程序调试 15结束语 16致谢 17参考文献 18附录 19II 第1章 绪论自动售货机是可完成无人自动售货，集光、机、电一体化的商业自动化设备。

自动售货机不受任何场地限制，方便快捷，可以每天24h售货，因此深受上班族的欢迎，很多城市的公共场所里面都放置有自动售货机，出售的商品五花八门，从饮料、零食、香烟、糖果，到牙刷、方便面、自动照相机近年来，我国的自动售货机行业突飞猛进：在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区纷纷涌现出自动售货机的踪迹这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐，同时也是现代化城市配套设施的需求传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心，这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性也比较差但是PLC（即可编程序控制器）是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置，它不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点，已在工业控制领域得到广泛地应用因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施，要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高可以看出，采用PLC对自动售货机控制系统进行控制可以提高系统的稳定性和可靠性，这在现代化商业社会的今天尤为重要本论文采用的PLC是FX2n-48MR型号，编程软件是SWOPC-FXGP/WIN-C，设计的是一款简单实用的自动售货机。

该自动售货机最基本的功能是对投入的硬币进行感应，并根据所投入的硬币数值判断是否能够购买某种饮料，并做出相应的反映因此，售货机应能够辨识机内包含的饮料，能够对所投入的币值进行累计，并提供所要购买的饮料当按下选择饮料的按钮时，相应的电磁阀起动，饮料开始供应，提取饮料到出货口，顾客取出饮料，完成此次交易它具有投币感应系统、比较系统、选择和饮料供应系统、退币系统、报警系统等来实现完整的售货功能第2章 自动售货机的工艺流程本文设计的是售汽水和咖啡这两种饮料的自动饮料机，它的售货过程是：首先由顾客按下商品选择开关时，然后顾客投入的硬币(投入硬币的面值和剩余值由PLC驱动数码管显示)经过光传感器感应，再由光传感器驱动硬币识别传感器识别硬币（由于能力有限，在识别硬币上不做具体研究）如果是无效币则使继电器打开阀门，将硬币退出；如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮币腔，并经硬币识别传感器将信号送给PLC最后经顾客选择，同时PLC控制，使PLC的输出口上有相应的信号输出若贮币腔内无硬币（红外检测器感应）、饮料的量位小于设定值（红外传感器感应）、售货机遭损，系统就报警【7】大体运行如图2-1：商品选择开关硬币感应器PLC各种指示灯退币电动机出货电磁阀液位感应器报警图2-1自动售货机控制系统硬件组成示意图图2-2是自动售货机简单示意图。

在该机中有两种已经配制好的饮料储液桶（未画出来），一种为汽水，另一种为咖啡汽水出口和咖啡出口分别代表由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种的饮料出口退币按钮 汽水按钮 咖啡按钮退币口 投币口 退币指示灯 汽水指示灯 咖啡指示灯投币不足指示灯汽水出口 咖啡出口图2-2自动售货机简单示意图第3章 自动售货机的硬件选型3.1红外线传感器在本设计中，当硬币投入开始由红外线传感器感应，然后由红外线传感器驱动硬币识别传感器，硬币经识别后进入贮存腔时，由硬币识别传感器送给PLC一个信号，进行硬币的叠加运算；当退币时，退出的硬币经红外线传感器感应，给PLC一个信号，进行退币的相加运算本设计是运用红外线传感器的原理对投币进行检测的图3-1所示是由红外线传感器构成的红外线探测开关电路图它是以单运放为主构成，PLC与之联系探测头采用一体化红外线传感器发射接收组件当发射管与接收管之间无硬币时，接收管集电极与发射极间的电阻值变小，因此会使IC1反相信号输入端3脚电压下降，IC1的同相输入端2脚上的基准电压是由R3和R4*分压后得到的，由此使其7脚输出变为高电平，KA继电器不工作，所以PLC得不到相应的信号。

当发射管与接收管之间有硬币时时，硬币遮挡红外线，接收管集电极和发射极之间的电阻变大，IC1的3脚电压大于2脚电压，其7脚输出为低电平使VD7导通发光，KA继电器工作，使PLC得到相应的信号【9】图3-1红外线探测开关电路图3.2红外检测器 对贮存腔没有硬币的报警，在本设计中采用红外检测器给PLC的输入端一个信号,然后由PLC的输出端驱动报警系统在贮存腔底部安装了红外遥控发射装置当没有投币时，系统正常运行，给出了运行指示；当没有投币时而按了汽水、咖啡按钮或者退币按钮，这时光线没有被硬币遮挡，有信号输出，产生无币报警。

3.3红外传感器在本设计中，当饮料的量位小于设定值时，由红外传感器感应，光敏二极管接收到LED发射出的光，给PLC一个报警信号，然后PLC驱动报警器【10】红外传感器应用电路发光和受光方式如图3-2施密特触发器LED光敏晶体管LED驱动电路放大器输出 图（图3-2红外传感器应用电路图3.4数码管显示在本设计中，显示部分，以带锁存的7段显示指令SEGL来实现，对于指令SEGL，用12个扫描周期显示一组4位数据，占用8个输出点源操作数可以选所有的数据类型，目标操作数为Y，只有16位运算，n=0～7，该指令用12个扫描周期显示一组或两组4位数据，占用8个或12个输出点，该指令可以是使用两次SEGL指令用12个扫描周期显示一组或两组4位数据，PLC的扫描周期应大于10ms，若小于10ms，应使用恒定扫描方式该指令的执行条件一旦接通，指令反复执行，若执行条件变为OFF，停止执行图3-3中使用一组输出（n=0～3），D1中的数据依次送到Y0～Y3选通信号由Y4～Y7提供【1】图3-3带锁存的7段显示接线图对于晶体管输出电路有漏输出（即集电极输出）和源输出（即发射极输出）两种（见图3-4），前者为负逻辑，梯形图中的输出继电器为ON时输出低电平；后者为正逻辑，梯形图中的输出继电器为ON时输出高电平。

图3-4正负逻辑图7段显示器的数据输入（由Y0～Y3和Y10～Y13提供）和选通信号（由Y4～Y7提供）也有正逻辑和负逻辑之分若数据输入以高电平为“1”，则为正逻辑；反之为负逻辑选通信号若在高电平时锁存数据，则为正逻辑；反之为负逻辑参数n的值由显示器的组数、PLC与7段显示器是否相同来确定（见表3-1）组数12PLC与数据输入类型相同不同相同不同PLC与选通脉冲类型相同不同相同不同相同不同相同不同n01234567表3-1参数n的确定在本设计中，因需显示一组4位数据，PLC与数据输入类型相同，PLC与选通脉冲类型相同，所以n=03.5敲击防盗报警器在本设计中，采用BS-02压电式传感器作为检测售货机遭破坏的。