自动售货机的PLC设计
自动售货机的PLC设计[20200128193521]
【摘要】本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程，利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。
该论文设计介绍了自动售货机的结构组成，包括投币控制按钮、选择饮料按钮、退币按钮、输出饮料端口、找钱端口和一些对应的指示灯；根据设计需要和经济综合因素的考虑，选用FX2N-32R型PLC的控制，这样就能够满足输入与输出控制，在设计中给出了控制系统的软硬件设计，并用GX7CH软件进行对梯形图的输入、调试与仿真，能够完全符合设计需求。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】自动售货机；可编程序控制器；梯形图
引言 1
一、 自动售货机的功能分析 2
1.1自动售货机的总方案图 2
1.2自动售货机的功能 3
1.3自动售货机的设计思路 3
二. 自动售货机硬件设计 3
2.1自动售货机设计的基本原则 3
2.2 自动售货机的设计要求 4
2.3 I/O分配表和PLC的选型 4
2.4自动售货机外部接线图 5
2.5售货机编程流程图 6
2.6自动售货机控制图 7
三.自动售货机的软件设计 8
3.1比较指令 CMP 8
3.2运算指令 9
3.3部分程序诠释 10
3.3梯形图 13
四．自动售货机的仿真 14
4.1GX7CH软件简介 14
4.2 具体事例的分析 15
五．总结 21
六．致谢 22
七．参考文献 23
八．附录 24
引言
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以至于要求出现新的流通渠道，而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升，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题等各项优点。
现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相比，它能够节约10－15％的电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。
因经济复苏缓慢，社会对扩大就业与工作场所提供茶点饮料的福利事业更为关注。自动售货机不仅保障了惬意的工休时间，也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段。特别是在24小时无休工作状态中的办公场所，使用独具魅力的迷你型饮料冲饮机，解决了不间断提供咖啡饮品服务的问题，这种服务加速了自动售货机与咖啡饮品服务的融合。1999年的全美自动售货机协会和全美咖啡服务协会的合并使人们更直观地看到了这种融合现象。
一、 自动售货机的功能分析
这部分阐述了自动售货机的各种动作功能和控制要求，给出了完整的自动售货机操作规程，并介绍了自动售货机运行系统种所包括的人工操作步骤。
1.1自动售货机的总方案图
在实际生活中，我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品，如饮料、常用药品和小的生活保健用品等。售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应。当按下选择01商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。此时售货机继续进行等待外部命令，如继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。由此看来，售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算以及推算，如图1-1所示。
。
图1-1 设计总体方案图
1.2 自动售货机的功能
自动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，并提供该自动售货机最基本的功能即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，做出相应的反映。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。自动售货机的各种动作功能和控制要求，给出了完整的自动售货机操作规程，售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并做出相应的反应。
1.3自动售货机的设计思路
本次设计的题目是自动售货机，主要是应用三菱FX-2N型PLC的梯形图来设计控制程序，并简单介绍相关的知识，如：PLC的编程语言、自动售货机的硬件组成等。根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图，再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线图，结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。
本次设计的重要部分是自动售货机梯形图的设计。首先就得根据设计内容和控制要求准确画出它的顺序功能图，再根据所画出的顺序功能图准确设计出它的梯形图，并反复调试做到程序无误。具体的设计控制要求流程、软硬件组成图、梯形图将会在后面进行详细介绍。
二. 自动售货机硬件设计
2.1 自动售货机设计的基本原则
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，应适当留有余量。
2.2 自动售货机的设计要求
由于售货机的全部功能时在上位机上模拟的 ，所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟替代的。如钱币识别系统可以用按压某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给PLC发布命令，而传动系统也是由计算机来直接模拟的，这些并不会影响实际程序的操作，完全能模拟现实中自动售货机的运行。
试验状态假设：
由于是在计算机上模拟运行，试验中有一些区别于实际情况的假设，本试验中假设：
自动售货机只售4种商品。
自动售货机可识别10元、5元、1元、5角硬币。
自动售货机可退币10元、5元、1元、5角硬币。
自动售货机有液晶显示功能。
实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。
为了方便分析，我们以一次交易过程为例：
初始状态：由电子标签显示各商品价格，显示屏显示友好界面，此时不能购买任何商品。
投币状态：按下投币按钮，显示投币框，按下所投币值显示屏显示投入、消费、余额数值，当所投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮发生变化，提示可以购买。
购买状态：按下可以购买的选择按钮，所选的商品出现在出货框中，同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品后出货框消失。
【摘要】本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程，利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。
该论文设计介绍了自动售货机的结构组成，包括投币控制按钮、选择饮料按钮、退币按钮、输出饮料端口、找钱端口和一些对应的指示灯；根据设计需要和经济综合因素的考虑，选用FX2N-32R型PLC的控制，这样就能够满足输入与输出控制，在设计中给出了控制系统的软硬件设计，并用GX7CH软件进行对梯形图的输入、调试与仿真，能够完全符合设计需求。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】自动售货机；可编程序控制器；梯形图
引言 1
一、 自动售货机的功能分析 2
1.1自动售货机的总方案图 2
1.2自动售货机的功能 3
1.3自动售货机的设计思路 3
二. 自动售货机硬件设计 3
2.1自动售货机设计的基本原则 3
2.2 自动售货机的设计要求 4
2.3 I/O分配表和PLC的选型 4
2.4自动售货机外部接线图 5
2.5售货机编程流程图 6
2.6自动售货机控制图 7
三.自动售货机的软件设计 8
3.1比较指令 CMP 8
3.2运算指令 9
3.3部分程序诠释 10
3.3梯形图 13
四．自动售货机的仿真 14
4.1GX7CH软件简介 14
4.2 具体事例的分析 15
五．总结 21
六．致谢 22
七．参考文献 23
八．附录 24
引言
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以至于要求出现新的流通渠道，而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升，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题等各项优点。
现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相比，它能够节约10－15％的电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。
因经济复苏缓慢，社会对扩大就业与工作场所提供茶点饮料的福利事业更为关注。自动售货机不仅保障了惬意的工休时间，也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段。特别是在24小时无休工作状态中的办公场所，使用独具魅力的迷你型饮料冲饮机，解决了不间断提供咖啡饮品服务的问题，这种服务加速了自动售货机与咖啡饮品服务的融合。1999年的全美自动售货机协会和全美咖啡服务协会的合并使人们更直观地看到了这种融合现象。
一、 自动售货机的功能分析
这部分阐述了自动售货机的各种动作功能和控制要求，给出了完整的自动售货机操作规程，并介绍了自动售货机运行系统种所包括的人工操作步骤。
1.1自动售货机的总方案图
在实际生活中，我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品，如饮料、常用药品和小的生活保健用品等。售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应。当按下选择01商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。此时售货机继续进行等待外部命令，如继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。由此看来，售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算以及推算，如图1-1所示。
。
图1-1 设计总体方案图
1.2 自动售货机的功能
自动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，并提供该自动售货机最基本的功能即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，做出相应的反映。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。自动售货机的各种动作功能和控制要求，给出了完整的自动售货机操作规程，售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并做出相应的反应。
1.3自动售货机的设计思路
本次设计的题目是自动售货机，主要是应用三菱FX-2N型PLC的梯形图来设计控制程序，并简单介绍相关的知识，如：PLC的编程语言、自动售货机的硬件组成等。根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图，再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线图，结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。
本次设计的重要部分是自动售货机梯形图的设计。首先就得根据设计内容和控制要求准确画出它的顺序功能图，再根据所画出的顺序功能图准确设计出它的梯形图，并反复调试做到程序无误。具体的设计控制要求流程、软硬件组成图、梯形图将会在后面进行详细介绍。
二. 自动售货机硬件设计
2.1 自动售货机设计的基本原则
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，应适当留有余量。
2.2 自动售货机的设计要求
由于售货机的全部功能时在上位机上模拟的 ，所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟替代的。如钱币识别系统可以用按压某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给PLC发布命令，而传动系统也是由计算机来直接模拟的，这些并不会影响实际程序的操作，完全能模拟现实中自动售货机的运行。
试验状态假设：
由于是在计算机上模拟运行，试验中有一些区别于实际情况的假设，本试验中假设：
自动售货机只售4种商品。
自动售货机可识别10元、5元、1元、5角硬币。
自动售货机可退币10元、5元、1元、5角硬币。
自动售货机有液晶显示功能。
实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。
为了方便分析，我们以一次交易过程为例：
初始状态：由电子标签显示各商品价格，显示屏显示友好界面，此时不能购买任何商品。
投币状态：按下投币按钮，显示投币框，按下所投币值显示屏显示投入、消费、余额数值，当所投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮发生变化，提示可以购买。
购买状态：按下可以购买的选择按钮，所选的商品出现在出货框中，同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品后出货框消失。
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