基于plc控制的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-11-28 10:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式 )，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類 (直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)式膜片結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步活塞結(jié)構(gòu)、 先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu) ) 。 本設(shè)計(jì)主要采用的是直動(dòng)勢(shì)電磁閥。 直動(dòng)式電磁閥 原理：通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧力把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。 特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但一般通徑不超過 25mm。 （四） PLC 的選擇 目前，自動(dòng)售貨機(jī)的核心是單片機(jī)，可是一但輸出電壓不穩(wěn)定，單片機(jī)就容易發(fā)熱造成爆裂，可靠性低等缺點(diǎn)，而 PLC 不但可以實(shí)現(xiàn)類似的控制功能，還具有性能可靠、電壓使用范圍廣、靈活通用、易于編程、使用方便等特點(diǎn)，并且提高了自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng) 的穩(wěn)定性，能夠保證自動(dòng)售貨機(jī)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；因此近年來在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。所以，本文選擇PLC 來控制自動(dòng)售貨機(jī)。此次，我選擇的是三菱 FX2N的 PLC。 基于 PLC 控制的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 9 PLC的結(jié)構(gòu) 目前 PLC 種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都各不相同，但都是以微處理器為核心用做工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似。主要包括中央處理單元 CPU、存儲(chǔ)器 RAM 和 ROM、輸入輸出接口電路、電源、 I/O 擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸 。 PLC 控制系統(tǒng)由輸入量 — PLC— 輸出量組成，外部的各種開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)均作為 PLC 的輸入量，它們經(jīng) PLC 外部輸入端子，作為 PLC 的輸出量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。由此可見， PLC的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。 （ 1） CPU 是由控制器和運(yùn)算器組成的。運(yùn)算器也稱為算術(shù)邏輯單元，它的功能就是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破鞯淖饔檬强刂普麄€(gè)計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有條不紊地工作，它的基本功能是從內(nèi)存中取指令和執(zhí)行指令。他的重要功能如下： ① 診斷 PLC 電源、內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語法 錯(cuò)誤。 ② 采集現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并送入 PLC的寄存器中。 ③ 按用戶程序存儲(chǔ)器中存放的先后順序逐條讀取指令，進(jìn)行編譯解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)完成各種運(yùn)算和操作。 ④將存于寄存器中的處理結(jié)果送至輸出端。 ⑤應(yīng)各種外部設(shè)備的工作請(qǐng)求。 (2) 存儲(chǔ)器 PLC 的存儲(chǔ)器分為兩大部分： 一部分是系統(tǒng)存儲(chǔ)器，用來存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及其系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)。 二部分是用戶存儲(chǔ)器，包括用戶程序存儲(chǔ)區(qū)及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。 (3) 輸入輸出接口電路 PLC 通過輸入輸出（ I/O）接口電 路實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的連接。輸入接口通過 PLC的輸入端子接受現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成 CPU所能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。 (4) 電源 基于 PLC 控制的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 10 PLC 的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足 PLC的 CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。 PLC的原理 PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本是一致的，可以簡(jiǎn)單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。但是PLC 也有它自己的特點(diǎn)， PLC 在確定了工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一 種專用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的。 ① 輸入刷新階段 在輸入刷新階段， CPU 掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。 ② 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 ③輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成 PLC的實(shí)際輸出。 注釋：本論文設(shè)計(jì)的是自動(dòng)售貨機(jī)的軟件部分。 硬件不進(jìn)行設(shè)計(jì)，只是大概的介紹一下主要硬件。 基于 PLC 控制的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 11 第三章 PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì) 一、系統(tǒng)涉及 PLC指令簡(jiǎn)介 (1)比較指令 CMP 比較指令在 PLC 控制系統(tǒng)中是一條十分重要的功能指令，它將[S1]、 [S2]中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比較結(jié)果送到目的操作數(shù) [D]中，如下圖所示，當(dāng) X0 為 OFF 時(shí)，不執(zhí)行 CMP 指令， M0， M1， M2 保持不變；當(dāng) X0 為 ON 時(shí)，執(zhí)行 CMP 指令， [S1]、 [S2]中的數(shù)據(jù)進(jìn) 行比較，即C20計(jì)數(shù)器值與 K100（數(shù)值 K100）比較。如果 C20當(dāng)前值小于 100，則 M0=1；如果 C20 當(dāng)前值
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