基于plc的自動(dòng)售貨機(jī)大學(xué)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 18:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 顧客按下相應(yīng)的按鍵無(wú)反應(yīng)（不出物品，不減余額）。（8）當(dāng)投入假幣時(shí)報(bào)警并自動(dòng)退還假幣，當(dāng)自動(dòng)售貨機(jī)遭到破壞時(shí)自動(dòng)報(bào)警。 自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的基本思路本次設(shè)計(jì)的題目是基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)，主要是應(yīng)用西門子S7200型PLC的梯形圖來(lái)設(shè)計(jì)控制程序，并簡(jiǎn)單介紹相關(guān)的知識(shí)，如：PLC的定義、PLC的編程語(yǔ)言、PLC的硬件組成等。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù)PLC的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出它的外部接線圖，結(jié)合梯形圖和外部接線圖分析說(shuō)明該設(shè)計(jì)的控制原理過(guò)程。本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)準(zhǔn)備部分是第一、二章，對(duì)相關(guān)知識(shí)的簡(jiǎn)單介紹，對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。重要部分是第三、四章，對(duì)PLC控制柜的設(shè)計(jì)，PLC的選型，I/O點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)和分配以及電氣接線圖的設(shè)計(jì)和繪制。并根據(jù)需求設(shè)計(jì)劃分主、子程序部分，并編寫各部分程序。最后一章是對(duì)程序的模擬調(diào)試，主要檢驗(yàn)其能不能可靠的完成自動(dòng)售貨機(jī)的全部功能。第2章 自動(dòng)售貨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠、節(jié)能、安全、人性化的宗旨。設(shè)計(jì)包括箱體外觀、展示窗、貯存槽、出貨倉(cāng)等多個(gè)組成部分。設(shè)計(jì)PLC部分時(shí)本著可添加產(chǎn)品、可修改要求、可快速排除故障等宗旨。設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留適當(dāng)?shù)膫溆幂敵鲚敵鳇c(diǎn)，方便添加產(chǎn)品和應(yīng)急修理。將各功能程序劃分為子程序，方便修改要求。本次設(shè)計(jì)涉及金錢，售貨機(jī)應(yīng)當(dāng)做好防爆，防惡意破壞的防范工作，設(shè)置3個(gè)方向的振動(dòng)感應(yīng)器，機(jī)器表面遭到嚴(yán)重撞擊時(shí)觸發(fā)報(bào)警，同時(shí)可以借助城市監(jiān)控?cái)z像頭，盡量將售貨機(jī)放置在攝像頭的監(jiān)控范圍內(nèi)。 箱體外觀本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)，為滿足絕大部分顧客的需求，設(shè)計(jì)方面力求人性化。外觀設(shè)計(jì)如下： 箱體外觀設(shè)計(jì)高度為兩米，寬度為一米二，縱深一米。上沿留有5cm邊框，兩邊留有10cm邊框。上方預(yù)留了長(zhǎng)一米，寬十五厘米的區(qū)域，供運(yùn)營(yíng)商貼置名稱。下方50cm高度處為長(zhǎng)50cm寬30cm的取物口。 商品樣品展示窗展示窗設(shè)計(jì)如圖所示： 展示窗設(shè)計(jì)展示窗部分留有三行瓶裝礦泉水展示欄，兩行罐裝飲料和香煙展示欄。每個(gè)展示商品的下方設(shè)置紅綠兩個(gè)燈，其中綠燈為帶燈按鈕。每個(gè)燈的直徑為3cm，符合人指的大小，運(yùn)營(yíng)商可隨意添加或減少產(chǎn)品，只需簡(jiǎn)單的修改程序里的數(shù)值設(shè)定。符合一般人右手投幣取零的舒適高度。 商品貯存部分為方便出貨，商品的貯存部分主要是垂直固定，下方設(shè)置有出貨裝置。如圖： 貯存及出貨裝置示意圖根據(jù)不同商品尺寸設(shè)計(jì)不同的貯存通道。根據(jù)運(yùn)營(yíng)商所要裝載的商品數(shù)量設(shè)計(jì)貯存通道的長(zhǎng)度。 商品驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)本次設(shè)計(jì)的商品驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是以低轉(zhuǎn)速馬達(dá)為動(dòng)力的帶槽圓柱體。如圖： 出貨裝置示意圖，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)接近180176。時(shí)商品掉落，下一件商品會(huì)在剛好180176。時(shí)落入另一個(gè)槽，由于傳感器的中斷信號(hào)作用，馬達(dá)此時(shí)停止。第3章 PLC控制柜設(shè)計(jì) PLC的簡(jiǎn)介PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，全稱為Programmable logic Controller（程序邏輯控制器）。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。PLC是以CPU為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD/CAM）之一。目前，世界上生產(chǎn)PLC的主要廠家有65個(gè)，其中最有名氣的廠家在德國(guó)、美國(guó)、法國(guó)和日本。日本的幾個(gè)廠家為三菱、富士。還有包括日立、東芝、橫河、立石、光洋、夏普等公司。美國(guó)的幾個(gè)廠家為通用電器公司，歌德公司，數(shù)字設(shè)備公司，Rockwell AllenBradley等。德國(guó)的SIEMENS。法國(guó)的Schneider。使用最廣泛的是SIEMENS和AllenBradley以及Schneider的人機(jī)界面。在我國(guó)沿海地區(qū)日本的三菱也應(yīng)用的非常廣泛。 西門子S7200PLC及8I/8O模塊 PLC的工作原理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(guò)運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。PLC通電后，首先對(duì)硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，基本流程如圖 ？ 所示。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。對(duì)每一個(gè)程序，CPU從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號(hào)做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。PLC的掃描全過(guò)程如圖所示。 PLC程序循環(huán)掃描示意（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(guò)一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這就形成了PLC的實(shí)際輸出。 PLC的硬件組成PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口、電源等幾部分組成。其中，CPU是PLC的核心；輸入單元/輸出單元是CPU與現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出設(shè)備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器，上位計(jì)算機(jī)等外部設(shè)備。 PLC控制柜 PLC的選型以及I/O點(diǎn)分配表PLC的選型，綜合考慮PLC的價(jià)格，可靠性，
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