基于西門(mén)子s7-200的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 20:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 而本質(zhì)上就是以梯形圖用語(yǔ)言控制的計(jì)算機(jī)。通過(guò)PC機(jī)和PLC相結(jié)合的這種新的思路方法，使之后的生產(chǎn)和管理相當(dāng)?shù)谋憬?，這樣既擁有PLC的簡(jiǎn)單、易用和可靠的優(yōu)勢(shì)，又有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理更了。 PLC的硬件組成與工作原理 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，其硬件構(gòu)成圖如圖 PLC硬件構(gòu)成圖 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(hù)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(zhuān)用程序后成為一種專(zhuān)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)于每一條程序，CPU都是默認(rèn)從第一條到最后一條指令的先后順序來(lái)逐步執(zhí)行的，按照相應(yīng)的順序排列做周期性的程序循環(huán)掃描工作，如果沒(méi)有跳轉(zhuǎn)的指令，就會(huì)從第一條指令開(kāi)始到最后一條結(jié)束的順序執(zhí)行用戶(hù)所寫(xiě)的程序，直至遇到結(jié)束符后就返回到第一條指令，就像這樣一周一周的循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)被稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。PLC的掃描全過(guò)程如圖所示。 PLC掃描過(guò)程圖（1） 輸入的刷新過(guò)程 在輸入刷新過(guò)程中，輸入端口的信號(hào)會(huì)被CPU掃描完全，讀取它的狀態(tài)后寫(xiě)入到輸入狀態(tài)寄存器里面。完成寫(xiě)入后關(guān)閉掉輸入端口，進(jìn)入到下一個(gè)過(guò)程中去。 （2） 程序的執(zhí)行過(guò)程 在程序執(zhí)行過(guò)程，根據(jù)用戶(hù)所寫(xiě)入的控制程序，從第一條開(kāi)始一個(gè)一個(gè)的掃描，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)到與之對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器中和輸出狀態(tài)寄存器中去并且進(jìn)入到下一過(guò)程。（3） 輸出的刷新過(guò)程 如果全部的指令執(zhí)行結(jié)束以后，會(huì)把輸出狀態(tài)寄存器中的數(shù)據(jù)，一條一條依次送入到輸出鎖存電路中去，并且通過(guò)某一輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部與之相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件工作，這就完成了PLC最后的輸出。 PLC的編程語(yǔ)言PLC為用戶(hù)提供了完善的編程語(yǔ)言來(lái)滿(mǎn)足編制用戶(hù)程序要求。它提供的編程語(yǔ)言通常有以下5種：梯形圖（LAD）、語(yǔ)句表（STL）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）和結(jié)構(gòu)文本（ST）。3 自動(dòng)售貨機(jī)的整體設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)控制面板圖如下，商品展示窗內(nèi)有六款飲料，每種飲料對(duì)應(yīng)有選擇按鈕、一個(gè)紅色指示燈和一個(gè)綠色指示燈。展示窗右側(cè)是一個(gè)硬幣投放口和一個(gè)紙幣投放口，下方是兩個(gè)找零按鈕和一個(gè)退幣口。出貨口位于整體下方。自動(dòng)售貨機(jī)上有多個(gè)電動(dòng)機(jī)，在飲料的輸出部分，是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)彈簧旋轉(zhuǎn)一圈將飲料轉(zhuǎn)出，每種飲料輸出都要有一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)， 因此，需要選擇適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)。但是在自動(dòng)售貨機(jī)上使用的電動(dòng)機(jī)一般功率不大，像小罐的飲料自動(dòng)售貨機(jī)一般使用額定電壓為12~24V，額定功率為3W。但是要使用直流減速電機(jī)，這樣可以增大扭矩，使飲料的彈出得到保證。 雖然現(xiàn)在一般使用的電動(dòng)機(jī)大部分為交流電機(jī)，但在自動(dòng)售貨機(jī)上，售貨的時(shí)間很短，因此需要在很短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，也需要在很短的時(shí)間內(nèi)制動(dòng)，交流電機(jī)不能滿(mǎn)足這些要求，因此使用直流電動(dòng)機(jī)比較好。 電機(jī)參數(shù)圖減速電機(jī)額定電壓額定功率轉(zhuǎn)速減速比XINX37JSDC +12V3W1:10目前，應(yīng)用于自動(dòng)售貨機(jī)上的商品送出機(jī)構(gòu)種類(lèi)較多，下面是一些較典型的送出結(jié)構(gòu)（1）旋轉(zhuǎn)式送出機(jī)構(gòu) 此送出機(jī)構(gòu)把飲料放在螺旋導(dǎo)軌上，并在貨道底部開(kāi)設(shè)出口槽，由電機(jī)帶動(dòng)螺旋導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)飲料轉(zhuǎn)到開(kāi)口槽時(shí)便出槽下貨。這種送出機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛，它要求電機(jī)的轉(zhuǎn)矩較大，造價(jià)成本較高。 （2）轉(zhuǎn)盤(pán)式送出機(jī)構(gòu) 上面是一個(gè)很大的喇叭狀罐體存儲(chǔ)容器，下面是一個(gè)周邊有若干個(gè)圓槽的轉(zhuǎn)盤(pán)，通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)使罐體落入轉(zhuǎn)盤(pán)周邊的槽內(nèi)而被售出。這種送出機(jī)構(gòu)也需要較大的轉(zhuǎn)矩來(lái)帶動(dòng)和占用較大的空間，而且會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。 （3）滾筒送出機(jī)構(gòu) 該送出機(jī)構(gòu)由一個(gè)階梯梁和滾筒構(gòu)成，滾筒內(nèi)可以裝若干瓶飲料，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)來(lái)帶動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，利用梁的各階梯段與滾筒之間不同的開(kāi)口距離控制商品掉落的順。這種機(jī)構(gòu)要求電機(jī)有較高的轉(zhuǎn)動(dòng)精度。 （4）彈簧推動(dòng)式送出機(jī)構(gòu) 這種機(jī)構(gòu)是由螺旋式彈簧和連在彈簧一端的電機(jī)構(gòu)成的，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就帶動(dòng)彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，同時(shí)推出一瓶飲料。本文所設(shè)計(jì)的飲料傳送裝置主要由槽輪、推拉桿、推拉銷(xiāo)、直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)和前后兩邊側(cè)板構(gòu)成 ,其中槽輪上槽弧的半徑為飲料的半徑 ,。送出機(jī)構(gòu)主要通過(guò)直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)推拉桿和推拉銷(xiāo) , , ,在前后兩邊的側(cè)板上有導(dǎo)向槽 ,推拉銷(xiāo)在導(dǎo)向槽內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng) ,導(dǎo)向槽的作用是限定推拉桿的運(yùn)動(dòng)方向和槽輪擺動(dòng)角度。 送出機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程如圖8所示 ,在等待售貨的時(shí)候 ,槽輪的槽開(kāi)口朝下 , ,直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)推拉桿 ,推拉桿讓輪槽做一次上下擺動(dòng)。在槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的前一半 ,槽口從向下變換到向上 ,這樣就使飲料掉落到輪槽里面；在槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的后一半 ,槽口又從上轉(zhuǎn)到下面,并且攜帶著飲料轉(zhuǎn)向出貨口 ,同時(shí)槽輪的完整圓面又卡住后面的飲料 ,電機(jī)停止工作 ,這樣就完成一瓶飲料的售出。貨幣識(shí)別器有硬幣識(shí)別器和紙幣識(shí)別器。貨幣識(shí)別器是自動(dòng)售貨機(jī)中的重要部分，幾乎所有的操作都是在識(shí)別器工作正常的前提下才能發(fā)生的。硬幣識(shí)別器分為三部分，一是投幣段，二是進(jìn)幣段，再是退幣段。紙幣識(shí)別器沒(méi)有退幣段。 硬幣識(shí)別器（1）硬幣識(shí)別原理 主要識(shí)別指標(biāo)：材質(zhì)、厚度、直徑。材質(zhì)是用電磁的方式測(cè)的，使用空心線(xiàn)圈或磁芯線(xiàn)圈，線(xiàn)圈組數(shù)少的只有一組，多的常見(jiàn)的是六組。工作狀態(tài)下，線(xiàn)圈及其外圍電路會(huì)以一個(gè)特殊的頻率振蕩（多個(gè)線(xiàn)圈的話(huà)頻率各不相同），當(dāng)硬幣以垂直或平行于線(xiàn)圈平面的方式穿過(guò)時(shí)（不同產(chǎn)品方式不同），會(huì)引起振蕩頻率的變化。材質(zhì)不同所引起的頻率變化幅度和方向（增加、減少）也不同，對(duì)某種硬幣的變化特征進(jìn)行記錄后，就成為使用中識(shí)別該種硬幣的依據(jù)。厚度是沒(méi)有東
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