毕业设计论文-基于plc的自动售货机控制

毕业设计论文-基于plc的自动售货机控制内容摘要：

啡饮料自动售货机，省时方便快捷。 既可以作投资来使用，也可作为员工福利来使用。 自动售货机的发展现状 和发展前景 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，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。 基于 PLC 的自动售货机控制 7 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。 基于 PLC 的自动售货机控制 8 第 2 章 可编程控制器 PLC 简介 PLC 概述 PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和 输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 具有体积小、结构简单、操作方便、可靠性好等特点。 可编程控制器的产生和发展 1969 年，美国数字设备公司（ DEC）根据对生产过程进行控制的需要，研制出了第一台可编程控制器，并在美国通用汽车公司（ GM）的汽车自动装配线上试用成功。 尽管当时的可编程控制器功能有限、体积庞大，但它标志着这门新技术的产生和迅速发展的开始。 1971 年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台可编程序控制器 DSC8。 1973 年，西欧国家也研制出了他们的第一台可编程序控制 器。 我国从 1974 年开始研制， 1977 年开始工业应用。 早期的可编程序控制器是为取代继电器控制线路、存储程序指令、完成顺序控制而设计的。 主要用于： 1. 逻辑运算 2. 计时，计数等顺序控制，均属开关量控制。 所以，通常称为可编程序逻辑控制器（ PLC— Programmable Logic Controller）。 进入 70 年代，随着微电子技术的发展， PLC 采用了通用微处理器，这种控制器就不再局限于当初的逻辑运算了，功能不断增强。 因此，实际上应称之为 PC—— 可编程序控制器。 至 80 年代，随大规模和超大规模集成电 路等微电子技术的发展，以 16 位和32 位微处理器构成的微机化 PC 得到了惊人的发展。 使 PC 在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破。 不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程 I/O 和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使 PC 向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。 基于 PLC 的自动售货机控制 9 早期的可编程控制器虽然采用了计算机技术的优点和设计思想，并注重了面向用户、用于控制和适合工业现场的特点，但限于当时的技术发展水平，其功能很有限，器件多、线 路复杂且体积大，名称也不统一。 随着网络技术的发展，现代可编程控制器对网络功能的要求更强，一般都有现场总线功能、互连网接入功能等， EASY 嵌入式 PLC 采用 CAN bus 现场总线技术并支持专用的嵌入式 Web 服务器。 20 世纪 20 年代出现了将接触器、各类继电器、定时器、其他电器及其触头按一定逻辑关系连接的继电接触控制系统，其结构简单、价格便宜、便于掌握在一定范围了能够满足控制要求，在工业控制中一直占有主导地位。 自动售货机是集声、光、机、电于一体的智能科技产物。 PLC 的发展前景 和主要品牌 进入 21 世 纪，自动售货机将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。 PLC 总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。 具体表现在以下几个方面。 向小型化、专用化、低成本方向发展 向大容量、高速度方向发展 智能型 I/O 模块的发展 基于 PC 的编程软件取代编程器 PLC 编程语言的标准化 PLC 通信的易用化 组态软件与 PLC 的软件化 PLC 与现场总线相结合 开发新型特殊功能模块 CPU 的处理速度进一步加快 PLC 目前 主要 有以下 品牌 德国西门子 ， 日本 OMRON 三菱 、 日立 、 东芝 、 松下 、 富士 ， 美国 GE 施奈德 、 IPM、 AB 公司等 PLC 生产厂家。 基于 PLC 的自动售货机控制 10 PLC 的工作原理 PLC 的硬件组成 PLC 的硬件主要由中央处理器（ CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。 其中， CPU 是 PLC 的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入 /输出设备与 CPU 之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。 对于整体式 PLC，所有部件都装在同一机壳内，其组成框图如图 1 所示；对于模块式 PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安 装在机架或导轨上，其组成框图如图 21 所示。 无论是哪种结构类型的 PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。 21 整体式 PLC 组成框图 1．中央处理单元（ CPU） 同一般的微机一样， CPU 是 PLC 的核心。 PLC 中所配置的 CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如 Z80、 808 80286 等）、单片微处理器（如 803 8096 等）和位片式微处理器 (如 AMD29W 等 )。 小型 PLC 大多采用 8 位通用微处理器和单片微处理器；中型 PLC 大多采用 16 位通用微处理器或单片微处理器；大型 PLC 大多采用 高速位片式微处理器。 基于 PLC 的自动售货机控制 11 2．存储器 存储器主要有两种：一种是可读 /写操作的随机存储器 RAM，另一种是只读存储器 ROM、 PROM 、 EPROM 和 EEPROM。 在 PLC 中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 3．输入 /输出单元 输入 /输出单元通常也称 I/O 单元或 I/O 模块，是 PLC 与工业生产现场之间的连接部件。 PLC 通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为 PLC 对被控制对象进行控制的依据；同时 PLC 又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。 PLC 的工作原 理 PLC 虽具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。 微机一般采用等待命令的工作方式，而 PLC 则采用循环扫描工作方式。 在 PLC 中用户程序按先后顺序存放。 对每个程序，处理器从第一条指令开始执行，直至遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。 扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是处理器执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。 一个扫描周期大致可分为输入 /输出刷新和执行指令两个阶段。 所谓输入 /输出刷新是指， PLC 先将上一次扫描的执行 结果送到输出端，再读入输入数据并存入输出状态寄存器，输出状态的寄存器内容进行一次更新，故称为“ I(输入 )/O (输出 )刷新”。 由于每一个扫描周期只进行一次输入 /输出刷新，即每一个扫描周期 PLC 只对输入与输出状态寄存器更新一次，故使系统存在输入与输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度，由此可见，若输入变量在输入 /输出刷新期间状态发生变化，则本次扫描期。