PLC的自动售货机控制系统的设计 .docx

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1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者： PanHongliang仅供个人学习毕业论文（设计）基于 PLC 的自动售货机掌握系统的设计The Design of Vending Machines Control System Based on PLC班级电气自动化 092 班同学姓名许光廷学号 930706034 指导老师李 红职称副教授导师单位徐州工业职业技术学院论文提交日期2021年 11 月徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称基于PLC的自动售货机掌握系统的设计课题性质工程设计类班级电气自动化 092 班同学姓名许光廷学号930706034

2、指导老师李 红导师职称副教授一选题意义及背景自动售货机是可完成无人自动售货 , 集光、机、电一体化的商业自动化设备. 自动售货机不受任何场的限制 , 便利快捷 , 可以每天 24h 售货, 因此深受上班族的欢迎 . 随着科技进展和市场富强 ,许多城市的公共场所里面都放置有自动售货机, 出售的商品五花八门 , 从饮料、零食、香烟、糖果 , 到牙刷、便利面、自动照相机 . 近年来 , 我国的自动售货机行业突飞猛进： 在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等的区纷纷涌现出自动售货机的踪迹. 这种便利快捷可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的购物方式越来越受到人们的青睐, 同时也是现代化城市配

3、套设施的需求. 在人口集中的学校、车站、医院等的方 , 瓶装的饮料造成大量资金与产品的铺张, 本课题就讨论用 PLC实现散装饮料的自动销售 , 要求给出自动售货机掌握系统的硬件电路设计和软件设计.二毕业设计（论文）主要内容：合理挑选 PLC类型, 设计自动售货机掌握系统 . 详细要求如下：1、画出售货机掌握流程图。2、合理安排 PLC的 I/O 接口。3、画出相应的售货机连接线路图。4、编写掌握程序并进行仿真调试 .售货机可投入不同币种 .投入总币数进行等级划分 , 并通过不同的按钮指示灯指示 .当货物排出后延时指示灯灭 . 钱币多通过找币系统找币 . 系统运行状态应有指示 .日 期毕业设计各

4、阶段的任务2021 年 10 月 17 日10 月 23 日下达任务书 ,动员,同学预备2021 年 10 月 24 日10 月 30 日同学查阅资料 ,确定方案2021 年 10 月 31 日11 月 20 日2021 年 11 月 21 日11 月 24 日同学设计 ,老师指导调试 ,整理毕业论文2021 年 11 月 25 日论文答辩三方案进度：四毕业设计（论文）终止应提交的材料：1、毕业论文 .2、仿真运行系统程序 .指导老师教研室主任年 月 日年月 日论文真实性承诺及指导老师声明同学论文真实性承诺本人正式声明：所提交的作品是本人在指导老师的指导下, 独立进行讨论工作所取得的成果 ,

5、内容真实牢靠 , 不存在抄袭、造假等学术不端行为. 除文中已经注明引用的内容外, 本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的讨论成果. 对本文的讨论做出重要奉献的个人和集体 , 均已在文中以明确方式标明 . 如被发觉论文中存在抄袭、造假等学术不端行为 , 本人愿承担本声明的法律责任和一切后果.毕业生签名 ： 日 期：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结指导老师关于同学论文真实性审核的声明本人正式声明：已经对同学论文所涉及的内容进行严格审核, 确定其内容均由同学在本人指导下取得 , 对他人论文及成果的引用已经明确注明, 不存在抄袭等学术不端行为 .指导老师签名 ： 日 期：摘 要自动

6、售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备, 它不受任何场的限制 , 便利快捷 , 可以每天 24h售货, 在我国也越来越普及 . 传统的自动售货机采纳单片机作为掌握核心 , 但这样在输入输出接口上消耗很大 .PLC不但可以实现类似掌握功能, 仍具有牢靠性高、编程简洁、功能强、能耗低、调试便利等优点. 本售货机系统主要是针对纯洁水、汽水和咖啡的自动销售.论文以三菱 PLC设计自动售货机掌握系统, 简要介绍 PLC各硬件选型 , 软件的设计, 并详细的进行了 PLC梯形图的编写和系统的调试 , 仿真证明该系统切实可行 .关键词 : 自动售货机。 PLC。调试AbstractVending mac

7、hine is a self-service device that can automatically sell goods to customers. It is not restricted to specific sites, which is convenient and sells 24 hours a day. Vending machines also become increasingly popular in China. The traditional vending machines use Single Chip Microcomputer as the core o

8、f control, which costs greatly on its input/output interface. PLC not only fulfill a similar controlling function, but also has other advantagessuch as high reliability, easinessto program, strong function, low energy consumption, convenience to debug and so on. The vending machine system is mainly

9、vending for pure water,soft drinks and coffee .On the basis of Mitsubishi PLC, this paper gives a brief introduction to the various hardware selection, software design, ladder program Writting and debugging, the simulation proved that the system is feasible.Key words: Vending Machine。 PLC。Debugging可

10、编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目 录摘要错误！未定义书签。Abstract 错误！未定义书签。第一章绪论 21.1 自动售货机的理论背景与实际意义21.2 自动售货机设计的基本思路 2其次章 PLC的概述 22.1 PLC 的定义与硬件组成 22.2 PLC 的循环扫描工作 32.3 PLC 的工作原理与特点 32.4 PLC 与其它工业掌握装置的比较 52.5 PLC 的应用场合与挑选 5第三章自动售货机的硬件 63.1 硬币识别器 63.2 开关电源 73.3 电磁阀 73.4 液位开关 8第四章自动售货机的软件设计 94.1 掌握要求 94.2 方案设计 94.3 掌握流

11、程图 104.4 I/O口安排 114.5 掌握接线图 114.6 程序设计 12第五章梯形图程序调试13结语 13参考文献 14附录 14致谢 15可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一章绪论1.1 自动售货机的理论背景与实际意义自动售货机是一种全新的商业零售形式 ,20 世纪 70 岁月自日本和欧美进展起来. 它又被称为 24 小时营业的微型超市 . 在日本,70 的罐装饮料是通过自动售货机售出的。全球闻名饮料商可口可乐公司在全世界就布有 50 万台饮料自动售货机.在中国 , 自动售货机 1999 年开头进入中国市场 . 如今, 在机场、的铁、商1场、公园等客流量较大的场所

12、, 已不难发觉自动售货机的身影.从自动售货机的进展趋势来看 , 它的显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, 要求显现新的流通渠道 , 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 , 再加上场的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需的机器便应运而生了.2它的售货领域特别广泛 , 是发达国家商品零售的一种主要方式 . 近几年, 自动售货机逐步被越来越多的消费者所接受. 但由于售货机分布零散、范畴宽阔的特点, 自动售货机在为消费者带来便利的同时, 也为经营者在监控、治理

13、、爱护等方面带来很大的不便 . 目前售货机运行的各种情形都需要由人工判定, 包括缺货、缺零钱、币箱已满、售货机机械故障等, 经营者普遍采纳人工定时巡回视察的治理方法 , 既费时费劲 , 又无法准时精确猎取自动售货机状态报告, 给经营者增加 了 管 理 成 本 和 难 度 , 也 有 可 能 给 消 费 者 的 正 常 消 费 造 成 不 便 .本系统的设计和实现可以使自动售货机的经营者依据网络统计的销售状况进行商品销售状况分析 , 猜测商品的销售走势 , 确定合理的选购和配送策略 , 以获得最高的投资回报率 . 同时售货机的一些故障信息和警报信息可以实时的传送到相应的运营人员 , 从而可以在第

14、一时间内发觉并解决问题 .1.2 自动售货机设计的基本思路本次设计的题目是基于PLC的自动售货机掌握系统的设计, 主要是应用三菱FX-2N 型 PLC 的梯形图来设计掌握程序 , 并简洁介绍相关的学问 , 如： PLC 的定义、PLC 的工作原理、 PLC 的硬件组成等 . 依据设计内容和掌握要求画出次序功能图和梯形图 , 再依据 PLC 的相关学问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掌握原理过程.本次设计的重要部分是第四章的设计部分, 即自动售货机梯形图的设计 . 依据设计内容和掌握要求精确画出它的次序功能图, 再依据所画出的次序功能图精确设计出它的梯形图 , 这

15、样才能真正懂得自动售货机的系统掌握原理.其次章 PLC 的概述2.1 PLC 的定义与硬件组成美国国际电工委员会（ IEC）在 1987 年对可编程序掌握器做出如下定义：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编程序掌握器是一类特的为在工业环境下应用而设计的数字式电子系统, 它采纳了可编程序的储备器 , 用来在其内部进行储备执行规律运算、次序运算、定时、计数和算术运算等功能的面对用户的指令, 并通过数字式或模拟式的输入或输出, 掌握各种类型的机械或生产过程. 可编程序掌握器及其相关外部设备 , 都应3依据易于与工业掌握系统联成一个整体, 易于扩展其功能的原就而设计.定义强调了 PLC

16、 应直接应用与工业环境 , 它必需具有很强的抗干扰才能, 广泛的适应才能和应用范畴 . 这也是区分与一般微机掌握系统的一个重要特点.定义仍强调了 PLC 是“数字运算操作的电子系统” , 它也是一种运算机 , 它是“专为在工业环境下应用而设计的”工业运算机. 这种工业运算机采纳“面对用户的指令” , 因此编程便利 . 它能完成规律运算、次序运算、定时、计数和算术运算等操作 , 它仍具有“数字量和模拟量输入和输出”的才能, 并且特别简洁与“工业掌握系统联成一体” , 易于“扩充” .4PLC 的硬件主要由中心处理器（ CPU）、储备器、输入单元、输出单元、通 信接口、扩展接口、电源等几部分组成.

17、 其中,CPU 是 PLC的核心。输入单元 / 输出单元是 CPU与现场输入 / 输出设备之间的接口电路。通信接口用于连接编程器、上位运算机等外部设备 , 其硬件构成图如图 2.1 所示.图 2.1 PLC硬件结构图2.2 PLC 的循环扫描工作5对每个程序 ,CPU 从第一条指令开头执行 , 按指令步序号做周期性的程序循环扫描, 假如无跳转指令 , 就从第一条指令开头逐条次序执行用户程序, 直至遇到终止符后又返回到第一条指令 , 如此周而复始不断循环, 每一个循环称为一个扫描周期.PLC 的扫描全过程如图 2.2 所示.（1） 输入刷新阶段在输入刷新阶段 ,CPU 扫描全部输入端口 , 读取

18、其状态并写入输入状态寄存器. 完成后关闭输入端口 , 转入程序执行阶段 .（2） 程序执行阶段在程序执行阶段 , 依据用户输入的掌握程序 , 从第一条开头逐条执行 , 并将相应的规律运算结果存入对应的内部帮助寄存器和输出状态寄存器.（3） 输出刷新阶段当全部指令执行完毕后 , 将输出状态寄存器中的内容 , 依次送到输出锁存电路, 并通过肯定输出方式输出 , 驱动外部相应执行元件工作 , 这才形成 PLC的实际输出.图 2.2 PLC的扫描全过程2.3 PLC 的工作原理与特点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6PLC 的工作原理与运算机的工作原理基本是一样的, 可以简洁的表述为在

19、系统程序的治理下 , 通过运行应用程序完成用户任务 .PLC 通电后, 第一对硬件和软件作一些初始化操作 , 初始化反复不停的分阶段处理各种不同的任务如图2.3 所示. 但是 PLC也有它自己的特点 ,PLC 在确定了工作任务 , 装入了专用程序后成为一种专用机 , 它采纳循环扫描工作方式 , 系统工作任务治理及应用程序执行都是用循环扫描方式完成的.读取输入读取输入执行用户程序处理通信要求处理通信要求自诊断检查自诊断检查改写输出改写输出RUN 状态STOP状态图 2.3各阶段处理任务PLC 专为在工业环境下应用而设计 , 以用户需要为主 , 又采纳了先进的微型运算机技术 , 所以具有以下几个显

20、著特点 7 .（1） 牢靠性高PLC 由于选用了大规模集成电路和微处理器 , 使系统器件数大大削减 , 并且在硬件和软件的设计制造过程中实行了一系列隔离和抗干扰措施 , 使它能适应恶劣的工作环境 , 所以具有很高的牢靠性 .PLC 掌握系统平均无故障时间可达 2 万小时以上 . 高牢靠性是 PLC成为通用自动掌握设备的首选条件之一 .（2） 编程简洁、使用便利PLC 的编程采纳类似继电掌握系统电器原理的梯形图 , 用串联、并联、定时、计数等人们所熟识的概念 , 使运算机语言大众化 , 只要是比较娴熟的电工和熟识工业学问的人在几天内就能学会 , 这是 PLC得到推广的重要缘由之一 .（3） 通用

21、性好 , 具有在线修改才能PLC 的硬件采纳模块化结构 , 可以敏捷的组合以适应不同的掌握对象、掌握规模和掌握功能的要求 , 为组成各种系统带来极大的便利 . 同一台 PLC 装置用于不同受控对象时 , 只是输入输出组件、功能模块和应用软件不同. 同时,PLC 掌握系统中的掌握电路是由软件编程完成的, 只要对应用程序进行修改就可以满意不同的掌握要求 , 因此 PLC 具有在线修改才能 , 功能易于扩展 , 给生产带来了“柔性” , 具有工业通用性 .（4） 设计、施工、投产试制周期短, 爱护简洁目前 PLC 产品已实现了系列化、标准化 , 正朝着通用化方向进展 , 设计人员只需要依据掌握系统的

22、需要 , 选用相应的模块进行组件设计 . 同时, 用软件编程代替了机电掌握的硬连线 , 大大的减轻了繁重的安装和接线工作 , 这不仅提高了可可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结靠性, 仍极大的缩短了施工周期 .PLC 仍具有故障检测及显示的功能, 使故障处理时间可缩短为 10 分钟, 对爱护人员的技术水平要求也不太高 .（5） 体积小由于采纳了微型运算机技术 , 使 PLC 达到了小型和超小型化 , 很简洁装入机械设备内部 , 便于实现机电一体化 .由于上述特点 ,PLC 作为通用自动化掌握设备 , 可用于单一机电设备的掌握也可用于工艺过程的掌握 , 而且掌握精度相当高 , 操作简

23、便 , 又具有很大的敏捷性和扩展性 , 使得 PLC的应用越来越广泛 .2.4 PLC 与其它工业掌握装置的比较(1) PLC 与集散掌握系统8PLC 是由继电器规律掌握系统进展而来 , 初期的功能是以数字量的次序掌握为主. 随着微电子技术、运算机技术和通讯技术的进展,PLC 在规律运算、璧仍调剂的功能 , 运算速度提高 , 输入输出规模扩大 , 并开头与小型运算机联成网络 , 构成以 PLC为重要部件的初级分散掌握系统.集散掌握系统是由回路外表掌握系统进展而来, 初期的功能以回路调剂为主 . 随着微处理器和单片机的显现 , 他把次序掌握技术、数据采集、过程掌握的模拟 量外表和过程监控装置等有

24、机的结合在一起, 形成了新一代的集散型掌握系统.可见, 不论是 PLC仍是集散系统 , 在进展过程中 , 始终是相互渗透 , 相互补充 . 新一代的 PLC增强了模拟量掌握功能 , 可配备各种智能模块 , 具有了 PID 调剂功能和构成网络系统、组成分级掌握的功能. 集散系统既有单回路掌握功能 , 也有多回路掌握功能 , 同时也有次序掌握功能 . 因此, 当今的 PLC与集散掌握系统的进展越来越接近 , 许多生产过程的掌握既可用 PLC实现, 也可用集散系统来实现 .(2) PLC 与工业掌握运算机工业掌握运算机是指能够供应各种数据采集和掌握功能, 能够和工业对象的传感器、执行机构直接接口 ,

25、 能够在恶劣的工业环境牢靠运行的运算机系统. 工业掌握机是由通用微机推广应用进展而来, 硬件结构方面总线标准化程度高, 品种兼容性强 , 软件资源丰富 , 特殊是有实时操作系统的支持 , 故对要求快速 , 实时性强, 模型复杂的工业对象的掌握占有优势 . 但是, 使用工业掌握机的人员的技术水平要求较高 , 一般具有肯定的运算机专业学问. 工业掌握机在整机结构上尚不能适应恶劣的工作环境 , 因而, 不如 PLC那样简洁推广 .PLC 是专为工厂现场应用环境而设计的 , 结构上采纳整体密封或插件组合型 , 并采纳了一系列抗干扰措施 , 在工业现场使用有很高的牢靠性。 PLC 是由电气掌握厂家研制出

26、来的 , 采纳梯形图语言编程 , 使熟识电器掌握的人员易学易懂 , 易于推广. 但是, 由于 PLC的运行方式不同于工业微机 , 微机的许多软件仍不能直接应 用, 且 PLC的标准化程度较低 , 各厂家的产品不通用 , 因此在开发上不如工业掌握机那样有基础 .2.5 PLC 的应用场合与挑选随着电子技术的快速进展 ,PLC 的制造成本不断下降 , 而其功能却大大增强 . 目前在先进工业国家中 PLC已经成为工业掌握的标准设备, 应用面几乎掩盖了全部的工业企业 , 诸如钢铁、冶金、采矿、水泥、石油、化工、轻工、电力、机械可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结制造、汽车等等各行各业、特殊

27、是在轻工业中, 因生产门类多 , 加工方式多变 , 产品更新换代快 , 所以 PLC广泛应用在组合机床自动线、专用机床、塑料机械、包装机械、电梯等电器设备中.PLC 已经跃居现代工业自动化三大产柱（PLC、ROBO、T CAD/CAM）的主导位置 9 .目前的 PLC品牌许多 ,比较出名的有美国 AB,ABB松, 下,西门子 ,三菱,欧姆龙 ,10台达,富士,施耐德 ,信捷等 .而不同的 PLC 其产品价格差价也是很大 ,在质量和 I/O点数几乎相同的情形下可以相差较多 .三菱 FX2N系列是作为一种小型机 ,其功能较为完善 ,性能价格比高 ,较为适合自动售货机 .另外在本设计中 PLC需要接

28、 11 个输入点和 12 个输出点 ,以及为了以后的扩展需要 ,由以上三点因素 ,挑选了三菱 PLC,FX2N-48MR型.三菱 PLC,FX2N-48MR是具有高级处理功能的型号 ,其输入和输出点数之和为48 点,仍可以扩展到 256 点,结构紧凑 ,速度高 .其外观如图 2.4 所示.图 2.4 三菱 PLC FX2N-48MR三菱 PLC FX2N-48MR性能规格：（1） 运转掌握方式：通过储存的程序周期运转 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（2） 运转处理时间：基本指令：0.8 s指/令.（3） 编程语言：规律梯形图和指令清单 .（4） 程式容量： 8000步内置

29、.令,应用指令： 1.52 至几百 s指/可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（5） 指令数目：基本次序指令 27,步进梯形指令 2,应用指令 128.（6） I/O配置：最大硬件 I/O配置点 256.（7）帮助继电器（ M线圈）：一般： 500点,锁定： 2572点,特殊： 256点.（8）状态继电器（ S线圈）：一般： 490点,锁定： 400点,初始： 10点,信号报警器： 100点.（ 9）定时器（ T）： 100毫秒,范畴0至3276.7秒（ 200点）。 10毫秒 ,范畴0至327.67秒（ 46点）。 1毫秒保持型 ,范畴0至32.767秒（ 4点）.（10）计数器

30、（ C）:一般16位,范畴0至32767数（ 200点） ,锁定16位,范畴100点,一般32位,范畴15点,锁定32位,范畴15点.第三章自动售货机的硬件3.1 硬币识别器一、硬币识别器的原理硬币识别器主要识别现在国家发行的一元、五角、一角的硬币.我国目前发行的一元 ,五角和一角硬币的金属原材料是为制造硬币而特的使用的特殊合金,因此在它通过投币入口进入由电感和电容组成的特定传感器,金属材质和体积的差异对电容量和电感量的影响大小也显现柔弱差异.电容量、电感量的变化引起电压的变化 ,再通过检测电路将信号放大 ,与设定值进行比较 ,确定某种硬币种类并对 PLC的输入单元发出信号 ,PLC依据接收到

31、的信号 ,对硬币值进行累加计数 .二、硬币识别器的特点依据对硬币识别器的明白及挑选 ,确定使用侧投类 CPU 硬币识别器（多币值） ,其外观结构如图 3.1 所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3.1侧投类 CPU硬币识别器该硬币识别器的特点：（1） 依据硬币的材质、直径来识别真假币 ,精确度高 .（2） 可随便设定所需币种,无须夹取样币来做比较,CPU自动记忆所设定的样币.（3） 最多可设定 3种不同规格的硬币（即可同时识别3种不同的硬币） .可设定一个硬币输出 1-99个脉冲信号 ,或几个（ 1-9个）硬币输出一个脉冲信号 .（4） 防钓鱼成效好 .可连接计数器 ,便

32、利计数 .（5） 可依据需要 ,增加累计输出功能、时间掌握及禁止接收硬币等功能.三、侧投类 CPU硬币识别器性能适用硬币 :直径 18mm-32mm。厚度 1.2mm-3.2mm.适用于人民币、各种外币等 .工作电压 :AC 220V功, 耗：静能 0.5mW 。动能 0.5W .工作温度 :-20 +50.3.2 开关电源在自动售货机中指示灯、警铃、等电源为DC 24V,因此需要配备直流 24V 开可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结关电源.本文挑选了 WP10-S-24其,外观如图 3.2 所示.图 3.2 WP10-S-24外观图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

33、结本开关电源的性能规格（1） 沟通电压输入范畴： 170264VAC.（2） 直流调整范畴：额定输出电压 10.（3）输出过载爱护： 110 .150 .（4）工作温度： -10+50.3.3 电磁阀电磁阀的工作原理电磁阀是用来掌握流体的自动化基础元件,属于执行器。并不限于液压 ,气动. 用于掌握液压流淌方向 ,工厂的机械装置一般都由液压缸掌握 ,所以就会用到它的工作原理 ,里面有密闭的腔 , 在不同位置置开有通孔 ,每个孔都通向不同的油管 ,腔中间是阀 ,两面是两块电磁铁 ,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过掌握阀体的移动来档住或漏出不同的排油孔,而进油孔是常开的 ,液压油就会进入

34、不同的排油管 ,然后通过油的压力来推动油刚的活塞,活塞又带动活塞杆 , 活塞杆带动机械装置动 .这样通过掌握电磁铁的电流就掌握了机械运动.追朔的进展史 ,到目前为止 ,国内外的从原理上分为三大类即：直动式、分布直动式、先导式 ,而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区分又分为六个分支小类 直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结直动活塞结构、先导活塞结构 .一、直动式：原理：通电时 ,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,阀门打开。断电时,电磁力消逝 ,弹簧把关闭件压在阀座上 ,关闭.特点：在真空、负压、零压时能正常工作,但通

35、径一般不超过 25mm.二、分布直动式：原理：它是一种直动式和先导式相结合的原理,当入口与出口没有压差时 ,通电后,电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起,阀门打开 .当入口与出口达到启动压差时 ,通电后,电磁力先导小阀 ,主阀下腔压力上升 ,上腔压力下降 ,从而利用压差把主阀向上推开。断电时 ,先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件, 向下移动 ,使关闭.特点：在零压差或真空、高压时亦能可动作,但功率较大 ,要求必需水平安装 .三、先导式：原理：通电时 ,电磁力把先导孔打开 , 上腔室压力快速下降 ,在关闭四周形成上低下高的压差 ,流体压力推动关闭件向上移动 ,打开。断电时 ,弹簧力把先

36、导孔关闭,入口压力通过旁通孔腔室在关阀件四周形成下低上高的压差 ,流体压力推动关闭件向下移动 ,关闭.特点：流体压力范畴上限较高 , 可任意安装但必需满意流体压差条件 .本文采纳的是直动式电磁阀 , 如图 3.3 所示.图 3.3直动式电磁阀3.4 液位开关液位开关 ,也称水位开关 ,液位传感器 ,顾名思义 ,就是用来掌握液位的开关 .从形式上主要分为接触式和非接触式 .常用的非接触式开关有电容式液位开关,接触式的浮球式液位开关应用最广泛.电极式液位开关 ,电子式液位开关 , 电容式液位开关也可以采纳接触式方法实现.一、电容式液位开关电容式液位开关是采纳侦测液位变化时所引起的微小电容量（通常为

37、PF 差值变化 ,并由专用的 ADA电容检测芯片进行信号处理（可以输出多种信号通 讯协议 ,如： IO,BCD,PWM,UART,IIC ）,从而检测出水位 ,并输出信号到输出端.电容式液位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化 ,大大扩展了实际应用 ,同时有效防止了传统液位检测方式的稳固性、牢靠性差的弊端 .在某些特殊领域不能检测的问题,使用内置 MCU双核处理的ADA 电容检测芯片的电容式液位开关 ,就可以实现许多特殊掌握功能 ,甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能, 诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能牢靠检测当前水位, 电容式液位检测是目前

38、液位开关中最有优势的检测方法 .二、电缆浮球液位开关浮球液位开关是利用微动开关做接点输出. 当水平面以上扬线角度超过28时, 浮球液位开关内部的钢珠会滚动压到微动开关或脱离微动开关, 使液位开关 ON或 OFF的接点信号输出 . 也有另一类浮球液位开关 , 利用水银开关做接点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结输出, 当液位上升接触浮球时 , 浮球以重锤为中心随水位上升角度变化. 当水面以上扬线角度超过 10时, 液位开关便会有 ON或 OFF的接点信号输出 .三、电子式液位开关电子式液位开关通过内置电子探头对水位进行检测, 再由芯片对检测到的信号进行处理 , 当判定到有水时 ,

39、芯片输出高电平 24V 或 5V 等PNP 型或 NPN型均可） , 当判定到无水时 , 芯片输出 0V. 高低电平的信号通过PLC 或其它掌握电路来读取, 并驱动水泵等用电器工作 .图 3.4电子式液位开关电子式液位开关可以横向或竖向安装 .当横向安装时 , 水位到达蓝线就动作 , 且精度较高 . 产品竖向安装时 , 水位到达红线就动作 , 有肯定的防波浪功能 . 电子式液位开关一般采纳环氧树脂封灌 , 密封防水, 可长期浸在液体中 , 外部无机械活动部件 , 寿命长. 图 3.4 的 BZ2401为一般型电子式液位开关 , 适用常温水体环境 . 本设计中就是采纳的此液位开关 .第四章自动售

40、货机的软件设计4.1 掌握要求（1） 自动售货机可投入 5 角、1 元的硬币 .（2） 所售饮料标价：纯洁水 1 元, 汽水 2.5 元, 咖啡 3 元.（3） 当投入的硬币总值超过所购饮料的标价时, 所对应的可购买饮料的指灯亮, 作可购买提示 .（4） 当物品对应的指示灯亮时 , 按下相应的按键 , 相应的物品排出 , 5s 后自动停止 , 同时指示灯闪耀 .（5） 购买饮料后 , 系统自动运算剩余币值 , 并依据剩余币值提示可购买的饮料（指示灯亮） .（6） 当顾客胜利购买完一件物品后30 秒无操作 , 自动售货机会自动将余款退仍顾客 .（7） 假如顾客投入硬币后又不想买物品 , 按下退款

41、按键 , 自动售货机会自动将余款退仍顾客 .（8） 假如顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时, 自动售货机会自动将余款退仍顾客 .（9） 当物品不足时 , 对应的物品指示灯亮红灯 , 顾客按下相应的按键无反应（不出物品 , 不减余额） .4.2 方案设计（1） 通过分析 , 取最有把握的思路 , 故实行一般梯形图进行程序设计 .（2） 留意点 , 程序运行开头阶段要有上电复位, 让机子清零 .（3） 本自动售货机可使用 5角、1元硬币, 计币时用 ADD指令进行累加从而得到一个投币总额。比较币值时使用 CMP指令来判定是否符合纯洁水排出或汽水排可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结出

42、或咖啡排出的条件。余额运算时用 SUB指令从投币总额中扣除顾客所消费的币值总额。退币运算时用到触点型比较指令.（4） PLC选用继电器输出型 .（5） 要求实现顾客的循环购买 , 故需实现掌握程序的跳转 .（6） 退币终止时 , 使用ZRST指令进行购买完成的复位 , 以预备下一个顾客购买饮料, 防止显现错误 .4.3 掌握流程图自动售货机 PLC的掌握流程图 , 如图 4.1 所示.开头投币计数钱币不足比 较币价纯洁水挑选汽水挑选咖啡挑选减去纯洁水用币减去汽水用币减去咖啡用币N是否退币Y退币计数钱币倒入退币箱终止图 4.1掌握流程图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.4 I/

43、O口安排列出 I/O 口安排表 , 如表 4.1 所示.表 4.1 I/O口安排表输入输出输入点功能输出点功能X0五角投币器Y0纯洁水电磁阀X1一元投币器Y1汽水电磁阀X2纯洁水按钮Y2咖啡电磁阀X3汽水按钮Y3纯洁水指示灯X4咖啡按钮Y4汽水指示灯X5找钱按钮Y5咖啡指示灯X6急停按钮Y6余钱指示灯X7启动按钮Y10无纯洁水报警灯X10纯洁水液位开关Y11无汽水报警灯X11汽水液位开关Y12无咖啡报警灯X12咖啡液位开关Y13一元退币马达Y14五角退币马达4.5 掌握接线图本系统是一个小型集中掌握系统,PLC 选型主要取决于掌握系统输入、输出开关信号的数量、用户程序的长短及相关的功能. 依据

44、掌握要求 ,I/O点数在 24可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结个左右, 挑选性能价格比较高的三菱FX2N-48MR其,为 24 点, 该 PLC为继电器输出型 .中其输入点为 24 点, 输出点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结本设计中 , 退币按钮、各种饮料按钮和饮料出口（驱动电磁阀）等均为开关量.依据上述要求 , 绘制出 PLC掌握电路接线图 , 如图 4.2 所示.图 4.2掌握接线图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.6 程序设计由于本设计为毕业设计 ,因此要求上要有现实中的自动售货机的多种功能.依据自动售货机掌握系统的流程可以知道自动售货机的主要系统包括：计币部 分、比较部分、挑选和饮料供应部分、余额运算部分、退币部分、报警部分.一、计币部分当有顾客购买饮料时 , 投入硬币时由硬币识别器识别硬币 , 假如是真币就系统将硬币自动传送到相应的硬币贮存部分 , 然后在 PLC内进行数据运算 , 假如是假币就系统自动退出硬币 , 梯形图如图 4.3 所示.图 4.3计币部分二、比较部分投币完成后 , 系统会将 D0内钱币数据和可以购买的饮料价格进行区间比较： 如1元投币 2.5 元, 就纯洁水挑选指示灯长亮 , 此时可以挑选纯洁水或退币。如2.5 元投币 3元, 就纯洁水和汽水指示灯长亮 , 此时可以挑选纯洁水、汽水或退币。投币