基于PLC的饮料自动售货机控制系统设计.docx
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1、 毕业设计(论文)基于PLC的饮料自动售货机控制系统设计专业(系) 电气工程系 班 级 铁道自动化101班 学生姓名 彭未红 指导老师 陈庆 完成日期 2013.6月 2013届毕业设计任务书一、 课题名称:基于PLC的饮料自动售货机控制系统设计二、指导教师:陈 庆三、设计内容与要求1、课题概述:本课题采用三菱FX2N系列PLC对饮料饮料自动售货机控制系统进行设计,首先对饮料饮料自动售货机结构进行简单介绍,然后根据系统的设计要求对饮料自动售货机控制系统、检测系统进行分析,给出饮料自动售货机控制系统的总体设计思路,并通过I/O列表、I/O接线图、梯形图、指令表等对其控制系统进行了程序设计,控制程
2、序经上机调试运行,其结果基本符合要求。2、设计内容与要求:1)简单介绍饮料自动售货机结构;2)分析饮料自动售货机的控制系统、检测系统,确定其控制系统的总体设计思路;3)采用FX2N系列PLC作为饮料自动售货机控制PLC,正确选取PLC型号,设计出其控制程序。4)控制程序上机调试。5)所设计的饮料自动售货机控制程序,应符合饮料自动售货机运行规则。如饮料自动售货机收到识币信号后,自动进行累计、外部金额显示、顾客按键后自动推出商品和发出退币找零等信号的电控系统。6)设计说明书要有硬件原理连接图,I/O分配图,程序梯形图、指令表及相应的说明。要求文字流畅,图形清晰,便于阅读。有条件的设计方案要求在实验
3、室验证其正确性。四、设计参考书1、PLC控制系统设计与维护 刘小春 华满香主编 高等教育出版社 2、流行PLC实用程序及设计(三菱FX2系列) 贺哲荣主编 西安电子科技大学出版 3、三菱FX系列PLC设计与开发-原理、应用与实训 张还主编 机械工业出版社 五、设计说明书要求 1、 封面2、 目录3、 内容摘要(200400字左右,中英文)4、 引言5、 正文(设计方案原理、特点、分析、比较、论证,PLC程序的设计及调试,调试结果的说明及特点,实验结果的说明及特点)6、 结束语7、 附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计进程安排第1周:资料准备与借阅,了解并熟悉课题思路。第2周:设计要求
4、说明及课题内容辅导。第3-6周:进行毕业设计,完成说明书初稿。第7周:第一次检查,了解设计完成情况。第8周:修改完善设计,并作好毕业答辩准备。七、毕业设计答辩及论文要求1、 毕业设计答辩要求答辩前三天,每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅,由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲,内容包括课题的任务、目的和意义,所采用的原始数据或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题,质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法,鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、 毕业设计论文要求文字要
5、求:说明书要求打印(除图纸外),不能手写。文字通顺,语言流畅,排版合理,无错别字,不允许抄袭。图纸要求:按工程制图标准制图,图面整洁,布局合理,线条粗细均匀,圆弧连接光滑,尺寸标注规范,文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求:所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画,必须按国家规定的标准或工程要求绘制。目 录摘 要6第1章 任务与要求,81.1课题概述.81.2 设计内容与要求81.3 FX2N-32MR产品说明8第2章 引 言.102.1研究背景.102.2论文研究目标和意义.12第3章 方案论证与设计.14 3.1 总体设计分析.14 3.2 方案的选择与设计.14 3.2
6、.1 继电控制.14 3.2.2 单片机控制.15 3.2.3 PLC控制.15 3.3 方案确定.16第4 章 自动售货机的PLC控制系统设计.17 4.1 硬件电路设计.174.1.1硬件系统组成.174.1.2 电气设备的选择17 4.2 软件设计.19 4.2.1 自动售货机控制要求.19 4.2.2 控制流程图.20 4.2.3 I/O分配表.21 4.2.4 硬件接线图.22 4.2.5程序设计.23第5章 系统调试.275.1 调试设备.275.2 调试步骤.27第6章 心得体会(致谢).29参考文献.30附表一: 梯形图.31附表二: 指令表.35 摘 要在今天的工业生产中,可
7、编程逻辑控制器(PLC)已经成为实现工业自动化的关键。本文简要介绍了有关可编程逻辑控制器的一些基础知识和简单的应用,而且还介绍了PLC的技术特点,并重点在硬件、软件和组态软件方面进行了介绍,对他们在工业自动化中的典型应用、最新的技术发展趋势也做了介绍。自动售货机在中国有着广阔的发展前景,文中介绍了自动售货机的发展历史和现状。在这次的毕业设计中,我查阅了大量的资料,以PLC原理为基础设计了自动售货机系统。按照自动售货机的工作方式,把一次交易过程分为:运行初期清零过程、投币过程、价格比较过程、选择商品过程、退币过程。利用梯型图编制各个过程的程序完成了设计的基本要求。 关键词:自动售货机;可编程逻辑
8、控制器。 ABSTRACTIn todays industrial production, programmable logic controller (PLC) has become the key to realize industrial automation. This paper briefly introduces the programmable logic controller some basic knowledge and simple application, but also introduces the technical characteristics of PLC
9、, and mainly in hardware, software and configuration software are introduced, the typical application in industrial automation, the latest technology development trend is also introduced. Vending machine in China has a wide development prospect, this paper introduces the vending machine development
10、history and current situation. In this graduation design, I refer to a large amount of material, with PLC principle for foundation design the vending machine system. According to the vending machine working way, a transaction process is divided into: early operation period reset process, coin proces
11、s, price comparison process, choose goods process, return money process. Use of ladder type planning each process procedures completed the basic requirements of design.Keywords:Vending machine;Programmable logic controller.第1章 任务与要求1.1课题概述本课题采用三菱PLC-FX2N-32MR对饮料饮料自动售货机控制系统进行设计,首先对饮料饮料自动售货机结构进行简单介绍,然
12、后根据系统的设计要求对饮料自动售货机控制系统、检测系统进行分析,给出饮料自动售货机控制系统的总体设计思路,并通过I/O列表、I/O接线图、梯形图、指令表等对其控制系统进行了程序设计,控制程序经上机调试运行,其结果基本符合要求。1.2 设计内容与要求1)简单介绍饮料自动售货机结构;2)分析饮料自动售货机的控制系统、检测系统,确定其控制系统的总体设计思路;3)采用FX2N系列PLC作为饮料自动售货机控制PLC,正确选取PLC型号,设计出其控制程序。4)控制程序上机调试。5)所设计的饮料自动售货机控制程序,应符合饮料自动售货机运行规则。如饮料自动售货机收到识币信号后,自动进行累计、外部金额显示、顾客
13、按键后自动推出商品和发出退币找零等信号的电控系统。6)设计说明书要有硬件原理连接图,I/O分配图,程序梯形图、指令表及相应的说明。要求文字流畅,图形清晰,便于阅读。有条件的设计方案要求在实验室验证其正确性。1.3 FX2N-32MR产品说明:FX系列PLC拥有无以匹及的速度,高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点; FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案; FX2N系列是小型化,高速度,高性能和所有方便都是相当于FX系列中最高档次的超小形程序装置。 除输入出16-25点的独立用途外,还可以适用于在多个基本组件间的连接,模拟控制,定位控制等 特殊用途,是一套可以满足多样化广泛需
14、要的PLC。 在基本单元上连接扩展单元或扩展模块,可进行16-256点的灵活输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机,可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式,自由选择。程序容量:内置800步RAM(可输入注释)可使用存储盒,最大可扩充至16K步。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变,中断输入处理,直接输出等。便利指令数字开关的数据读取,16位数据的读取,矩阵输入的读取,7段显示器输出等。数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出(20KHZ/DC5V,KHZ/DC12V
15、-24V),脉宽调制,PID控制指令等。外部设备相互通信,串行数据传送,ASCII code印刷,HEX ASCII变换,校验码等。时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。我本次设计所选用的是三菱PLC-FX2N-32MR。32点,16输入,16输出的。 第2章 引 言2.1研究背景2.1.1 PLC的产生和发展1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求; 1969 年,美国数字设备公司研制出了第一台可编程逻辑控制器PDP14 ,在美国通用汽车公司的生产线上试用成功,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这是第一代可编程逻辑控制器,称Programmable,是世界上公
16、认的第一台PLC。 1969年,美国研制出世界第一台PDP-14; 1971年,日本研制出第一台DCS-8; 1973年,德国研制出第一台PLC; 1974年,中国研制出第一台PLC。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器,使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后,为了方便和反映可编程控制器的功能特点,可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。 20世纪70年代中末期,可编程逻辑控
17、制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初,可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多,产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪80年代至90年代中期,是可编程逻辑控制器发展最快的时期,年增长率一直保持为3040%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程
18、控制领域处于统治地位的DCS系统。 20世纪末期,可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。2.1.2 PLC的组成PLC的组成有中央处理单元(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)电路、电源、编程器等几方面组成。电源输入电路中央处理单元CPU编程器输出电路系统程序存储器用户程序存储器2.1.2 PLC的特点1. 使用方便,编程简单 采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言,而无需计算机知识,因此系统开发周期短,现场调试容易。另外,可
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