自动售货机控制系统的设计(最终版)

课程设计任务书

设计题目：饮料自动售货机PLC控制系统设计

学院：机械工程学院

专业：机械测控

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【摘要】

本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。

关键词：自动售货机；可编程序控制器；梯形图

Abstract:This paper introduces the basic principle s of vending machines, as well as workflow, and t hen to a transaction process as an example, the t ransaction process is divided into several block, a nd then the block were programmed. Specify the PLC in the role of vending machines. Procedures relat ed to the work of the vast majority of vending m achine process. PLC control of the use of vending machines enhance the stability of the system to ensure that vending machines capable of long-term s table operation.

Key words:Vending machines; PLC; Ladder Diagram

一．PLC的概述

1.1 PLC的产生

20世纪20年代起，人们把各种继电器，定时器，接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电接触器控制系统。由于它结构简单。容易掌握，价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中一直占主导地位.但是继电接触器控制系统有明显的缺点：设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难与实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的接线和控制盘就要更换，所以通用性和灵活性较差.

20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必然要求生产线的控制系统亦随之改变，以及对整个开展系统重新配置。为抛弃传统的继电接触器控制系统的束缚，适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司公开向社会招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是：

1. 编程方便，可现场修改程序

2. 维修方便，采用插件式结构

3. 可靠性高于继电器控制装置

4. 体积小于继电器控制盘

5. 数据可直接送入管理计算机

6. 成本可与继电器控制盘竞争

7. 输入可以是交流150V以上

8. 输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器，电磁阀等

9. 扩展时原系统改变最小

10. 用户存储器至少能扩张到4KB（适应当时汽车装配过程的需要）

1.2 PLC的定义

美国国际电工委员会（IEC）在1987年对可编程序控制器做出如下定义：可编程序控制器是一类专门为在工业环境下应用而设计的数字式电子系统，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部进行存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、记数和算术运算等功能的面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入或输出，控制各种类型的机械或生产过程。可遍程序控制器极其相关外部设备，都应按照易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

定义还强调了PLC是“数字运算操作的电子系统”，他也是一种计算机，它是“专为在工业环境下应用而设计的”工业计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算、顺序运算、定时、记数和算术运算等操作，它还具有“数

字量和模拟量输入和输出”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。

1.3 PLC的发展趋势

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。

（1）向小型化、专用化、低成本方向发展

（2）向大容量、高速度方向发展

（3）智能型I/O模块的发展

（4）基于PC的编程软件取代编程器

（5）PLC编程语言的标准化

（6）PLC通信的易用化

（7）组态软件与PLC的软件化

（8）PLC与现场总线相结合

（9）开发新型特殊功能模块

（10）CPU的处理速度进一步加快

1.4 PLC的特点

（1）抗干扰能力强，可靠性好（2）控制系统结构简单，通用性强（3）编程方便，易于使用（4）功能完善

（5）设计、施工、调试、的周期短（6）体积小，维护操作方便（7）易于实现网络化（8）可实现三电一体化

1.5 PLC的主要功能

1. 条件控制功能

2. 定时/记数控制功能

3. 数据处理功能

4. A/D与D/A 转换功能

5. 运动控制功能

6. 过程控制功能

7. 扩展功能

二．任务描述：

自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备，它不受任何场地限制，方便快捷，在我国也越来越普及。传统的自动售货机采用单片机作为控制核心，但这样在输入输出接口上消耗很大。PLC不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点。本文设计的是售汽水和啤酒这两种饮料的自动饮料机，它的售货过程是：首先由顾客按下商品选择开关时，然后顾客投入的硬币(投入硬币的面值和剩余值由PLC驱动数码管显示)经过光传感器感应，再由光传感器驱动硬币识别传感器识别硬币（由于能力有限，在识别硬币上不做具体研究）。大体