PLC自动售货机设计毕业论文1(2)

2.1.1 控制系统设计原则

任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高

生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

(1) 最大限度地满足被控对象的控制对象。设计前，应深入现场进行调查研究，收集资料，并

于机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟订电气控制方案，协同解决设计中出

现的各种问题。

(2) 在满足控制系统要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。

（3）保证控制系统的安全、可靠。

（4）考虑到生产的发展和工艺和改进，在选择PLC容量时，应适当留有裕量。

2.1.2 控制系统设计的基本内容

PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的，因此，PLC控制系统设计的基本

内容应包括：

（1）用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、

信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。这些设备属于一般

的电气元件，其选择的方法在其他有关书籍中已有介绍。

（2）PLC的选择。 PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技

术经济性能指标起到重要的作用。选择PLC，应包括机型选择、容量的选择、I/O模块的选择、

电源模块的选择等。

（3）分配I/O点，绘制I/O连接图。

（4）设计控制程序。包括设计梯形图、语句表（即程序清单）和控制系统流程图。控制系统程

序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作安全、可靠的关键。因此，控制程序饿设计必

须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。

（5）必要时还需设计控制台

（6）编制控制系统的技术文件。

2.1.3 控制系统设计的一般步骤

（1）根据生产的工艺过程分析控制要求。

（2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备，据此确定PLC的I/O点数。

（3）选择PLC系统。

（4）分配PLC饿I/O点，设计I/O连接图。

（5）进行PLC程序设计，同时可进行控制太的设计和现场施工。

2.1.4 程序设计的步骤

（1）对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程土，用以清楚地表明动作的顺序和条件。

（2）设计梯形图。这程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。

（3）根据梯形图编制程序清单。

（4）用编程器将程序输入到PLC的用户存储器中，并检查输入的程序是否正确。

（5）对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。

（6）待控制台及现场施工完成后，就可以进行联机调试。若未满足要求，再从新修改程序或检

查接线，直到满足为止。

（7）编写技术文件。

（8）交付使用。

控制系统设计步骤流程图如图4所示。

图4 PLC控制系统设计步骤

3 自动售货机PLC程序设计

3.1 仿真实验系统中售货机的分析

由于售货机的全部功能时在上位机上模拟的 ，所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟

替代的。如钱币识别系统可以用按压某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给PLC发布命令，而传

动系统也是由计算机来直接模拟的，这些并不会影响实际程序的操作，完全能模拟现实中自动售

货机的运行。

（1） 试验状态假设

由于是在计算机上模拟运行，试验中有一些区别于实际情况的假设，本试验中假设：

①

②

③

④

⑤ 自动售货机只售8种商品。 自动售货机可识别10元、5元、1元、5角、1角硬币。 自动售货机可退币10元、5元、1元、5角、1角硬币。 自动售货机有液晶显示功能。 实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。

（2） 一次交易过程分析

为了方便分析，我们以一次交易过程为例。

① 初始状态。由电子标签显示各商品价格，显示屏显示友好界面，此时不能购买任何

商品。

② 投币状态。按下投币按钮，显示投币框，按下所投币值显示屏显示投入、消费、余

额数值，当所投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮发生变化，提示可以购买。

③ 购买状态。按下可以购买的选择按钮，所选的商品出现在出货框中，同时显示屏上

的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品后出货框消失。

④ 退币按钮。按下退币按钮，显示退币框，同时显示出应退币值及数量。按下确认钮，

则恢复初始状态。

到此为止，自动售货机的一个完整工作过程结束。

3.2 设计任务的确定

在清楚自动售货机运行工作过程的基础上，制定出设计方案，确定任务的目标，以设计出

合理的仿真系统。

首先，应该做上位机与下位机的任务分工：上位机主要用来完成仿真界面的制作过程，而

下位机则主要用来完成PLC程序的编写。其次，要分别对上位机和下位机进行资料的查找与收

集。例如在进行仿真界面的设计时可以去观看一下真正售货机的外观，必要时可以借助一些宣

传图片来设计自动售货机的外型；在进行PLC程序的编写时需要先分配PLC的I/O点，确定上、

下位机的接口。然后，分别对上、下位机分别进行设计工作。最后，进行上位机设计结果与下

位机设计结果的配合工作，经调试后完成整个系统的设计

另外，上位机与下位机的设计工作是密切配合的。它们无论在通信中使用的变量，还是在

仿真中控制的对象都应该是一致的。总体上讲，仿真界面是被控对象，利用PLC来控制这个仿

真的自动售货机，仿真的自动售货机接受PLC的控制指令并完成相应的动作；另一方面，仿真

界面中的仿真自动售货机的运行，都是由组态界面所提供的命令语言来完成的。这是整个仿真

系统内部各大部件之间的内在关系。

我主要是对自动售货机中的下位机，也就是主要是对PLC在其中的程序进行设计。仿真程

序只做了解，虽然只做了解，但是也将在下面有所介绍。清楚了仿真实验的整体设计思路，下

面就可以开始着手设计了。

3.3 程序设计部分

这部分内容是整个系统设计的主体部分。所要完成的任务是仿真系统的上位机与下位机的程

序设计，即在上述功能分析的基础上，有针对性地进行设计。

3.3.1 程序设计说明

下位机程序的编制则是利用松下PLC专用编程软件FPWIN-GR完成的。

在设计的过程中，就像上面所叙述的那样，并非孤立地分别进行上位机和下位机的设计工

作，而是互相配合的。因此在以下的详细设计过程中，并没有将上位机的设计与下位机的设计

整体分开来写，而是相互交替，同时尽量清晰地叙述，在相应的设计部分中注明是上位机的设

计还是下位机的设计。

3.3.2 PLC程序设计

可以把一次交易过程分为几个程序块：运行初期电子标签价格的内部传递；投币过程；价

格比较过程；选择商品过程；退币过程。

（1） 运行初期电子标签价格的内部传递程序的设计

仿真系统运行初期，要由PLC向仿真画面相应对象传递已经存储好的价格，还要给投入

显示、消费显示及余额显示存储器清零，同时也要给存储退币币值的存储器清零。程序编

制过程中，要用到运行初期闭合继电器R9013、16位数据传送指令FO,同时在上位机

ForceControl中，必须定义相应的变量，来实现与PLC程序的 …… 此处隐藏：2453字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……