1、 湖南铁道职业技术学院毕业设计（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 湖南铁道职业技术学院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
2、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。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
3、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。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 版社湖南铁道职业技术学院32、 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
4、、 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
5、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，圆湖南铁道职业技术学院4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
6、程要求绘制。湖南铁道职业技术学院5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143.1 总体设计分析.143.2 方案的选择与设计.143.2.1 继电控制.143.2.2 单片机控制153.2.3 PLC 控制.153.3 方案确定.16第 4 章 自动售货机的 PLC 控制系统设计 174.1 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174.2 软件设计.194.2.1
7、 自动售货机控制要求194.2.2 控制流程图204.2.3 I/O 分配表214.2.4 硬件接线图224.2.5 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湖南铁道职业技术学院6摘 要在今天的工业生产中，可编程逻辑控制器（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
8、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；可编程逻辑控制器。湖南铁道职业技术学院7ABSTRACTIn todays industrial production, programmable logic controller (PLC) has become the key to realize industr
9、ial automation. This paper briefly introduces the programmable logic controller some basic knowledge and simple application, but also introduces the technical characteristics of PLC, and mainly in hardware, software and configuration software are introduced, the typical application in industrial aut
10、omation, the latest technology development trend is also introduced. Vending machine in China has a wide development prospect, this paper introduces the vending machine development history and current situation. In this graduation design, I refer to a large amount of material, with PLC principle for
11、 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 process, price comparison process, choose goods process, return money process. Use of ladder type planning each process proce
12、dures completed the basic requirements of design.Keywords:Vending machine;Programmable logic controller.湖南铁道职业技术学院第 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
13、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
14、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，还可以适用于在湖南铁道职业技术学院9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
15、/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-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
16、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。 湖南铁道职业技术学院10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，是世界上公认的第一台 PLC。 1969 年
17、，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，可编程逻辑控制
18、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
19、应用上取代了在过程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。湖南铁道职业技术学院112.1.2 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
20、计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。 2.功能强，性能价格比高 一台小型 PLC 内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。PLC 可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。 3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 PLC 产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC 的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC 有较强的带负载能力，可以直接驱
21、动一般的电磁阀和小型交流接触器。 硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。 湖南铁道职业技术学院124.可靠性高，抗干扰能力强 传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触点接触不良，容易出现故障。PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的 1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 PLC 采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC 已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之
22、一。 5.系统的设计、安装、调试工作量少 PLC 用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC 的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过 PLC 上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。 6.维修工作量小，维修方便
23、PLC 的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC 或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据 PLC 上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故。2.2 论文研究目标和意义2.2.1 自动售货机自动售货机是一种全新的商业零售形式，20 世纪 70 年代自日 本 和欧美发展起来。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。全球著名饮料商可 口 可 乐 公司在全世界就布有 50 万台饮料自动售货机。 在日本全国各地，共设有 550 万台自动售货机（据 1998 年的统计） ，销售额达 6 兆 8969
24、 亿 4887 万日元，为世界第一。在售货机的显示屏幕上进行操作，输入商品号码和购买数量，并投入钱币后，商品就会从取货口出来，甚至从食品自动售货机上还能买到热呼呼的面条和米饭团。虽然日本的自动售货机总台数低于美 国 （据 1997 年的统计为 689 万台） ，但是，从人口占有湖南铁道职业技术学院13数来看却是世界上最高的，美国平均 35 人占有一台，而日本为 23 人占有一台。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
25、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。2.2.1 目的和意义本次设计的主要目的能够实现自动售货机的自动控制系统的 PLC 设计，进一步增强和完善学生自我的创新与动手能力。主要内容是首先整个控制系统的设计思路，从硬件
26、到软件的资料收集，对一些硬件以及自动售货机内部接线电路都逐一进行了研究学习。湖南铁道职业技术学院14第三章 方案论证与设计3.1 总体方案设计分析3.1 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
27、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。3.2 方案的选择与设计3.2.1 继电控制利用具有继电特性的元件进行控制的自 动 控 制 系 统 。所谓继电特性是指在输入信号作用下输出仅为通、断等几个状态的特性。继电控制也称通断控制。例如，电炉温度调节中根据炉温是否超过规定值而断开或接通电源。这种只有通、断两个状态的控制又称双位式控制。对于继电控制型伺 服 系 统 ，继电控制是指驱动电源的全部电压按照控制偏差值符号的正负，正向或反向地加到执行电动机上。为避免正反向之间的持续振荡，在正向和反向之间常设置一个死区。继电控制中使用的元件并不限于电磁式继电
28、器，也可用别的手段来实现继电特湖南铁道职业技术学院15性。例如，在双位式温度调节中，常采用双金属片作为敏感元件，温度变化时双金属片因两部分金属的膨胀系数不同而弯曲变形，接通或断开触点。其他如液压和气动阀等也是具有继电特性的元件。继电控制系统的主要分析方法有相平面法和描 述 函 数 法 。继电控制的缺点：继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域。他们比以往的产品具有更高的可靠性。但是，这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制
29、箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。3.2.2 单片机控制目前单 片 机 渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导 弹 的导航装置 ，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡 ，民用豪华轿车的安全保障系统，录 像 机 、摄 像 机 、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单 片 机 。更不用说自动控制领域的
30、机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单 片 机 的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单 片机 广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，3.2.3 PLC 控制 在工业自动化领域，可编程控制器(PLC)作为自动控制以成为大多数自动化系统的设备基础，同时也给工业控制带来了前所未有的非凡变化。使用 PLC 的工业控制系统与传统的用继电器的工业控制系统相比，在操作、控制、效率和精度等各个方面都具有无法比拟的优点。虽然在工业控制系统中所使用的继电湖南铁道职业技术学院16器控制设备不会被完全淘汰，但是由于 P
31、LC 的出现已经改变了工业控制设计者的设计思想。 可编程序控制器的优势、特点及功能：可编程控制器以体积小功能强大所著称，它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是现在，由于信息、网络时代的到来，扩展了 PLC 的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。1、顺序控制2、闭环过程控制3、运动位置控制4、生产过程的监控和管理5、网络特性3.3 方案确定PLC 控制比继电控制在逻辑上更改方便、控制速度更高、更灵活且便于维护。PLC 是建立
32、在单片机上的产品。单片机是一种集成电路，不具可比性。单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，PLC 是单片机应用系统的一个特例。从工程角度上说：对于单项或重复极少的项目，采用PLC 是更明智、快捷的途径。功率高，可靠性好！ 通过对各种控制的优缺点分析，各适用于不同控制要求的场合。对于自动售货机的设计来说。要求控制速度快、灵活、可靠性高、易于维护和改动、属于单项重复数少的项目。用PLC 来控制是最好的选择。它少了几点控制的笨重和单片机控制的复杂性。但分析各种厂家生产的 PLC。西门子 PLC 多用于大型、超大型的场合。所以我选用了三菱 FX2N-32MR 型 plc 来进
33、行自动售货机的控制。湖南铁道职业技术学院17第 4 章 自动售货机的 PLC 控制系统设计4.1 硬件电路设计4.1.1 硬件系统组成1）主控制板2）温控模版温度采集加热制冷等3）货币识别模块在投入货币之后，系统会用红外线识别器识别货币的面额。4）销售模块在顾客选择商品时，用电机驱动相关的硬件设施送出相应的商品。在退币时驱动电机完成退币动作。完成销售过程。4.1.2 电气设备的选择在整个硬件控制中包括各种电气设备：断路器、接触器、继电器、隔离开关、热继电器、和电动机。继电器的选用原则：(1)按使用类别选用：中小型工厂的生产实际，90kW 及以下的笼型电动机占全厂电机总数的 90以上，基本属于按
34、 AC-3 使用类别选用。(2)确定容量等级：接触器的容量即主触头在额定电压等技术条件下，其额定电流的确定，应注意如下几点：工作制及工作频率的影响：选用接触器时，应注意其控制对象是长期工作制，还是重复短时工作制。在操作频率高时，还必须考虑电弧能量的影响。在水泥厂属于长期工作制，但操作湖南铁道职业技术学院18频率不高，应尽可能选用银、银合金或镶银触头的接触器，如 CJ20 型系列产品。环境条件的影响：在水泥厂，生产流程的环境是比较恶劣的，粉尘污染严重，通风条件差，工作场所温度较高。因此，对接触器的选择宜采取降容使用的技术措施。热继电器的选用原则：热继电器主要用于保护电动机的过载，为了保证电动机能
35、够得到既必要又充分的过载保护，就必须全面了解电动机的性能，并给其配以合适的热继电器，进行必要的整定。一般涉及到电动机的情况有工作环境、起动电流、负载性质、工作制、允许的过载能力等。原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和起动的瞬间，热继电器应不受影响(不动作)。热继电器的正确选用与电动机的工作制有密切关系。当热继电器用以保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时，一般按电动机的额定电流来选用。例如，热继电器的整定值可等于 0.951.05 倍电动机的额定电流，或者取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流，然后进行调整。
36、当热继电器用以保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果每小时操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。对于正反转相通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。电动机的选用原则：1）电动机的机械特性、启动、制动、调速及其它控制性能应满足机械特性和生产工艺过程的要求，电动机工作过程中对电源供电质量的影响（如电压波动、谢波干扰等），应在容许的范围内；2）按预定的工作制、冷却方法基辅在情况所确定的电动机功率，电动机的温升应在限定的范围内；3）根据环境条件、运行条件、安装方式、传动方式，选定电动机的结
37、构、安装、防护形式，保证电动机可靠工作；4）综合考虑一次投资几运行费用，整个驱动系统经济、节能、合理、可靠和安全。湖南铁道职业技术学院194.2 软件设计4.2.1 自动售货机控制要求1. 投币类型分为 1 元、5 元、10 元、20 元、50 元2. 各种纸币各一个投钱处3. 分为五种饮料汽水、可乐、牛奶、咖啡、红茶。价格分别为 3 元、4元、5 元、6 元、7 元4. 当钱数大于 3 时汽水灯亮5. 当钱数大于 4 时汽水、可乐灯亮6. 当钱数大于 5 时汽水、可乐、牛奶灯亮等等7. 按下饮料的按钮，电动机得电指示灯亮，相应饮料的灯闪。钱数减去饮料钱数，等闪烁 3 秒，出货结束。8.按下退
38、币钱退出 1 元硬币湖南铁道职业技术学院204.2.2 三菱 FX2N-32 型 PLC 自动售货机流程图湖南铁道职业技术学院214.2.3 I/O 分配表符号 功能 地址 符号 功能 地址SB1 1 元 X0 HL1 汽水显示灯 Y0SB2 5 元 X1 HL2 可乐显示灯 Y1SB3 10 元 X2 HL3 牛奶显示灯 Y2SB4 20 元 X3 HL4 咖啡显示灯 Y3SB5 50 元 X4 HL5 红茶显示灯 Y4SB6 汽水按钮 X5 YV1 汽水电磁阀 Y5SB7 可以按钮 X6 YV2 可乐电磁阀 Y6SB8 牛奶按钮 X7 YV3 牛奶电磁阀 Y7SB9 咖啡按钮 X10 YV
39、4 咖啡电磁阀 Y10SB10 红茶按钮 X11 YV5 红茶电磁阀 Y11输入SB11 退币按钮 X12输出YV6 退币电磁阀 Y12湖南铁道职业技术学院224.2.4 硬件接线图湖南铁道职业技术学院234.2.5 程序设计程序设计可分为 6 个部分。分别为：1 启动清零部分、2 投币部分、3 表示可购买显示部分、4 选择饮料部分、5 货币相减部分和 6 退币部分。1） 启动清零 M8002 为初始脉冲。当 PLC 从 STOP 拨到 RUN 时接通瞬间。自动初始清零。指令表：2） 投币部分用 PLS 上升沿触发投币。用 ADD 指令作加法运算。湖南铁道职业技术学院24指令表：3）表示可购买
40、显示部分用 D1 K3 比较指令，当 D1K3 输出。指令表：湖南铁道职业技术学院254）饮料选择部分（购买、出货）Y0：可购买汽水 X5：选择汽水 Y5：输出汽水。当按下购买的按钮之后，相应的商品指示灯闪烁，同时排出商品。3 秒后，货物排出完毕、相应指示灯停止闪烁。指令表：湖南铁道职业技术学院265）货币相减部分这里使用了 SUB 减法运算用于计算投币额与商品价格之差。指令表：6）退币部分按下退币按钮 X12（机械自锁按钮）后，当 D1 大于 1 时，M61 得电。D1等于 1 时，M62 得电。执行 DECP 指令（减 1）、并输出。退币线圈 Y12 得电。退币完成后，把 X12 按钮复位
41、，完成售货。指令表：湖南铁道职业技术学院27第 5 章 系统调试正确的调试系统才能使各模块电路正常工作，实现高稳定性的显示。此段程序首先采用 M8002 进行自动清零。用 PLS 上升沿触发实现投币。用 ADD 指令进行货币的累加并把数据储存在 D1 数据存储器中。用 D1 K3指令来表示可买的物品。还使用了 T 计时器用于计时。用减法指令进行货币的相减以及退币程序。完成整个自动售货的程序。正确的编写程序是调试成功的关键。下面就要说说调试所用到的设备和过程。5.1 调试的设备三菱 FX2N-32 型 PLC 一台接触器 5 台指示灯 10 个电机 5 台热继电器 一个5.2 调试步骤一：硬件调
42、试1）按照相关的要求连接继电器、和热继电器以及相关的饮料输出电机。2）检查继电器的触点是否有问题。没有问题正确接线。3）检查电机是否能够正常运转。把热继电器连入电路中。二：软件调试1 运行 PLC，D1 自动清零。2 按下 1 元投币开关 X0 和 5 元投币开关 X1 后，表示投了 6 块钱。然后汽水显示灯（Y0） 、可乐显示灯（Y1） 、牛奶显示灯（Y2） 、咖啡显示灯（Y3）亮。表示可以购买。湖南铁道职业技术学院283 按下可乐购买开关（X6） ，后可乐显示灯（Y2）闪烁，同时可乐输出线圈（Y6）亮。三秒后完成。说明可乐排出！按下找零按钮（ X12）后，退币线圈（Y12）得电（亮） ，表
43、示退出 1 元硬币。4 结束。开始调试程序时在可购买显示部分出了点问题。我们把= D1 K3指令写成了 D1 K3导致我在投入 3 元时显示灯不亮，后来经过检查要写成=3，改正了过来！在退币程序中的 M8012 忘记加了。导致我按下退币按钮看不见退币电磁阀的动作。加入了之后，效果就明显了。有几块钱可以看见电磁阀（灯）闪几次。表示退币。经过程序的多次改动和最后的调试，所有功能都实现了。达到了这次设计的目的！湖南铁道职业技术学院29第 7 章 心得体会（致谢）在进行此次专题实习的过程中，我学习了三菱 PLC 的相关知识，深入了解了很多的功能指令，对不理解的地方都作了研究，也取得了很大进步，并成功的
44、完成了本次设计。本次设计也涉及了很多其他方面的知识，除了学过的专业知识外，还有包括很多软件方面的一些知识，确实收获蛮多的。由于缺乏阅历与实际经验，本次设计还存在许多不足的地方。但是才疏学浅专业知识匮乏的我仍对这方面很感兴趣，相信本次设计会对我的今后生活或工作中会有很大的帮助。以后我会不断学习，不断地充实自己的。在此答辩之际，我首先要感谢导师老师。因为无论从论文选题，到编写过程，直到完成，老师无不倾注着心血和辛劳。这点让我们深受感动。老师认真的求学精神、严谨的治学态度、渊博的专业学识、勤勉塌实的治学作风、诲人不倦的精神无不让人感动。我在这里说一声，老师，辛苦了！同时，我还要感谢其他给我指导帮助的
45、各位老师，他们都在我做设计的时候无私的帮助过我，给我提出很多很好的建议，让我获益匪浅。三年大学生活转眼即逝。在这三年学习期间，湖铁职院的老师们无私耕耘、孜孜教诲，让我们学到了很多书里和书外的知识。为我们即将进入社会打下了良好的基础。在这里我向所有老师们表示深深得谢意和崇高的敬意。你们辛苦了！最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师！忠心地祝愿各位身体健康、工作顺利。湖南铁道职业技术学院30参考文献1三菱 FX 系列 PLC 应用技术/龚仲华编著.-北京：人民邮电出版社，2010.102可编程控制器应用技术（第五版）主编：廖常初3PLC 电气控制与组态设计.吴中俊编著.-北京：科学出版社，20034现代电气控制及 PLC 应用技术.北京：北京航空航天大学出版社，2000
