毕业设计-基于plc原理设计的自动售货机

摘要

在今天的工业生产中，可编程序控制器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序控制器的一些基础知识和三维力控组态软件的简单应用，而且，还介绍了可编程控制器的技术特点，并重点在硬件、软件和组态软件方面进行了介绍。对它们在工业自动化中的典型应用、最新的技术发展趋势也作了介绍。

在这次毕业设计中，我以PLC原理为基础、利用三维仿真力控软件设计了自动售货机系统，利用松下编程软件FPWIN-GR编制了相应的PLC应用控制程序并进行了调试和三维力控组态软件ForceControl编制了自动售货机系统，完成了设计的基本要求.

采用可编程序控制器进行实际生产过程控制，顺序严格，可靠性高。

关键词：可编程序控制器；自动售货机；仿真；三维力控组态软件

Abstract

In today?s factories, programmable logic controllers(PLC) have become the key building blocks of industrial automation. Some basic knowledge of programmable logic controller is introduced in the paper. Moreover, the technical features, application status and technology development of PLC is presented in this paper.The hardware, software and network structure of PLC are introduced in detail. An introduction of their typical applications in industrial automation, the latest development trend and system considerations are also introduced.

V ending machine system is regarded as a project to design the programmable logic controller practical system. The applied system design of water treatment system is finished by the use of FP1 C24 programmable logic controller and ForceControl 2.6. Controlling software about this system are designed, While emulation research are done in the lab.

Good succession and high reliability of real production process control due to the use of programmable logic controller are available. The analog test method given in the paper may be applied to lab teach.

Subject T erms

Programmable logic controller,Forcecontrol，Simulation，vending machine

目录

第一章可编程控制器的基本知识 (5)

1.1 可编程控制器的产生与发展 (5)

1.2 可编程序控制器的特点和应用........................................................... .. (6)

1.3 可编程序控制器与其他工业装置的比较 (8)

1.4 可编程控制器的应用场合 (9)

1.5 可编程控制器的发展趋势 (10)

第二章可编程控制器的组成和基本原理 (11)

2.1 可编程控制器组成的控制系统 (12)

2.2 可编程控制器的组成 (13)

2.3 可编程控制器的基本工作原理 (14)

2.4 PLC的几种编程语言 (15)

2.5 立石公司C系列P型机的基本特征 (18)

2.6 松下电工可编程控制器产品－FP1介绍 (19)

2.7 可编程控制器的编程编制 (21)

第三章松下电工PLC编程工具及三维组态软件的介绍 (21)

3.1 松下电工PLC编程工具简介 (21)

3.2 监控组态软件简介 (22)

第四章基于PLC原理的自动售货机的设计 (25)

4.1 仿真系统组成 (25)

4.2 自动售货机功能分析 (25)

4.3 设计任务的确定 (27)

4.4 程序设计部分 (27)

4.5 仿真界面的设计 (31)

4.6 仿真界面中各变量的定义 (32)

4.7 数据连接 (32)

4.8 自动售货机PLC梯形图 (35)

4.9 助记符语言 (40)

结束语 (49)

参考文献 (50)

第一章可编程控制器的基本知识

第一节可编程控制器产生与发展

可编程控制器问世于1969年。20世纪60年代末期，当时美国的汽车制造工业非常发达，竞争也非常激烈。各生产成家为适应市场需求不断更新汽车型号，还必然要求相应的加工生产线随之改变，整个继电接触器控制系统也就必须重新设计和配置。这样不但造成设备的极大浪费，而且新系统的接线也非常费时。在这种情况下，采用继电器控制就显示出过多的不足。正是从汽车制造业开始了对传统继电器的挑战，1968年美国的General Motors（GM）公司，为了适应产品品种的不断更新、减少更换控制系统的费用和周期，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用程序控制器，并提出10项招标指标：

（1）编程简单，可在现场修改程序；

（2）维护方便，最好是插件式；

（3）体积小于继电器控制柜；

（4）可靠性高于继电器控制柜；

（5）可将数据直接送入管理计算机；

（6）输入可以是交流115V；

（7）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀等；

（8）在成本上可与继电器控制柜竞争；

（9）在扩展时，原系统只需要很小变更；

（10）用户程序存贮器容量至少能扩展到4K。

这就是著名的GM十条。如果说各种电控制器、电子计算机技术的发展是可编程序控制器出现的物质基础，那么GM十条就是可编程序控制器出现的直接原因。

1969年，美国数字设备公司(DEC)研制生产出世界上第一台可编程控制器,并成功的应用到美国通用汽车公司的生产线上。它既具有继电控制系统的外部特

性,又有计算机的可编程性、通用性和灵活性,它开创了自动控制设备的新局面。由于当时技术所限,使用的器件集成度不高,其建树良多,体积大,只有来取代继电系统,在功能上仅限于执行机电控制逻辑,定时和技术等。

70年代中期,随着大规模集成电路和微型计算机技术的发展,美国,日本,德国等把微处理器引入PLC,使可编程逻辑控制器有更多的计算机功能,不仅用软件编程取代了硬连线逻辑,还增加了数字运算,数据处理和数据通信功能,并求做到了小型化。在编程方面采用了面向生产,面形用户的语言,打破了以往必须有计算机知识的人员使用的计算机编程的限制,使广大工程技术人员以及具有电工知识的人员乐于接受和应用,所以得到了迅速而广泛的推广。80年代国外工业界把引进了微处理器的可编程逻辑控制器只是命名为可编程控制器(Programmable Controller),简称PLC。在我国已不烦技术人员为了与个人计算机区别开来,把可编程控制器简称为PLC。

1985年1月国际电工委员会对可编程序控制器给出了如下定义:可编程序控制器是一种数字运算的电子系统,专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在内部存储执行逻辑运算,顺序控制,定时,技术和算术运算等操作的指令,并通过数字式,模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充的原则设计。

可编程控制器的发展相当迅速,在发达国家的应用几乎覆盖所有工业企业行业,PLC的销售额增长率在20%以上,PLC品种以多达数百种,世界上几十家著名的电器工厂都在生产PLC装置。目前,美国处于领先的地位,著名的生产厂有德州公司、通用公司、歌德公司、数字设备公司等。日本自1971年引进PLC技术后,发展也很快,三菱公司、日立公司和立石公司是最大的三家。德国的西门子公司、荷兰的飞利浦公司、瑞典的通用公司及英国、法国等都生产自己的PLC。

近年来,国外的PLC大量的进入我国市场.我国也引进多条PLC生产线,在逐步消化国外技术的基础上防止和自行研制。PLC在我国大多数工业部门得到应用,已经取得显著的经济效益并正在迅速推广。

第二节可编程控制器的特点和应用

可编程控制器专为在工业环境下应用而设计，以用户需要为主，又采用了先