基于PLC的自动售货机的设计
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基于PLC的自动售货机控制系统的设计一、引言自动售货机作为一种便捷的购物方式,已经深入到人们的日常生活中。
随着科技的发展,自动售货机的功能越来越强大,可以实现多种支付方式、商品种类的丰富以及智能化的控制等。
本文将重点研究基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动售货机控制系统的设计,以满足市场需求和提高自动售货机的性能。
二、PLC控制系统的基本原理1.1 PLC的定义与分类PLC(Programmable Logic Controller)即可编程逻辑控制器,是一种专门用于工业自动化控制的数字计算机。
它可以根据预先编写的程序,对各种输入信号进行采集、处理和输出,实现对生产过程的自动控制。
根据PLC的工作原理和应用领域,可以将其分为以下几类:(1)离散型PLC:其内部采用晶体管作为基本元件,具有体积小、结构简单、接线少等特点,适用于单机运行和较小规模的控制系统。
(2)连续型PLC:其内部采用电容式或电感式触点作为基本元件,具有较高的可靠性和抗干扰能力,适用于大规模的工业自动化系统。
(3)混合型PLC:结合了离散型和连续型PLC的优点,既具有离散型PLC的结构简单、接线少的特点,又具有连续型PLC的高可靠性和抗干扰能力。
1.2 PLC控制系统的主要组成部分PLC控制系统主要由以下几个部分组成:输入设备、中央处理器(CPU)、存储器、输出设备和通讯接口。
其中,输入设备负责采集外部环境的各种信息,如温度、湿度、压力等;中央处理器负责对采集到的信息进行处理和运算;存储器负责存储程序和数据;输出设备负责将处理后的结果输出到外部设备,如电机、阀门等;通讯接口负责与其他设备进行数据交换和通信。
三、基于PLC的自动售货机控制系统设计2.1 系统需求分析为了满足市场需求,自动售货机控制系统需要具备以下功能:(1)多种支付方式:支持现金、银行卡、移动支付等多种支付方式,方便用户购买商品。
(2)商品种类丰富:提供各类饮料、零食、日用品等商品,满足不同用户的需求。
基于PLC自动售货机控制系统设计引言自动售货机作为一种便捷的零售方式,已经广泛应用于各种场景,如商场、学校、车站等。
为了提高自动售货机的功能和性能,PLC(可编程逻辑控制器)被引入到控制系统中。
PLC作为一种可编程的电子设备,能够根据预定的程序和逻辑来控制各种设备和过程。
本文将详细介绍基于PLC自动售货机控制系统设计的相关内容。
一、PLC控制系统概述1.1 PLC基本原理PLC是一种用于工业自动化领域的电子设备,它能够根据预定的程序来实现各种控制功能。
其工作原理是通过输入模块接收外部信号,经过处理后通过输出模块输出信号来实现对设备和过程的控制。
1.2 PLC在自动售货机中的应用在传统自动售货机中,通常使用微处理器或嵌入式系统来实现对设备和过程的控制。
然而,这些传统方式存在着功能有限、扩展性差等问题。
而使用PLC作为自动售货机的控制器,则可以克服这些问题,并且具有更好的稳定性和可靠性。
二、PLC自动售货机控制系统设计2.1 系统结构设计PLC自动售货机控制系统的结构主要包括输入模块、处理单元(CPU)、输出模块和外部设备。
其中,输入模块用于接收外部信号,CPU用于处理信号并执行相应的控制程序,输出模块用于输出信号,外部设备包括货道、显示屏等。
2.2 系统功能设计PLC自动售货机控制系统的功能主要包括货道管理、库存管理、支付管理和故障处理等。
其中,货道管理功能用于管理各个货道上商品的存放和取出;库存管理功能用于实时监测商品库存并生成相应的报表;支付管理功能用于接收用户支付信息并完成交易;故障处理功能用于检测设备故障并进行相应的处理。
2.3 系统程序设计PLC自动售货机控制系统的程序设计是实现各个功能的关键。
在程序设计中,需要考虑到各个输入信号和输出信号之间的关系,并编写相应的逻辑代码。
此外,还需要考虑到异常情况下的处理方式,并编写相应代码进行异常处理。
三、PLC自动售货机控制系统实现3.1 硬件实现PLC自动售货机控制系统的硬件实现主要包括PLC设备的选择和配置,输入模块和输出模块的连接,以及外部设备的接入等。
基于PLC的自动售货机控制系统的设计哎呀,小伙伴们,今天咱们聊聊一个非常有趣的话题——基于PLC的自动售货机控制系统的设计。
你们知道PLC是什么吗?别看我这么高大上,其实就是一种可编程逻辑控制器,它的作用就是帮我们控制那些复杂的机械设备哦!咱们先来聊聊自动售货机的工作原理吧。
你们有没有去过超市或者便利店,看到那些自动售货机,是不是觉得很神奇呢?它们就像是一个个小小的机器人,可以根据我们的需求,快速准确地给我们提供所需的商品。
而这一切,都是靠PLC这个小家伙来实现的哦!那么,PLC是如何控制自动售货机的呢?其实,整个过程可以分为三个部分:1. 用户操作;2. PLC识别和处理;3. 货物出货。
下面,咱们就来详细聊聊这三个部分。
用户操作。
当我们在自动售货机前选择好要购买的商品,然后按下相应的按钮时,PLC就会开始工作了。
它会根据我们的动作,判断我们是想要购买还是退换商品。
这个过程就像是我们在跟PLC打招呼:“嘿,小PLC,我要买个饮料。
”接下来,PLC识别和处理。
PLC会通过摄像头、传感器等设备,实时收集我们的操作信息。
然后,它会根据这些信息,判断我们的意图,并进行相应的处理。
比如,如果我们按下了购买按钮,PLC就会告诉货物出货装置:“嘿,小出货装置,快把饮料给我拿出来!”这个过程就像是PLC在跟出货装置说:“喂,小出货装置,赶紧把饮料给我准备好!”货物出货。
当PLC收到出货装置的信号后,它会立即通知显示屏:“嘿,小显示屏,显示一下‘饮料正在出货’。
”它还会告诉出货装置:“嘿,小出货装置,开始出货吧!”这个过程就像是PLC在跟显示屏和小出货装置说:“好了好了,大家都准备好了吧,开始工作吧!”就这样,经过PLC的巧妙控制,自动售货机就可以根据我们的需求,快速准确地为我们提供所需的商品了。
是不是很厉害呢?不过,你们知道吗?虽然PLC看起来很厉害,但它也有自己的弱点哦。
那就是它的存储容量有限,而且运行速度相对较慢。
基于PLC的自动售货机的设计毕业设计一、绪论自动售货机是一种通过自动化技术实现货物销售服务的设备。
随着科技的发展,PLC(可编程逻辑控制器)在自动售货机设计中的应用越来越广泛。
本文将重点讨论基于PLC的自动售货机的设计,并对其进行全面、详细、完整和深入的探讨。
二、基于PLC的自动售货机设计原理2.1 PLC的基本原理PLC是一种专用的工业控制计算机,它能够控制制造过程中的各种机械和设备。
PLC的基本原理包括输入模块、中央处理器、输出模块和存储器。
它通过接收输入信号、进行逻辑运算和控制输出信号,实现对自动售货机的控制。
2.2 自动售货机的设计流程基于PLC的自动售货机的设计流程主要包括需求分析、系统设计、硬件设计和软件设计。
需求分析阶段主要确定自动售货机的功能和性能要求;系统设计阶段主要确定系统的总体结构和各模块之间的关系;硬件设计阶段主要设计控制电路和机械结构;软件设计阶段主要编写PLC程序。
三、基于PLC的自动售货机主要模块设计3.1 人机交互界面设计人机交互界面是用户与自动售货机进行信息交互的界面。
基于PLC的自动售货机的人机交互界面设计应简洁明了、易于操作。
可以采用触摸屏、按键等方式实现对自动售货机的控制和设置。
3.2 产品存储和分发系统设计产品存储和分发系统是自动售货机的核心部分,它负责存储和分发各种产品。
基于PLC的自动售货机的产品存储和分发系统设计应考虑到货物种类、货物数量、货物摆放方式等因素,并通过PLC控制货道的开闭,实现产品的存储和分发。
3.3 支付系统设计支付系统是自动售货机与用户进行交易的关键环节。
基于PLC的自动售货机的支付系统设计应支持多种支付方式,如现金支付、刷卡支付和移动支付等,通过与PLC进行通信,实现支付的快速、安全和可靠。
3.4 故障监测和维护系统设计故障监测和维护系统负责监测自动售货机的工作状态,及时发现故障并进行维护。
基于PLC的自动售货机的故障监测和维护系统设计应具备自动诊断和报警功能,通过与PLC进行通信,实现对故障的监测和维护的及时处理。
引言自动售货机是自动化时代的产物,它的出现方便了人们的生活购物。
由于地理位置的限制,人工的费用,以及时间的差异,给人们的购物限制了一定的条件,为了方便人们的生产生活,自动售货机便出现在人们的生活中,自动售货机以长时间的不间断工作,占地面积小,维修方便,无需人工监守,在国外得到了快速的发展。
但是自动售货机在中国市场的拥有量较小,相对于中国人口较大的购买消费能力,自动售货机在中国市场有很大的发展应用空间。
但自动售货机的工作环境复杂工作周期长,这就需要自动售货机有较强的抗干扰能力和稳定的控制系统,目前市场上的自动售货机多以PLC为控制系统,该种售货机操作方便,容易维修,购买操作方便,本设计通过分析自动售货机的销售方式和功能要求,以确定控制系统的设计。
通过编程软件编写出对应的系统梯形图,调试分析确认系统无误后,导入PLC仿真软件中,对系统进行仿真模拟,检测系统能否满足设计要求。
并对系统不足之处进行修改,满足设计要求后,在试验台上进行接线模拟。
最终在试验台上模拟出自动售货机的销售方式和购买流程。
随着科技的发展,自动售货机还会不断地改进,能更好的为人们提供服务,方便人们的生活。
第一章绪论1.1自动售货机研究的背景自动售货机的出现是自动化社会的产物。
在社会消费水平迅速提高的今天,大量的购买消费可发生在任何时间任何地点。
由于时间,地理位置的限制,给人们的购物带来了不便,为了满足商业的需求方便人们的购物消费自动售货机便出现在人们的生活中,自动售货机以其占地面积小,24小时不间断工作,后期投入少的优势方便着人们的生产生活,可放置在人流量较多的车站,学校餐厅,人群密集的小区,街道。
自动售货机在一定程度上为人们提供了购买可能,但在国内自动售货机的数量还远远不足,人均占有量少,只能实现简单的购买交易,人工智能欠缺,国内自动售货机还急待发展。
基于PLC的自动售货机操作方便,性能稳定,销售种类丰富,在市场的销售中有着良好的发展前景。
基于PLC的自动售货机的设计摘要:本文利用PLC技术与自动售货机相结合,实现了一种功能强大且操作简单的自动售货机设计方案。
该方案使用PLC控制中心来监测售货机运行状态和库存数量,通过液晶屏幕和按键来展示和操作售货机,同时还能利用网络传输数据。
本文介绍了该售货机的整体设计流程和具体实现细节,介绍了PLC、人机界面、网络通信等实现机制,同时还提出了改进方案和未来的研究展望。
关键词:PLC,自动售货机,人机界面,网络通信引言:自动售货机已经成为现代生活中不可或缺的部分,如今各种场所都可以看到各类自动售货机,比如超市、餐厅、酒店、咖啡店等。
然而,现有的自动售货机多数采用传统PC单机或微控制器为中心的方案。
这种方案存在许多问题,比如操作界面不够友好,容易出现死机和死循环等。
为此,本文提出了一种基于PLC的自动售货机设计方案,以实现全面的系统监测和控制,优化操作界面,增强系统的可靠性和稳定性。
本文首先介绍了PLC技术的基本概念,然后详细介绍了自动售货机的设计及其实现细节,包括人机界面、网络通信、库存管理等方面。
此外,还提出了改进方案和未来的研究方向,以此为基础推动自动售货机的进一步发展。
PLC技术介绍:PLC,即可编程逻辑控制器,是用于自动化控制的一种数字电子产品。
PLC具有模块化、可编程等特点,可广泛用于工业生产和自动化领域中。
其基本构架由四个部分组成:输入模块、输出模块、处理器和电源模块。
PLC系统可以通过可编程高级语言来编写控制程序,实现对工厂生产自动化的控制。
自动售货机设计方案:本文设计的自动售货机采用PLC控制中心,实现对售货机运行状态和库存数量的监测和控制。
同时,设计了一种友好的人机交互界面,包括液晶屏幕和按键,以方便用户使用。
此外,还添加了网络传输数据的功能,便于库存管理和远程监控。
1、PLC控制中心:本方案采用的是西门子PLC S7-300系列,其输入采用数字型输入模块和模拟量输入模块,输出采用数字型输出模块和模拟量输出模块,实现了对售货机运行状态和库存数量的实时监测。
基于PLC的自动售货机的毕业设计论文摘要自动售货机作为现代零售业的一种重要形式,已经在各个领域得到广泛应用。
本毕业设计致力于设计和实现一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动售货机系统。
该系统通过使用PLC控制器,实现了自动售货机的货物管理、交易处理和故障处理等功能。
本文详细介绍了自动售货机的背景和发展,设计思路和方案,系统架构,以及实际应用效果等方面。
引言自动售货机是一种能够提供商品销售和交易服务的机械装置。
自动售货机的出现大大提高了商品销售的效率和便利性,减少了人工操作的错误和劳动强度。
目前,自动售货机已经广泛应用于食品、饮料、烟草、报刊等各个行业。
随着科技的不断进步,自动售货机的功能也越来越丰富,包括现金支付、刷卡支付、微信支付等多种支付方式。
本文将重点介绍一种基于PLC的自动售货机系统的设计和实现。
设计思路和方案系统需求分析在设计自动售货机系统之前,首先需要进行系统需求分析,明确系统的功能和性能需求。
根据市场调研和用户需求分析,我们确定了以下主要功能需求: - 商品管理:系统能够实现对不同商品的库存管理、上下架、售价设定等功能。
- 交易处理:系统能够自动处理用户选择商品、支付货款、找零等交易过程。
- 故障处理:系统能够检测并处理售货机的故障情况,如货道堵塞、温度异常等。
硬件设计自动售货机的硬件设计包括主要元件选择、电路设计和传感器接口设计等。
我们选择了可编程逻辑控制器(PLC)作为系统的主控设备,主要基于PLC具有稳定性高、可靠性强、扩展性好等优点。
同时,为了实现对货道状态的检测和控制,我们还需要添加红外传感器、电机驱动器等硬件设备。
软件设计自动售货机的软件设计主要包括PLC程序设计、用户界面设计和数据管理设计等。
我们使用PLC编程软件进行程序开发,主要编写逻辑控制程序,实现对货道的控制和状态监测。
同时,为了提升用户体验,我们还需要设计友好的用户界面,并通过数据库管理系统来存储商品信息和交易记录。
基于PLC的自动售货机控制系统的设计一、引言在这个快节奏的社会,自动售货机已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
无论是在地铁站、商场、学校还是小区,我们都能看到各种各样的自动售货机。
它们方便了我们的日常生活,让我们不再为找不到零钱而烦恼。
随着科技的发展,自动售货机的功能也在不断升级,从最初的硬币投币式,到现在的手机支付、刷脸支付等多种支付方式,自动售货机已经变得更加智能化和人性化。
今天,我们就来聊一聊如何设计一个基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动售货机控制系统,让这个小小的机器变得更加聪明,更加贴近我们的生活。
二、PLC控制系统的基本概念PLC(Programmable Logic Controller)可编程逻辑控制器,是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。
它可以根据预先编写好的程序,实现对生产过程的自动控制。
PLC 控制系统具有结构简单、可靠性高、易于维护等优点,因此在工业自动化领域得到了广泛的应用。
三、自动售货机控制系统的设计1. 系统架构基于PLC的自动售货机控制系统主要由以下几个部分组成:输入设备(如按钮、刷卡器等)、输出设备(如电机、灯光等)、PLC处理器、存储器和通信模块。
通过这些部分的协同工作,实现对自动售货机的自动控制。
2. 输入设备设计为了让用户能够方便地使用自动售货机,我们需要设计一些常用的输入设备,如硬币投币口、纸币识别器、手机扫码区等。
硬币投币口可以接收用户的硬币投币操作;纸币识别器可以识别用户投入的纸币金额;手机扫码区可以让用户通过扫描二维码进行支付。
这些输入设备的设计,使得用户在使用自动售货机时,可以轻松地完成各种操作。
3. 输出设备设计输出设备是自动售货机的核心部分,主要包括货物储存区、出货装置、灯光提示等。
货物储存区可以根据用户的需求,存放不同种类的饮料和零食;出货装置可以根据用户选择的商品,将商品从储存区取出并送到出货口;灯光提示则可以提醒用户关注自己购买的商品是否准备好了。
一、绪论自动售货机是可完成无人自动售货,集光、机、电一体化的商业自动化设备。
自动售货机不受任何场地限制,方便快捷,可以每天24h售货,因此深受上班族的欢迎。
很多城市的公共场所里面都放置有自动售货机。
出售的商品五花八门,从饮料、零食、香烟、糖果、牙刷、方便面、自动照相机。
近年来,我国的自动售货机行业突飞猛进:在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区都能找到自动售货机的踪迹。
这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐,同时也是现代化城市配套设施的需求。
传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心,这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作,而且系统的抗干扰性也比较差。
可编程序控制器(PLC)是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置,它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点,已在工业控制领域得到广泛地应用。
因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施,要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。
本论文就详细地介绍一种用PLC实现的自动售货机控制系统的硬件设计和软件设计。
(一)自动售货机的应用与研究现状自上世纪70年代以来,自动售货机在国际上迅速发展起来而成为一个新兴的产业,特别是在服务和商业领域日益发展。
随着自动售货机的普及,也逐渐被应用于其他的领域。
随着中国经济的发展、行业运作的变革和入世的到来,自动售货机在中国的普及和应用是必然趋势。
纵观近年来国内自动售货机市场,从92年开始从日、韩等国引进旧机器摆放国内市场以来,到自行研制和生产国产化自动售货机,各厂家、商家蹒跚起步、艰难守业,已为国内零售业撑起一片蔚蓝的晴空。
据来自国内自动售货机市场行情分析报告表明:目前国内自动售货机市场走势已逐渐明晰,自动售货机逐步从沿海经济发达地区和各大中城市向内陆和次发达地区延伸,逐步从高级宾馆、地铁、机场等豪华高档场所向高中档社区普及,大有星火燎原之势。
自动售货机的普及在某种程度上能反映一个国家的科技发展水平,是一个国家文明程度的象征。
实践和直觉告诉我们,自助服务在中国的横空出世,必将为国内的电信、公用事业、食品、香烟、饮料等诸多行业发展带来新的契机,中国的现代文明又将自助服务设备的应用和普及开启一个新的里程碑!(二)课题研究背景从西欧、北美、日本和韩国等地区和国家的情况来看,自动售货机在人们日常生活中扮演越来越重要的角色。
其产品特点是科技含量高,24小时服务,售货便利,无需专人盯守,省人工,省成本,售货范围广泛;此外还是一种新颖独特的广告媒体。
目前,随着移动商务的发展,自动售货机作为一种方便、直观的移动商务工具,开始在全球各地迅速普及和发展。
在中国,自动售货机将成为一个潜在的巨大产业,继百货商店、超市之后掀起第三次零售业革命,其前景非常广阔。
售卖的商品可根据摆放场所的需要量身定制,包括冷热饮料、零食、电话卡及国外进口的特色商品等。
并且,透过这种智能售货系统,存货、销售、物流信息可以准确、及时地反馈给客户和管理人员。
此外,还支持多种交易支付模式,同时方便实现较大金额的支付和交易结算。
自动售货机除了更方便售卖货品之外,还被视为一种传播广泛的广告媒介。
它一改往日客户与商家(或服务方)面对面交流或交易的方式,让客户更多地参与交易或交流中来,增强了交互性和自主性。
一方面它为客户带来了极大的便利,延拓了服务的空间和时间,使服务具有了无处不在、无时不在的新特征;一方面它也为商家带来了经营方式的变革,为他们的商业经营节省了大量的人力、物力和财力,并提高了操作的准确性和全天候性,使商业运作的信息化、电子化、网络化成为可能;另一方面,在公众社会服务方面,自助式信息查询,提高了社会公众服务的质量和形象,有利于社会精神文明建设。
在自助服务中,自动售货机成为了必不可少的主体设备。
二、总体方案设计自动售货机设计中,从控制角度来说可采用继电器控制、单片机控制和可编程控制器控制。
(一)方案论证1.方案一继电器控制它的控制思想是以继电器为核心,采用硬接线方式把各种继电器、定时器、接触器及其触点按照一定逻辑关系连接起来组成控制系统,控制相关生产机械工作。
例如要通过接触器实现两台电机设备的同步运行,采用继电器控制,其控制系统简图如图1。
SF1 KF电源母线图1 继电器控制系统简图由图可知它的三条支路是并行工作的,当按下按钮SF1,中间继电器KF得电,KF的两个触点闭合,接触器QA1、QA2同时得电并产生动作,所以其控制逻辑关系为由继电器、接触器硬接线(硬件)方式。
2.方案二单片机控制它的控制系统是基于芯片级的系统,设计开发一个单片机系统,需要先设计硬件系统,画硬件电路图,制作印刷电路板,购置各种所需的电子元器件,焊接电路板,进行硬件调试,进行抗干扰设计和测试的大量工作;需要使用专门的开发装置和低级编程语言编制控制程序,进行系统联调。
3.方案三可编程控制器控制它的控制思想是采用可编程的存储器,用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型机械的生产过程。
PLC是一种工业控制计算机,故它的工作原理是建立在计算机工作原理基础之上,即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的,这种方案的控制功能接线图如图2。
图2 用PLC实现控制功能的接线示意图由图可知CPU是以分时操作方式来处理各项任务的,计算机在每一瞬间只能做一件事,所以程序的执行是按顺序依次完成相应各电器的动作,其控制逻辑关系为由内部存储逻辑(软件)方式。
(二)方案比较1.PLC与继电器控制系统的区别继电器控制系统虽有较好的抗干扰能力,但使用了大量的机械触点,使设备连线复杂,且触点在开闭时易受电弧的损害,寿命短,系统可靠性差。
PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似,主要原因是PLC梯形图大致上沿用了继电器控制的电路元件符号和术语,同时,信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的;但PLC的控制与继电器的控制又有根本的不同之处,主要表现在以下几个方面:(1)控制逻辑继电器控制逻辑采用硬件接线逻辑,利用继电器机械触点的穿了或并联,及时间继电器等组合成控制逻辑,其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高,一旦系统构成后,想再改变或增加功能都很困难。
另外,继电器触点数目有限,每个只有4 – 8对触点,因此灵活性和扩展性很差。
而PLC采用存储器逻辑,其控制逻辑以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需改变程序即可,故称做“软接线”,因此灵活性和扩展性都很好。
(2)工作方式电源接通时,继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态,即该吸合的都应吸合,不该吸合的都因受某种条件限制不能吸合,它属于并行工作方式。
而PLC的控制逻辑中,各内部器件都处于周期性循环扫描过程中,各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算的出,所以它属于串行工作方式。
(3)可靠性和可维护性继电器控制逻辑使用了大量的机械触点,连线也多。
触点开闭时会受到电弧的损坏,并有机械磨损,寿命短,因此可靠性和课维护性差。
而PLC采用微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,体积小、寿命长、可靠性高。
PLC还配有自检和监督功能,能检查出自身的故障,并随时显示给操作人员;还能动态地监视控制程序的执行情况,为现场调试和维护提供了方便。
(4)控制速度继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低,触点的开闭动作一般在几十毫秒数量级。
另外,机械触点还会出现抖动问题;而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制,属于无触点控制,速度极快,一般一条用户指令的执行时间在微妙数量级,且不会出现抖动。
(5)定时控制继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。
一般来说,时间继电器存在定时精度不高,定时范围窄,且易受环境湿度和温度变化的影响,调整时间困难等问题。
PLC使用半导体集成电路做定时器,时基脉冲由晶体振荡器产生,精度相当高,且定时时间不受环境的影响,定时范围最小可为0.001S,最长几乎没有限制,用户可根据需要在程序中设置定时值,然后由软件来控制定时时间。
(6)设计和施工使用继电器控制逻辑完成一项控制工程,其设计、施工、调试必须依次进行,周期长,而且修改困难。
工程越大,这一点就越突出。
而用PLC完成一项控制工程,在系统设计完成以后,现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行,周期短,且调试和修改都很方便。
2.PLC与单片机控制系统的区别PLC控制系统和单片机控制系统在很多方面有较大区别,是两个完全不同的概念。
(1)可靠性单片机控制抗干扰能力较低,从理论所要求的I/O总数来看,不论是MCS51系列还是MCS96系列单片机,都必须进行大规模的扩展,这样系统电路更加复杂,进一步降低了系统的可靠性。
而PLC应用于工业理论控制,PLC的可靠性得到了工控业界的认可。
(2)开发成本单片机本身售价虽不高,但要购入单片机开发装置(如仿真器、烧录器、电源)和还要模拟制板等,都要不少的费用。
加上开发周期中所投入的人力物力,其价钱就远远地超过用PLC开发的费用。
另外,由于设备是专用特殊设备,其控制系统专用性强,通用性较差,为其投入过多的开发费用不划算。
而用PLC进行的设备开发和控制费用都远远低于采用单片机的费用,其系统可大可小,小到几点,大到数千点,甚至上万点,很好解决工业控制过程。
(3)开发周期从电路设计、模拟制板、编程、仿真、调试等经历非常长的周期,设计中往往要花大部分的时间在硬件设计和编程调试处理上,而对最为重要的工艺工程往往没有更多的时间考虑。
而用PLC进行设备控制,不会花太多精力在硬件处理上,采用积木式结构很快可以形成系统电路。
大部分精力集中在工艺的了解和程序编写上,有利于设备的快速开发,程序的编辑修改、调试都可随时进行,缩短了开发时间。
(4)修改和维护利用单片机开发的设备往往是专用的特殊设备,在市场往往不能找到替代的配件,所以不便于维护。
而随微电子控制技术,PLC的处理能力也越来越强,其通信能力,运算处理、容量(I/O容量和程序容量)等都有充足的发展。
(三)方案选择根据以上比较可知,PLC在性能上比继电器控制和单片机控制逻辑优异,特别是可靠性高、通用性强、设计施工周期短、调试修改方便,而且体积小、功耗低、使用维护方便等优点,我们决定选择方案三,以PLC为控制核心设计了自动售货机装置PLC控制系统。
三、可编程控制器的简单介绍(一)PLC的基本结构1.PLC的系统结构目前PLC种类繁多,功能和指令系统也都各不相同,但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机,所以其结构和工作原理都大致相同,硬件结构与微机相似。
主要包括中央处理单元CPU、存储器RAM和ROM,输人输出接口电路、电源、I/O扩展接口、外部设备接口等。