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1、自動(dòng)冰欺凌售貨機(jī) 自動(dòng)冰淇淋售貨機(jī) 摘要：本文介紹了自動(dòng)冰淇淋售貨機(jī)的基本原理以及工作流程，然后 對(duì)其自動(dòng)售冰淇淋進(jìn)行編程，具體說(shuō)明了可編程序控制器在自動(dòng)售冰淇淋機(jī)中的作用。程序涉及到了自動(dòng)售冰淇淋機(jī)工作的絕大部分過(guò)程。利用PLC控制的自動(dòng)售冰淇淋機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工作快速性。滿足社會(huì)對(duì)快速生活節(jié)奏的需求。 關(guān)鍵詞：可編程控制器自動(dòng)冰淇淋機(jī) 第一章綜述 1 .冰淇淋 冰淇淋是以稀奶油為主要原料，加入牛乳、糖類、蛋品、香料、 穩(wěn)定劑等經(jīng)殺菌后冷凍成為較松軟的混合物 在中國(guó)很久以前就開始食用的冰酪”。公元1295年，在中國(guó)元朝任官職的馬可被羅從中國(guó)把一種用水果和雪加上牛奶

2、的冰食品配方帶回意大利，于是歐洲的冷飲才有了新的突破。 宋人楊萬(wàn)里對(duì)冰酪”情有獨(dú)鐘，有詩(shī)詞：似膩還成爽，如凝又似飄。玉來(lái)盤底碎，雪向日冰消 2 .冰淇淋機(jī)介紹 冰淇淋機(jī)又稱為冰淇淋凝凍機(jī)，是一種用來(lái)生產(chǎn)冷凍甜品 --冰淇淋而專門設(shè)計(jì)的自動(dòng)化設(shè)備。 3 .冰淇淋機(jī)的結(jié)構(gòu) 隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)冰淇淋的組織、形態(tài)和口味都有較高的要求，冰淇淋產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展進(jìn)步，其相關(guān)設(shè)備和技術(shù)也不斷完善，如制冷技術(shù)、新原料、新配方和新添加劑的研究、制造工藝的改進(jìn)、新設(shè)備的開發(fā)推廣等，但是不論冰淇淋生產(chǎn)技術(shù)如何改進(jìn)，如何完善，冰淇淋機(jī)的主要工藝仍然主要包括配料、均質(zhì)、老化等。 (1)

3、均質(zhì)系統(tǒng) 均質(zhì)系統(tǒng)的主要作用是對(duì)原料進(jìn)行均質(zhì)，主要基于剪切、撞擊和孔穴等三種作用，按照其工作原理可分為：離心式均質(zhì)機(jī)、超聲波均質(zhì)機(jī)、高壓均質(zhì)機(jī)和高剪切均質(zhì)機(jī)等。其中由于高壓均質(zhì)機(jī)的各種參數(shù)可隨不同的溶液參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此高壓均質(zhì)機(jī)應(yīng)用比較廣泛。 (2)老化系統(tǒng) 經(jīng)過(guò)配料、均質(zhì)后的溶液必須迅速冷卻到老化溫度，并儲(chǔ)存一段時(shí)間，使溶液中的脂肪凝結(jié)為固體，蛋白質(zhì)和穩(wěn)定劑發(fā)生水合作用，提高溶液的黏度和凝凍時(shí)的膨脹率，這個(gè)過(guò)程稱為老化，也就是物理上的成熟。 (3)凝凍系統(tǒng) 凝凍處理是冰淇淋生產(chǎn)過(guò)程中一道極為重要的工序，凝凍機(jī)是完成凝凍處理的設(shè)備，在冰淇淋生產(chǎn)中是關(guān)鍵的機(jī)械設(shè)備，它的性能優(yōu)劣直接關(guān)

4、系到冰淇淋質(zhì)量的好壞。 (4)硬化系統(tǒng) 冰淇淋產(chǎn)品的質(zhì)量不僅與均質(zhì)、凝凍等多種因素有關(guān)，還與硬化過(guò)程有很大關(guān)系，硬化設(shè)備主要有速凍庫(kù)和速凍隧道兩種。 4 .冰淇淋機(jī)分類 軟冰淇淋機(jī)一般按出料口的數(shù)量分為單頭，三頭，七頭或更 多頭的冰淇淋機(jī) (1)單頭冰彳淋機(jī)：只有一個(gè)儲(chǔ)料缸一個(gè)制冷缸和一個(gè)出料口同時(shí)只能出一種顏色即一種口味的冰淇淋.這種冰淇淋機(jī)我們稱為 單色冰淇淋機(jī)。 (2)三頭冰淇淋機(jī)：有兩個(gè)儲(chǔ)料缸兩個(gè)制冷缸和三個(gè)出料口? 同時(shí)可以出三種顏色即三種口味的冰淇淋，其中包括兩種純口味和 一種混合口味。如圖1-1 (3)七頭或多頭冰淇淋機(jī)：又叫做七色冰淇淋機(jī)或七彩冰淇淋機(jī)。有

5、四個(gè)儲(chǔ)料缸四個(gè)制冷缸和七個(gè)出料口.同時(shí)可以放入四種口味 的冰淇淋料液，可以出四種純色和三種混合色共七種顏色口味的冰淇淋。 圖1-1三頭冰淇淋機(jī) 本次以三頭冰淇淋機(jī)為載體，對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)售貨的改造。其改造后主要結(jié)構(gòu)如圖1-2 .「月琮朗 混臺(tái)泵 混合泵 原味指示燈巧克力指示燈 葛樂(lè)赫港擊1 V 原味逸驛逑 巧克力選擇過(guò) 雙包含樣盤 * 電源開關(guān) 雙邑指示燈+, 口八 V 圖1-2改造后主要結(jié)構(gòu)圖 5 .自動(dòng)冰淇淋機(jī)的工作流程 首先將原料原味奶和巧克力味奶加入原料缸中，打開電源開關(guān)。原味奶經(jīng)過(guò)混合泵按一定比例與空氣一起壓入高壓凝凍缸中進(jìn)行均質(zhì)、老化后

6、凝凍成稠密的液體（巧克力奶同上）。最后分別通過(guò)三個(gè)PLC控制的流量閥打出不同的冰淇淋。 6 .冰淇淋自動(dòng)售貨機(jī)原理圖 4 自動(dòng)冰欺凌售貨機(jī) 自動(dòng)冰淇淋售貨機(jī)原理圖 自動(dòng)冰欺凌售貨機(jī) 7 .自動(dòng)冰淇淋售貨機(jī)設(shè)計(jì)要求 1 .自動(dòng)冰淇淋機(jī)可投入1角，5角，1元的硬幣。 2 .當(dāng)投幣總值超過(guò)2元時(shí)，原味冰欺凌、巧克力冰欺凌的指示燈亮，當(dāng)投幣總值超過(guò)3元時(shí)，原味冰欺凌、巧克力冰欺凌和雙色冰欺凌指示燈都亮。 3 .當(dāng)原味冰欺凌、巧克力冰欺凌的指示燈亮?xí)r，按下原味冰欺凌、巧克力冰欺凌按鈕。原味冰欺凌、巧克力冰欺凌自動(dòng)打出，5s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)原味冰欺凌、巧克力冰

7、欺凌的指示燈閃爍。 4 .當(dāng)雙色冰欺凌指示燈亮?xí)r，按下雙色冰欺凌按鈕，10S后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)雙色冰欺凌指示燈閃爍。 5 .如果投幣超出所需要的錢幣時(shí)，則找錢指示燈亮后，延時(shí)退出找回的錢。 第二章PLC的選擇 1 .PLC的產(chǎn)生 20世紀(jì)20年代起，人們把各種繼電器。定時(shí)器。接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái)組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng).由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。容易掌握。價(jià)格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位.但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，可靠性差，動(dòng)作速度慢，功能少，難與實(shí)

8、現(xiàn)較復(fù)雜的控制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活性較差。 20世紀(jì)60年代末期，美國(guó)的汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對(duì)整個(gè)開展系統(tǒng)重新配置.為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)白熱化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求，1968年美國(guó)通用汽車公司公開向社會(huì)招標(biāo)，對(duì)汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來(lái)是： (1) 編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序 (2) 維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu) (3)可靠性高于繼電器控制裝置 (4)體積小于繼電器控制盤 (5)數(shù)據(jù)可直接送入

9、管理計(jì)算機(jī) (6)成本可與繼電器控制盤競(jìng)爭(zhēng) (7)輸入可以是交流150V以上 (8)輸出為交流115M容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器，電磁閥等 (9)擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最小 (10)用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)張到4KB(適應(yīng)當(dāng)時(shí)汽車裝配過(guò)程的需要) 十項(xiàng)指標(biāo)的核心要求是采用軟布線(編程)方式代替繼電控制的硬接線方式，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。 2. PLC的發(fā)展趨勢(shì) PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 (1) 向小型化、專用化、低成本方向發(fā)展 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，新型器件大幅度的提高功能和降低價(jià) 格，使

10、PLC結(jié)構(gòu)更為 湊，相當(dāng)與一本精裝本書的大小，操作使用十分方便。PLC的功能不斷增加，將原來(lái)大、中型PLC才有的功能部分地移植到小型PLC上。 (2) 向大容量、高速度方向發(fā)展 大型PLC采用多微處理器系統(tǒng)，有的采用了32位微處理器，可同時(shí)進(jìn)行多任務(wù)操作，處理速度提高，特別是增強(qiáng)了過(guò)程控制和數(shù)據(jù)處理的功能。另外，存儲(chǔ)容量大大增加。 (3) 智能型I/O模塊的發(fā)展 智能型I/O模塊是以微處理器和存儲(chǔ)器為基礎(chǔ)的功能部件，它 們的CPUWPLC的主CP陰行工作，占用主CPU的時(shí)間很少，有利于提高PLC的掃描速度。 (4) 基于PC的編程軟件取代編程器 隨著計(jì)算機(jī)的日益普及，越來(lái)越多的

11、用戶使用基于個(gè)人計(jì)算機(jī)上的編程軟件。編程軟件可以對(duì)PLC控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)，即設(shè)置硬件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，例如設(shè)置各框架各個(gè)插梢上模塊的型號(hào)、模塊的參數(shù)、各串行通行接口的參數(shù)等。 (5) PLC編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化 與個(gè)人計(jì)算機(jī)相比，PLC的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉的而不是開放的。在硬件方面，各廠家的CPIM塊和I/O模塊互不通用。PLC的編程語(yǔ)言和指令系統(tǒng)的功能和表達(dá)式也不一致，因此各廠家的可遍程序控制器互不兼容。為了解決這一問(wèn)題，IEC制定了可遍程序控制器標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中共有5種編程語(yǔ)言，允許編程者在同一程序中使用多種編程語(yǔ)言，這使編程能夠選擇不同的語(yǔ)言來(lái)適應(yīng)特殊的工作。 (6) PLC通信的

12、易用化 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)功能使它能與個(gè)人計(jì)算機(jī)和其他智能控制設(shè)備交換數(shù)字信息，使系統(tǒng)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散控制和集中控制。 (7) 組態(tài)軟件與PLC的軟件化 個(gè)人計(jì)算機(jī)(P。的價(jià)格便宜，有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、通信和人機(jī)交互的功能。 (8) PLC與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合 現(xiàn)場(chǎng)總線I/O與PLC可以組成功能強(qiáng)大的、廉價(jià)的DC繇統(tǒng)。 (9) 開發(fā)新型特殊功能模塊 I/O組件可以提高PLC的智能化、高密集度和增大處理能力。 (10) CPU的處理速度進(jìn)一步加快 目前，PLC的處理速度與計(jì)算機(jī)相比還比較慢，其高的CPU&不過(guò)80486,將來(lái)會(huì)全面使用64位的RISC芯片，采用多C

13、PU8行處理、 分時(shí)處理或分任務(wù)處理方式，將各種模塊智能化，部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化，這樣可使PLC的處理速度達(dá)到納秒級(jí)。 3. PLC的特點(diǎn) （1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好 PLC在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)廠家 長(zhǎng)期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集 成電路。I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。具體措施主要有以下幾個(gè)方面： 1）隔離 這是抗干擾的主要措施之一。PLC的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來(lái)傳遞信號(hào)。這種光電隔離措施，使外部電路與內(nèi)部電路之間避免了電的聯(lián)系，可有效

14、的抑制外部干擾源對(duì)于PLC的影響，同時(shí)防止外部高電壓串入，從而減少故障和誤操作。 2）濾波 這是抗干擾的另一個(gè)主要措施。在PLC的電源電路和輸入/輸出電路中設(shè)置了多種濾波電路，用以對(duì)高頻干擾信號(hào)進(jìn)行有效的抑制。 3）對(duì)內(nèi)部電源還采用了屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，以減少外界干擾，保護(hù)供電質(zhì)量。另外使輸入輸出接口電路電源彼此獨(dú)立，以避免電源之間的干擾。 4）內(nèi)部設(shè)置了連鎖、環(huán)境檢測(cè)與診斷、watchdog（“看門狗”）等電路，一旦發(fā)現(xiàn)故障或程序循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了警戒時(shí)鐘（WDT規(guī)定時(shí)間（預(yù)示程序進(jìn)入了死循環(huán)），立即報(bào)警，以保證CPLW靠運(yùn)行。 5）利用系統(tǒng)軟件定期進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作

15、環(huán)境和故障檢測(cè)，并采用信息保護(hù)和恢復(fù)措施。 6）對(duì)用戶程序及動(dòng)態(tài)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行電池備份，以保障停電后有關(guān)狀態(tài)或信息不丟失。 10 自動(dòng)冰欺凌售貨機(jī) 7)采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)工作現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境。 8)以集成電路為基本元件，內(nèi)部處理過(guò)程不依賴于機(jī)械觸點(diǎn)，以保障高可靠性。而采用循環(huán)掃描的工作循環(huán)方式，也提高了抗干擾能力。 (2)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng) PLC及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。 (3)編程方便，易于使用 PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，PLC程序的編制，采

16、用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語(yǔ)言現(xiàn)象直觀，容易掌握，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語(yǔ)言，只要具有一定的電工和工藝的知識(shí)的人員都可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)。 (4)功能完善 PLC的輸出/輸入功能完善，性能可靠，能夠適應(yīng)與任何形式和性質(zhì)的開關(guān)量和模擬量的輸入/輸出。在PLC內(nèi)部具有許多控制功能，諸如時(shí)序、計(jì)算機(jī)、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實(shí)現(xiàn)延時(shí)、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)、和強(qiáng)制I/O等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以及順序控制功能，而且還具備模擬運(yùn)算、顯示、監(jiān)控、打印、及報(bào)表生成等功能。 (5)設(shè)計(jì)、

17、施工、調(diào)試、的周期短 用繼電接觸器控制完成一項(xiàng)控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等，進(jìn)行安裝調(diào)試，以后修改起來(lái)十分不便。而采用PLC控制，由于其硬軟件齊全，為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在PLC到貨前進(jìn) 行，因而縮短了設(shè)計(jì)周期，使設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。 (6)體積小，維護(hù)操作方便 PLC體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。PLC的輸入/輸出系統(tǒng)能夠直觀的反映現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)的變化狀態(tài)，還能通過(guò)各種方式直觀的反映控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 (7)易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化 PLC可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 (8)可

18、實(shí)現(xiàn)三電一體化 PLC將電控(邏輯控制)、電儀(過(guò)程控制)和電結(jié)(運(yùn)動(dòng)控制)這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。 5.PLC的主要功能 (1)條件控制功能 條件控制(或稱邏輯控制或順序控制)功能是指用PLC的與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯(lián)、并聯(lián)極其他各種邏輯連接，進(jìn)行開關(guān)控制。 (2)定時(shí)/記數(shù)控制功能 定時(shí)/記數(shù)控制功能指用PLC提供的定時(shí)器、記數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或記數(shù)控制，以取代時(shí)間繼電器和記數(shù)繼電器。 (3)數(shù)據(jù)處理功能 數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以

19、及編碼和譯碼等操作。 (4)步進(jìn)控制功能 步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進(jìn)控制器。 (5)A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能 A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能是指通過(guò)A/D、D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。 (6)運(yùn)動(dòng)控制功能 運(yùn)動(dòng)控制功能是指通過(guò)高速記數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸運(yùn)動(dòng)控制。 (7)過(guò)程控制功能 過(guò)程控制功能是指通過(guò)PLCPID控制指令或模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。 擴(kuò)展功能 擴(kuò)展功能是指通過(guò)連接輸入輸出擴(kuò)展單元(即I/O擴(kuò)展單元) 模

20、塊來(lái)增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，也可通過(guò)附加各種智能單元及特殊功能單元來(lái)提高PLC的控制功能。 (8)遠(yuǎn)程I/O功能 遠(yuǎn)程I/O功能是指通過(guò)I/O單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入、輸出設(shè)備與PLC主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，接收輸入信號(hào)、傳出輸出信號(hào)。 (9)通信聯(lián)網(wǎng)功能 通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過(guò)PLC之間的聯(lián)網(wǎng)、PLC與上位機(jī)的鏈接等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程I/O控制或數(shù)據(jù)交換，以完成較大規(guī)模系統(tǒng)的復(fù)雜控制。 (10)監(jiān)控功能 監(jiān)控功能是指PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進(jìn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時(shí)器、記數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制I/O 狀態(tài)。 6

21、.PLC的選型原則 當(dāng)某一個(gè)控制任務(wù)決定由PLC來(lái)完成后，選擇PLC就成為最重要的事情。一方面要選擇多大容量的PLC，另一方面是選擇什么公司的PLC及外設(shè)。 對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的I/O點(diǎn)找出來(lái)，包括開關(guān)量I/O和模擬量I/O以及輸出是用繼電器還是晶體管或是可控硅型?？刂葡到y(tǒng)輸出點(diǎn)的類型非常關(guān)鍵，如果他們之中既有交流220V的接觸器、電磁閥，又有24V的指示燈，則最后選用的PLC的輸出點(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際電數(shù)。因?yàn)镻LC的輸 出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組共用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一種電源 的種類和等級(jí)。所以一旦它們是交流220V的負(fù)載負(fù)載使用。則直流24V的負(fù)

22、載只能使用其他的輸出端了。這樣有可能造成輸出點(diǎn)浪費(fèi)，增加成本。所以要盡可能選擇相同等級(jí)和種類的負(fù)載，比如使用交流220V的指示燈等。一般情況下繼電器輸出的PLC使用最多，但對(duì)于要求高速輸出的情況，就要使用無(wú)觸點(diǎn)的晶體管輸出的PLC了。 對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，則有以下幾個(gè)方面要考慮： (1)功能方面所有PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對(duì)某些特殊要求，就要知道所選用的PLC是否有能力控制任務(wù)。如對(duì)PLC與PLC、PLC與智能儀表及上位機(jī)之間有靈活方便的通信要求；或?qū)LC的計(jì)算速度、用戶程序容量等有特殊要求；或?qū)LC的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對(duì)市場(chǎng)上流行的PLC品種有一個(gè)詳細(xì)的了解，以便做出

23、正確的選擇。 (2)價(jià)格方面不同廠家的PLC產(chǎn)品價(jià)格相差很大，有些功能類似、質(zhì)量相當(dāng)、I/O點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)腜LC的價(jià)格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價(jià)當(dāng)然是必須考慮的因數(shù)。 7.三菱PLC 基本性能 FX2N系列PLC是日本三菱電機(jī)株式會(huì)社生產(chǎn)的小型、高性能、整體式PLC。FX2N系列作為FX系列中功能強(qiáng)、速度高的微型可編程控制器，應(yīng)用廣泛。它由基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊、特殊模塊和特殊單元組成，如圖2-1所示。 圖2-1三菱FX2N-32MR FX2N系列PLC的型號(hào)從FX2N-16W128M其輸出電路有3種:繼電器型、雙向晶閘管型和晶體管型，基本單元

24、、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊均可選擇這3種輸出方式。主要性能有： 輸入、輸出16?256點(diǎn)； 內(nèi)置8K步容量的存儲(chǔ)器，最大可以擴(kuò)展到16K步； CPU^算處理速度0.55?0.7/基本指令； FX2N系列右側(cè)可連接輸入輸出擴(kuò)展模塊和特殊功能模塊； 基本單元內(nèi)置2軸獨(dú)立、最高100KH型定位功能（晶體管輸出型）； 實(shí)時(shí)始終內(nèi)置于基本單元中； 基本指令27條； 步進(jìn)階梯指令2種（可表示SFC 應(yīng)用（功能）指令128種； 內(nèi)置運(yùn)行/停止開關(guān)(具有外部運(yùn)行/停止功能)； 運(yùn)行過(guò)程中寫入程序。 FX2NW3000多點(diǎn)輔助繼電器、1000點(diǎn)狀態(tài)繼電器、200多點(diǎn)定時(shí)器、200點(diǎn)16位加計(jì)數(shù)

25、器、35點(diǎn)32位加/減計(jì)數(shù)器、8000多點(diǎn)16位數(shù)據(jù)寄存器、128點(diǎn)跳步指針、15點(diǎn)中斷指針，這為應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)提供了豐富的資源。 FX2NK本指令的執(zhí)行速度超過(guò)了很多大型PLG它的128種功能指令包括數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排序、PID運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、中斷輸入處理、修改輸入濾波時(shí)間常數(shù)、脈沖調(diào)制、ASCII碼輸出、BCDWBIN的相互轉(zhuǎn)換、串行數(shù)據(jù)傳送、校驗(yàn)碼、比較觸點(diǎn)等。FX2N內(nèi)裝實(shí)時(shí)時(shí)鐘，有時(shí)鐘數(shù)據(jù)的比較、加減、讀出/寫入指令，可用于時(shí)間控制。 所以根據(jù)本次設(shè)計(jì)需要選用FX2N-32MF?號(hào)PLC 第三章系統(tǒng)主要元件 錢幣識(shí)別系統(tǒng) 錢幣識(shí)別系統(tǒng)由錢幣

26、識(shí)別器、識(shí)別后的錢幣自動(dòng)分類貯存機(jī)構(gòu)和退幣機(jī)構(gòu)。 貨幣識(shí)別器主要包括硬幣識(shí)別器與紙幣識(shí)別器兩部分。 (1)硬幣識(shí)別器原理 我國(guó)目前發(fā)行的1元、5角和1角硬幣的金屬原材料足為造幣而專門 用的特殊合金，因此在它通過(guò)投幣口進(jìn)入由電感和電容組成的特定高頻振蕩線路所產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)，金屬材質(zhì)和體積的差異對(duì)電感量的影響大小也出現(xiàn)微弱的差異，電感量的變化引起振蕩頻率的變化，再通過(guò)檢測(cè)頻率的變化，與設(shè)定值進(jìn)行比較，確定某種硬幣種類后，經(jīng)窄帶選頻電路將頻率信號(hào)變成電壓信號(hào)輸出，完成對(duì)金屬 22 硬幣的識(shí)別。如圖3-1 圖3-1硬幣識(shí)別器及退幣 (2)紙幣識(shí)別器原理 把正常的鈔票在各傳感器接

27、收到的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)取樣、識(shí)別，并 寄存起來(lái)，作為檢測(cè)的依據(jù)。當(dāng)識(shí)別紙幣時(shí)，把在各通道接口接收到的信號(hào)參數(shù)與原寄存起來(lái)的信號(hào)參數(shù)進(jìn)行比較、判斷，若有明顯差異 時(shí)就立即送出報(bào)警信號(hào)并截停電機(jī)，同時(shí)送出對(duì)應(yīng)的信號(hào)提示。如圖 3-2 圖3-2紙幣識(shí)別器 第四章系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 1 .系統(tǒng)流程圖 自動(dòng)售貨機(jī)工作流程圖 系統(tǒng)工作狀態(tài)下，當(dāng)投入兩元硬幣，程序識(shí)別到硬幣，進(jìn)入比較程序如大于2元小于3元，原味冰淇淋和巧克力冰淇淋指示燈亮。按下原味冰淇淋選擇按鈕，程序接收到指令控制原味冰淇淋的電磁閥打開延時(shí)10s后斷開。程序判斷是否還有剩下的錢，如還有多余的錢則進(jìn)入退幣程序，退出多余的錢

28、。 2 .PLC輸入輸出分配表 輸入信號(hào) 名稱 代號(hào) 編號(hào) 一角投幣 ST1 X0 五角投幣 ST2 X1 F投幣 ST3 X2 原味冰淇淋按鈕 SB1 X3 巧克力冰淇淋按鈕 SB2 X4 雙色冰淇淋按鈕 SB3 X5 找錢開關(guān) SB4 X6 電源開關(guān) SB5 X7 輸出信號(hào) 原味冰淇淋指示燈 HL1 Y0 巧克力冰淇淋指示燈 HL2 Y1 雙色冰淇淋指示燈 HL3 Y2 放原味冰淇淋按鈕電磁閥 YV1 Y3 放巧克力冰淇淋按鈕電磁閥 YV2 Y4 放雙色冰淇淋按鈕電磁閥 YV3

29、 Y5 找錢執(zhí)行機(jī)構(gòu) YA Y6 冷凍壓縮機(jī)和混合器電機(jī) KM1 KM2Y7 輸入輸出分配表 3 .程序設(shè)計(jì) (1)計(jì)幣系統(tǒng) 當(dāng)有人買冰淇淋投幣室，計(jì)幣系統(tǒng)將投入的硬幣進(jìn)行識(shí)別和累加并存入數(shù)據(jù)寄存器的D5中并與2元、3元進(jìn)行比較。如數(shù)據(jù)寄存器D5中數(shù)據(jù)大于2元，則原味冰淇淋和巧克力冰淇淋的指示燈亮，如數(shù)據(jù)寄存器D5中數(shù)據(jù)大于3元時(shí)則原味冰淇淋、巧克力冰淇淋和雙色冰淇淋指示燈都亮。 (2)供給系統(tǒng) 當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器D5中數(shù)據(jù)大于2元時(shí)原味冰淇淋和巧克力冰淇淋指示燈亮后，按下原味冰淇淋或巧克力冰淇淋按鈕X4或X5,常開觸電閉合，Y3或Y4接通，YV1或YV2閥打開，打出原

30、味或者巧克力冰淇淋。 當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器的D5中數(shù)據(jù)大于3元時(shí)，原味冰淇淋、巧克力冰淇淋和雙色冰淇淋指示燈亮?xí)r，按下雙色冰淇淋按鈕X6,常開觸電閉合，Y5接通，YV3閥打開，打出雙色冰淇淋。 (3)找錢系統(tǒng) 買完冰淇淋后投幣時(shí)多余的錢幣退出，當(dāng)Y5接通時(shí)，找錢執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。X7為找錢開關(guān)，找出多余的錢幣。當(dāng)找錢系統(tǒng)完畢后，Y5斷開。 4 .部分程序解釋 吐S府 [MJYKIDO pmvX5r1 MYKUDJ 當(dāng)開機(jī)啟動(dòng)時(shí)，M0瞬間得電，當(dāng)M0得電以后把K1,K5K10 X1,X2,X3分別是一角，五角，一元的輸入，當(dāng)有人投入相應(yīng)的 送入D0,D1,D2寄存器中 硬幣

31、的時(shí)候，利用ADD指令在D5中進(jìn)行相加，計(jì)算出一共投入了多少錢。 5 .程序總圖 ]  訕UE Hi -I H -CT3 m 1 TT* P6 J T C5 J {erst w run J WRST 網(wǎng) w roo pRST TQ TFipp ' ?RST TO D'OD ； [EW J ns —II kF UK 第5章總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在緊張的氣氛中順利的完成了，其中包含了太多快樂(lè)和辛酸。我的選的設(shè)計(jì)題目是冰淇淋自動(dòng)售貨機(jī)。本以為能很順利的完成設(shè)計(jì)，但在設(shè)計(jì)過(guò)程遇到了很多沒(méi)想到的問(wèn)題，不過(guò)最終在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下克服了難題。 在此要感謝指導(dǎo)我的老師沈老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)。感謝老師對(duì)我的熱心幫助，讓我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處。讓我收獲了很多書本上學(xué)不到知識(shí)，同時(shí)鍛煉了自己獨(dú)立工作的能力，動(dòng)手能力，相信對(duì)我今后的學(xué)習(xí)生活有著非常大的影響。雖然此次設(shè)計(jì)做的不 是太完美，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西才是此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，相信會(huì)讓我終身受益。 參考文獻(xiàn) 束長(zhǎng)寶、PLC應(yīng)用與實(shí)踐、南京、東南大學(xué)出版社、 2009.3、 2008年12月第一版