基于PLC自动存包柜的设计与开发.docx

1、编号 091401218 毕业论文 （ 2013 届本科）题 目： 基于PLC自动存包柜的设计 学 院： 物理与机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 作者姓名： 指导教师： 职称： 讲师 完成日期： 年 月 日二一三年 五月目 录第一章 绪论7第二章 系统方案设计9第一节 控制系统的工作原理及技术要求9第二节 自动存包柜系统框图9第三节 电路核心器件的选择10第四节 开关的选择10第五节 实物图11第三章 系统硬件设计12第一节 识别系统设计12第二节 光电开关介绍13第三节 限位开关介绍15第四节 输入电路连接15第五节 电路设计17第六节 键盘设计17第四章 芯片的使用18第一节 外

2、部地址锁存器介绍18第二节 程序存储器的扩展19第三节 静态数据存储器的扩展22第五章 系统软件设计24第一节 主程序模块24第二节 键输入程序设计29第三节 驱动电路程序设计31第六章 系统控制31结束语33谢 辞34参考文献35附录一：关于控制系统中的PLC的选型方法36河西学院本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法

3、律结果由本人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名： 二一三年 五 月 二十日河西学院本科生毕业论文（设计）开题报告论文题目基于PLC的自动存包柜的设计学生姓名魏万才所属学院物理与机电工程学院专业电气工程及其自动化年级09级指导教师王立东所在单位河西学院职称讲师开题日期2012-12-20一.设计的主要内容设计任务:具有24箱的自动存包柜 设计要求： 1.能够智能控制箱门的打开； 2.键盘具有防抖功能； 3.在断电的情况下能够显示有物品的箱号； 4.能够显示空箱号码； 本设计说明书包括6章: 第一章 绪论 第二章 系统方案设计 第三章 系统硬件设计第四章 芯片的使用 第五章 系统软件设计 第六章

4、 系统控制 主要内容及其主要的设计方法：主要内容：一、绪论二、系统方案设计 三、系统硬件设计四、芯片的使用 五、系统软件设计 六、系统控制 设计方法：调查研究法：通过运用调查、研究等科学方式，有目的、有计划的，系统的收集和整理有关理论或现状的资料，从而获得关于课题研究的相关事实，并形成关于课题研究的科学认识。文献研究法：从报刊、网上检索与课题研究相关的资料，借鉴已有成果，寻找新的信息，分析数据，深入研究。主要措施：通过自己多方面查阅资料和同学老师分析讨论，在老师的指导下完成设计及调试过程完成期限和采取的主要措施：1.完成期限1）第1周第3周：进行实习并查阅资料，完成实习报告，初步确定设计方案；

5、2）第4周第8周：完成设计方案，进行相关设计计算；3）第8周第14周：完成毕业设计包括：专题论文、设计说明书、所有图纸；4）第14周第17周：审查、整理、修改设计资料及准备答辩；5）第20周：答辩。2.主要措施 通过自己多方面查阅资料和老师同学分析讨论，在老师的指导下完成设计。参考文献1.元华，舟子.条形码技术与应用.北京：中国纺织出版社，2012.62.文达，谢文和.PLC传感器应用技术.江苏：东南大学出版社，20103.成海，张佚.现代PLC自动识别技术与应用.北京：清华大学出版社，20124.毅刚，姜守达.MCS-51PLC应用设计：哈尔滨工业大学出版社，2013.16.敏生，卢恢.电子

6、与自动化期刊，吉林：吉林教育出版社，2013.47.微波，PLC微型计算机控制系统.吉林：吉林人民出版社，2012.58 FPC1011C Product Spec ifica tion. inge rprintCards AB.9 TM 320VC5509 Data M anual EB /OL. Tex as Instrum ents10 SN75LBC184 Datasheet EB /OL. Tex as Instruments,Inc. 指导教师意见：签 名： （亲笔签名）年 月 日摘 要近年来，随着生活水平的提高，人们对于社会服务质量的要求不断提高。为了更好的服务广大顾客，在一些公

7、共场合一般设有智能的自动存包柜，为广大的顾客朋友们提供方便。它具有功能广泛、操作简洁、安全性高等特点，能够更好的服务于不同类型的顾客。 本设计以PLC为主控制器，来实现通过密码的比对完成自动存取包过程的设计。整个系统由控制模块、输入显示模块和执行模块组成。 此自动存包柜系统能控制24个存包柜，它利用控制柜门的打开，当顾客按“存包”或“取包”键时，相应的空柜门会自动打开，并且能产生一组8位随机密码，密码使用一次有效，且有三次容错功能和解锁功能，所以安全性能很高。由于随机密码是软件产生，使得硬件更为经济实用、简单且便于安装。关键字：自动存包柜系统；PLC控制；随机密码；容错；解锁；Abstract

8、 In recent years, with the improvement of living standards, people for the social service quality requirement enhances unceasingly. In order to better serve the general customers, in some public places generally intelligent automatic deposit bag with ark, for the majority of customers friends provid

9、e convenient. It has the function of simple operation, widely, safety higher characteristic, can better serve the different types of customers. This design is mainly based on s7-200 single chip controller, to realize the automatic password through than complete access package of process design. The

10、whole system consists of control module, input display module and execute module.The automatic endures package ark system can control 24 save bag ark, it using the electromagnetic valve control of cupboard door open, when customers according to save package or take bag button, the corresponding empt

11、y cupboard door will be opened, and can produce a group of eight random password, password use a effective, and have three times fault-tolerant function and unlock function, so safety performance is high. Due to random password is produced software, to make the hardware more economical and practical

12、 simple and easy to install. Keyword: automatic deposit ark system; plc control; random; Password; fault tolerance; to unlock; 第一章 绪论随着计算机技术和微电子技术不断发展，电子存包系统由于其安全性高、可靠性高、方便快捷等特点，目前一些大商场的入口处, 常有电脑控制的自动存包柜。进入商场购物常需寄存掉一些随身携带的较重物件或多余的现金。电脑控制的存包柜无需专职的管理人员且安全可靠, 颇受顾客的信任。事实上这类存包柜用处很广, 如游泳池的更衣室、部队军训时的存包处,

13、展览会、车站、电影院等等, 凡公共场所需要临时存放物品, 又要求安全保密, 则很需要有一个这样的装置。我们自行设计制作了一个存包柜的电脑控制器, 选用最常见的元器件, 成本很低, 工作安全可靠。电子存包柜是集手动，自动控制于一体的，具有多重安全防护功能，在智能化、安全化、实用性等方面具有传统存包柜所不可比拟的优点。电子存包柜是新一代的存包柜，具有操作简单、管理方便、安全可靠等特点。电子存包柜的功能可以在购物前存放物品，但是由于价格等因素的影响未能得到广泛的应用。以前存包柜都只是在大型的超市得到了应用，大部分的超市还是使用人工进行管理存包或不进行存包。期间有些公司曾推出红外线扫描条形码进行存包，

14、但是价格的因素未得到广泛应用。可靠性集中反映了产品或设备的质量指标，一个可靠的系统应该能够长期稳定、正常运行。电子存包系统的设计应该有高的可靠性，包括系统结构、硬件电路和运行软件的可靠性。高的可靠性是实现系统功能的重要保证，高的可靠性已成为我们设计电子存包柜时必须解决的关键性问题。安全性是指系统能够保证人和财物的安全，电子存包柜要有紧急情况保护等措施。安全性是设计电子存包柜时必须考虑的另一个重要因素。友好的人机界面对于系统来说也是相当重要的。没用可视化的人机接口操作起来不太方便，用户不能直观的了解到存包柜的各种信息。没有友好的可视化的人机接口的电子存包柜已不能满足用户的要求，通过图形进行各种操

15、作并清楚地显示电子存包柜的各种信息。第二章 系统方案设计第一节 控制系统的工作原理及技术要求本系统采用PLC为主控制器，可以同时管理24个存包柜。柜门锁由电磁阀控制，当顾客需要存包的时候，可以自行到存包柜前按“存”键，PLC接收到一脉冲信号，并通过系统I/O口发出相应的信号，控制锁柜门的电磁阀将一空箱打开，顾客即可存包。当顾客需要取包时，只要将条码放置到条形码阅读器前方，条形码阅读器采集到条码信息输出相应的高低电平信号传给PLC，系统比较密码一致后，打开相应的箱子，顾客可以取包。本系统要求具有较高的自动化程度，以PLC为核心，通过条形码识别技术自动控制柜门的打开。关门后通过打印机打印条形码；实

16、时显示无物的箱体号。并具有断电保护功能，用红外线检测箱内是否存有物品，并报警。第二节 自动存包柜系统框图自动存包柜的系统框图如图1-1。该系统PLC为核心，还有空箱显示，打印机，红外线检测，断电保护等部分。图 1-1 自动存包柜系统框图第三节 电路核心器件的选择S7-200小型可编程控制系统由主机（基本单元）、I/O扩展单元、功能单元（模块）和外部设备（文本图形显示器、编程器）等组成。 工作方式开关，模拟电位器，I/O扩展接口，工作状态指示和用户程序存储卡，I/O接线端子排及发光指示等。主机箱体外部的RS-485通讯接口，用以连接编程器（手持式或PC机）、文本图形显示器、PLC网络等外部设备。

17、CPU 224主机的结构外形 o 工作方式开关，模拟电位器，I/O扩展接口，工作状态指示和用户程序存储卡，I/O接线端子排及发光指示等。o 主机箱体外部的RS-485通讯接口，用以连接编程器（手持式或PC机）、文本图形显示器、PLC网络等外部设备。第四节 开关的选择红外线光电开关（光电传感器）是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，由同步回路选通而检测物体的有无，其物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均可检测。根据检测方式的不同，红外线光电开关可分为：一、漫反射式开关一般来说当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，我们都选用漫反射式开关。二、镜反射式光点开关镜放射光电开关是集发射与接受器于一

18、体，光电开关发射出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关的信号。三、对射式光电开关当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。四、槽式光电开关槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化，分辨透明与半透明物体。光纤式光电开关采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，以实现被检测物体不在相近区域的检测。由以上可以很容易的看出在这里我们选用漫反射式光电开关。用它来检测存包柜能是否有物体，并把相应的信号传输给PLC，PLC根据收到的信号可以通过I/O线控制其他的器件工作。 第五节 实物图第三章 系统硬件设计第一节 识别系统设计一、条形码的识别原理

19、由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经凸透镜聚焦后，照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路。白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。但是，由光电转换器输出的与条形码的条和空相应的电信号一般仅10左右，不能直接使用，因而先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大。放大后的电信号仍然是一个模拟电信号，为了避免由条形码中的疵点和污点导致错误信号，在放大电路

20、后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读。整形电路的脉冲数字信号经译码器译成数字、字符信息它通过识别起始、终止字符来判别出条形码符号的码制及扫描方向；通过测量脉冲数字电信号0、1的数目来判别出条和空的数目。通过测量0、1信号持续的时间来判别条和空的宽度。这样便得到了被辩读的条形码符号的条和空的数目及相应的宽度和所用码制，根据码制所对应的编码规则，便可将条形符号换成相应的数字、字符信息，通过接口电路送给计算机系统进行数据处理与管理，便完成了条形码辨读的全过程。二、条码识读系统条码符号是图形化的编码符号，对条码符号的识读就是要借助一定的专用设备，将条码符号中含有的编码

21、信息转换成计算机可以识别的数字信息。条码识读系统是由扫描系统、信号整形、译码三部分组成，如图2-1所示 光源透镜1 光电转换器透镜2放大电路接口电路计算机系统条码扫描器图 2-1 条码系统识读三、条码印制 条码是一种传递信息的特殊图形，常用的符号载体有普通白纸，不干胶标签纸等。不同的用处对符号载体的性能要求也不同，归纳起来主要有以下几点： （1）符号载体要有一定的强度，以保证在一定的受力条件下，或者接触扫描的时候不至于破碎和发生明显的变形。 （2）符号载体要有稳定的物理性能，在一定的温度和压力下，物理形态不发生变化。 （3）符号载体要有一定的几何尺寸和形状，印制条码的表面应为光滑表面，能适合光

22、电扫描器的扫描。 （4）符号载体要有一定的涂料附着能力，并要求快速干燥。 （5）符号载体要有一定的光学特性。当直接利用符号载体的表面做条码的空（或条）的时候，要保证与涂料印制的条或空行形成一定的光学对比度。条码打印的常用设备有点阵、激光、热敏即喷墨打印设备等。第二节 光电开关介绍一、光电开关的工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。工作原理如图2-2。多数光电

23、开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。图2-2 光电开关工作原理图二、光电开关的分类1.漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。2.镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。3.对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器

24、和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。4.槽式光电开关：它通常采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。5.光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。三、光电开关的使用注意事项1.红外线传感器属漫反射型的产品，所采用的标准检测体为平面的白色画纸。2.红外线光电开关在环

25、境照度高的情况下都能稳定工作，但原则上应回避将传感器光轴正对太阳光等强光源。3.对射式光电开关最小可检测宽度为该种光电开关透镜宽度的80%。4.当使用感性负载（如灯、电动机等）时，其瞬态冲击电流较大，可能劣化或损坏交流二线的光电开关，在这种情况下，请将负载经过交流继电器来转换使用。5.红外线光电开关的透镜可用擦镜纸擦拭，禁用稀释溶剂等化学品，以免永久损坏塑料镜。6.针对用户的现场实际要求，在一些较为恶劣的条件下，如灰尘较多的场合，所生产的光电开关在灵敏度的选择上增加了50%，以适应在长期使用中延长光电开关维护周期的要求。7.产品均为SMD工艺生产制造，并经严格的测试合格后才出厂，在一般情况下使

26、轴相对放置的发射器和接用均不会出现损坏。为了避免意外性发生，请用户在接通电源前检查接线是否正确，核定电压是否为额定值。这本设计中我们需要对存包柜中进行检测，并且实时显示无物的箱号，顾客门没有关靠的时候发出报警，所以我们选用漫反射式光电开关。第三节 限位开关介绍限位开关可以根据运动部件的位置来切换电路。工作时由挡块和限位开关的轮子或触杆相撞使限位开关的触点接通或断开，常用于控制运动部件的方向、行程长短、位置。还可以用来检测开关物体是否闭合。我们使用LJ-DFJ型限位开关，它的特点是：（1）单棒式探头，工作稳定，感度好。（2）不受测定物性质的影响，安装后无须调整，即可稳定投入使用（3）采用压电元件

27、内置于棒体和厚管壁的不锈钢管的探头，消振管仅9mm（同类比为最短），抗重荷、安全可靠、寿命长。（4）依据所测定对象不同，可调整测定感度（高、中、低）（5）使用15A大容量接点继电器开关，可直接实行对电机控制。第四节 输入电路连接由于输入电路很多，每一组都有一个控制端，所以在这里我们使用74LS244来进行扩展。74LS244是三态输出的八缓冲器，由2组、每组四路输入、输出构成。每组有一个控制端，由控制端的高或低电平决定该组数据被接通还是断开，功能表如表2-1：表2-1 4LS244功能表输 入输 出AYLLLLHHHXXH高电平 L低电平 X任意 Z高阻将1、2通过或门接到PLC的输出口上，1

28、A11A4、2A1A4接到光电传感器上，1Y11Y4、2Y12Y4接到8031的输入端。光电传感器输入信号接线图和限位开关输入信号的接线图分别如图2-3，所示X24 图2-3 光电传感器与7LS244接口电路第五节 电路设计一、输入、显示器接口电路该系统中键盘的主要功能是用于顾客选择适当的柜来存包，这里我们用48矩阵式键盘，用24个按键来控制24个柜门的打开，剩余的8个键可以为其他控制或则是用再以后系统的更新使用上，键盘是用PLC经74LS373扩展一片8255A构成键盘接口电路的。使用编程扫描方式可以很容易的实现键盘和显示的功能及消抖功能。二、开柜门控制电路开箱控制电路功能用来打开箱锁。该系

29、统共控制24个存包柜，其中使用了8255A的PA、PB、PC三口的24跟口线作为输出，输出信号经三极管放大后驱动电磁锁动作，从而将箱锁打开。同时在箱的门沿上还装有限位开关，来检测门的闭合与否。并在适当的时候来进行报警，提醒顾客关好柜门。为了保证安全，锁簧需要有较强的弹力。电磁锁的驱动功率需要20W以上，可以采用20V直流电源，产生1A的驱动电流，为加强驱动功率，采用二级直流放大。在这里我们使用DSN-Y电磁锁，他的技术指标即参数都能够满足我们的需要。第六节 键盘设计键盘在PLC应用系统中能实现向PLC输入数据、传输命令等功能，是人工操作PLC的主要手段。常用的开关为机械弹性开关，均利用了机械触

30、点的合、断作用。常用的键盘接口分为独立式按键接口和矩阵式键盘接口。我们在这里选用矩阵式键盘接口。矩阵式键盘结构如图3-5 阵式键盘工作原理：按键设置在行、列线交点上，行列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V电源上。平时无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平如果为低电平，则行线电平为低电平；列线电平如果为高，则行线电平也为高电平。这是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键所在。由于矩阵键盘中行、列线为多键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。因此各按键彼此将互相发生影响，所以必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，

31、才能确定闭合键的位置。图 2-4矩阵式键盘结构第四章 芯片的使用第一节 外部地址锁存器介绍 PLC由于受引脚数的限制，数据线和地址线是复用的，由I/0口兼用。为了将它们分离出来，以便同PLC片外的扩展芯片正确的连接，需要在PLC外部增加地址锁存器。我们这本设计中使用74LS373。74LS373是一种带有三态门的8D锁存器，其引脚如图3-1所示 图 3-1 锁存器74LS373的引脚其引脚的功能如下：D7D0：8位数据输入线Q7Q0：8位数据输出线G：数据输入锁存选通信号，高电平有效。当该信号为高电平的时候，外部数据选通到内部锁存器，负跳变时，数据锁存到锁存器中。：数据输出允许信号，低电平有效

32、当该信号为低电平的时候，三态门打开，锁存器中数据输出到数据输出线。当该信号为高电平的时候，输出线为高阻态。74LS373的功能表如表3-1表3-1 74LS373的功能表GDQ0111010000不变1高阻态 第二节 程序存储器的扩展程序存储器一般采用只读存储器，因为这种存储器在电源关断后，仍能保存程序（即非易失性）在系统上电后，CPU可以取出这些指令予以重新执行。只读存储器简称为ROM（Read Only Memory）。信息如果被写入ROM之后，就不能任意更改，特别是不能在程序运行的过程中写入新的内容，故称为只读存储器。向ROM中写入信息叫做ROM编程。根据编程方式的不同，ROM分为以下

33、几种：可编程ROM、掩模ROM、EPROM、E2PROM、Flash ROM。程序存储器扩展可以使用需要的只读存储器芯片。在这里我们使用27128EPROM芯片，数字“128”表示其位存储器容量的大小。27128的芯片引脚图如图3-2 图3-2 27128芯片引脚图它的各引脚功能如下：A13A0：地址线引脚。D7D0：数据引脚：片选输入端：输出允许控制端：编程时，加编程脉冲的输入端VPP：编程时编程电压（+12V或+25V）输入端VCC：+5V，芯片的工作电压27128一般都有5种工作方式，由、各信号的状态组合来确定。5种工作方式表 3-2所示。表 3-2 27128的工作方式方式 引脚/PG

34、MVPPD7D0读出低低+5V程序读出为选中高+5V高阻编程正脉冲高+25V（或+12V）程序写入程序校验低低+25V（或+12V）程序读出编程禁止低高+25V（或+12V）高阻（1）读出方式一般情况下，EPROM工作在这种方式。工作在此种方式的条件是使片选控制线为低，同时让输出允许控制线为低，VPP为+5V，就可以将EPROM中的指定地址单元的内容从数据引脚D7D0上读出。（2）未选中方式当片选控制线为高电平的时候，芯片进入未选中方式，这时数据输出为高阻抗悬浮状态，不占用数据总线。EPROM处于低功耗的维持状态。（3）编程方式在VPP端加上规定好的高压，和端加上合适的电平，就能将数据线上的数

35、据写入到指定的地址单元。此时，编程地址和编程数据分别由系统的A13A0和D7D0提供。（4）编程校验方式在VPP端保持相应的编程电压（高压），再按读出方式操作，读出编程固化好的内容，以校验写入的内容是否正确。（5）变成禁止方式本工作方式输出呈高阻状态，不写入程序。第三节 静态数据存储器的扩展在实际的应用中，仅靠片内RAM往往是不够用的，必须扩展外部数据存储器。常用的数据存储器有静态存储器（SRAM）和动态存储器（DRAM），在PLC应用系统中，外扩的数据存储器一般采用静态存储器。所扩展的数据存储器空间地址，又P2口提供高8位地址，P0口分时提供低8位地址和用作8位的双向数据总线。片外数据存储器

36、RAM的读写由8031的（P3.7）和（P3.6）信号控制，而片外程序存储器EPROM的输出允许端（）由读选通信号控制。尽管与EPROM共处同一地址空间，但是由于控制信号不同，所以不会发生总线冲突。PLC系统中常用的SRAM芯片的典型型号有：6116（2K8），6264（8K8），62128（16K8）。它们都用单一+5V电源供电，双列直插封装。在这里我们使用6116 SRAM，它的引脚为24个，引脚图如图3-3 图3-3 6116引脚图6116的各引脚功能如下：A010：地址输入线。D0D7：双向三态数据线。：片选信号输入线，低电平有效。：读选通信号输入线，低电平有效。V1L V1H：写允许

37、输入信号线，低电平有效。VCC：工作电压+5V。GND：地线。6116存储器有读出、写入、维持三种工作方式，这些工作方式的操作控制如表3-3所示：表3-3 6116工作方式方式 信号0007读V1LV1LV1H数据输出写V1LV1HV1L数据输入维持V1H任意任意高阻态第五章 系统软件设计第一节 主程序模块该模块的功能包括显示的初始化，判断是否有空箱，键盘扫描，密码扫描等功能。功能流程图如图4-1所示图 4-1 主程序流程图程序设计调试 I0.4接通Q0.2表示有空箱 I0.1开门开关Q0.0生成密码Q0.1打开柜门I0.2红外线检测Q0.4表示有物品存包结束 I0.3为生成密码条Q0.5代表

38、密码对物品所在位置Q0.3门没关报警指示第二节 键输入程序设计键盘采用扫描工作方式,输入程序功能有以下4个方面：（1）判断键盘上有无键闭合，其方法为扫描口PA07输出全“0”，读PC口的状态，若PC03为全“1”（键盘上行线全为高电平）则键盘上没有闭合键若PC03不全为“1”，则有键处于闭合状态。（2）去除键的机械抖动，其方法为判断出键盘上有键闭合后，延迟一段时间再判别键盘的状态，若仍有键闭合，则认为键上有一个键处于稳定的闭合期，否则认为是键的抖动。（3）判别键闭合的键号，方法对键盘的列线进行扫描，扫描口PA07依次输出，相应的依次读PC口的状态，若PC03为全“1”则列线为“0”的这一列上没

39、有键闭合。闭合键的键号等于为低电平的列号加上为低电平的行的首键号。（4）使CPU对键的一次闭合仅做一次处理，采用的方法为等待闭合键释放后在作处理。流程图见图4-2所示-图 4-2 键盘输入子程序流程图第三节 驱动电路程序设计继电器板负责自动存包柜的开箱控制，利用红外线检测箱内是否有物体，并将状态信息上传到主机，做为下一次分配箱时的依据。继电器接受主机下达的指令，根据主机指令的箱号，驱动相应的继电器开门，同时检测门限位开关的信号，确定门是否开启。流程图见图4-3所示：图 4-3 继电器板软件流程图第六章 系统控制 本系统利用s7-200为主控制器，控制红外线检测、电磁阀通断、断电保护和报警等功能

40、由于PLC受引脚数的限制，数据线和地址线是复用的，由P0口兼用。为了将它们分离出来，以便同PLC片外的扩展芯片正确的连接，需要在PLC外部增加地址锁存器74LS373，同时利用I/O口扩展芯片8255A来实现各模块与PLC之间的连接，如显示和输入模块。控制电路图如5-1所示图5-1 系统控制电路图按下开始按钮，系统启动，主控制器及各模块进行初始化，箱内传感器自动检测有无物品并发送信号到主控制器，然后液晶显示空箱号。当键盘其中一个键被按下时，主控制器接收到一电信号，控制相应电磁阀动作打开箱门，并能产生一组8位随机密码。打印机接收信号打印条码，密码使用一次有效，且有三次容错功能和解锁功能。当识别

41、器检测到有条码进入其探测范围时，对条码进行扫描，产生一组电信号经过模数转换后发送给PLC，控制电磁阀的动作。按下停止键时，系统断电停止工作。结束语经过了两个多月的努力，我终于完成了PLC自动存包柜设计。从开始拟定论文题目到作品的实现，再到论文的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受。我学会了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。虽然我的论文作品不是很成熟，还有很多不足之处，但

42、我可以自豪的说，这里面的每一个设计每一个代码，都有我的劳动。这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做设计是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。谢 辞值此论文完成之际，首先要感谢我的指导老师田老师。老师从一开始的论文方向的选定，到最后的整篇文论的完成，都非常耐心的对我进行指导。给我提供了大量数据资料和建议，告诉我应该注意的细节问题，细心的给我指出错误。田老师诲人不倦的工作作风，一丝不苟的工作态度，严肃认真的治学风格给我留下深刻的影响，值得我永远学习。在此

43、谨向指导老师田老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！参考文献1.元华，舟子.条形码技术与应用.北京：中国纺织出版社，2012.62.文达，谢文和.PLC传感器应用技术.江苏：东南大学出版社，20103.成海，张佚.现代PLC自动识别技术与应用.北京：清华大学出版社，20124.毅刚，姜守达.MCS-51PLC应用设计：哈尔滨工业大学出版社，2013.16.敏生，卢恢.电子与自动化期刊，吉林：吉林教育出版社，2013.47.微波，PLC微型计算机控制系统.吉林：吉林人民出版社，2012.58 FPC1011C Product Spec ifica tion. inge rprintCards AB.9 TM 320VC5509 Data M anual EB /OL. Tex as Instrum ents10 SN75LBC184 Datasheet EB /