PLC設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明163093055

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)的PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本文介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的基本原理以與工作流程，然后以一次交易過(guò)程為例，把交易過(guò)程分為幾個(gè)程序塊，然后分別對(duì)程序塊進(jìn)行編程。具體說(shuō)明了可編程序控制器在自動(dòng)售貨機(jī)中的作用。程序涉與到了自動(dòng)售貨機(jī)工作的絕大部分過(guò)程。利用PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動(dòng)售貨機(jī)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞 自動(dòng)售貨機(jī)；可編程序控制器；梯形圖AbstractThis article introduced vending machines basic principle as well as the work flow,then take a transaction pro

2、cess as examples,divides into several blocks the transaction process then carries on the programming separately to the block.Explained the programmable controllers in vending machine function specifically.The procedure involved the vending machine work major part process.Enhanced systems stability u

3、sing the PLC controls vending machine,the guarantee vending machine has been able the long-term stability movmentKey word ：Vending machine；Programmable controller；Trapezoidal chart第一章 緒論1.1 自動(dòng)售貨機(jī)功能分析這部分闡述了自動(dòng)售貨機(jī)的各種動(dòng)作功能和控制要求，給出了完整的自動(dòng)售貨機(jī)操作規(guī)程，并介紹了自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)種所包括的人工操作步驟。在進(jìn)行上、下位機(jī)程序編寫(xiě)之前，首先要做的工作是確定自動(dòng)售貨機(jī)本身所具備的

4、功能與在進(jìn)行某種操作后所具有的狀態(tài)。在實(shí)際生活中，我們見(jiàn)到的售貨機(jī)可以銷(xiāo)售一些簡(jiǎn)單的日用品，如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購(gòu)買(mǎi)某種商品，并作出相應(yīng)的反應(yīng)。售貨機(jī)一次交易要涉與加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以與在退幣時(shí)的除法運(yùn)算，這是它的部功能。還要有貨幣識(shí)別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。自動(dòng)售貨機(jī)的工作流程圖如圖1所示。 圖1 自動(dòng)售貨機(jī)工作流程圖1.2 PLC的概述1.2.1 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。接觸器與其觸點(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

5、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，在一定圍能滿足控制要求，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)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(pán)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(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車(chē)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，以與對(duì)整個(gè)開(kāi)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(chē)公司公

6、開(kāi)向社會(huì)招標(biāo)，對(duì)汽車(chē)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(pán)（5） 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)（6） 成本可與繼電器控制盤(pán)競(jìng)爭(zhēng)（7） 輸入可以是交流150V以上（8） 輸出為交流115V，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?。?0） 用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)到4KB（適應(yīng)當(dāng)時(shí)汽車(chē)裝配過(guò)程的需要） 十項(xiàng)指標(biāo)的核心要采用軟布線（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。1.3.2 PLC的發(fā)展趨勢(shì)PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是向高集成

7、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PLC結(jié)構(gòu)更為湊，相當(dāng)與一本精裝本書(shū)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CPU與PL

8、C的主CPU并行工作，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)的日益普與，越來(lái)越多的用戶使用基于個(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)插槽上模塊的型號(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(kāi)放的。在硬件方面，各廠家的CPU模塊和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)

9、。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)（PC）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DCS系統(tǒng)。（9）開(kāi)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

10、與計(jì)算機(jī)相比還比較慢，其高的CPU也不過(guò)80486，將來(lái)會(huì)全面使用64位的RISC芯片，采用多CPU進(jìn)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(mén)陣列電路固化，這樣可使PLC的處理速度達(dá)到納秒級(jí)。1.3.4 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)以與軟件結(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。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)PLC與外圍模塊品種多，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

11、）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(mén)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(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入/輸出。在PLC部具有許多控制功能，諸如時(shí)序、計(jì)算機(jī)、主控繼電器以與移位寄存器、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)

12、運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以與順序控制功能，而且還具備模擬運(yùn)算、顯示、監(jiān)控、打印、與報(bào)表生成等功能。（5）設(shè)計(jì)、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(huà)出電氣原理圖，然后畫(huà)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

13、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。 1.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)與原理1.4.1 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目前PLC種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都各不一樣，但都是以微處理器為核心用做工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致一樣，硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似。主要包括中央處理單元CPU、存儲(chǔ)器RAM和ROM、輸入輸出接口電路、電源、I/O擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等。其部也是采用總線結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。

14、如圖2所示，PLC控制系統(tǒng)由輸入量PLC輸出量組成，外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)均作為PLC的輸入量，它們經(jīng)PLC外部輸入端子，作為PLC的輸出量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。由此可見(jiàn)，PLC的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。 圖2 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖1.4.2 PLC的基本工作原理PLC采用的是循環(huán)掃描工作方式。對(duì)每個(gè)程序，CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行，按指令步序號(hào)做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。PLC的掃描全過(guò)程如圖3所示。 圖3 PLC的掃

15、描全過(guò)程 顯然掃描周期的長(zhǎng)短主要取決與程序的長(zhǎng)短。掃描周期越長(zhǎng)，響應(yīng)速度越慢。由于每一個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個(gè)掃描周期PLC只對(duì)輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，故使系統(tǒng)存在輸入、輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。由此可見(jiàn)，若輸入變量在I/O刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化。反之，若在本次刷新之后輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，而要到下一次掃描的I/O刷新期間輸出才會(huì)發(fā)生變化。這對(duì)于一般的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是完全允許的，不但不會(huì)造成不利影響，反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。這是因?yàn)檩斎氩蓸觾H在輸入刷新階段進(jìn)行，PLC在一個(gè)工作周期的大部

16、分時(shí)間里實(shí)際上是外設(shè)隔離的。而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾常常是脈沖式的、短時(shí)的，由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，往往要幾個(gè)掃描周期才響應(yīng)一次，而多次掃描后，因瞬間干擾而引起的誤操作將會(huì)大大減少，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。但是對(duì)于控制時(shí)間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，就需要精心編制程序，必要時(shí)采用一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應(yīng)滯后等不良影響。第二章 自動(dòng)售貨機(jī)PLC程序設(shè)計(jì) 2.1 簡(jiǎn)單模擬一次交易過(guò)程分析 為了方便分析，我們以一次交易過(guò)程為例。 初始狀態(tài)。由電子標(biāo)簽顯示各商品價(jià)格，顯示屏顯示友好界面，此時(shí)不能購(gòu)買(mǎi)任何商品。 投幣狀態(tài)。按下投幣按鈕，顯示投幣框，按下所投幣值顯示屏顯示投入、消費(fèi)、余額數(shù)值

17、，當(dāng)所投幣值超過(guò)商品價(jià)格時(shí)，相應(yīng)價(jià)格選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購(gòu)買(mǎi)。 購(gòu)買(mǎi)狀態(tài)。按下可以購(gòu)買(mǎi)的選擇按鈕，所選的商品出現(xiàn)在出貨框中，同時(shí)顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費(fèi)情況相應(yīng)變化。取走商品后出貨框消失。 退幣按鈕。按下退幣按鈕，顯示退幣框，同時(shí)顯示出應(yīng)退幣值與數(shù)量。按下確認(rèn)鈕，則恢復(fù)初始狀態(tài)。到此為止，自動(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過(guò)程結(jié)束。2.2 Plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的的一般步驟如圖4所示圖4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟2.3程序設(shè)計(jì)部分 這部分容是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主體部分。所要完成的任務(wù)是仿真系統(tǒng)的上位機(jī)與下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)，即在上述功能分析的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.3.1 PLC程序設(shè)計(jì)可以把一次交易

18、過(guò)程分為幾個(gè)程序塊：運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的部傳遞；投幣過(guò)程；價(jià)格比較過(guò)程；選擇商品過(guò)程；退幣過(guò)程。（1） 運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的部傳遞程序的設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)運(yùn)行初期，要由PLC向仿真畫(huà)面相應(yīng)對(duì)象傳遞已經(jīng)存儲(chǔ)好的價(jià)格，還要給投入顯示、消費(fèi)顯示與余額顯示存儲(chǔ)器清零，同時(shí)也要給存儲(chǔ)退幣幣值的存儲(chǔ)器清零。程序編制過(guò)程中，要用到運(yùn)行初期閉合繼電器R9013、16位數(shù)據(jù)傳送指令FO,同時(shí)在上位機(jī)ForceControl中，必須定義相應(yīng)的變量，來(lái)實(shí)現(xiàn)與PLC程序的對(duì)接。所定義的變量如表1所示。表1 初始狀態(tài)變量表根據(jù)表1 編制PLC程序如圖5所示。圖5 運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的部傳遞程序 在梯形圖程序圖5中，系統(tǒng)

19、初始化時(shí)，通過(guò)運(yùn)行初期閉合繼電器R9013在第一次掃描時(shí)將數(shù)值傳遞給上位機(jī)。給WR1-WR11與SV0-SV4賦初值，賦值功能通過(guò)高級(jí)指令FO實(shí)現(xiàn)。至于為什么要加入WR13、WR15、WR17、WR19與WR20，在以后的程序中將介紹它們的作用。（2） 投幣過(guò)程在投幣的過(guò)程中，每投下一枚硬幣，投入顯示將增加相應(yīng)的幣值，余額也增加同樣幣制。先建立變量表，在編寫(xiě)程序。變量表如表2所示。對(duì)應(yīng)的梯形圖程序如圖7所示。表2 投幣過(guò)程變量表在圖中，當(dāng)按下投入1角時(shí)，相當(dāng)于讓R200接通，之所以用一個(gè)微分指令，就是要只在接通時(shí)檢測(cè)一次，不能永遠(yuǎn)加下去。投入1角要投入顯示、余額顯示都相應(yīng)增加一樣數(shù)值，加法是由

20、16位加法指令E20來(lái)實(shí)現(xiàn)的。投入5角、1元、5元、10元，原理同上。圖7 投幣過(guò)程梯形圖（3）價(jià)格比較過(guò)程價(jià)格的比較要貫穿實(shí)驗(yàn)過(guò)程的始終，只要余額大于某種商品價(jià)格時(shí)，就需要輸出一個(gè)信號(hào)提示可以購(gòu)買(mǎi)。這里只要選擇燈來(lái)代表此信號(hào)。所建立的變量表如表3所示。 表 3 價(jià)格比較過(guò)程變量表 根據(jù)變量表和控制要求編寫(xiě)的程序如圖8所示。在梯形圖8中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)比較，用了一個(gè)特殊部繼電器R9010,在程序執(zhí)行過(guò)程中，R9010始終保持閉合，F(xiàn)60是16位數(shù)據(jù)比較指令，用它來(lái)比較余額和商品的價(jià)格，R900A是大于價(jià)格，R900B是等于標(biāo)志。當(dāng)余額大于等于某種商品價(jià)格時(shí)，程序使相應(yīng)的指示燈閃爍表示可以購(gòu)

21、買(mǎi)該種商品。R9010 F60 CMP , WR3 , WR4 R900A Y0R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR5R900A Y1 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR6 R900A Y2 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR7 R900A Y3 R900BR9010 F60 CMP , WR3 , WR8 R900AY4R900BR9010 F60 CMP , WR3 , WR9R900A Y5 R900B . 圖8 價(jià)格比較過(guò)程梯形圖（4）選擇商品過(guò)程 當(dāng)投入的幣值可以購(gòu)買(mǎi)某種商品時(shí)，按下相應(yīng)的“選擇”按紐即可在出

22、貨框中出現(xiàn)該種商品，同時(shí)消費(fèi)顯示欄中顯示出已經(jīng)消費(fèi)掉的金額，余額也將扣除已消費(fèi)的幣值，接著余額繼續(xù)與價(jià)格相比較，判斷是否能繼續(xù)購(gòu)買(mǎi)。出現(xiàn)在出貨口的商品在沒(méi)有取走前，一直保持顯示狀態(tài)，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該商品代表已經(jīng)取走，出貨口中的商品隱藏。建立的變量表如表4所示。對(duì)應(yīng)的梯形圖程序如圖9所示。表4 選擇商品過(guò)程變量表 在梯形圖9中，一是要使商品出現(xiàn)在出貨框中，二是要實(shí)現(xiàn)部貨幣的運(yùn)算。以第一步為例，按下選擇01商品鍵，相當(dāng)于給R205加一個(gè)信號(hào)（只接受一次脈沖，所以用DF微分指令），當(dāng)YO接通(01商品燈亮)時(shí)，則系統(tǒng)顯示可以購(gòu)買(mǎi)01商品。由于取01商品R230是常閉觸點(diǎn)，故Y8輸出，代表在出貨框中出現(xiàn)0

23、1商品，購(gòu)買(mǎi)成功。當(dāng)按下取01商品按鈕時(shí)，R230斷開(kāi)，不能輸出Y8，代表01商品被取走。部幣值的計(jì)算和是否取走商品無(wú)關(guān)，只要按下選擇按鈕，并且可以購(gòu)買(mǎi)此商品就要從余額中扣除相應(yīng)的金額，顯示消費(fèi)的幣值。加法由F20指令實(shí)現(xiàn)，減法由F25實(shí)現(xiàn)。 R205 Y0 R230 Y8 DF Y8 R205 Y0 DF 11 F25- , WR 4 , WR 3 F20+ , WR 4 , WR 2 R206 Y1 R231 Y9 DF Y9 R206 Y1 DF 11 F25- , WR 5 , WR 3 F20+ , WR 5 , WR 2R207 Y2 R232 YA DF YA R207 Y2 D

24、F 11 F25- , WR 6 , WR 3 F20+ , WR 6 , WR 2 R208 Y3 R233 YB DF YB R208 Y3 DF 11 F25- , WR 7 , WR 3 F20+ , WR 7 , WR 2R209 Y4 R234 YC DF YC R209 Y4 DF 11 F25- , WR 8 , WR 3 F20+ , WR 8 , WR 2 R20A Y5 R235 YD DF YD R20A Y5 DF 11 F25- , WR 9 , WR 3 F20+ , WR 9 , WR 2R20B Y6 R236 YE DF YE R20B Y6 DF 11 F

25、25- , WR 10 , WR 3 F20+ , WR 10 , WR 2 R20C Y7 R237 YF DF YF R20C Y7 DF 11 F25- , WR 11 , WR 3 F20+ , WR 11 , WR 2圖9 選擇商品梯形圖 (5)退幣過(guò)程 在退幣過(guò)程中，最主要的是完成退幣的運(yùn)算過(guò)程，根據(jù)結(jié)果輸出相應(yīng)的錢(qián)幣，退幣結(jié)束時(shí)還要使用到的某些寄存器重新賦零。所建立的變量如表5所示。對(duì)應(yīng)的梯形圖程序如圖10所示。 表5 退幣過(guò)程變量表 整個(gè)退幣過(guò)程在按下按鈕（即R20F接通時(shí)）時(shí)執(zhí)行，同樣也用到一個(gè)微分指令，在接收到信號(hào)時(shí)產(chǎn)生一次開(kāi)關(guān)脈沖，進(jìn)而執(zhí)行一次其下面的指令。F32是除法指

26、令，第一次將余額的幣值除以1000，商存儲(chǔ)于SV0中，作為退幣10元的輸出值。余數(shù)則存儲(chǔ)于特殊數(shù)據(jù)寄存器DT9015中，下次將不能被1000（10元）整除的余數(shù)除以100（5元），商且存儲(chǔ)于SV1中，余數(shù)繼續(xù)下傳，直至被1角除過(guò)，由于所投幣值最小是1角，并且商品價(jià)格也確定在整角，所以最終能被1角整除。 在程序的初始化時(shí)曾給WR13、WR15、WR17、WR19和WR20賦零，WR13、WR15、WR17、WR19和WR20是程序的中間量，為的只是程序在使用過(guò)程中能穩(wěn)定執(zhí)行，避免出現(xiàn)退幣錯(cuò)誤。為什么要除以1000呢？這主要是考慮到PLC的主要特點(diǎn)是執(zhí)行過(guò)程穩(wěn)定可靠，但執(zhí)行速度較慢。在計(jì)算時(shí)盡量將

27、數(shù)值作為整數(shù)計(jì)算，因?yàn)槭窃谟?jì)算機(jī)上模擬，可以把一部分功能交由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這里把1角當(dāng)作10、5角當(dāng)作50、1元當(dāng)作100、5元當(dāng)作500、10元當(dāng)作1000，可以避免把這些數(shù)據(jù)當(dāng)作有小數(shù)點(diǎn)的實(shí)數(shù)計(jì)算，這同前面的加1角等于10（K10）是一樣的道理。至于交由計(jì)算機(jī)的任務(wù)將在以后敘述。退幣過(guò)程結(jié)束后，PLC要將寄存器中的數(shù)值置回原定的初值0，完成一次交易，防止下一次交易時(shí)出錯(cuò)。梯形圖3-6用來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)的初始化。 程序中分別將投入顯示、消費(fèi)顯示、余額顯示、10元存儲(chǔ)、5元存儲(chǔ)、1元存儲(chǔ)、5角存儲(chǔ)和1角存儲(chǔ)清零，還將中間量WR13、WR15、WR17、WR19和WR20清零。完成了以上5個(gè)過(guò)程，自

28、動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制程序基本完成，程序可以控制售貨機(jī)實(shí)現(xiàn)各種要求的功能。 圖 10 退幣過(guò)程梯形圖2.5 數(shù)據(jù)連接3.5.1定義I/O設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)是從I/O驅(qū)動(dòng)程序中獲取過(guò)程數(shù)據(jù)的，而數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)可以與多個(gè)I/O驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行通信，一個(gè)I/O驅(qū)動(dòng)程序也可以連接一個(gè)或多個(gè)設(shè)備。下面創(chuàng)建I/O設(shè)備。（1）在Draw導(dǎo)航器中雙擊“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”項(xiàng)使其展開(kāi)，在展開(kāi)項(xiàng)目中選擇“PLC”項(xiàng)雙擊使其展開(kāi)后，選擇項(xiàng)目雙擊并定義。（2）單擊“完成”按鈕返回，在“松下電工”項(xiàng)目下增加一項(xiàng)“PLC001”,如果要對(duì)I/O設(shè)備“PLC001”的配置進(jìn)行修改，雙擊項(xiàng)目“PLC001”,會(huì)再次出現(xiàn)PLC001的“I/O設(shè)備定義”

29、對(duì)話框。若要?jiǎng)h除I/O設(shè)備“PLC001”，用鼠標(biāo)右鍵單擊項(xiàng)目“PLC001”，在彈出的右鍵菜單中選擇“刪除”。 數(shù)據(jù)連接剛剛創(chuàng)建了一個(gè)名為“PLC001”的I/O設(shè)備，而且它連接的正是假想的PLC設(shè)備?，F(xiàn)在的問(wèn)題是如何將已經(jīng)創(chuàng)建的多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)與PLC聯(lián)系起來(lái)，以使這些點(diǎn)的PV參數(shù)值能與I/O設(shè)備PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，這個(gè)過(guò)程就是建立數(shù)據(jù)連接的過(guò)程。由于數(shù)據(jù)庫(kù)可以與多個(gè)I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所以必須指定哪些點(diǎn)與哪些個(gè)I/O設(shè)備建立數(shù)據(jù)連接。為方便其見(jiàn)，我們將數(shù)據(jù)列整理成如表6、表7所示。NAMEDESC %IOLINK 點(diǎn)名 說(shuō)明 I/O連接 1 CX01 01商品出現(xiàn) PV=PLC001

30、;序號(hào),寄存器,地址，偏移;2000008-2-0-0-8 2 CX02 02商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;2000009-2-0-0-9 3 CX03 03商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;20000010-2-0-0-10 4 CX04 04商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;20000011-2-0-0-11 5 CX05 05商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;20000012-2-0-0-12 6 CX06 06商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;20000013-2-0-0-

31、13 7 CX07 07商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;20000014-2-0-0-14 8 CX08 08商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;20000015-2-0-0-15 9 D01 01商品燈亮 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;2000000-2-0-0-0 10 D0202商品燈亮 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;2000001-2-0-0-1 11 D0303商品燈亮 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;2000002-2-0-0-2 12 D0404商品燈亮 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地

32、址，偏移;2000003-2-0-0-3 13 D0505商品燈亮 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;2000004-2-0-0-4 14 D0606商品燈亮 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;2000005-2-0-0-5 15 D0707商品燈亮 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;2000006-2-0-0-6 16 D0808商品燈 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;2000007-2-0-0-7 17 Q01 取01商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002300-3-0-23-0 18 Q02 取02商品 PV=PL

33、C001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002301-3-0-23-1 19 Q03 取03商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002302-3-0-23-2 20 Q04 取04商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002303-3-0-23-3 21 Q05 取05商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002304-3-0-23-4 22 Q06 取06商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;3002305-3-0-23-5 23 Q07 取07商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;3002306-3-0-2

34、3-6 24 Q08 取08商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;3002307-3-0-23-7 25 TENTER 退幣處理 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;3002015-3-0-20-15 26 TR$1 投入1角 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;3002000-3-0-20-0 27 TR$10 投入10角 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;3002002-3-0-20-2 28 TR$100 投入100角 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;3002004-3-0-20-4 29 TR$5 投入5角 PV=PLC001

35、;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002001-3-0-20-1 30 TR$50 投入50角 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移;3000003-3-0-20-3 31 TUIBIOK 退幣OKPV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3000000-3-0-20-0 32 XZ01 選擇01商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002005-3-0-20-5 33 XZ02 選擇02商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002006-3-0-20-6 表6 34 XZ03 選擇03商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 300

36、2007-3-0-20-7 35 XZ04 選擇04商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002008-3-0-20-8 36 XZ05 選擇05商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002009-3-0-20-9 37 XZ06 選擇06商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 30020010-3-0-20-10 38 XZ07 選擇07商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 30020011-3-0-20-11 39 XZ08 選擇08商品 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 30020012-3-0-20-12

37、40 KUANG 購(gòu)物框 PV=PLC001;序號(hào),寄存器,地址，偏移; 3002100-3-0-21-0 表7 模擬I/O表2.5.2 設(shè)計(jì)1 自動(dòng)售貨機(jī)控制要求（1）該自動(dòng)售貨機(jī)可以同時(shí)投入5角、1元、或5元硬幣,自動(dòng)銷(xiāo)售汽水、果汁和咖啡.（2）當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過(guò)1.5元時(shí),汽水按鈕指示燈亮;當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過(guò)3元時(shí),汽水按鈕和果汁按鈕同時(shí)亮;當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過(guò)5元時(shí),汽水按鈕、果汁按鈕和咖啡按鈕同時(shí)亮.（3）當(dāng)汽水按鈕燈亮?xí)r,按汽水按鈕,則汽水排出10s后自動(dòng)停止,同時(shí)汽水按鈕指示燈閃爍10s.（4）當(dāng)果汁按鈕燈亮?xí)r,按果汁按鈕,則果汁排出10s后自動(dòng)停止,同時(shí)果

38、汁按鈕指示燈閃爍10s.（5）當(dāng)咖啡按鈕燈亮?xí)r,按咖啡按鈕,則咖啡排出10s后自動(dòng)停止,同時(shí)咖啡按鈕指示燈閃爍10s.（6）若投入的硬幣總值超過(guò)所購(gòu)商品的價(jià)格(汽水1.5元,果汁3元,咖啡5元),則找錢(qián)指示燈亮,同時(shí)進(jìn)行找錢(qián)動(dòng)作.圖13自動(dòng)售貨機(jī)示意圖2 I/O地址定義表此控制系統(tǒng)可采用自動(dòng)工作方式，輸入信號(hào)為汽水、果汁、咖啡按鈕、5角、1元、5元硬幣投入識(shí)別口記數(shù)手動(dòng)復(fù)位按鈕；輸出信號(hào)為汽水、果汁、咖啡排出電磁閥、找錢(qián)電磁閥與相應(yīng)指示燈，共7個(gè)輸入點(diǎn)，8個(gè)輸出點(diǎn)，均為開(kāi)關(guān)量。I/O地址定義如表8所示。3 程序設(shè)計(jì) 圖14 自動(dòng)售貨機(jī)梯形圖第三章 總結(jié)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的學(xué)習(xí)、研究以與經(jīng)過(guò)郭老師的指導(dǎo)

39、.終于按時(shí)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)主要研究的是自動(dòng)售貨機(jī)中有關(guān)于PLC的部分.自動(dòng)售貨機(jī)是由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。自動(dòng)售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源的不足，適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化，24小時(shí)無(wú)人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運(yùn)營(yíng)時(shí)需要的資本少、面積小，有吸引人們購(gòu)買(mǎi)好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問(wèn)題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。所以說(shuō),自動(dòng)售貨機(jī)是今后小商品和飲料銷(xiāo)售方式的一個(gè)很好的發(fā)展趨勢(shì).它的出現(xiàn)將極大的方便人們購(gòu)買(mǎi)所需要的小商品.參考文獻(xiàn)1 廖常初，PLC的順序控制編程方法。工業(yè)自動(dòng)化（），1997。2 萬(wàn)忠等.電器與PLC控制技術(shù).化學(xué)工業(yè),20023 高欽和.可編程控制

40、器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì).人民郵電,2001.34 路林吉.PLC應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐.人民郵電,1999.55平志.可編程序控制器與其在包裝機(jī)械中的應(yīng)用初探.1989. 26段然.可編程控制技術(shù)采樣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.西北工業(yè)大學(xué)，2001. 37立定,吳玉香,開(kāi)才.電氣控制與可編程控制器.華南理工大學(xué)了版社，2001. 28路林吉,王堅(jiān)，江龍康.可編程控制器原理與應(yīng)用.清華大學(xué)，20029齊從謙,王士蘭.PLC技術(shù)與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)，2000. 810 西門(mén)子公司.SIMATIC S7-200T系統(tǒng)手冊(cè),200211 吳建強(qiáng),三勇.可編程序控制器原理與其應(yīng)用.工業(yè)大學(xué)，199012 宇.可編程

41、控制器基礎(chǔ)與編程技巧.華南理工大學(xué)，2000. 113 志精.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).電子工業(yè)，1995. 714 何衍慶,俞金壽.可編程控制器原理與應(yīng)用技巧.化學(xué)工業(yè)，200115 周淵深.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).化學(xué)工業(yè)，200216 黃凈主編.電器與PLC控制技術(shù).工業(yè)，200217 David G. Johnson. Programmable Controllers for Factory Automattion New York and Basel Marcel Dekker Inc,1987.18 廖常初，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)（第3版）。：大學(xué)，1998。19 廖常初，可編程控制器的編

42、程方法與應(yīng)用，：大學(xué)，2001。20 王永華等.現(xiàn)代電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù).航空航天大學(xué),2000 21 廖常初，可編程控制器的原理與其應(yīng)用。電子技術(shù)，1990。22 廖常初，PLC梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法與技巧。電工技術(shù)，1998。23 廖常初，周林。PLC的功能指令。電工技術(shù)，1999。24 廖常初，PLC梯形圖的書(shū)許控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖。電子技術(shù)雜志，200125 廖常初，PLC梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法。電子技術(shù)雜志。200126 進(jìn)秋，永利，中民?？删幊炭刂破拊砼c其應(yīng)用實(shí)例。機(jī)械工業(yè)，2003。27 吳建強(qiáng)，三勇?？删幊炭刂破髟砼c應(yīng)用。工業(yè)大學(xué)，1998。28 邱公偉，可編程網(wǎng)絡(luò)通訊

43、與應(yīng)用。清華大學(xué)。2000。29 廖常初，PLC編程與應(yīng)用。：大學(xué)。2000。致在此答辯之際，我首先要感導(dǎo)師揚(yáng)銳敏老師。因?yàn)闊o(wú)論從論文選題，到編寫(xiě)過(guò)程，直到完成，老師無(wú)不傾注著心血和辛勞。就是再忙，老師也經(jīng)常把我們叫到跟前悉心教導(dǎo)。這點(diǎn)讓我們深受感動(dòng)。從與老師的探討中老師認(rèn)真的求學(xué)精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的專業(yè)學(xué)識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)眼光、深邃的學(xué)術(shù)思想、勤勉塌實(shí)的治學(xué)作風(fēng)、誨人不倦的精神無(wú)不讓人感動(dòng)。我在這里說(shuō)一聲，老師，辛苦了！ 同時(shí)，我還要感各位自動(dòng)化專業(yè)的老師，他們都在我做設(shè)計(jì)的時(shí)候無(wú)私的幫助過(guò)我，給我提出很多很好的建議，讓我獲易匪淺。四年大學(xué)生活轉(zhuǎn)眼即逝。在這四年學(xué)習(xí)期間，電氣信息工程學(xué)院

44、的老師們無(wú)私耕耘、孜孜教誨，讓我們學(xué)到了很多書(shū)里和書(shū)外的知識(shí)。為我們即將進(jìn)入社會(huì)打下了良好的基礎(chǔ)。在這里我向所有老師們表示深深得意和崇高的敬意。你們辛苦了！最后，衷心地感在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師、教授！忠心地祝愿各位身體健康、工作順利。附錄：自動(dòng)售貨機(jī)完整的PLC梯形圖程序。R90130 FO MV , K 0 , WR1 FO MV , K 0 , WR2 FO MV , K 0 , WR3 FO MV , K 250 , WR4 FO MV , K 170 , WR5 FO MV , K 180 , WR6 FO MV , K 150 , WR7 FO MV , K 1200 ,