畢業(yè)論文自動售貨機(jī)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)【完稿】

1、自動售貨機(jī)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要: 本文介紹了自動售貨機(jī)的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過程為例，把交易過程分為幾個(gè)程序塊，然后分別對程序塊進(jìn)行編程。具體說明了可編程序控制器在自動售貨機(jī)中的作用。程序涉及到了自動售貨機(jī)工作的絕大部分過程。利用PLC控制的自動售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞自動售貨機(jī)；可編程序控制器；Abstract: This article introduced vending machine's basic principle as well as the work flow, then take a transaction pr

2、ocess as examples, divides into several blocks the transaction process, then carries on the programming separately to the block. Explained the programmable controller's in vending machine function specifically. The procedure involved the vending machine work major part process. Enhanced system&#

3、39;s stability using the PLC control's vending machine, the guarantee vending machine has been able the long-term stability movement.key word vending machine; Programmable controller; Trapezoidal chart目錄·緒論.1·1自動售貨機(jī)的介紹.4·1.1自動售貨機(jī)功能分析4·1.1.1自動售貨機(jī)的基本功能.5 1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理 . . 5&#

4、183;1.3 PLC的選型原則5·2PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì). .7·2.1可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則7·控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則7·控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容.7·控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟.8·程序設(shè)計(jì)的步驟. 8·3自動售貨機(jī)PLC程序設(shè)計(jì).10·3.1仿真實(shí)驗(yàn)中售貨機(jī)的分析.10·3.2設(shè)計(jì)任務(wù)的確定.10·3.3程序設(shè)計(jì)部分.11·程序設(shè)計(jì)說明.11·LC程序設(shè)計(jì).11·3.4仿真界面與PLC20·3.5數(shù)據(jù)連接24·定義I/O設(shè)備.24·設(shè)計(jì)2

5、6·運(yùn)行30·4結(jié)束語.31·參考文獻(xiàn).32·致謝.33緒論從自動售貨機(jī)發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。從廣義來講投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷售商品的機(jī)械，從狹義來講就是自動銷售商品的機(jī)械。從供給的條件看，自動售貨機(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，

6、24小時(shí)無人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運(yùn)營時(shí)需要的資本少、面積小，有吸引人們購買好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在，自動售貨機(jī)的產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過電話線路將自動售貨機(jī)內(nèi)的庫存信息及時(shí)地傳送各營業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且，為防止地球暖化，自動售貨機(jī)的開發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)高峰時(shí)，這種機(jī)型的自動售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動售貨機(jī)相比，它能夠節(jié)約1015的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時(shí)，自動售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源

7、和能源以及高功能化的方向發(fā)展。因經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇緩慢，社會對擴(kuò)大就業(yè)與工作場所提供茶點(diǎn)飲料的福利事業(yè)更為關(guān)注。自動售貨機(jī)不僅保障了愜意的工休時(shí)間，也是最廉價(jià)、提高職工工作效率最有效的手段。特別是在24小時(shí)無休工作狀態(tài)中的辦公場所，使用獨(dú)具魅力的迷你型飲料沖飲機(jī)，解決了不間斷提供咖啡飲品服務(wù)的問題，這種服務(wù)加速了自動售貨機(jī)與咖啡飲品服務(wù)的融合。1999年的全美自動售貨機(jī)協(xié)會和全美咖啡服務(wù)協(xié)會的合并使人們更直觀地看到了這種融合現(xiàn)象。        1 自動售貨機(jī)介紹1.1 自動售貨機(jī)功能分析 這部分闡述了自動售貨機(jī)的各種動作功

8、能和控制要求，給出了完整的自動售貨機(jī)操作規(guī)程，并介紹了自動售貨機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)種所包括的人工操作步驟。1.1.1自動售貨機(jī)的基本功能在進(jìn)行上、下位機(jī)程序編寫之前，首先要做的工作是確定自動售貨機(jī)本身所具備的功能及在進(jìn)行某種操作后所具有的狀態(tài)。在實(shí)際生活中，我們見到的售貨機(jī)可以銷售一些簡單的日用品，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)值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應(yīng)的反應(yīng)。舉一個(gè)簡單的例子來說明，例如：售貨機(jī)中有8中商品，其中01號商品（代表第一種商品）價(jià)格為2.60元，02商品為3.50元，其余類推。現(xiàn)投入1個(gè)1元硬幣，當(dāng)投入的貨幣超過01

9、商品價(jià)格時(shí)，01商品的選擇按鈕處應(yīng)有變化，提示可以購買，其他商品同比。當(dāng)按下選擇01商品價(jià)格時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去01商品的價(jià)格同時(shí)啟動相應(yīng)的電機(jī)，提取01號商品到出貨口。此時(shí)售貨機(jī)繼續(xù)進(jìn)行等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時(shí)不再購買而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來，售貨機(jī)一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以及在退幣時(shí)的除法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。自動售貨機(jī)的工作流程圖如圖1所示。 圖1 自動售貨機(jī)工作流程圖1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理1.2.1

10、 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目前PLC種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都各不相同，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)和工作原理都大致相同，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。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。如圖2所示，PLC控制系統(tǒng)由輸入量PLC輸出量組成，外部的各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為PLC的輸入量，它們經(jīng)PLC外部輸入端子，作為PLC的輸出量對外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。由此可見，PLC的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。1.3 PLC的選型原則當(dāng)某一個(gè)控制任

11、務(wù)決定由PLC來完成后，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)。對第一個(gè)問題，首先要對控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的I/O點(diǎn)找出來，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。控制系統(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。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)載只能使用其他的輸出端了。這樣有可能造成輸出點(diǎn)

12、浪費(fèi)，增加成本。所以要盡可能選擇相同等級和種類的負(fù)載，比如使用交流220V的指示燈等。對第二個(gè)問題，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。（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)。 PLC主機(jī)選定后，如果控制系統(tǒng)需要

13、，則相應(yīng)的配套模塊也就選定了。2 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：(1) 最大限度地滿足被控對象的控制對象。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，并于機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬訂電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。(2) 在滿足控制系統(tǒng)要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便。（3）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。（4）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝和改進(jìn)，在選擇PLC容量

14、時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的，因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括：（1）用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象（電動機(jī)、電磁閥等）。這些設(shè)備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法在其他有關(guān)書籍中已有介紹。（2）PLC的選擇。 PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起到重要的作用。選擇PLC，應(yīng)包括機(jī)型選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。（3）分配I/O點(diǎn)，繪制I/O連接圖。（

15、4）設(shè)計(jì)控制程序。包括設(shè)計(jì)梯形圖、語句表（即程序清單）和控制系統(tǒng)流程圖?？刂葡到y(tǒng)程序是控制整個(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作安全、可靠的關(guān)鍵。因此，控制程序餓設(shè)計(jì)必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。（5）必要時(shí)還需設(shè)計(jì)控制臺（6）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟（1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。（2）根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。（3）選擇PLC系統(tǒng)。（4）分配PLC餓I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O連接圖。（5）進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制太的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。2.1.4 程序設(shè)計(jì)的步驟（1）對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程土

16、，用以清楚地表明動作的順序和條件。（2）設(shè)計(jì)梯形圖。這程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。（3）根據(jù)梯形圖編制程序清單。（4）用編程器將程序輸入到PLC的用戶存儲器中，并檢查輸入的程序是否正確。（5）對程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。（6）待控制臺及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。若未滿足要求，再從新修改程序或檢查接線，直到滿足為止。（7）編寫技術(shù)文件。（8）交付使用。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟流程圖如圖4所示。圖4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟3 自動售貨機(jī)PLC程序設(shè)計(jì)3.1 仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中售貨機(jī)的分析由于售貨機(jī)的全部功能時(shí)在上位機(jī)上模擬的 ，所以售貨機(jī)的部分硬件是由計(jì)算機(jī)軟件來模擬替代的

17、。如錢幣識別系統(tǒng)可以用按壓某個(gè)“仿真對象”輸出一個(gè)脈沖直接給PLC發(fā)布命令，而傳動系統(tǒng)也是由計(jì)算機(jī)來直接模擬的，這些并不會影響實(shí)際程序的操作，完全能模擬現(xiàn)實(shí)中自動售貨機(jī)的運(yùn)行。（1） 試驗(yàn)狀態(tài)假設(shè) 由于是在計(jì)算機(jī)上模擬運(yùn)行，試驗(yàn)中有一些區(qū)別于實(shí)際情況的假設(shè)，本試驗(yàn)中假設(shè)： 自動售貨機(jī)只售8種商品。 自動售貨機(jī)可識別10元、5元、1元、5角、1角硬幣。 自動售貨機(jī)可退幣10元、5元、1元、5角、1角硬幣。 自動售貨機(jī)有液晶顯示功能。 實(shí)驗(yàn)中售貨機(jī)忽略了各種故障以及缺貨等因素。（2） 一次交易過程分析 為了方便分析，我們以一次交易過程為例。 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，

18、此時(shí)不能購買任何商品。 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，當(dāng)所投幣值超過商品價(jià)格時(shí)，相應(yīng)價(jià)格選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購買。 購買狀態(tài)。按下可以購買的選擇按鈕，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)退幣值及數(shù)量。按下確認(rèn)鈕，則恢復(fù)初始狀態(tài)。到此為止，自動售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過程結(jié)束。3.2 設(shè)計(jì)任務(wù)的確定 在清楚自動售貨機(jī)運(yùn)行工作過程的基礎(chǔ)上，制定出設(shè)計(jì)方案，確定任務(wù)的目標(biāo)，以設(shè)計(jì)出合理的仿真系統(tǒng)。 首先，應(yīng)該做上位機(jī)與下位機(jī)的任務(wù)分工：上位機(jī)主

19、要用來完成仿真界面的制作過程，而下位機(jī)則主要用來完成PLC程序的編寫。其次，要分別對上位機(jī)和下位機(jī)進(jìn)行資料的查找與收集。例如在進(jìn)行仿真界面的設(shè)計(jì)時(shí)可以去觀看一下真正售貨機(jī)的外觀，必要時(shí)可以借助一些宣傳圖片來設(shè)計(jì)自動售貨機(jī)的外型；在進(jìn)行PLC程序的編寫時(shí)需要先分配PLC的I/O點(diǎn)，確定上、下位機(jī)的接口。然后，分別對上、下位機(jī)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。最后，進(jìn)行上位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果與下位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果的配合工作，經(jīng)調(diào)試后完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)另外，上位機(jī)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作是密切配合的。它們無論在通信中使用的變量，還是在仿真中控制的對象都應(yīng)該是一致的。總體上講，仿真界面是被控對象，利用PLC來控制這個(gè)仿真的自動售貨機(jī)，仿

20、真的自動售貨機(jī)接受PLC的控制指令并完成相應(yīng)的動作；另一方面，仿真界面中的仿真自動售貨機(jī)的運(yùn)行，都是由組態(tài)界面所提供的命令語言來完成的。這是整個(gè)仿真系統(tǒng)內(nèi)部各大部件之間的內(nèi)在關(guān)系。3.3 程序設(shè)計(jì)部分 這部分內(nèi)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，有針對性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。 程序設(shè)計(jì)說明下位機(jī)程序的編制則是利用松下PLC專用編程軟件FPWIN-GR完成的。在設(shè)計(jì)的過程中，就像上面所敘述的那樣，并非孤立地分別進(jìn)行上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作，而是互相配合的。因此在以下的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中，并沒有將上位機(jī)的設(shè)計(jì)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)整體分開來寫，而是相

21、互交替，同時(shí)盡量清晰地?cái)⑹?，在相?yīng)的設(shè)計(jì)部分中注明是上位機(jī)的設(shè)計(jì)還是下位機(jī)的設(shè)計(jì)。3.3.2 PLC程序設(shè)計(jì)可以把一次交易過程分為幾個(gè)程序塊：運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的內(nèi)部傳遞；投幣過程；價(jià)格比較過程；選擇商品過程；退幣過程。（1） 運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的內(nèi)部傳遞程序的設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)運(yùn)行初期，要由PLC向仿真畫面相應(yīng)對象傳遞已經(jīng)存儲好的價(jià)格，還要給投入顯示、消費(fèi)顯示及余額顯示存儲器清零，同時(shí)也要給存儲退幣幣值的存儲器清零。程序編制過程中，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，來實(shí)現(xiàn)與PLC程序的對接。所定義的變量如表1

22、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)格的內(nèi)部傳遞程序 在梯形圖程序圖5中，系統(tǒng)初始化時(shí)，通過運(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及SV0-SV4賦初值，賦值功能通過高級指令FO實(shí)現(xiàn)。至于為什么要加入WR13、WR15、WR17、WR19及WR20，在以后的程序中將介紹它們的作用。（2）.投幣過程在投幣的過程中，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，在編寫程序。變量表如表2所示。對應(yīng)的梯形圖程序如圖7所示。 表2 投幣過程變量表在圖中，當(dāng)按下投入1角時(shí)，相當(dāng)于讓R2

23、00接通，之所以用一個(gè)微分指令，就是要只在接通時(shí)檢測一次，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)增加相同數(shù)值，加法是由16位加法指令E20來實(shí)現(xiàn)的。投入5角、1元、5元、10元，原理同上。（3）價(jià)格比較過程價(jià)格的比較要貫穿實(shí)驗(yàn)過程的始終，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，圖7 投幣過程梯形圖提示可以購買。這里只要選擇燈來代表此信號。所建立的變量表如表3所示。 表3 價(jià)格比較過程變量表 根據(jù)變量表和控制要求編寫的程序如圖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)特殊內(nèi)部繼電器R9010,在程序執(zhí)行過程中，R9010始終保持閉合，F(xiàn)60是16位數(shù)據(jù)比較指令，用

24、它來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買該種商品。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 , WR9R900

25、A Y5 R900B . . . . . .圖8 價(jià)格比較過程梯形圖（4）選擇商品過程 當(dāng)投入的幣值可以購買某種商品時(shí)，按下相應(yīng)的“選擇”按紐即可在出貨框中出現(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)購買。出現(xiàn)在出貨口的商品在沒有取走前，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。對應(yīng)的梯形圖程序如圖9所示。表4 選擇商品過程變量表 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)內(nèi)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（只接受一次

26、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)顯示可以購買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)01商品，購買成功。當(dāng)按下取01商品按鈕時(shí)，R230斷開，不能輸出Y8，代表01商品被取走。內(nèi)部幣值的計(jì)算和是否取走商品無關(guān)，只要按下選擇按鈕，并且可以購買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 Y

27、1 DF 11 F25- , WR 5 , WR 3 F20+ , WR 5 , WR 2R207 Y2 R232 YA DF YA R207 Y2 DF 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 1

28、1 F25- , WR 9 , WR 3 F20+ , WR 9 , WR 2R20B Y6 R236 YE DF YE R20B Y6 DF 11 F25- , 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)退幣過程 在退幣過程中，最主要的是完成退幣的運(yùn)算過程，根據(jù)結(jié)果輸出相應(yīng)的錢幣，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。對應(yīng)的梯形圖程序如圖10所示。 表5退幣過程變量

29、表整個(gè)退幣過程在按下按鈕（即R20F接通時(shí)）時(shí)執(zhí)行，同樣也用到一個(gè)微分指令，在接收到信號時(shí)產(chǎn)生一次開關(guān)脈沖，進(jìn)而執(zhí)行一次其下面的指令。F32是除法指令，第一次將余額的幣值除以1000，商存儲于SV0中，作為退幣10元的輸出值。余數(shù)則存儲于特殊數(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），商且存儲于SV1中，余數(shù)繼續(xù)下傳，直至被1角除過，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

30、在使用過程中能穩(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)行過程穩(wěn)定可靠，但執(zhí)行速度較慢。在計(jì)算時(shí)盡量將數(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）是相同的道理。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用來完成對數(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

31、示、10元存儲、5元存儲、1元存儲、5角存儲和1角存儲清零，還將中間量WR13、WR15、WR17、WR19和WR20清零。完成了以上5個(gè)過程，自動售貨機(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 退幣過程梯形圖3.4 仿真界面與PLC的配合定義在這一段中，將仔細(xì)分析仿真界面各部分是如何與PLC連接的。分析過程是按照一次交易的實(shí)際情況來進(jìn)行的，即由初始狀態(tài)、投幣狀態(tài)、購買狀態(tài)、退幣狀態(tài)到交易結(jié)束。（1）初始狀態(tài) 通過分析得知，當(dāng)電子標(biāo)簽顯示各商品的價(jià)格、顯示屏顯示友好界面時(shí)，不能購買任何商品。因此先讓變量poiwindows=0(系統(tǒng)默認(rèn))。電子標(biāo)簽中的字符J.

32、01(以01商品為例)對應(yīng)的變量JG01.PV與PLC程序中的地址WR4相匹配，WR4中存儲的數(shù)據(jù)為250，即讓字符顯示2.50元。對應(yīng)的梯形圖如圖11所示（2）投幣狀態(tài) 當(dāng)投幣時(shí)，按下“投幣”提示字，出現(xiàn)投幣框。如何定義“投幣”呢？雙擊漢字“投幣”，來到“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”，在“動作描述”框中做如下定義：按下鼠標(biāo)時(shí)，poiwinJB=1,poiwinJB這個(gè)變量是控制投幣框的，當(dāng)poiwinJB=1時(shí)，出現(xiàn)錢幣和提示框；poiwinJB=0R0 F0 MV , K 0 , WR 1 F0 MV , K 0 , WR 2 F0 MV , K 0 , WR 3 F0 MV , K

33、0 , WR 13 F0 MV , K 0 , WR 15 F0 MV , K 0 , WR 17 F0 MV , K 0 , WR 19 F0 MV , K 0 , WR 20 F0 MV , K 0 , SV 0 F0 MV , K 0 , SV 1 F0 MV , K 0 , SV 2 F0 MV , K 0 , SV 3 F0 MV , K 0 , SV 4 圖11 數(shù)據(jù)初始化梯形圖時(shí)，錢幣和提示框隱藏。下面分別定義提示框和錢幣以及“確認(rèn)”按鈕，雙擊提示框，來到“動畫連接”畫面，定義poiwinJB=1時(shí)顯示，各硬幣也用同樣的方法定義，“確認(rèn)”按鈕也同樣定義，這樣就使在按下漢字“投幣”

34、時(shí)，變量poiwinJB=1，從而出現(xiàn)投幣框，以及硬幣等。我們只是定義了投幣框的顯示狀態(tài)，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊代替了實(shí)際過程中的餓錢幣投入動作，最重要的任務(wù)是投幣運(yùn)算，下面介紹錢幣的定義方法。以10元為例：雙擊10元硬幣，開到“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”中的“左鍵動作”，在動作描述中如下定義：按下鼠標(biāo)時(shí)，poiwinJB=1；TR$100.PV=1;釋放鼠標(biāo)時(shí)，TR$100.PV=0。其中poiwinJB=1，是讓顯示屏不再顯示友好界面，來到交易界面；TR$100.PV=1時(shí)給PLC發(fā)出一個(gè)接通信號，由于TR$100.PV對應(yīng)的PLC地址是R204，使得204繼電器導(dǎo)通，轉(zhuǎn)而執(zhí)行相應(yīng)的加10元程序

35、。同樣定義其他錢幣，注意其對應(yīng)的PLC軟繼電器。最后還要定義“確認(rèn)”按鈕。要實(shí)現(xiàn)的功能是按下“確認(rèn)”按鈕時(shí)，所有的錢幣以及提示框均消失。當(dāng)投幣以后，顯示屏要及時(shí)反映出投幣情況，同時(shí)“選擇”指示也要相應(yīng)變化。下面來定義顯示屏和“選擇”按鈕。顯示屏要顯示3種數(shù)據(jù)，分別為：投入顯示、消費(fèi)顯示、余額顯示。三種顯示均用力控軟件自帶的附件數(shù)碼管來顯示?，F(xiàn)在工具箱中點(diǎn)擊“選擇子圖框”，在子圖框中找到儀表中的數(shù)碼管，放在顯示屏中，作為投入顯示，再復(fù)制兩個(gè)，分別作為消費(fèi)顯示、余額顯示。雙擊數(shù)碼管來到數(shù)碼管屬性設(shè)置畫面，在表達(dá)式中作如下定義：poiTR001.PV/100,poiTR001.PV連接的是PLC程序

36、中的WR1軟繼電器，是用來存儲投入顯示數(shù)據(jù)的，除以100同樣是為了PLC數(shù)據(jù)計(jì)算的方便。這樣就可用數(shù)碼管來顯示投入的幣值。同樣定義消費(fèi)顯示，余額顯示?！斑x擇”按鈕要根據(jù)余額的數(shù)值發(fā)生閃爍和變色。定義過程如下：雙擊“選擇”按鈕，來到“動畫連接”畫面，在“顏色相關(guān)動作”中選擇“閃爍”項(xiàng)，分別定義屬性和頻率，在變量選擇中選擇相應(yīng)的指示燈變量。以01商品的選擇指示燈為例，在變量選擇中選擇D01.PV=1，滿足條件時(shí)指示燈變色。 這樣就定義好了投幣狀態(tài)的上位機(jī)仿真變量，配合PLC程序可以實(shí)現(xiàn)投幣功能。 （3）購買狀態(tài)定義了投幣狀態(tài)，就可以購買商品了。當(dāng)選擇指示燈以后，按下它，在出貨口處出現(xiàn)我們要買的商品

37、。這樣定義“選擇”按鈕：雙擊“選擇”按鈕，來到“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”中的“左鍵動作”，在動作描述中如下定義：按下鼠標(biāo)時(shí)XZ01.PV=1；釋放鼠標(biāo)時(shí)，XZ01.PV=0。XZ01.PV與PLC程序中的R205相對應(yīng)，按下可以購買商品的選擇鍵，轉(zhuǎn)而執(zhí)行相應(yīng)的PLC程序，同時(shí)消費(fèi)顯示增加相應(yīng)的幣值，余額顯示減少相應(yīng)的幣值，此時(shí)還要在出貨口出現(xiàn)相應(yīng)的商品，這時(shí)用“顯示/隱藏”功能來定義在出貨口中出現(xiàn)相應(yīng)的商品。以01商品為例，雙擊出貨口處的小商品，來到“動畫連接”，選擇“顯示/隱藏”項(xiàng)，定義CX01.PV=1時(shí)顯示。 出貨口框架的隱藏/顯現(xiàn)是用程序來控制的。當(dāng)有一種商品出現(xiàn)在出貨口，就會

38、顯示框架；當(dāng)全部商品均消失后框架隱藏。程序如圖12所示。圖中R210是控制出貨口框架是否出現(xiàn)的繼電器。(4) 退幣狀態(tài)當(dāng)按下“退幣”按鈕時(shí)，PLC要進(jìn)行退幣運(yùn)算。所以按下“退幣”按鈕就要與PLC通信，執(zhí)行退幣計(jì)算。下面來定義退幣按鈕。雙擊“退幣”按鈕，出現(xiàn)“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”中的“左鍵動作”，動作描述為：按下鼠標(biāo)，poiwinJB=0;poiwinTB=1；Tenter.PV=1。釋放鼠標(biāo)，Tenter.PV=0;內(nèi)部變量poiwinJB=1是讓投幣框消失，poiwinTB=1是讓退幣框出現(xiàn)，Tenter.PV與圖12 出貨口框架的隱藏/顯現(xiàn)梯形圖PLC程序中的R20F對應(yīng)。退幣

39、框中要有5種硬幣，還要有表示硬幣個(gè)數(shù)的數(shù)字。由于計(jì)算中采用的算法使得退幣時(shí)按照幣值大小順序退幣，例如退5元，只退一個(gè)5元，而不退5個(gè)一元。定義表示硬幣個(gè)數(shù)的變量只用一位數(shù)即可。在退幣時(shí)，要退出的硬幣及個(gè)數(shù)顯示，而不退的硬幣隱藏。定義錢幣時(shí)（以10元為例），雙擊10元硬幣，出現(xiàn)動畫連接畫面，選擇“顯示/隱藏”項(xiàng)，在“可見性定義”對話框中作出的表達(dá)式為TB$100.PV=0.其他硬幣定義方法同上。定義錢幣個(gè)數(shù)：雙擊10元硬幣個(gè)數(shù)字符“a”,出現(xiàn)“動畫連接”畫面，選擇“數(shù)值輸出”中的“模擬”項(xiàng)，作出表達(dá)試為TB$100.PV。同時(shí)錢幣個(gè)數(shù)也要定義是否隱藏，定義方法和定義錢幣相同。定義“確認(rèn)”鍵時(shí)，按

40、下“確認(rèn)”鍵，代表取走了所有硬幣，完成此次交易，因此退幣“確認(rèn)”的定義很重要。雙擊“確認(rèn)”鍵，出現(xiàn)“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”中的“左鍵動作”，在動作描述欄中定義如下：按下鼠標(biāo)poiwinTB=0; 功能：退幣框消失TuiBiok.PV=1; 功能：給PLC信號，閉合RO,完成數(shù)據(jù)的初始化Poiwindows=0; 功能：顯示屏顯示友好界面為了防止在未取走商品時(shí)退幣，按下“確認(rèn)”鍵又不能返回原始狀態(tài)。在描述過程中加入以下一段程序，強(qiáng)行拋掉已經(jīng)購買的商品。CX01.PV=0；CX02.PV=0；CX03.PV=0；CX04.PV=0；CX05.PV=0；CX06.PV=0；CX07.PV=

41、0；CX08.PV=0；釋放鼠標(biāo)時(shí)，TuiBiok.PV=0。只是一個(gè)微分信號，不能將RO永遠(yuǎn)置為1。還有一點(diǎn)要注意，“確認(rèn)”鍵也要有隱藏的時(shí)候，定義方法同錢幣。定義退幣框架：按下“退幣”按鈕后就會出現(xiàn)退幣框架。可以這樣定義：雙擊退幣框架，來到“動畫連接”畫面，選擇“顯示/隱藏”項(xiàng)，在“可見性定義”中定義poiwinTB=1時(shí)顯現(xiàn)即可。3.5 數(shù)據(jù)連接定義I/O設(shè)備數(shù)據(jù)庫是從I/O驅(qū)動程序中獲取過程數(shù)據(jù)的，而數(shù)據(jù)庫同時(shí)可以與多個(gè)I/O驅(qū)動程序進(jìn)行通信，一個(gè)I/O驅(qū)動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”項(xiàng)使其展開，在展開項(xiàng)目中選擇“PLC”

42、項(xiàng)雙擊使其展開后，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I/O設(shè)備“PLC001”的配置進(jìn)行修改，雙擊項(xiàng)目“PLC001”,會再次出現(xiàn)PLC001的“I/O設(shè)備定義”對話框。若要刪除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)在的問題是如何將已經(jīng)創(chuàng)建的多個(gè)數(shù)據(jù)庫點(diǎn)與PLC聯(lián)系起來，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)過程就是建立數(shù)據(jù)連接的過程。由于數(shù)據(jù)庫可以與

43、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，我們將數(shù)據(jù)列整理成如表6、表7所示。 表6 數(shù)字I/ONAMEDESC %IOLINK 點(diǎn)名 說明 I/O連接 1 CX01 01商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000008-2-0-0-8 2 CX02 02商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000009-2-0-0-9 3 CX03 03商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;20000010-2-0-0-10 4 CX04 04商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2

44、0000011-2-0-0-11 5 CX05 05商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;20000012-2-0-0-12 6 CX06 06商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;20000013-2-0-0-13 7 CX07 07商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;20000014-2-0-0-14 8 CX08 08商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;20000015-2-0-0-15 9 D01 01商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000000-2-0-0-0 10 D0202商品燈

45、亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000001-2-0-0-1 11 D0303商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000002-2-0-0-2 12 D0404商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000003-2-0-0-3 13 D0505商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000004-2-0-0-4 14 D0606商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000005-2-0-0-5 15 D0707商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000006-2-0-0-6

46、 16 D0808商品燈 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;2000007-2-0-0-7 17 Q01 取01商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002300-3-0-23-0 18 Q02 取02商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002301-3-0-23-1 19 Q03 取03商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002302-3-0-23-2 20 Q04 取04商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002303-3-0-23-3 21 Q05 取05商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002304-3-0-23-4 22 Q06 取06商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;3002305-3-0-23-5 23 Q07 取07商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;3002306-3-0-23-6 24 Q08 取08商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移;3002307-3-0-23-7 25 TENTER 退幣處理 PV=PLC001;序號,寄存器