自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PAGE畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題目：基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：所在系部：班級(jí)名稱：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：2011年12月PAGEI目錄摘要 I第1章自動(dòng)售貨機(jī)介紹 11.1歷史 11.2現(xiàn)狀 21.3前景 2第2章自動(dòng)售貨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 32.1箱體外觀 32.2商品樣品展示窗 32.3商品驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 32.4商品貯存部分 32.5錢幣識(shí)別系統(tǒng) 32.6PLC控制系統(tǒng) 3第3章易拉罐出罐機(jī)構(gòu)介紹 5第4章檢測系統(tǒng)原理分析 7第5章自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 9第6章控制系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 106.1三菱PLC介紹 106.2系統(tǒng)運(yùn)行流程圖 146.3I/O列表 156.4I/O接線圖 166.5程序設(shè)計(jì) 17參考文獻(xiàn) 22致謝 23PAGEI摘要本論文采用三菱FX2N系列PLC對自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先對自動(dòng)售貨機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡單介紹，然后根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求對自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)進(jìn)行分析，給出了自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路，并通過I/O列表、I/O接線圖、梯形圖等對其控制系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，控制程序經(jīng)上機(jī)調(diào)試檢驗(yàn)，其結(jié)果基本符合要求。關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī)；結(jié)構(gòu)；PLC；控制系統(tǒng)PAGE23第1章自動(dòng)售貨機(jī)介紹自動(dòng)售貨機(jī)是能根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨的機(jī)器，如圖1.1所示。自動(dòng)售貨機(jī)是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備，它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人力、方便交易。是一種全新的商業(yè)零售形式，又被稱為24小時(shí)營業(yè)的微型超市。能分為三種：飲料自動(dòng)售貨機(jī)、食品自動(dòng)售貨機(jī)、綜合自動(dòng)售貨機(jī)，如圖1.2所示為飲料自動(dòng)售貨機(jī)。

圖1.1自動(dòng)售貨機(jī)圖1.2飲料自動(dòng)售貨機(jī)1925年美國研制出售香煙的自動(dòng)售貨機(jī)，此后又出現(xiàn)了出售郵票、車票的各種現(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)?，F(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)和功能依出售的物品而異，主要有食品、飲料、香煙、郵票、車票、日用品等自動(dòng)售貨機(jī)。一般售貨機(jī)的錢幣裝置由投幣口、選別裝置、確認(rèn)錢幣真?zhèn)蔚臋z查裝置、計(jì)算金額的計(jì)算裝置和找錢裝置組成。錢幣裝置是售貨機(jī)的核心，其主要功能是確認(rèn)投入錢幣的真?zhèn)?，分選錢幣的種類，計(jì)算金額。指示裝置用以指示顧客所選商品的品種。貯藏售貨裝置保存商品，接收出售指示信號(hào)，把顧客選擇的商品送至付貨口。1.1歷史據(jù)說世界上最早的自動(dòng)售貨機(jī)出現(xiàn)在公元前3世紀(jì)，那是埃及神殿里的投幣式圣水出售機(jī)。17世紀(jì)，英國的小酒吧里設(shè)有了香煙的自動(dòng)售貨機(jī)。日本第一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)是1904年問世的“郵票明信片自動(dòng)出售機(jī)”，它是集郵票明信片的出售和郵筒投函為一體的機(jī)器。50年代，“噴水型果汁自動(dòng)售貨機(jī)”大受歡迎，果汁被注入在紙杯里出售。1967年，100日元單位以下的貨幣全部改為硬幣，從而促進(jìn)了自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。自動(dòng)售貨機(jī)是一種全新的商業(yè)零售形式，20世紀(jì)70年代自日本和歐美發(fā)展起來。它又被稱為24小時(shí)營業(yè)的微型超市。自動(dòng)售貨咖啡機(jī)是一種既可以出冷熱咖啡也可以同時(shí)出奶茶果汁飲料的咖啡飲料自動(dòng)售貨機(jī)，省時(shí)方便快捷，如圖1.3所示。圖1.3自動(dòng)售貨咖啡機(jī)1.2現(xiàn)狀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(dòng)銷售商品的機(jī)械。從供給的條件看，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)。1.3前景現(xiàn)在，自動(dòng)售貨機(jī)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(dòng)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。進(jìn)入21世紀(jì)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。第2章自動(dòng)售貨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成2.1箱體外觀正面上部為商品展示窗和價(jià)格標(biāo)簽;中部設(shè)投幣入口、退幣鈕和金額顯示窗；在價(jià)格標(biāo)簽附近設(shè)有選擇商品的按鍵，正面下部為退幣口和顧客取貨口。面向顧客的機(jī)具正面，是完成商品價(jià)格介紹、接受投幣、顯示金額、推出商品和退幣整個(gè)售出過程的表體部分。2.2商品樣品展示窗商品樣品展示窗由透明有機(jī)板窗、樣品展示架、商品價(jià)格標(biāo)簽、選購按鈕和照明燈組成，設(shè)在前門體內(nèi)部的可開啟樣品門，用來更換商品樣品和價(jià)格標(biāo)簽。展示窗相當(dāng)于商店櫥窗或者柜臺(tái)，以清晰明亮的商品展示和明碼標(biāo)價(jià)來招攬顧客。2.3商品驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)商品的包裝多種多樣，主要有箱、盒、罐、袋等，它們的提取機(jī)構(gòu)也各種各樣。商品在送出時(shí)可以采用“螺旋移動(dòng)”等動(dòng)作移到取貨口。2.4商品貯存部分由于商品的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是雙螺旋體出貨機(jī)構(gòu)，由此決定了該自動(dòng)售貨機(jī)的商品貯存方式，商品主要是擺放在雙螺旋體中，通過雙螺旋體的旋轉(zhuǎn)把商品推到出貨口。2.5錢幣識(shí)別系統(tǒng)錢幣識(shí)別系統(tǒng)由錢幣識(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)3部分組成。2.6PLC控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)是自動(dòng)售貨機(jī)在自動(dòng)銷售過程中，收到識(shí)幣信號(hào)后，自動(dòng)進(jìn)行累計(jì)、外部金額顯示、顧客按鍵后自動(dòng)推出商品和發(fā)出退幣找零等信號(hào)的電控系統(tǒng)。同時(shí)，該系統(tǒng)還具備預(yù)設(shè)價(jià)格、售出累計(jì)、驅(qū)動(dòng)檢測和故障自檢等功能，是“售貨機(jī)器人”的“大腦”。第3章易拉罐出罐機(jī)構(gòu)介紹自動(dòng)售貨機(jī)中易拉罐出罐機(jī)構(gòu)主要有以下幾種方式：1、彈簧推動(dòng)方式：此種方式特點(diǎn)是易拉罐置于螺旋式彈簧上，彈簧一端連接電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，彈簧推出一罐易拉罐。這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡單，但是每根彈簧能帶動(dòng)的罐體數(shù)量有限，因此機(jī)器內(nèi)貨道數(shù)多，電機(jī)的功率增大，成本高，并且處于高層的易拉罐下落時(shí)容易破，而且會(huì)砸傷機(jī)器。2、轉(zhuǎn)盤方式：其結(jié)構(gòu)是在大圓盤圓周邊開有小槽，易拉罐置于槽內(nèi)，電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)易拉罐沿圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)易拉罐運(yùn)動(dòng)到指定位置時(shí)便下落出貨。這種結(jié)構(gòu)主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)盤內(nèi)圈大量空間浪費(fèi)，機(jī)器裝罐量低，另外高層罐體下落易破且易砸傷機(jī)器。3、電磁鐵吸合方式：這種結(jié)構(gòu)利用三角形原理，三角形的a邊長度可以伸縮，b邊和c邊長度固定。電磁鐵裝在a邊上，當(dāng)它吸合時(shí)，推動(dòng)a邊伸長，而用于支撐易拉罐的b邊和c邊的交點(diǎn)高度就會(huì)陽氏，易拉罐便可落下出罐當(dāng)電磁鐵離合時(shí)，a邊縮短，b邊和c邊的交點(diǎn)又升高，支撐阻擋住其余易拉罐不下落。4、曲柄連桿傳動(dòng)方式：這種方式是電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄，曲柄帶動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)搖臂,搖臂用于阻罐和出罐。這種方式工作可靠，可根據(jù)具體結(jié)構(gòu)的不同，機(jī)器的裝罐數(shù)量也不同。這種結(jié)構(gòu)對電磁鐵的控制要精確，否則影響出罐質(zhì)量，并且只適合垂直排貨的貨道，貨道內(nèi)裝罐量不能太多。5、凸輪傳動(dòng)方式：這種方式與曲柄連桿傳動(dòng)方式有些類似，它是用凸輪代替曲柄和連桿。該方式必須采用雙層凸輪或多層凸輪，每層分別控制出罐或阻罐等動(dòng)作。這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。但是它的優(yōu)點(diǎn)是既可以出易拉罐，又可以出現(xiàn)PET塑料長軟罐。因此，在有些大型的售貨機(jī)中得以應(yīng)用。6、硬幣器傳動(dòng)方式：這種方式不需要接電源，也不需要電機(jī)來傳動(dòng)。其結(jié)構(gòu)是機(jī)器上的硬幣器旋轉(zhuǎn)把手連接著機(jī)器內(nèi)的轉(zhuǎn)軸，硬幣投人后，通過旋轉(zhuǎn)硬幣器把手來帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸出罐。這種方式只適用于出售少品種或單品種的小型自動(dòng)售貨機(jī)上，一般用于室內(nèi)的小型售貨機(jī)上。本出罐機(jī)構(gòu)主要由前側(cè)板、后側(cè)板、扭力彈簧、三根固定軸、旋轉(zhuǎn)卡片、電機(jī)、曲柄、傳感器、連桿和搖臂組成。如圖3.1所示。圖3.1出罐機(jī)構(gòu)出罐機(jī)構(gòu)動(dòng)作主要是通過電機(jī)7帶動(dòng)與之緊配合的曲柄8轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使與曲柄短軸連接的連桿11作來回往返運(yùn)動(dòng)，連桿11的來回運(yùn)動(dòng)通過搖臂凸軸12傳遞到搖臂15作前后擺動(dòng)，電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)一周，搖臂15前后各擺動(dòng)一次，即出罐一次，同時(shí)傳感器9動(dòng)作一次，出罐機(jī)構(gòu)就完成一個(gè)動(dòng)作過程。出罐機(jī)構(gòu)的整個(gè)工作過程是：初始時(shí)搖臂15上的阻貨工作面16是處于擋住來罐位置如圖3.2a所示，當(dāng)接受到出罐信號(hào)時(shí)電機(jī)開始運(yùn)行，隨電機(jī)運(yùn)行至前半周時(shí)，使搖臂向承貨側(cè)擺動(dòng)，將最前面的第一個(gè)罐體盛人搖臂15上的承貨工作面內(nèi)17內(nèi)如圖3.2b所示電機(jī)繼續(xù)下半周運(yùn)行時(shí)，搖臂15上承貨工作面17盛著罐體向出貨側(cè)擺動(dòng)，此時(shí)搖臂15的阻貨工作面16則擋住后一個(gè)罐體如圖3.2c所示最后，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行到一周期時(shí)，搖臂擺動(dòng)到承貨工作面17將罐體可滾出作面位置如圖3.2d示，此時(shí)傳感器9開始動(dòng)作，電機(jī)停止，出貨完成。圖3.2出罐過程示意圖第4章檢測系統(tǒng)原理分析1、紙鈔識(shí)別原理1)紙鈔作為一種特殊的印刷品,用來印制它的紙張和油墨都具有特殊性，即在紫外光的照射下，普通印刷品表面都會(huì)發(fā)出熒光，而紙鈔表面則沒有熒光。紙鈔的識(shí)別過程首先通過檢測熒光的強(qiáng)弱，就可把紙鈔和普通印刷品區(qū)別開。2)根據(jù)不同紙鈔的基本顏色，如拾元紙鈔以藍(lán)色為主調(diào)的特點(diǎn)，選用特殊敏藍(lán)紫的光敏元件對顏色和幾處圖形進(jìn)行鑒別，把各種不同面額的紙鈔和有價(jià)證券區(qū)別開并自動(dòng)計(jì)數(shù)。3)用幾組紅外線對管，在紙鈔進(jìn)過程中檢測紙鈔的長寬尺寸和完整性。4)對大面額帶金屬線和特別熒光數(shù)字的特性再進(jìn)行檢驗(yàn)鑒定。上述方法基本保證了紙鈔真?zhèn)巫R(shí)別和自動(dòng)計(jì)數(shù)累計(jì)的功能。2、紙鈔識(shí)別分配機(jī)構(gòu)由機(jī)電傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和檢測元件組成。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙向微型電機(jī)和捻紙皮帶檢測元件有熒光檢測元件、光敏電阻和紅外線對管等。當(dāng)有紙鈔投入進(jìn)口時(shí)，入口處紅外線被遮擋,接收管發(fā)出信號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)，捻紙皮帶將紙鈔送進(jìn)識(shí)鈔器內(nèi)，在送進(jìn)過程中，各種檢測元件對紙鈔進(jìn)行全面檢測，如是真鈔則進(jìn)入內(nèi)部貯鈔箱如檢測不合結(jié)果，則微電機(jī)反轉(zhuǎn)，將投入鈔假鈔或異物退出。3、金屬硬幣的識(shí)別原理及貯退機(jī)構(gòu)分析1)金屬硬幣的識(shí)別原理我國目前發(fā)行的元、角和角硬幣的金屬原材料是為造幣而專門使用的特殊合金，因此在它通過投幣入口進(jìn)入由電感和電容組成的特定高頻振蕩線路所產(chǎn)生的磁場時(shí)，金屬材質(zhì)和體積的差異對電感量的影響大小也出現(xiàn)微弱差異，電感量的變化引起振蕩頻率的變化再通過檢測頻率的變化，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，完成對金屬硬幣的識(shí)別。2)硬幣的貯存和退幣機(jī)構(gòu)金屬硬幣識(shí)別器種類繁多，但貯幣退幣機(jī)構(gòu)基本上分為兩類一類是平面式貯幣電磁閥退幣另一類是圓筒式貯幣，步進(jìn)電機(jī)退幣。當(dāng)硬幣投人后經(jīng)過識(shí)別識(shí)出電信號(hào)后，偽幣和異物被排出，真幣按面值由幾組分布電磁閥分配到不同貯幣腔內(nèi)備用。當(dāng)收到退幣找零電信號(hào)后，通過退幣電磁閥或退幣電機(jī)拉桿，將貯幣腔內(nèi)下部硬幣依電信號(hào)程序退出,完成自動(dòng)售貨機(jī)的退幣找零功能四、自動(dòng)售貨過程的控制系統(tǒng)。3)售完檢測系統(tǒng)在自動(dòng)售貨機(jī)商品貯存道下方安裝有接觸行程開關(guān)，當(dāng)貯存道內(nèi)有商品時(shí)，壓下行程開關(guān)，售貨機(jī)正常工作當(dāng)商品出售完畢時(shí)，行程開關(guān)被釋放，向發(fā)出無貨信號(hào)，經(jīng)檢測通過串進(jìn)擴(kuò)展接口向相應(yīng)的售完指示燈發(fā)出信號(hào)，使機(jī)身外部“售完”指示燈亮，此種商品自動(dòng)停售，即使投幣累計(jì)金額達(dá)到該道商品預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值，可售按鈕仍然無啟動(dòng)信號(hào)，金額累計(jì)存貯器也不清零。4、錢幣識(shí)別系統(tǒng)工作原理此套系統(tǒng)采用根據(jù)硬幣材料進(jìn)行檢測的方式，如圖4.1所示，纏繞一個(gè)扁平線圈作為傳感頭，當(dāng)線圈中通以正弦交變電流I1時(shí)，線圈的周圍空間就產(chǎn)生了正弦交變磁場H1，當(dāng)導(dǎo)體(硬幣)在磁場中通過時(shí)，交變磁場便會(huì)在金屬表面上激起電渦流I2，此渦流也產(chǎn)生交變磁場H2，H2的方向與H1的方向相反，從而削弱線圈產(chǎn)生的磁場，引起線圈有關(guān)電參數(shù)的改變。金屬導(dǎo)體(硬幣)材料的導(dǎo)電性能和導(dǎo)體在線圈中的位置將直接影響這個(gè)改變的大小。將線圈阻抗Z作為函數(shù)，可導(dǎo)出以下關(guān)系式(4.1)：z=f(ρ,μ,x,ω)………4.1式中ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率μ——磁導(dǎo)率x——線圈與金屬導(dǎo)體的距離ω——線圈激勵(lì)電流的角頻率圖4.1作用原理（1.硬幣2.線圈）第5章自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)在本控制系統(tǒng)中，自動(dòng)售貨機(jī)可識(shí)別1元、5角、1角硬幣；自動(dòng)售貨機(jī)可退幣1元、5角、1角硬幣。其控制原理是:首先由顧客按下商品選擇開關(guān),然后顧客投入錢幣，經(jīng)錢幣識(shí)別傳感器后將信號(hào)送給PLC，由用戶編寫的PLC程序運(yùn)行可以識(shí)別出錢幣的真?zhèn)我约皫胖?，并顯示投入錢幣的數(shù)值，并同時(shí)與商品的價(jià)格比較。當(dāng)投入的錢幣滿足某商品的購買價(jià)格后，則可以購買該商品的指示燈亮，PLC通過計(jì)算還可以顯示出消費(fèi)數(shù)值和余額數(shù)值，商品驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)收到控制信號(hào)后即出貨電磁閥動(dòng)作，送出商品，若有余額，則退幣電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，可以退出余額數(shù)值的相應(yīng)幣值，同時(shí)完成內(nèi)部清零過程。這樣就完成一次商品提貨過程。其控制系統(tǒng)的硬件組成示意圖見圖5.1。汽水選擇開關(guān)汽水選擇開關(guān)咖啡選擇開關(guān)錢幣識(shí)別傳感器PLCFX2N-48R剩幣識(shí)別傳感器退幣識(shí)別傳感器汽水指示燈咖啡指示燈退幣指示燈出貨指示燈退幣電動(dòng)機(jī)出貨電磁閥圖5.1系統(tǒng)硬件組成框圖第6章控制系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)6.1三菱PLC介紹1.PLC基本組成PLC基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口（縮寫為I/O，包括輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口等）、外部設(shè)備編程器及電源模塊組成，見圖6.1。PLC內(nèi)部各組成單元之間通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，外部則根據(jù)實(shí)際控制對象配置相應(yīng)設(shè)備與控制裝置構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。2.FX系列PLC型號(hào)FX系列PLC是由三菱公司近年來推出的高性能小型可編程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC產(chǎn)品。其中FX2是1991年推出的產(chǎn)品，F(xiàn)X0是在FX2之后推出的超小型PLC，近幾年來又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機(jī)殼內(nèi)的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價(jià)格比，應(yīng)用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)。FX系列PLC型號(hào)的含義如下：FXFX系列名稱輸入輸出總點(diǎn)數(shù)特殊品種輸出方式單元類型圖6.2FX2N系列型號(hào)名稱其中系列名稱：如0、2、0S、1S、ON、1N、2N、2NC等單元類型：M──基本單元

E──輸入輸出混合擴(kuò)展單元Ex──擴(kuò)展輸入模塊

EY──擴(kuò)展輸出模塊輸出方式：R──繼電器輸出S──晶閘管輸出T──晶體管輸出特殊品種：D──DC電源，DC輸出A1──AC電源，AC（AC100～120V）輸入或AC輸出模塊H──大電流輸出擴(kuò)塊V──立式端子排的擴(kuò)展模塊圖6.1PLC的基本組成3.FX2N系列PLC內(nèi)部資源1)輸入繼電器(X)PLC輸入接口的一個(gè)接線點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)輸入繼電器。輸入繼電器室接受外部信號(hào)的窗口，在梯形圖和指令表都不能看到和使用輸入繼電器的線圈，只能看到和使用其常開或常閉觸點(diǎn)，在程序中用X表示。2)輸出繼電器(Y)PLC輸出接口的一個(gè)接線點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)輸出繼電器，用Y表示。輸出繼電器是唯一具有外部觸點(diǎn)的繼電器。輸出繼電器可以通過外部接點(diǎn)接通該輸出口上連接的負(fù)載或執(zhí)行元件。輸出繼電器的內(nèi)部常開常閉觸點(diǎn)可以作為其他元件的工作條件，并可以無限制地使用。3)內(nèi)部繼電器(M)內(nèi)部繼電器是編寫程序過程中的輔助元件，用M表示。這類元件的線圈與輸出繼電器的線圈一樣，由PLC內(nèi)的各種編程元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，在程序中，內(nèi)部繼電器的常開和常閉觸點(diǎn)可無限使用，但是不能直接連接外部負(fù)載。內(nèi)部繼電器可以分為一般用途、停電保持用和特殊用途三類。一般用途的內(nèi)部繼電器也就是我們常說的通用型內(nèi)部繼電器，它用于邏輯運(yùn)算的中間狀態(tài)存儲(chǔ)及信號(hào)類型的變換。停電保持用的內(nèi)部繼電器具有停電保持的功能，它利用PLC內(nèi)裝的備用電池或EEPROM進(jìn)行停電保持，當(dāng)停電后重新運(yùn)行時(shí)，能重現(xiàn)停電前的狀態(tài)。特殊用途的內(nèi)部繼電器是指具有特定功能的內(nèi)部繼電器，根據(jù)使用方式可以分為只讀和可讀寫可驅(qū)動(dòng)線圈型特殊內(nèi)部繼電器兩類。前者為狀態(tài)標(biāo)志或?qū)Ｓ每刂圃?，如M8000，運(yùn)行監(jiān)控；M8002，初始脈沖；后者在用戶驅(qū)動(dòng)線圈后，如M8030，是電池LED燈熄滅；M8033，PLC停止時(shí)輸出保持。4)定時(shí)器（T）定時(shí)器是定時(shí)指令的基本編程元件，它相當(dāng)于繼電器控制電路中時(shí)間繼電器，它由一個(gè)設(shè)置值寄存器(字)、一個(gè)當(dāng)前值寄存器(字)和無數(shù)個(gè)觸點(diǎn)(位)組成。在編寫過程中，常用常數(shù)K或數(shù)據(jù)寄存器(D)的內(nèi)容作為設(shè)置值。在PLC內(nèi)部，常用的定時(shí)單位有1ms、10ms、100ms三種，此三種定時(shí)器的具體分配根據(jù)PLC型號(hào)不同有所區(qū)別。當(dāng)定時(shí)器的線圈被驅(qū)動(dòng)時(shí)，定時(shí)器以增計(jì)數(shù)方式對PLC內(nèi)的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累計(jì)時(shí)，若當(dāng)前值寄存器內(nèi)的累積值和設(shè)置值寄存器中設(shè)置的值相等，則定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作；當(dāng)定時(shí)器線圈失電時(shí)，其觸點(diǎn)斷開。在常用的定時(shí)器中，定時(shí)值不可以累積。在FX系列PLC中，還有一種定時(shí)值可以累積的定時(shí)器，其特點(diǎn)是當(dāng)執(zhí)行條件滿足的時(shí)間達(dá)不到定時(shí)器設(shè)置值時(shí)段開，當(dāng)前定時(shí)器可以保留。5)數(shù)據(jù)寄存器(D)數(shù)據(jù)寄存器是用來存儲(chǔ)數(shù)值數(shù)據(jù)的編程元件，用D表示。6)常數(shù)K常數(shù)是程序進(jìn)行數(shù)值處理時(shí)必不可少的編程元件，用K表示。K表示十進(jìn)制整數(shù)，可用于指定定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的設(shè)定值或應(yīng)用指令操作數(shù)中的數(shù)值。4.常用基本指令及功能指令簡介1）LD：邏輯運(yùn)算開始與左母線連接的常開觸點(diǎn)。2）LDI：邏輯運(yùn)算開始與左母線連接的常閉觸點(diǎn)。3)AND：串聯(lián)連接常開觸點(diǎn)。4)ANI：串聯(lián)連接常閉觸點(diǎn)。5)OR：并聯(lián)連接常開觸點(diǎn)。6)ORI：并聯(lián)連接常開觸點(diǎn)。MPSMPSMRDMRDMPPMPP7)MPS：連接點(diǎn)數(shù)據(jù)入棧8)MRD：從堆棧讀出連接點(diǎn)9)MPP：從堆棧讀出數(shù)據(jù)并復(fù)位10)比較指令：CMPDS1S2DS1S2CMPK200C21M0M0M0K200=C21當(dāng)前值，M1=ONK200<C21當(dāng)前值，M2=ONK200>C21當(dāng)前值，M0=ONM2M1K200=C21當(dāng)前值，M1=ONK200<C21當(dāng)前值，M2=ONK200>C21當(dāng)前值，M0=ONM2M112)二進(jìn)制加法：S1+S2 DADDS1S2D11)區(qū)間比較指令：ZCPDX0SS1S2DX0SS1S2ZCPK10K12C1M0M0M0C1<10,M0=1Y0=1Y0M2C1<10,M0=1Y0=1Y0M210≤C1≤10≤C1≤10,M1=1Y1=1M1Y1C1>12,M2=1C1>12,M2=1Y2=1Y2Y212)DIVD0D2D5DS2S1DS2S1DIV為除法指令，該指令是將指定的的源數(shù)據(jù)中的二進(jìn)制數(shù)相除，S1為被除數(shù)，S2為除數(shù)，運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)于D中，余數(shù)送到D下一目標(biāo)元件中。6.2系統(tǒng)運(yùn)行流程圖該自動(dòng)售貨機(jī)可以銷售汽水與咖啡兩種飲料，可識(shí)別1角、5角、1元，當(dāng)投幣數(shù)為1.9~2.9元時(shí)，可供選擇的汽水對應(yīng)的指示燈亮起，投幣數(shù)大于3元時(shí)，可選擇汽水或者咖啡，選擇飲料后選擇是否退幣，當(dāng)飲料或者投幣不足時(shí)，可以選擇退回投幣。投幣計(jì)數(shù)投幣計(jì)數(shù)是否正確退回投幣N累加幣價(jià)Y比較幣價(jià)錢幣不足選擇飲料≤19≥30汽水選擇＞19＜29減去汽水用幣是否退幣N咖啡選擇咖啡汽水減去咖啡用幣退幣計(jì)數(shù)Y是否超時(shí)N退回投幣結(jié)束錢幣不足飲料不足收回錢幣打出回條Y圖6.3自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行流程圖6.3I/O列表表6-1輸入/輸出列表輸入輸出X01角錢輸入Y0投幣不足指示X15角錢輸入Y1汽水選擇燈X21元輸入Y2咖啡選擇燈X3汽水選擇Y3汽水電機(jī)控制X4咖啡選擇Y4汽水電磁閥控制X51元退幣感應(yīng)器Y5咖啡電機(jī)控制X65角退幣感應(yīng)器Y6咖啡電磁閥控制X71角退幣感應(yīng)器Y7無幣報(bào)警控制X10退幣控制按鈕Y10系統(tǒng)損壞控制X11汽水液量感應(yīng)器Y11沒有汽水控制X12咖啡液量感應(yīng)器Y12沒有咖啡控制X131元剩幣感應(yīng)器Y131元傳動(dòng)電機(jī)控制X145角剩幣感應(yīng)器Y145角傳動(dòng)電機(jī)控制X151角剩幣感應(yīng)器Y151角傳動(dòng)電機(jī)控制X16啟動(dòng)Y16自動(dòng)加幣電機(jī)X17急停6.4I/O接線圖自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)主要包括：計(jì)幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應(yīng)系統(tǒng)、退幣系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)。本售貨機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)除報(bào)警系統(tǒng)外，其余系統(tǒng)都采用運(yùn)行監(jiān)控狀態(tài)。PLC輸入、輸出接線圖如圖6.4所示。X0X0X1X2X5X4X3X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17COMY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16COMPLC1角錢輸入5角錢輸入1元錢輸入汽水選擇咖啡選擇1元退幣感應(yīng)器5角退幣感應(yīng)器1角退幣感應(yīng)器汽水液量感應(yīng)器咖啡液量感應(yīng)器1元剩幣感應(yīng)器5角剩幣感應(yīng)器1角剩幣感應(yīng)器啟動(dòng)急停投幣不足指示汽水選擇燈咖啡選擇燈汽水電機(jī)控制汽水電磁閥控制咖啡電機(jī)控制咖啡電磁閥控制無幣報(bào)警控制系統(tǒng)損壞控制沒有汽水報(bào)警沒有咖啡報(bào)警1元傳動(dòng)電機(jī)控制5角傳動(dòng)電機(jī)控制1角傳動(dòng)控制控制自動(dòng)加幣電機(jī)退幣按鈕圖6.4I/O接線圖6.5程序設(shè)計(jì)1)計(jì)幣系統(tǒng)當(dāng)有顧客購買飲料時(shí)，投入錢幣的個(gè)數(shù)經(jīng)過感應(yīng)器記憶并傳送到檢測系統(tǒng)(即電子天平)和計(jì)幣系統(tǒng)。當(dāng)電子天平檢測的重量小于誤差時(shí)，允許計(jì)幣系統(tǒng)疊加錢幣并將結(jié)果數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)寄存器D2中。否則系統(tǒng)認(rèn)為是假幣并退出系統(tǒng)，等待下一位顧客。PLC編程梯形圖如圖6.5所示。圖6.5計(jì)幣系統(tǒng)梯形圖計(jì)幣系統(tǒng)指令程序如下：2)比較系統(tǒng)投幣完成后，系統(tǒng)會(huì)將D2內(nèi)錢幣數(shù)據(jù)和可以購買的飲料價(jià)格進(jìn)行區(qū)間比較：若投幣<2元，則指示燈Y0亮，顯示投幣不足，此時(shí)可以繼續(xù)投幣或退幣；若2元≤投幣≤3元，則汽水選擇指示燈長亮，此時(shí)可以選擇汽水或退幣；若投幣≥3元，則汽水和咖啡選擇指示燈同時(shí)長亮，此時(shí)可以選擇汽水、咖啡或退幣。PLC編程梯形圖如圖6.6所示。圖6.6比較系統(tǒng)梯形圖比較系統(tǒng)指令程序如下：3)選擇系統(tǒng)比較完成后，按下指示燈長亮的選擇按鈕，相應(yīng)的選擇指示燈由長亮轉(zhuǎn)為以1s為周期的閃爍直至飲料供應(yīng)完畢后閃爍停止。PLC編程梯形圖如圖6.7所示。圖6.7選擇系統(tǒng)梯形圖選擇系統(tǒng)指令程序如下：4)飲料供應(yīng)系統(tǒng)按下選擇按鈕時(shí)，相應(yīng)的電磁閥(Y4或Y6)~D電動(dòng)機(jī)(Y3或Y5)同時(shí)起動(dòng)，飲料輸出的同時(shí)減去相應(yīng)的購買幣數(shù)。當(dāng)飲料輸出達(dá)到8s時(shí)，電磁閥首先關(guān)斷，小電動(dòng)機(jī)繼續(xù)工作0.5s后停機(jī)。小電動(dòng)機(jī)的作用是加快飲料輸出和電磁閥的關(guān)斷。PLC編程梯形圖如圖6.8所示。圖6.8飲料供應(yīng)系統(tǒng)梯形圖飲料供應(yīng)系統(tǒng)指令程序如下：5)退幣系統(tǒng)系統(tǒng)可在顧客購?fù)觑嬃虾笸嘶赜鄮?。按下退幣按鈕后，數(shù)據(jù)寄數(shù)器D2內(nèi)的幣數(shù)除以10，商的整數(shù)部分是需要退回1元的個(gè)數(shù)并儲(chǔ)存在D11中；D11的數(shù)據(jù)除以5，商的整數(shù)部分是需要退回的5角錢的個(gè)數(shù)，并儲(chǔ)存在D12中，依此類推。選擇退幣的同時(shí)起動(dòng)3個(gè)退幣電動(dòng)機(jī)。3個(gè)感應(yīng)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)感應(yīng)器記幣的個(gè)數(shù)等于數(shù)據(jù)寄存器退回的幣數(shù)時(shí)，退