自動售貨機plc控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　自動售貨機PLC控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　學(xué)院 電氣工程學(xué)院</b></p><p>　　專業(yè) 電氣工程及其自動化</p><p>　　班級 電氣04-1班</p><p><b>

2、　　學(xué)生： </b></p><p>　　指導(dǎo)教師（職稱） （副教授）</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文介紹了自動售貨機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中的作用。程序涉及到了自動售貨機

3、工作的絕大部分過程。利用PLC控制的自動售貨機提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動售貨機能夠長期穩(wěn)定運行。</p><p>　　關(guān)鍵詞 自動售貨機；可編程序控制器；梯形圖</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The digest this text has introduced the basic princip

4、le and workflow of the dispenser , then take transaction course as an example , divide the trade course into several procedure ones, then carry on programming to the procedure one separately. It has stated the role in di

5、spenser of the controller of can programme ing that concrete. The procedure has involved most course that the dispenser worked. The dispenser utilizing PLC to control has improved systematic stability, it can be steady i

6、n a lon</p><p>　　Keywords dispenser ;vending machine ; Ladder-shaped picture </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII<

7、/p><p><b>　　目錄I</b></p><p><b>　　第一章 前言1</b></p><p>　　第二章 自動售貨機介紹3</p><p>　　2.1自動售貨機功能分析3</p><p>　　2.1.1 自動售貨機的基本功能3</p>

8、<p>　　2.2 PLC的選型原則4</p><p>　　2.3 PLC的概述5</p><p>　　2.3.1 PLC的產(chǎn)生5</p><p>　　2.3.2 PLC的定義6</p><p>　　2.3.3 PLC的發(fā)展趨勢6</p><p>　　2.3.4 PLC的特點7</p>

9、<p>　　2.3.5 PLC的主要功能9</p><p>　　2.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理10</p><p>　　2.4.1 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)10</p><p>　　2.4.2 PLC各部分的作用11</p><p>　　2.5 三菱可變成序控制器產(chǎn)品—FX2n系列介紹13</p><

10、p>　　第三章 PLC系統(tǒng)設(shè)計15</p><p>　　3.1 可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則15</p><p>　　3.1.1 控制系統(tǒng)設(shè)計原則15</p><p>　　3.1.2 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容15</p><p>　　3.1.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟及內(nèi)容16</p><p>

11、;　　3.1.4 程序設(shè)計的步驟16</p><p>　　3.1.5 編寫梯形圖的注意事項18</p><p>　　第四章 自動售貨機PLC程序設(shè)計19</p><p>　　4.1自動售貨機的設(shè)計過程分析19</p><p>　　4.1.1試驗狀態(tài)假設(shè)19</p><p>　　4.1.2一次交易過程分析1

12、9</p><p>　　4.2 分步程序設(shè)計19</p><p>　　4.2.1 PLC程序設(shè)計19</p><p>　　4.2.2設(shè)計24</p><p>　　第五章 控制系統(tǒng)分析與特點29</p><p>　　5.1控制系統(tǒng)的性能分析29</p><p>　　5.2控制系統(tǒng)的設(shè)計

13、特點31</p><p>　　第六章 結(jié)束語32</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><p><b>　　第一章 前言</b></p><p>　　從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看

14、，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)、大量消費以及消費模式和銷售環(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，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應(yīng)運而生了。</p><p>　　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械，從狹義來講就是自動銷售商品的機械。從

15、供給的條件看，自動售貨機可以充分補充人力資源的不足，適應(yīng)消費環(huán)境和消費模式的變化，24小時無人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運營時需要的資本少、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用上升的問題等各項優(yōu)點。</p><p>　　據(jù)說自動售貨機最早出現(xiàn)在二十世紀(jì)五、六十年代的西歐，英國是較早實行自動售貨機售貨的國家之一。1942年，在食品銷售中首先推廣了自動售貨的銷售方式。1950年。英國食品雜貨行有

16、500家采用自動售貨機售貨。1969年，采用自動售貨機售貨的商家增加到23000家，銷售的商品擴展到文化用品、唱片、香煙、食品等多個方面。進(jìn)入70年代后，約有40多萬家香煙、飲料店采用自動售貨機。1980年英國有50余萬臺自動售貨機，年銷售額達(dá)8.81億英鎊。70年代后，日本、美歐等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)自動售貨機迅猛的發(fā)展，短短30年，發(fā)達(dá)國家自動售貨機產(chǎn)業(yè)已發(fā)展到相當(dāng)大規(guī)模。自動售貨機被廣泛地布放于車站、油站、碼頭、機場、賓館、寫字樓、娛樂

17、場所及大街小巷和公路旁，人們通過自動售貨機可以買到食品、香煙、飲料、報紙、票、卡甚至鮮花和小寵物等物品。自動售貨機實現(xiàn)了商品需求化、性能多樣化的發(fā)展，又原來只能出售有限商品品種，轉(zhuǎn)變?yōu)槔^百貨公司、超級市場、便民店之后，以消費者與售貨機“一對一”自動售貨的無店鋪銷售業(yè)態(tài)。</p><p>　　現(xiàn)在，自動售貨機產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實現(xiàn)合理化。例如實行聯(lián)機方式，通過電話線路將自動售貨機內(nèi)的庫存信息及時地傳送各營業(yè)

18、點的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補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成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費高峰時，這種機型的自動售貨機即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動售貨機相比，它能夠節(jié)約10－15％的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時，自動售貨機也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展?！　∫蚪?jīng)濟(jì)復(fù)蘇緩慢，社會對擴大就業(yè)與工作場所提供茶點飲料的福利事業(yè)更

19、為關(guān)注。自動售貨機不僅保障了愜意的工休時間，也是最廉價、提高職工工作效率最有效的手段。特別是在24小時無休工作狀態(tài)中的辦公場所，使用獨具魅力的迷你型飲料沖飲機，解決了不間斷提供咖啡飲品服務(wù)的問題，這種服務(wù)加速了自動售貨機與咖啡飲品服務(wù)的融合。1999年的全美自動售貨機協(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。          

20、;日本是自動售貨機的天堂。除雞蛋、米飯之外，報紙、雜志、一次性相機、干電池、磁帶、刮胡</p><p>　　韓國大約有78萬臺自動售貨機，是除了日本、美國、英國之外自動售貨機使用數(shù)量最多的國家。從不同的種類來看，咖啡茶的自動售貨機約占全部售貨機的40%以上；另外，還有冰飲料自動售貨機、聽裝飲料自動售貨機、辦公咖啡自動售貨機和照片膠粘標(biāo)簽自動售貨機、票類自動售貨機、手機充電自動售貨機、成人用品自動售貨機、生活用品自

21、動售貨機、煙、方便面自動售貨機等多種。主要的設(shè)置場所包括學(xué)校、樓房、公共機關(guān)、地鐵等，公共汽車站、公園、體育場、展示場、工廠等。運營自動售貨機產(chǎn)業(yè)的公司在全國大約有800余個，而銷售自動售貨機原料、商品流通、機械銷售的公司大約達(dá)到了1150個。</p><p>　　第二章 自動售貨機介紹</p><p>　　2.1自動售貨機功能分析</p><p>　　這部分闡述

22、了自動售貨機的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程，并介紹了自動售貨機運行系統(tǒng)種所包括的人工操作步驟。</p><p>　　2.1.1 自動售貨機的基本功能</p><p>　　在實際生活中，我們見到的售貨機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。售貨機的基本功能就是對投入的貨幣進(jìn)行運算，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

23、一個簡單的例子來說明，例如：售貨機中有8中商品，其中01號商品（代表第一種商品）價格為2.60元，02商品為3.50元，其余類推?，F(xiàn)投入1個1元硬幣，當(dāng)投入的貨幣超過01商品的價格時，01商品的選擇按鈕處應(yīng)有變化，</p><p>　　提示可以購買，其他商品同比。當(dāng)按</p><p>　　下選擇01商品的價格時，售貨機進(jìn)行</p><p>　　減法運算，從投入的貨幣

24、總值中減去</p><p>　　01商品的價格同時啟動相應(yīng)的電機，</p><p>　　提取01號商品到出貨口。此時售貨機</p><p>　　繼續(xù)進(jìn)行等待外部命令，如繼續(xù)交易，</p><p>　　則同上，如果此時不再購買而按下退幣</p><p>　　按鈕，售貨機則要進(jìn)行退幣操作，退回</p><

25、;p>　　相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此</p><p>　　次交易。由此看來，售貨機一次交易要</p><p>　　涉及加法運算、減法運算以及在退幣時</p><p>　　的除法運算，這是它的內(nèi)部功能。還要</p><p>　　有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現(xiàn)完</p><p>　　整的售貨、退幣功能。自動

26、售貨機的工</p><p>　　作流程圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 自動售貨機工作流程圖</p><p>　　2.2 PLC的選型原則</p><p>　　當(dāng)某一個控制任務(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)。</p><p&

27、gt;　　對第一個問題，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?？刂葡到y(tǒng)輸出點的類型非常關(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的輸出點數(shù)有可能大于實際電數(shù)。因為PLC的輸出點一般是幾個一組共用一個公共端，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)

28、載只能使用其他的輸出端了。這樣有可能造成輸出點浪費，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。一般情況下繼電器輸出的PLC使用最多，但對于要求高速輸出的情況，就要使用無觸點的晶體管輸出的PLC了。</p><p>　　對第二個問題，則有以下幾個方面要考慮：</p><p><b>　　1．規(guī)模要適合</b></p>

29、<p>　　輸入、輸出點數(shù)以及軟件對PLC功能及指令的要求是選擇PLC機型規(guī)模大小的重要依據(jù)。首先要確保有足夠的輸入、輸出點數(shù)，并留有一點的余地（要有10%的備用量）。如果只是為了實現(xiàn)單機自動化，或機電一體化產(chǎn)品，可選用小型PLC。如果控制系統(tǒng)較大，輸入、輸出點數(shù)較多，被控設(shè)備較分散，可以選用中型或大型PLC。</p><p>　　還應(yīng)確定擁護(hù)程序存儲器的容量。一般粗略的估計方法是：（輸入+輸出）

30、15;（10~12）=指令步數(shù)。特別要注意因控制較復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理量較大，可能出現(xiàn)存儲量不夠的問題。</p><p>　　2．功能要相當(dāng)，結(jié)構(gòu)要合理</p><p>　　對于以開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)，一般的低檔機就能滿足要求。</p><p>　　對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，應(yīng)選用帶A/D、D/A轉(zhuǎn)換，加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機。</p>

31、;<p>　　對于控制比較復(fù)雜，控制性能要求較高的系統(tǒng)，例如要求實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可視控制規(guī)模及復(fù)雜的程度，選用中檔或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。</p><p>　　對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱龊希x用整體式結(jié)構(gòu)PLC。其他情況則選用模塊式結(jié)構(gòu)PLC。</p><p>

32、　　3．輸入、輸出功能及負(fù)載能力的選擇</p><p>　　選擇哪一種功能的輸入、輸出形式或模塊，取決于控制系統(tǒng)中輸入和輸出信號的種類、參數(shù)要求和技術(shù)要求，選用具有相應(yīng)功能的模塊。為了提高抗干擾能力，輸入、輸出均應(yīng)選用具有光電隔離的模塊。對于輸出形式，分為無觸點和有觸點兩種形式。無觸點輸出大多使用大功率三級管（直流輸出）或雙向可控硅（交流輸出）電路，其優(yōu)點是可靠性高、響應(yīng)速度快、壽命長，缺點是價格高、過載能力差。

33、有觸點輸出是使用繼電器觸點輸出，其優(yōu)點是使用電壓范圍寬、導(dǎo)通壓降損失小、價格便宜，缺點是壽命短、響應(yīng)速度慢。</p><p>　　此外，還應(yīng)考慮輸入、輸出的負(fù)載能力，要注意承受的電壓值和電流值。應(yīng)該指出的是，輸出電流和導(dǎo)通負(fù)載電流值是不同概念。輸出電流值是指美意個輸出點的驅(qū)動能力。導(dǎo)通負(fù)載電流值是指整個輸出模塊驅(qū)動負(fù)載是所允許的最大電流值，即整個輸出模塊的滿負(fù)荷能力。</p><p>&l

34、t;b>　　4．使用環(huán)境條件</b></p><p>　　在選擇PLC時，要考慮使用現(xiàn)場的環(huán)境條件是否符合他的規(guī)定。一般考慮的環(huán)境條件有：環(huán)境溫度、相對濕度、電源允許波動范圍和抗干擾等指標(biāo)。</p><p>　　2.3 PLC的概述</p><p>　　2.3.1 PLC的產(chǎn)生</p><p>　　20世紀(jì)20年代起，人們把

35、各種繼電器。定時器。接觸器及其觸點按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機械，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)簡單。容易掌握。價格便宜，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：設(shè)備體積大，可靠性差，動作速度慢，功能少，難與實現(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，原有的接線和控制盤就要更

36、換，所以通用性和靈活性較差.</p><p>　　20世紀(jì)60年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對整個開展系統(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)白熱化的市場競爭要求，1968年美國通用汽車公司公開向社會招標(biāo)，對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是：</p><p>　　編程方便，可現(xiàn)場修改程序

37、</p><p>　　維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)</p><p>　　可靠性高于繼電器控制裝置</p><p>　　體積小于繼電器控制盤</p><p>　　數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機</p><p>　　成本可與繼電器控制盤競爭</p><p>　　輸入可以是交流150V以上</p>

38、<p>　　輸出為交流115V，容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動接觸器，電磁閥等</p><p>　　擴展時原系統(tǒng)改變最小</p><p>　　用戶存儲器至少能擴張到4KB（適應(yīng)當(dāng)時汽車裝配過程的需要）</p><p>　　十項指標(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，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。</p><p&g

39、t;　　2.3.2 PLC的定義</p><p>　　美國國際電工委員會（IEC）在1987年對可編程序控制器做出如下定義：可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部進(jìn)行存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等功能的面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？杀槌绦蚩刂破鳂O其相關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工

40、業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。</p><p>　　定義強調(diào)了PLC應(yīng)直接應(yīng)用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別與一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。</p><p>　　定義還強調(diào)了PLC是“數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)”，他也是一種計算機，它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的”工業(yè)計算機。這種工業(yè)計算機采用“面向用戶的指令”，因此編程

41、方便。它能完成邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力，并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體”，易于“擴充”。</p><p>　　2.3.3 PLC的發(fā)展趨勢</p><p>　　PLC總的發(fā)展趨勢是向高集成度、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)在以下幾個方面。</p><p>　　（1）向小

42、型化、專用化、低成本方向發(fā)展</p><p>　　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格，使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，將原來大、中型PLC才有的功能部分地移植到小型PLC上。</p><p>　?。?）向大容量、高速度方向發(fā)展</p><p>　　大型PLC采用多微處理器系統(tǒng)，有的采用了32

43、位微處理器，可同時進(jìn)行多任務(wù)操作，處理速度提高，特別是增強了過程控制和數(shù)據(jù)處理的功能。另外，存儲容量大大增加。</p><p>　?。?）智能型I/O模塊的發(fā)展</p><p>　　智能型I/O模塊是以微處理器和存儲器為基礎(chǔ)的功能部件，它們的CPU與PLC的主CPU并行工作，占用主CPU的時間很少，有利于提高PLC的掃描速度。</p><p>　?。?）基于PC的編

44、程軟件取代編程器</p><p>　　隨著計算機的日益普及，越來越多的用戶使用基于個人計算機上的編程軟件。編程軟件可以對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)置各框架各個插槽上模塊的型號、模塊的參數(shù)、各串行通行接口的參數(shù)等。</p><p>　?。?）PLC編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化</p><p>　　與個人計算機相比，PLC的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉

45、的而不是開放的。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種編程語言，允許編程者在同一程序中使用多種編程語言，這使編程能夠選擇不同的語言來適應(yīng)特殊的工作。</p><p>　　（6）PLC通信的易用化</p><p>　　PLC的通信

46、聯(lián)網(wǎng)功能使它能與個人計算機和其他智能控制設(shè)備交換數(shù)字信息，使系統(tǒng)形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散控制和集中控制。</p><p>　　（7）組態(tài)軟件與PLC的軟件化</p><p>　　個人計算機（PC）的價格便宜，有很強的數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)處理、通信和人機交互的功能。</p><p>　?。?）PLC與現(xiàn)場總線相結(jié)合</p><p>　　現(xiàn)場總線I

47、/O與PLC可以組成功能強大的、廉價的DCS系統(tǒng)。</p><p>　?。?）開發(fā)新型特殊功能模塊</p><p>　　I/O組件可以提高PLC的智能化、高密集度和增大處理能力。</p><p>　　(10) CPU的處理速度進(jìn)一步加快</p><p>　　目前，PLC的處理速度與計算機相比還比較慢，其高的CPU也不過80486，將來會全面使

48、用64位的RISC芯片，采用多CPU進(jìn)行處理、分時處理或分任務(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。 </p><p>　　2.3.4 PLC的特點</p><p>　　（1）抗干擾能力強，可靠性好</p><p>　　PLC在電子線路、機械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)廠家長期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗，主要模塊均采

49、用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路。I/O系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護(hù)與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、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方面：</p><p>　　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傳遞信號。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，可有效的抑制外部干擾源對于PLC的影響，同時防止外部高電壓串入，從而減少故障和誤操作。 &l

50、t;/p><p>　　2）濾波：這是抗干擾的另一個主要措施。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，用以對高頻干擾信號進(jìn)行有效的抑制。</p><p>　　3）對內(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立，以避免電源之間的干擾。</p><p>　　4）內(nèi)部設(shè)置了連鎖、環(huán)境檢測與診斷、watc

51、hdog（“看門狗”）等電路，一旦發(fā)現(xiàn)故障或程序循環(huán)執(zhí)行時間超過了警戒時鐘（WDT）規(guī)定時間（預(yù)示程序進(jìn)入了死循環(huán)），立即報警，以保證CPU可靠運行。</p><p>　　5）利用系統(tǒng)軟件定期進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障檢測，并采用信息保護(hù)和恢復(fù)措施。</p><p>　　6）對用戶程序及動態(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。</p><

52、p>　　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)場的惡劣環(huán)境。</p><p>　　8）以集成電路為基本元件，內(nèi)部處理過程不依賴于機械觸點，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。</p><p>　?。?）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強</p><p>　　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

53、制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）編程方便，易于使用</p><p>　　PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(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)控制的簡單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言現(xiàn)象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，只要具有一定的電工和工藝的知識的人員都可在短時間內(nèi)學(xué)會。</p><p

54、><b>　?。?）功能完善</b></p><p>　　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，諸如時序、計算機、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，它能夠很方便地實現(xiàn)延時、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)、和強制I/O等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術(shù)運算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以及順序控制功能，而且還具

55、備模擬運算、顯示、監(jiān)控、打印、及報表生成等功能。</p><p>　　（5）設(shè)計、施工、調(diào)試、的周期短</p><p>　　用繼電接觸器控制完成一項控制工程，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P

56、LC到貨前進(jìn)行，因而縮短了設(shè)計周期，使設(shè)計和施工可同時進(jìn)行。</p><p>　　（6）體積小，維護(hù)操作方便</p><p>　　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)場總線信號的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀的反映控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。</p><p>　　（7）易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化</p><p>　　PLC可連成

57、功能很強的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。</p><p>　　（8）可實現(xiàn)三電一體化</p><p>　　PLC將電控（邏輯控制）、電儀（過程控制）和電結(jié)（運動控制）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。 </p><p>　　2.3.5 PLC的主要功能</p><p>

58、<b>　　1.條件控制功能</b></p><p>　　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。</p><p>　　2.定時/記數(shù)控制功能</p><p>　　定時/記數(shù)控制功能指用PLC提供的定時器、記數(shù)器指令實現(xiàn)對某種操作的定時或記數(shù)控制，以取代時間繼

59、電器和記數(shù)繼電器。</p><p><b>　　3.數(shù)據(jù)處理功能</b></p><p>　　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)運算、邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。</p><p><b>　　4.步進(jìn)控制功能</b></p><p>　　步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來實

60、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。</p><p>　　5.A/D與D/A 轉(zhuǎn)換功能</p><p>　　A/D與D/A 轉(zhuǎn)換功能是指通過A/D、D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　6.運動控制功能</b></p>&l

61、t;p>　　運動控制功能是指通過高速記數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸運動控制。</p><p><b>　　7.過程控制功能</b></p><p>　　過程控制功能是指通過PLC的PID控制指令或模塊實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。</p><p><b>　　8.擴展功能</b></

62、p><p>　　擴展功能是指通過連接輸入輸出擴展單元（即I/O擴展單元）模塊來增加輸入輸出點數(shù)，也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高PLC的控制功能。</p><p><b>　　9.遠(yuǎn)程I/O功能</b></p><p>　　遠(yuǎn)程I/O功能是指通過I/O單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入、輸出設(shè)備與PLC主機相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，接收輸入信號、

63、傳出輸出信號。</p><p><b>　　10.通信聯(lián)網(wǎng)功能</b></p><p>　　通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過PLC之間的聯(lián)網(wǎng)、PLC與上位機的鏈接等，實現(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。</p><p><b>　　11.監(jiān)控功能</b></p><p>　　監(jiān)控功能是指

64、PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進(jìn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報警和記錄，甚至自動終止運行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時器、記數(shù)器等設(shè)定值或強制I/O狀態(tài)。</p><p>　　2.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理</p><p>　　2.4.1 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　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

65、工業(yè)控制的專用計算機，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。</p><p>　　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

66、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。</p><p>　　圖2 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.4.2 PLC各部分的作用 </p><p><b>　　(1) 中央處理器</b></p><p>　　CPU是由控制器和運算器組成的。運算器也稱為算術(shù)邏輯單元，它的

67、功能就是進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算?？刂破鞯淖饔檬强刂普麄€計算機的各個部件有條不紊地工作，它的基本功能是從內(nèi)存中取指令和執(zhí)行指令。他的重要功能如下：</p><p>　?、?診斷PLC電源、內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語法錯誤。</p><p>　?、?采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并送入PLC的寄存器中。</p><p>　?、?按用戶程序存儲器中存放的先后

68、順序逐條讀取指令，進(jìn)行編譯解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)完成各種運算和操作。</p><p>　?、軐⒋嬗诩拇嫫髦械奶幚斫Y(jié)果送至輸出端。</p><p>　?、輵?yīng)各種外部設(shè)備的工作請求。</p><p><b>　　(2) 存儲器</b></p><p>　　PLC的存儲器分為兩大部分：</p><p>

69、;　　一大部分是系統(tǒng)存儲器，用來存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及其系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)。</p><p>　　二大部分是用戶存儲器，包括用戶程序存儲區(qū)及工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。</p><p>　　(3) 輸入輸出接口電路</p><p>　　PLC通過輸入輸出（I/O）接口電路實現(xiàn)與外圍設(shè)備的連接。輸入接口通過PLC的輸入端子接受現(xiàn)場輸入設(shè)備的控制信號，并將這些信號轉(zhuǎn)換成CPU所能接

70、受和處理的數(shù)字信號。</p><p><b>　　(4) 電源</b></p><p>　　PLC的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足PLC的CPU、存儲器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。</p><p>　　(5) 輸入輸出I/O擴展接口</p><p>　　若

71、主機單元的I/O點數(shù)不能滿足輸入輸出點數(shù)需要時，可通過此接口用扁平電纜線將I/O擴展單元與主機單元相連接。</p><p>　　(6) PLC的基本工作原理</p><p>　　PLC采用的是循環(huán)掃描工作方式。對每個程序，CPU從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從則從第一條指令開始逐條順序執(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

72、不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。PLC的掃描全過程如圖3所示。</p><p><b>　?、?輸入刷新階段</b></p><p>　　在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。</p><p><b>　　② 程序執(zhí)行階段</b></p&g

73、t;<p>　　在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。</p><p><b>　　③輸出刷新階段</b></p><p>　　當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實際

74、輸出。</p><p>　　圖3 PLC的掃描全過程</p><p>　　顯然掃描周期的長短主要取決與程序的長短。掃描周期越長，響應(yīng)速度越慢。由于每一個掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個掃描周期PLC只對輸入、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，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相應(yīng)地發(fā)生變化

75、。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刷新期間輸出才會發(fā)生變化。這對于一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不但不會造成不利影響，反而可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力。這是因為輸入采樣僅在輸入刷新階段進(jìn)行，PLC在一個工作周期的大部分時間里實際上是外設(shè)隔離的。而工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖式的、短時的，由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，往往要幾個掃描周期才響應(yīng)一次，而多次掃描后，因瞬間干擾而引起的誤操作將會大大減少

76、，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。但是對于控制時間要求較嚴(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。</p><p>　　2.5 三菱可變成序控制器產(chǎn)品—FX2n系列介紹</p><p><b>　　簡單介紹</b></p><p>　　FX2n系列是FX系列PLC家族中最先進(jìn)

77、的系列。由于FX2n系列具備如下特點：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為各大工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。</p><p>　　為大量實際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能</p><p>　　開發(fā)了各個范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要----模擬I/O，高速計數(shù)器。 定位控制達(dá)到16軸，脈沖

78、串輸出或為J和K型熱電偶或Pt傳感器開發(fā)了溫度模塊。 對每一個FX2n主單元可配置總計達(dá)8個特殊功能模塊。</p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信</b></p><p>　　連接到世界上最流行的開放式網(wǎng)絡(luò) CC-Link，Profibus Dp和DeviceNet或者采用傳感器層次的網(wǎng)絡(luò)解決您的通信需要。</p><p><b

79、>　　其它功能</b></p><p>　　內(nèi)置式24V直流電源 24V、400mA直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。</p><p>　　快速斷開端子塊 因為采用了優(yōu)良的可維護(hù)性快速斷開端子塊，即使接著電纜也可以更換單元。</p><p>　　時鐘功能和小時表功能 在所有的FX2NPLC中都

80、有實時時鐘標(biāo)準(zhǔn)。時間設(shè)置和比較指令易于操作。小時表功能對過程跟蹤和機器維護(hù)提供了有價值的信息。</p><p>　　持續(xù)掃描功能 為應(yīng)用所需求的持續(xù)掃描時間定義操作周期。</p><p>　　輸入濾波器調(diào)節(jié)功能 可以用輸入濾波器平整輸入信號（在基本單元中x000到x017）。</p><p>　　注解記錄功能

81、 元件注解可以記錄在程序寄存器中。</p><p>　　在線程序編輯 在線改變程序不會損失工作時間或停止生產(chǎn)運轉(zhuǎn)。</p><p>　　RUN/STOP 開關(guān) 面板上運行/停止開關(guān)易于操作。</p><p>　　遠(yuǎn)程維護(hù) 遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過調(diào)制解調(diào)器通信來監(jiān)測、上載或卸載程序

82、和數(shù)據(jù)</p><p>　　密碼保護(hù) 使用一個八位數(shù)字密碼保護(hù)您的程序。</p><p><b>　　2.6 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章詳細(xì)的講解了PLC的具體情況，從而初步認(rèn)定了，用PLC來控制自動售貨機的自動運作的方案是可行的。從而根據(jù)自己的情況，我先認(rèn)定用三菱牌子的PLC來進(jìn)行下面的設(shè)計，一

83、方面，自己只接觸過三菱牌子的PLC；另一方面，學(xué)校實驗室的PLC都是三菱牌子，方便檢驗。</p><p>　　第三章 PLC系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　3.1 可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則</p><p>　　3.1.1 控制系統(tǒng)設(shè)計原則</p><p>　　設(shè)計任何一個PLC控制系統(tǒng)，如同設(shè)計任何一種電氣控制系統(tǒng)一樣，其目的都是通過

84、控制被控對象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程）來實現(xiàn)工藝要求，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則。</p><p>　　(1) PLC控制系統(tǒng)被控對象最大限度地滿足工藝要求。設(shè)計前，應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，并于機械部分的設(shè)計人員和實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)計中出現(xiàn)的各種問題。</p><p>　　(2) 在滿足控制系統(tǒng)要求的前

85、提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便。</p><p>　?。?）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。</p><p>　?。?）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在配置PLC硬件設(shè)備時應(yīng)適當(dāng)留有一定裕量。</p><p>　　3.1.2 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容</p><p>　　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，P

86、LC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容：</p><p>　?。?）選擇用戶輸入設(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、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。</p><p>　?。?）PLC的選擇。 PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個控

87、制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起到重要的作用。</p><p>　　選擇PLC，應(yīng)包括機型選擇、容量的選擇以及I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。</p><p>　?。?）分配I/O點，繪制I/O連接圖。</p><p>　?。?）設(shè)計控制程序。包括控制系統(tǒng)流程圖、梯形圖、語句表（即程序清單）和控制系統(tǒng)流程圖。</p><p>　　控制程序是控制

88、整個系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵。因此，設(shè)計的控制程序必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。</p><p>　?。?）必要時還需設(shè)計控制臺</p><p>　?。?）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細(xì)表。</p><p>　　傳統(tǒng)的電氣圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖及電氣安裝圖。在PLC控制系統(tǒng)中，這一部分圖統(tǒng)

89、稱為“硬件圖”。它在傳統(tǒng)電氣圖的基礎(chǔ)上增加了PLC部分，因此在電氣原理圖中應(yīng)增加PLC部分的I/O連接圖。</p><p>　　另外，在PLC控制系統(tǒng)中的電氣圖中還應(yīng)包括程序圖（梯形圖），通常稱它為“軟件圖”。向用戶提供“軟件圖”，可便于用戶在生產(chǎn)發(fā)展或工藝改進(jìn)時修改程序，并有利于用戶在維修時分析和排除故障。</p><p>　　3.1.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟及內(nèi)容</p&

90、gt;<p>　?。?）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求,需要完成的動作（動作順序、動作條件、必須的保護(hù)和聯(lián)鎖等）、操作方式（手動、自動；連續(xù)、單周期、單步等）。</p><p>　?。?）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點數(shù)。</p><p>　?。?）選擇PLC機型及容量。</p><p>　?。?）定義輸入、輸出點名

91、稱，分配PLC的I/O點，設(shè)計I/O連接圖。</p><p>　?。?）根據(jù)PLC所要完成的任務(wù)及應(yīng)具備的功能，進(jìn)行PLC程序設(shè)計，同時可進(jìn)行控制臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工。</p><p>　　3.1.4 程序設(shè)計的步驟</p><p>　?。?）對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明動作的順序和條件。對于簡單的控制系統(tǒng)，也可以省這一步。</p&

92、gt;<p>　?。?）設(shè)計梯形圖。這程序設(shè)計的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。要設(shè)計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設(shè)計的實踐經(jīng)驗。</p><p>　?。?）根據(jù)梯形圖編制程序清單。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）對程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直

93、到滿足要求為止。</p><p>　　（6）待控制臺及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機調(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。</p><p>　?。?）編寫技術(shù)文件。</p><p><b>　?。?）交付使用。</b></p><p>　　控制系統(tǒng)設(shè)計步驟流程圖如圖4所示。</p>&

94、lt;p>　　圖 4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟</p><p>　　3.1.5 編寫梯形圖的注意事項</p><p>　?。?）輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時器、記數(shù)器等器件的觸點可以多次重復(fù)使用，無需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點的使用次數(shù)。</p><p>　　（2）梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。觸點不能放在線圈的右邊。除步進(jìn)程序外，任

95、何線圈、定時器、計數(shù)器、高級指令等不能直接與左母線相連。如果需要任何時候都被執(zhí)行的程序段，可以通過特殊內(nèi)部常閉繼電器或一個沒有使用的內(nèi)部繼電器的常閉觸點來連接。</p><p>　?。?）在程序中，不允許同一編號的線圈兩次輸出。</p><p>　　（4）不允許出現(xiàn)橋式電路。</p><p>　　程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左止右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)

96、，程序應(yīng)為“左大右小，上大右小”。</p><p><b>　　3.2 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹的是PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本原則，是每個PLC設(shè)計者都應(yīng)該遵循的，而且也是設(shè)計者設(shè)計PLC方案的一種依據(jù)。</p><p>　　第四章 自動售貨機PLC程序設(shè)計</p><p>　　4.1自動售貨機的設(shè)計過

97、程分析</p><p>　　4.1.1試驗狀態(tài)假設(shè)</p><p>　　在設(shè)計之前先得構(gòu)思一下，要設(shè)計的自動售貨機該有的系統(tǒng)的控制要求。構(gòu)思如下；</p><p>　　自動售貨機只售3種商品。</p><p>　　自動售貨機可識別5元、1元、5角硬幣。</p><p>　　自動售貨機可退幣1元、5角硬幣。</p&

98、gt;<p>　　自動售貨機有液晶顯示功能。</p><p>　　實驗中售貨機忽略了各種故障以及缺貨等因素。</p><p>　　4.1.2一次交易過程分析</p><p>　　為了方便分析，我們以一次交易過程為例。</p><p>　?、?先是進(jìn)行對投幣的記數(shù)，把投進(jìn)的不同面值的貨幣進(jìn)行統(tǒng)計并存放到PLC中。</p>

99、;<p>　　② 價格與所投的貨幣比較，當(dāng)所投幣值超過商品價格時，相應(yīng)價格選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購買。</p><p>　　③ 在有操作顯示的條件下，進(jìn)行對商品選購的操作。</p><p>　?、?選購操作進(jìn)行同時，同時PLC自動進(jìn)行余額的處理，并對所選商品進(jìn)行提取。</p><p>　?、?按下退幣的按鈕，PLC會把余額以1元硬幣和5角硬幣的形式

100、進(jìn)行退幣處理，并同時把PLC里寄存的余額清零，返回到初始狀態(tài)。</p><p>　　到此為止，自動售貨機的一個完整工作過程結(jié)束。</p><p>　　4.2 分步程序設(shè)計</p><p>　　4.2.1 PLC程序設(shè)計</p><p>　　自動售貨機系統(tǒng)主要包括：記幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、提貨系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)，還有就是其他的運行監(jiān)控系統(tǒng)和報

101、警系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.記幣系統(tǒng)</b></p><p>　　當(dāng)有顧客購買時，每投入一次錢幣都得經(jīng)過感應(yīng)器進(jìn)行真假監(jiān)辨后，再給PLC進(jìn)行計幣的指令。當(dāng)發(fā)現(xiàn)偽幣時，感應(yīng)器不給PLC累計投幣值的指令，同時自行退出偽幣。而當(dāng)PLC接收到感應(yīng)器傳來的記幣的指令時，PLC自動把接收來的貨幣對應(yīng)的數(shù)據(jù)累加到寄存器D0中。PLC編程梯形圖如圖5。</p>

102、;<p>　　圖5 PLC進(jìn)行記幣過程的梯形圖</p><p>　　梯形圖是使用了三菱PLC專用的PC編程軟件FXGO_WIN-C（中文版）所編出來的，下面的梯形圖將也會是這樣出來的。</p><p>　　由圖可以知道我是把投進(jìn)的不同貨幣，進(jìn)行不同的記錄，并把總數(shù)目都寄存到寄存器D0中。為了避免小數(shù)點的影響，我是把貨幣的數(shù)據(jù)化成整數(shù)進(jìn)行處理的，這樣可以減少自己在編程時會出現(xiàn)

103、的差錯。X002~X004為設(shè)置為高電平的輸入，這樣中間繼電器M1~M3側(cè)為一周期內(nèi)都會保證了X002~X004的輸入有效。一方面避免了掃描漏了有投幣的有效反應(yīng)；另一方面也可以避免了不良輸入對記數(shù)的不良影響。</p><p><b>　　2.價格比較系統(tǒng)</b></p><p>　　價格的比較要貫穿實驗過程的始終，只要余額大于某種商品價格時，就需要輸出一個信號，提示可

104、以購買。投幣完成后，系統(tǒng)會將D0內(nèi)錢幣數(shù)據(jù)和可以購買的飲料價格進(jìn)行比較：當(dāng)投幣<2.5元，則沒有可購買的商品指示燈亮，表示所投錢幣不能購買任何東西，此時可以繼續(xù)投幣或退幣；只有投幣在2.5元或以上時會見到汽水選擇的指示燈長亮，此時可以選擇購買汽水或退幣；同樣，大于3元的就有果汁的選擇顯示，3.5元就出現(xiàn)咖啡的選擇顯示，此時都是可以選擇購買或退幣。PLC編程梯形圖如圖6。</p><p>　　圖6 PLC進(jìn)

105、行價格比較過程的梯形圖</p><p>　　在梯形圖6中，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時比較，用了一個特殊內(nèi)部繼電器M8000,在程序執(zhí)行過程中，M800始終保持閉合，F(xiàn)NC10 CMP是16位數(shù)據(jù)比較指令，用它來比較余額和商品的價格。當(dāng)余額大于等于某種商品價格時，程序使相應(yīng)的指示燈亮起來表示可以購買該種商品。為了優(yōu)化程序，我都設(shè)計了比較的價格是比商品的價格少1角的。因為余額都是五的倍數(shù)，少一就可以達(dá)到等于或大于商品價格的意

106、圖了，還可以用上中間繼電器來輔助顯示可選商品的等亮起來。</p><p><b>　　3. 選購商品系統(tǒng)</b></p><p>　　當(dāng)投入的幣值可以購買某種商品時，即商品下相應(yīng)的指示等亮了，按下相應(yīng)的“選擇”按紐即可在出貨框中出現(xiàn)該種商品，同時消費顯示欄中顯示出扣除已經(jīng)消費掉的金額的余額幣值，接著余額繼續(xù)與價格相比較，判斷是否能繼續(xù)購買。 </p>&

107、lt;p>　　若余額還能符合上面比較過程的條件時，相應(yīng)商品的指示燈還會亮的，不然燈不亮了。PLC編程梯形圖如圖7。</p><p>　　圖7 PLC進(jìn)行選購商品過程的梯形圖</p><p>　　在梯形圖7中，一是要使商品出現(xiàn)在出貨框中，二是要實現(xiàn)內(nèi)部貨幣的運算。以第一步為例，按下選擇汽水相應(yīng)鍵，X005施加一個脈沖的信號（只能接受一次的脈沖信號），X006，X007的常閉可以保證了

108、汽水的選購時就不能同時執(zhí)行其他商品的選購運作。當(dāng)X005接收到一個脈沖信號時，在這個工作周期內(nèi)，系統(tǒng)就會只對汽水進(jìn)行出貨的操作，同時也會對余額進(jìn)行扣除汽水價格的處理。這樣就完成了一次購買的執(zhí)行。這時，系統(tǒng)又跑回了比較的過程中去了。</p><p><b>　　4.提貨系統(tǒng)</b></p><p><b>　　送出機構(gòu)的工作原理</b></p

109、><p>　　本文所設(shè)計的罐體送出機構(gòu)主要由槽輪、推拉桿、推拉銷、直線步進(jìn)電機和前后兩邊側(cè)板構(gòu)成 ,其中槽輪上槽弧的半徑為罐體的半徑 ,貨道寬度為罐體的直徑.如下送出機構(gòu)示意圖 8所示.</p><p>　　圖8 送出機構(gòu)示意圖</p><p>　　送出機構(gòu)主要通過直線步進(jìn)電機帶動推拉桿和推拉銷 ,促使槽輪繞著轉(zhuǎn)動中心作往返轉(zhuǎn)動.直線步進(jìn)電機運作一次 ,使槽輪上下各擺動

110、一次.同時 ,在前后兩邊的側(cè)板上有導(dǎo)向槽 ,推拉銷在導(dǎo)向槽內(nèi)來回運動 ,導(dǎo)向槽的作用是限定推拉桿的運動方向和槽輪擺動角度。</p><p>　　送出機構(gòu)的工作過程如圖8所示 ,自動售貨機正處在待售狀態(tài)下 ,槽輪的槽開口朝下 ,利用阻貨面來支撐和阻擋上面的罐體,起到阻止罐體下落的作用.當(dāng)售貨機接收到售貨信號時 ,直線步進(jìn)電機運行并作用于推拉桿 ,推拉桿同時推動槽輪上下擺動一次.在槽輪擺動的前半周 ,槽從開口向下轉(zhuǎn)到

111、開口向上 ,并有一個罐體裝入到槽中;在槽輪擺動的后半周 ,槽的開口向上轉(zhuǎn)到向下 ,并帶動一個罐體向出貨側(cè)擺動 ,同時槽輪的阻貨面擋住后面的罐體 ,電機停止工作 ,這樣就完成一個罐體的售出。</p><p><b>　　5.退幣系統(tǒng)</b></p><p>　　系統(tǒng)可在顧客購買完飲料后退回余幣。按下退幣按鈕后，數(shù)據(jù)寄數(shù)器D0內(nèi)的幣數(shù)除以10，商的整數(shù)部分就是需要退回1元

112、硬幣的個數(shù)并儲存在D1上，余數(shù)就自動的默認(rèn)在D2上；在把D2的數(shù)據(jù)除以5，商的整數(shù)部分就是需要退回5角錢的個數(shù)，并儲存在D3中（這里由所可投的貨幣限制來看，5角錢個數(shù)就只有兩種情況，0或1，故在選PLC時可以只給這里的留一個端口就行了。）選擇退幣的同時起動2個退幣電動機。2個感應(yīng)器開始記數(shù)，當(dāng)感應(yīng)器記幣的個數(shù)等于數(shù)據(jù)寄存器的退幣數(shù)時，退幣電動機停止運轉(zhuǎn)。PLC編程梯形圖如圖8。</p><p>　　圖8 PLC

113、進(jìn)行退幣過程的梯形圖</p><p><b>　　6.其他系統(tǒng)</b></p><p>　　還有就是其他的運行監(jiān)控系統(tǒng)和報警系統(tǒng)。</p><p>　　主要的運行監(jiān)控系統(tǒng)，包括有溫度的監(jiān)控，光度的監(jiān)控兩個，都可以外接傳感器進(jìn)行單輸入單輸出的簡單操作。不妨構(gòu)思一下，假設(shè)飲料的溫度要保持在4°C左右，用溫度傳感器設(shè)置售貨機里面溫度在6&#

114、176;C時就給PLC一個開動制冷器的信號，是一個持續(xù)的信號。當(dāng)售貨機里的溫度達(dá)到4.5°C時，信號斷開。同樣的光度監(jiān)控就直接用個光感來給PLC進(jìn)行售貨機照明的信號。</p><p>　　報警系統(tǒng)分為非故障報警和故障報警。如果是非故障報警，只要通過網(wǎng)絡(luò)通知送掖車或者送幣車即可；如果是故障報警則需要通知維修人員到現(xiàn)場進(jìn)行維修。同時系統(tǒng)如果報警則要打出回條給顧客，避免故障造成顧客損失。</p>