【正文】 中出現(xiàn)的各種問(wèn)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(jiǎn)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(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)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(shū)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(duì)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。 （ 4）設(shè)計(jì)控制程序。包括設(shè)計(jì)梯形圖、語(yǔ)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(guò)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(tái) （ 6）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。 7 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(guò)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(chǎng)施工。 程序設(shè)計(jì)的步驟 （ 1）對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程土，用以清楚地表明動(dòng)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(chǔ)器中，并檢查輸入的程序是否正確。 （ 5）對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。 （ 6）待控制臺(tái)及現(xiàn)場(chǎng)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?gòu)男滦薷某绦蚧驒z查接線，直到滿足為止。 （ 7）編寫(xiě)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。 8 圖 4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 9 3 自動(dòng)售貨機(jī) PLC 程序設(shè)計(jì) 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(lái)模擬替代的。如錢(qián)幣識(shí)別系統(tǒng)可以用按壓某個(gè)“仿真對(duì)象”輸出一個(gè)脈沖直接給 PLC 發(fā)布命令，而傳動(dòng)系統(tǒng)也是由計(jì)算機(jī)來(lái)直接模擬的，這些并不會(huì)影響實(shí)際程序的操作，完全能模擬現(xiàn)實(shí)中自動(dòng)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)： ① 自動(dòng)售貨機(jī)只售 8種商品。 ② 自動(dòng)售貨機(jī)可識(shí)別 10元、 5元、 1元、 5角、 1角硬幣。 ③ 自動(dòng)售貨機(jī)可退幣 10元、 5元、 1元、 5角、 1角硬幣。 ④ 自動(dòng)售貨機(jī)有液晶顯示功能。 ⑤ 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(guò)程分析 為了方便分析，我們以一次交易過(guò)程為例。 ① 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。 ② 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(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)。 ③ 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。 ④ 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(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過(guò)程結(jié)束。 設(shè)計(jì)任務(wù)的確定 在清楚自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行工作過(guò)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)主要用來(lái)完成 仿真界面的制作過(guò)程，而下位機(jī)則主要用來(lái)完成 PLC 程序的編寫(xiě)。其次，要分別對(duì)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 10 傳圖片來(lái)設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)的外型；在進(jìn)行 PLC程序的編寫(xiě)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(duì)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(wú)論在通信中使用的變量，還是在仿真中控制的對(duì)象都應(yīng)該 是一致的。總體上講，仿真界面是被控對(duì)象，利用 PLC 來(lái)控制這個(gè)仿真的自動(dòng)售貨機(jī)，仿真的自動(dòng)售貨機(jī)接受 PLC 的控制指令并完成相應(yīng)的動(dòng)作；另一方面，仿真界面中的仿真自動(dòng)售貨機(jī)的運(yùn)行，都是由組態(tài)界面所提供的命令語(yǔ)言來(lái)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。 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(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。 程序設(shè)計(jì)說(shuō)明 下位機(jī)程序的編制則是利用松下 PLC專(zhuān)用編程軟件 FPWINGR 完成的。 在設(shè)計(jì)的過(guò)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(guò)程中，并沒(méi)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(kāi)來(lái)寫(xiě)，而是相互交替，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)。 PLC 程序設(shè)計(jì) 可以把一次交易過(guò)程分為幾個(gè)程序塊：運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的內(nèi)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(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)顯示及余額顯示存儲(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 R901 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 11 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(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 WR1WR11 及 SV0SV4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 WR1 WR1 WR1 WR19及 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。 12 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)增加相同數(shù)值，加法是由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。 （ 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)， 圖 7 投幣過(guò)程梯形圖 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 13 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)特殊內(nèi)部繼電器 R9010,在程序執(zhí)行過(guò)程中，R9010 始終保持閉合， F60 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)買(mǎi)該種商品。 R9010 F60 CMP , WR3 , WR4 R900A Y0 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR5 R900A Y1 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR6 R900A Y2 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR7 R900A 14 Y3 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR8 R900A Y4 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR9 R900A Y5