【正文】 計和組裝，大大縮減了設計周期。（6）體積小，維護方便PLC都是采用微型結構，模塊體積小、質(zhì)量輕，在使用安裝時十分方便?，F(xiàn)場總線信號的變化狀態(tài)在PLC的輸入/輸出系統(tǒng)中就能有直觀的反映，且利用這些完成對機器的運行狀況進行監(jiān)控。（7）易于實現(xiàn)網(wǎng)絡化通過PLC的連接，可以實現(xiàn)功能很強的網(wǎng)絡系統(tǒng)。（8）實現(xiàn)三電一體實現(xiàn)電控（即邏輯控制）、電儀（過程控制）和電結（運動控制）這三電一體。靈活的組裝結合，滿足不同要求的工業(yè)控制。 PLC的主要功能（1）邏輯控制功能邏輯控制功能就是用可編程控制器指令代替繼電器的連接方式，從而對開關實現(xiàn)動作。（2）定時/記數(shù)功能定時/記數(shù)功能是利用可編程控制器的計時指令代替控制時間的繼電器，用記數(shù)指令代替時間用來記數(shù)的繼電器，以完成定時或記數(shù)。（3）數(shù)據(jù)處理功能 PLC能夠?qū)?shù)據(jù)進行計算、編譯、轉(zhuǎn)換、傳送等操作，這就是數(shù)據(jù)處理功能。（4）步進控制功能步進控制功能。用步進指令取代由硬件組成的步進控制器，當控制多道加工工序時，實現(xiàn)工序的逐條操作。（5） A/D、D/A 轉(zhuǎn)換功能轉(zhuǎn)換模擬量和數(shù)字量。（6）運動控制功能在完成單軸或多軸的控制時，利用高速記數(shù)模塊和位置控制模塊等。這就是運動控制功能。（7）過程控制功能基于可編程控制器的PID控制程序來實現(xiàn)對一些物理變量的閉環(huán)控制。這就是過程控制功能。（8）擴展功能擴展功能就是用增加輸入/輸出點數(shù)來提高PLC的控制功能。其方式是連接各模塊I/O擴展單元，加入各種智能單元或特殊功能的單元。（9）遠程I/O功能用輸入/輸出單元完成可編程控制器主機與遠程輸入/輸出設備之間的連接，從而接受或傳出I/O信號，實現(xiàn)遠程控制。這就是遠程I/O功能。（10） 通信聯(lián)網(wǎng)功能通信聯(lián)網(wǎng)功能就是可以通過PLC之間的聯(lián)網(wǎng)就是將可編程控制器與上位機的鏈接，實現(xiàn)遠程IO 控制或數(shù)據(jù)交換[10]。（11） 監(jiān)控功能檢測系統(tǒng)異常狀態(tài)，從而對系統(tǒng)進行調(diào)整或修改。 PLC的基本結構及原理目前PLC種類非常多，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)控制的專用計算機，所以其結構和工作原理都大致相同，硬件結構與微機相似。[11]。其傳輸數(shù)據(jù)和指令都是采用總線結構來實現(xiàn)的。圖1 PLC硬件結構圖 可編程控制器控制系統(tǒng)的構成部分是輸入量→可編程控制器→輸出量。輸入量就是指外部的各種傳送監(jiān)控變量，這些輸入量經(jīng)過可編程控制器外部輸入接口，變成為PLC的輸出量，各種控制PLC的外圍設備。由此可見，輸入、輸出和外圍控制部分組成了PLC的基本結構。 PLC各部分的作用(1) 中央處理器控制器和運算器組成中央處理器（CPU）。整個微機的每個單元都在控制器的控制下有序的運行，從內(nèi)存中獲取指令和執(zhí)行指令控制計算機各個功能的運行。(2) 存儲器PLC的存儲器分為兩大部分：一、系統(tǒng)存儲器。二、用戶存儲器。(3) 輸入/輸出接口電路PLC通過I/O（輸入/輸出）接口電路來連接外圍設備。中央處理器（CPU）接收和運算的數(shù)據(jù)變量都是由輸入接口經(jīng)過可編程控制器的I/O端口讀取實際應用中的輸入單元的控制信號轉(zhuǎn)換而成的。(4) 電源可編程控制器內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊，都是由外部輸入的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換而成的。這就是PLC的電源。(5) I/O（輸入/輸出）擴展接口當輸入/輸出端口達不到實際應用的數(shù)量時，可通過擴展端口連接I/O擴展單元與主機，實現(xiàn)擴展。(6) PLC的基本工作原理可編程控制器使用循環(huán)掃描方式工作。為每個程序編碼，CPU 是默認的從第一次指令的執(zhí)行，根據(jù)定期掃描程序周期的序列號的指示，按照編碼的順序號進行周期性的周而復始的掃描，一個周期即一次循環(huán)的過程。如圖2所示。① 輸入刷新階段在輸入刷新過程的階段，中央處理器將對接受數(shù)據(jù)入口做出全面搜索，在儲存器中記入輸入數(shù)據(jù)。過程結束就自動關閉端口，進入程序的執(zhí)行階段。② 程序執(zhí)行階段在實施階段的項目，根據(jù)用戶輸入的控制程序，他閱讀了所有的項目和相應的邏輯操作相關內(nèi)部輔助內(nèi)存和輸出狀態(tài)的第一個結果。③ 輸出刷新階段該指令執(zhí)行后，內(nèi)存的輸出內(nèi)容，逐項送到輸出鎖存電路，在一定輸出方式輸出，控制工作的執(zhí)行相應的外部元件。 圖2 PLC的掃描全過程 顯然程序的長短直接決定了掃描周期的長短。程序響應速度與周期的長度成反比。因為在PLC一次掃描周期里只有一次輸入/輸出狀態(tài)更新，即每個掃描周期只有一個I/O，所以更新的I/O系統(tǒng)滯后，影響高速。從此得知，如果輸入的數(shù)據(jù)在I/O更新過程中發(fā)生了改變，那么此次掃描的輸出數(shù)據(jù)也會產(chǎn)生相應的改變。反過來看，如果輸入的狀態(tài)變量在刷新之后才發(fā)生變化，則本次掃描的結果輸出不會發(fā)生變化，一直到下一個周期，輸出狀態(tài)才產(chǎn)生改變。不僅不會造成不良影響，還抵抗了干擾對系統(tǒng)的影響。這是因為在一個周期中， 可編程控制器大都是對外隔離的，只在刷新階段采集輸入數(shù)據(jù)。而工業(yè)使用中所受的干擾大多都是脈沖式的、瞬時的，較慢的系統(tǒng)響應導致響應一次往往需要幾個掃描周期，經(jīng)過幾個周期之后，瞬時的干擾帶來的誤差影響已微乎其微，這樣系統(tǒng)的更高的抵抗了干擾的影響。而有些系統(tǒng)對控制時間要求非常嚴格、需要較快的響應速度，對于這些系統(tǒng)就需要更仔細的編制程序，一定情況下還需要采用一些特殊手段，用來降低不良影響。 PLC的選型原則當決定用PLC來完成某一個項目，最需要重視的是對PLC的選型。一、考慮可編程控制器的容量是多少，二、是考慮可編程控制器的外設要選擇那個廠家生產(chǎn)的。對第一方面，首先要詳細的分析控制任務，要找到包括開關量輸入/輸出點和模擬量輸入/輸出點的每一個輸入/輸出點，以及確定是選擇用繼電器、晶體管還是可控硅型來進行輸出。一個生產(chǎn)系統(tǒng)很關鍵控制點的控制，當系統(tǒng)交流接觸器、電磁閥、220伏和24伏、篩選器、plc及其結果有點剩余?？删幊炭刂破鞯妮敵鳇c都是一個公共的端口帶動多個控制元件，但使用同種電源的原件才能公用這一組端口的輸出。所以一個端口的電源是220V交流電，則必須有另外的輸出端口來供直流24V的負載使用。這樣就浪費了輸出點端口，增加了原料成本。因此選擇負載時要盡量選擇相同的電源等級和種類。只有在有高速輸出要求時才利用無觖點的晶體管輸出，而一般情況下，可編程控制器使用最多的是繼電器輸出。第二，參考以下2個內(nèi)容：（1）價格方面?？删幊炭刂破鳟a(chǎn)品價格在市場上差的非常大，有些相差不大的PLC，某家的價格能比其它公司的多了超過四成。因為所使用的PLC比較多，所以必須要考慮這樣的差價因數(shù)。（2）功能方面。普通的功能大多數(shù)的PLC都能具有，不過在有特別的要求時，就需要選用有能力控制任務的可編程控制器。如需要有靈活方便的通信要求；或要求計算速度、用戶程序容量比較特殊等。消費者必須明確各種可編程控制器的類型，在選擇型號時才能選擇正確的型號。第三章 自動售貨機的功能分析自動售貨機是集聲、光、機械和高科技一體化的產(chǎn)品，在中國也開始得到應用。人們可以看到現(xiàn)代化的自動售貨機被放在一些大的商店門口，在門口，繁忙的街道，公園和另外一些熱鬧的地方。在廣義上來說，自動販賣機是可以使用硬幣，紙幣，信用卡購買商品的機器，從狹義上講是無人收貨的販賣商品的一種機器[12]。從條件供應方面來看，自動販賣機能夠有效減少人力的使用，又大大減少了對空間環(huán)境的要求，還可以設置多種支付模式，不受運營時間的限制，總體的成本都有所降低。自動售貨機是一種很好的方式，它新穎，文明，高檔，靈活，方便等深受廣大市民的青睞。對投入的貨幣自動運算是自動售貨機的貨幣操作的最基本的功能，然后基于金錢價值確定能否消費此種貨物，同時做出售貨行為[13]。因此，自動售貨機可以根據(jù)識別貨倉內(nèi)所裝貨物的價格，對人投入的金額做出運算，并根據(jù)輸入的數(shù)值判斷是否能購買。當按下所需商品的按鈕時，自動售貨機會將貨物放到取口，消費者可以從取口得到商品，即可完成購買。自動售貨機還有一些其他功能，例如識幣系統(tǒng)、貨物和貨幣的傳送系統(tǒng)等。自動售貨機應該能夠識別售貨機內(nèi)所包含的商品；當有人投幣時，能夠?qū)λ度氲腻X幣進行累計并計算，并完成自動售貨機最基本的功能：通過消費者投入的金額確定能否消費此種貨物，同時發(fā)出相對的指示。累計過后，當人按下某種商品的按鈕時，與該商品相對應的電磁閥將會感應動作，商品開始供應，并將商品放到取口，顧客從取口去除商品，此次交易就會完成。一個正常工作的的自動售貨機投幣應具有完整的感應系統(tǒng)、運算系統(tǒng)、選取和供應系統(tǒng)、退錢系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等功能。設計者給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程，以此來控制自動售貨機的功能動作。對人投入的金額做出運算，并根據(jù)輸入的數(shù)值判斷是否能購買，并做出銷售動作，這就是自動售貨機的基本功能[14]。假設自動售貨機中有3種商品，汽水、果汁喝咖啡。，果汁的價格是3元。當啟動電源后后，自動售貨機可以正常工作。當有顧客對自動售貨機投幣后，自動售貨機的系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)已經(jīng)累計好的錢幣數(shù)據(jù)和三種飲料的價格進行比較。，那么商品的指示燈全都不會亮，可以繼續(xù)支付金錢，汽水會選擇亮起，所以我們可以選擇買汽水。當貨幣價值超過3元，果汁將顯示器選擇點亮，顯示器顯示都可以選擇，選擇買咖啡或者退還。售貨機會進行減法運算在顧客按下果汁的選擇鍵時，將投入的貨幣總值減去果汁的價格，同時開啟與果汁相對應的電磁閥，將果汁提取到出貨口。買汽水和咖啡的操作原理和果汁相同。當顧客按下退幣按鈕時，售貨機就會開始退幣操作，并將剩余的錢幣退回，將剛進行的程序復位，交易完成。如圖3所示。圖3自動售貨機工作流程圖根據(jù)自動售貨機的工作流程圖，以及以上分析得出，自動售貨機在交易時，它的內(nèi)部功能會涉及到三種運算，分別是假發(fā)運算、減法運算以及除法運算。自動售貨機的售貨和退避功能還需要貨幣的識別系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)來完成。根據(jù)自動售貨機的操作把自動售貨機的交易過程分為以下四個過程：(1) 投幣過程 (2) 價格比較過程 (3) 選擇商品過程 (4) 退幣過程自動售貨機的交易過程還可以分為4個狀態(tài)： ① 初始狀態(tài)。自動售貨機內(nèi)部電機是停止工作的，每個單元都是初始的狀態(tài)，等待操作。② 投幣狀態(tài)。投幣框會在按下投幣按鈕后顯示，投幣顯示屏可以顯示投入、消費以及剩余的數(shù)值，投入的金額大于或等于某飲料價格時，對應的飲料購買按鈕指示等長亮，表示允許購買。③ 購買狀態(tài)。按下商品的購買按鈕，系統(tǒng)將所買物品提取到提取口里，屏幕上的金額數(shù)字按照消費的數(shù)值而發(fā)生改變，顧客拿出商品后提取口消失。④ 退幣按鈕。按下此鍵