【正文】 電自動售貨機、成人用品自動售貨機、生活用品自動售貨機、煙、方便面自動售貨機等多種。 自動售貨機的基本功能 在進行 上、下位機程序編寫之前，首先要做的工作是確定自動售貨機本身所具備的功能及在進行某種操作后所具有的狀態(tài)?，F投入 1個 1元硬幣，當投入的貨幣超過 01商品的價格時， 01商品的選擇按鈕處 應有變化，提示可以購買，其他商品同比。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現完整的售貨、退幣功能。 對第一個問題，首先要對控制任務進行詳細的分析，把所有的 I/O 點找出來，包括開關量 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。則直流 24V 的負載只能使用其他的輸出端了。 對第二個問題，則有以下幾個方面要考慮： （ 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。在使用 PLC 較多的情況下，這樣的差價當然是必須考慮的因數。接觸器及其觸點按一定的邏輯關系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產機械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng) .由于它結構簡單。可遍程序控制器極其相關外部設備，都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。這種工業(yè)計算機采用“ 面向用戶的指令”，因此編程方便。 （ 1）向小型化、專用化、低成本方向發(fā)展 隨著微電子技術的發(fā)展，新型器件大幅度的提高功能和降低價格，使 PLC 結構更為 湊，相當與一本精裝本書的大小，操作使用十分方便。 （ 3）智能型 I/O 模塊的發(fā)展 智能型 I/O模塊是以微處理器和存儲器為基礎的功能部件，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。在硬件方面，各廠家的 CPU 模塊和 I/O 模塊互不通用。 （ 6） PLC通信的易用化 電氣信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 系統(tǒng)設計 6 PLC的通信聯網功能使它能與個人計算機和其他智能控制設備交換數字信息，使系統(tǒng)形成一個統(tǒng)一的整體，實現分散控制和集中控制。 (10) CPU的處理速度進一步加快 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，將來會全面使用64 位的 RISC 芯片，采用多 CPU 進行處理、分時處理或分任務處理方式，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的處理速度達到納秒級。 PLC 的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來傳遞信號。 3）對內部電源還采用了 屏蔽、穩(wěn)壓、保護等措施，以減少外界干擾，保護供電質量。 6）對用戶程序及動態(tài)工作數據進行電池備份，以保障停電后有關狀態(tài)或信息不丟失。 電氣信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 系統(tǒng)設計 7 （ 2）控制系統(tǒng)結構簡單，通用性強 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制系統(tǒng)。在 PLC內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。 （ 6）體積小，維護操作方便 PLC體積小，質量輕，便于安裝。 PLC 的主要功能 （ 1） 條件控制功能 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、并聯極其他各種邏輯連接，進行開關控制。 （ 5） A/D與 D/A 轉換功能 A/D與 D/A 轉換功能是指通過 A/D、 D/A模塊完成模擬量和數字量之間的轉換。 （ 9） 遠程 I/O功能 遠程 I/O 功能是指通過 I/O 單元將分散在遠距離的各種輸入、輸出設備與 PLC 主機相連接，進行遠程控制，接收輸入信號、傳出輸出信號。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、外部設備接口等。 PLC 各部分的作用 (1) 中央處理器 CPU 是由控制器和運算器組成的。 ② 采集由現場輸入裝置送來的狀態(tài)或數據，并送入 PLC的寄存器中。 圖 2 PLC硬件結構圖 (2) 存儲器 PLC的存儲器分為兩大部分： 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)內部數據。 (4) 電源 PLC的電源是指將外部輸入的交流電經過整流、濾波、 穩(wěn)壓等處理后轉換成滿足 PLC的 CPU、存儲器、輸入輸出接口等內部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。 PLC的掃描全過程如圖 3所示。 ③ 輸出刷新階段 當所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅動外部相應執(zhí)行元件工作，這才形成 PLC的實際輸出。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地發(fā)生變化。而工業(yè)現場的干擾常常是脈沖式的、短時的，由于系統(tǒng)響應較慢，往往要幾個掃描周期才響應一次，而多次掃描后，因瞬間干擾而引起的誤操作將會大大減少，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。雖然是小型機。從型號可以看出 FP1C24可編程控制器的輸入和輸出點數（即 I/O點）之和為 24. FP1C24的組成各部分 (1) RS232 該口能于 PC機通信編程，也可連接其他外圍設備。 ② “REMOTE” 工作方式 在這個工作方式下 ， 可以使用編程工具改變可編程控制器的工作方式為 “RUN” 或 “PROG” 工作電氣信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 系統(tǒng)設計 12 方式。 ④ 輸出端子 C24形的輸出端子有 8點。輸入電壓范圍為直流 12～ 24V。 ⑨ 電位器（ V0、 V1） 這兩個電位器可用螺絲刀進行 手動調節(jié)，實現外部設定。擴展單元接口插座 用于連接 FP1擴展單元及 A/D、 D/A轉換單元、鏈接單元。設計前，應深入現場進行調查研究，收集資料，并于機械部分的設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)同解決設計中出現的各種問題。 控制系統(tǒng)設計的基本內容 PLC控制系統(tǒng)是由 PLC與用戶輸入、輸出設備連接而成的，因此， PLC控制系統(tǒng)設計的基本內容應包括： （ 1）用戶輸入設備（按鈕、操作開關、限位開關、傳感器等）、輸出設備（繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設備驅動的控制對象（電動機、電磁閥等）。選擇 PLC，應包括機型選擇、容量的選擇、 I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。控制系統(tǒng)程序是控制整個系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作安全、可靠的關鍵。 電氣信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 系統(tǒng)設計 14 （ 2）根據控 制要求確定所需的用戶輸入、輸出設備，據此確定 PLC的 I/O 點數。 編寫梯形圖的注意事項 （ 1）輸入 /輸出繼電器、內部輔助繼電器、定時器、記數器等器件的觸點可以多次重復使用，無需復雜的程序結構來減少觸點的使用次數。如 果需要任何時候都被執(zhí)行的程序段，可以通過特殊內部常閉繼電器或一個沒有使用的內部繼電器的常閉觸點來連接。為了減少程序的執(zhí)行步數，程序應為“左大右小，上大右小”。 （ 3）根據梯形圖編制程序清單。若未滿足要求，再從新修改程序或檢查接線，直到滿足為止。 3 自動售貨機 PLC 程序設計 電氣信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 系統(tǒng)設計 15 仿真實驗系統(tǒng)中售貨機的分析 由于售貨機的全部功能時在上位機上模擬的 ，所以售貨機的部分硬件是由計算機軟件來模擬 圖 4 PLC控制系統(tǒng)設計步驟 替代 的。 ③ 自動售貨機可退幣 10 元、 5元、 1元、 5角、 1角硬幣。 ① 初始狀態(tài)。 ③ 購買狀態(tài)。按下退幣按鈕，顯示退幣框，同時顯示出應退幣值及數量。 首先，應該做上位機與下位機的任務分工：上位機主要用來完成仿真界面的制作過程，而下位機則主要用來完成 PLC 程序的編寫。最后，進行上位機設計結果與下位機設計結果的配合工作，經調試后完成整個系統(tǒng)的設計 另外，上位機與下位機的設計工作是密切配合的。 我主要是對自動售貨機中的下位機， 也就是主要是對 PLC 在其中的程序進行設計。所要完成的任務是仿真系統(tǒng)的上位機與下位機的程序設計，即在上述功能分析的基礎上，有針對性地進行設計。 PLC程序設計 可以把一次交易過程分為幾個程序塊：運行初期電子標簽價格的內部傳遞；投幣過程；價格比較過程；選擇商品過程；退幣過程。 表 1 初始狀態(tài)變量表 電氣信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 系統(tǒng)設計 18 根據表 1 編制 PLC程序如圖 5所示。 （ 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的幣值，余額也增加同樣幣制。 表 2 投幣過程變量表 在圖中，當按下投入 1角時，相當于讓 R200接通，之所以用一個微分指令，就是要只在接通時檢測一次，不能永遠加下去。這里只要選擇燈來代表此信號。當余額大于等于某種商品價格時，程序使相應的指示燈閃爍表示可以購買電氣信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 系統(tǒng)設計 20 該種商品。對應的梯形圖程序如圖 9所示。當按下取 01 商品按鈕時， R230 斷開，不能輸出 Y8，代表 01商品被取走。所建立的變量如表 5所示。 余數則存儲于特殊數據寄存器 DT9015中，下次將不能被 1000（ 10 元）整除的余數除以 100（ 5元），商且存儲于 SV1中，余數繼續(xù)下傳，直至被 1 角除過，由于所投幣值最小是 1 角，并且商品價格也確定在整角，所以最終能被1角整除。至于交由計算機的任務將在以后敘述。 完成了以上 5 個過程，自動售貨機的 PLC 控制程序基本完成，程序可以控制售貨機實現各種要求的功能。因此先讓變量 poiwindows=0(系統(tǒng)默認 )。 下面分別定義提示框和錢幣以及“確認”按鈕，雙擊提示框，來到“動畫連接”畫面，定義poiwinJB=1 時顯示，各硬幣也用同樣的方法定義，“確認”按鈕也同樣定義，這樣就使在按下漢字“投幣”時，變量 poiwinJB=1，從而出現投幣框，以及硬幣等。 其中 poiwinJB=1，是讓顯示屏不再顯示友好界面，來到交易界面； TR$=1 時給 PLC 發(fā)出一個接通信號，由于 TR$ PLC地址是 R204，使得 204繼電器導通，轉而執(zhí)行相應的加10元程序。 當投幣以后，顯示屏要及時反映出投幣情況，同時“選擇”指示也要相應變化?，F在工具箱中點擊“選擇子圖框”，在子圖框中找到儀表中的數碼管，放在顯示屏中，作為投入顯示，再復制兩個，分別作為消費顯示、余額顯示。 “選擇”按鈕要根據余額的數值發(fā)生閃爍和變