【正文】 因此人機對話的編程要求大大減少。 陽江職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 設計 16 （ 2） 集成的背板總線 背板總線集成在模塊上， 模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在機殼的背后。 2 PLC系統(tǒng)設計 可編程序控制系統(tǒng)設計的基本原則 控制系統(tǒng)設計原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象（生產(chǎn)設備或生產(chǎn)過程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 （ 2） PLC的選擇。 （ 5）必要時還需設計控制臺 （ 6）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。觸點不能放在線圈的右邊。 （ 2）設計梯形圖。 （ 8）交付使用。 ⑤ 實驗中售貨機忽略了各種故障以及缺貨等因素。取走商品后出貨框消失。例如在進行仿真界面的設計時可以去觀看一下真正售貨機的外觀，必要時可以借助一些宣傳圖片來設計自動售貨機的外型；在進行 PLC 程序的編寫時需要先分配 PLC的 I/O 點，確定上、下位機的接口。清楚了仿真實驗的整體設計思路，下面就可以開始著手設 計了。 ② 當投入的硬幣總值等于或超過 元時 ， 汽水按鈕指示燈亮 ； 當投入的硬幣總值等于或超過 3 元時 ， 汽水按鈕和果汁按鈕同時亮 ； 當投入的硬幣總值等于或超過 5 元時 ，汽水按鈕、果汁按鈕和咖啡按鈕同時。先建立地址分配表，再編寫程序。投入 1 元原理同上。 如 圖 12 所示。與此同時 ，控制汽水指示燈的 T0常開開關閉合，使控制 汽水指示燈閃爍的 2 個延時定時器通電，汽水指示燈開始閃爍。 對應的梯形圖程序如圖 16 所示。要實現(xiàn)編程設備與 PLC之間的數(shù)據(jù)傳送，首先應正確安裝 PLC硬件模塊，然后用編程電纜（如 USBMPI電纜、 PROFIBUS總線電纜）將 PLC與 PG/PC連接起來 ，并打開電源開關。然后單擊監(jiān)視按鈕，激活監(jiān)視狀態(tài)。因為無論從論文選題，到編寫過程，直到完成， 楊老師無不 傾注著心血和辛勞。在這里我向所有老師們表示深深得謝意和崇高的敬意。我在這里說一聲： 楊 老師，辛苦了！ 同時，我還要感謝 各位 老師 和同班同學 ，他們都在我做設計的時候無私的幫助過我，給我提出很多很好的建議，讓我獲易匪淺。 自動售貨機是 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 。 ④ 在項目窗口內(nèi)選中要下載的工作站 。 整個交易過程 考慮到 PLC 的主要特點是執(zhí)行過程穩(wěn)定可靠，但執(zhí)行速度較慢。 （ 6） 退幣過程 在退幣過程中，最主要的是檢測是否需要 退幣的運算過程， 當選擇了購買的 商品后，馬上檢測投入的硬幣總值是否 超過所 購商品的價格（汽水 元，果汁 3 元，咖啡 5 元），是則找錢指示燈亮 ,同時進行找錢動作 。 圖 13 選擇商品過程 的地址分配表 根據(jù)地址分配表和控制要求， 對應的梯形圖程序如圖 14 所示 。 圖 10 價格比較過程 地址分配表 根據(jù) 地址分配表 和控制要求編寫的程序如圖 11 所示。每投入一個 5 角硬幣， SQ1 就閉合一次，產(chǎn)生一次上升沿指令。 ⑥ 若投入的硬幣總值超過所購商品的價格 （ 汽水 元 ， 果汁 3 元 ， 咖啡 5 元 ） ， 則找錢指示燈亮 ,同時進行找錢動作 。 在設計的過程中，就像上面所敘述的那樣，并非孤立地分別進行 每個步驟 的設計工作，而是互相配合的。總體上講，仿真界面是被控對象，利用 PLC 來控制這個仿真的自動售貨機，仿真的自動售貨機接受 PLC 的控制指令并完成相應的動作；另一方面，仿真界面中的仿真自動售貨機的運行，都是由組態(tài)界面所提供的命令語言來完成的。 到此為止，自動售貨機的一個完整工作過程結(jié)束。 ② 投幣狀態(tài)。 （ 1） 試驗狀態(tài)假設 由于是在計算機上模擬運行，試驗中有一些區(qū)別于實際情況的假設，本試驗中假設： ① 自動售貨機只售 3 種商品。 （ 5）對程序進行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。 （ 4）不允許出現(xiàn)橋式電路。 （ 4）分配 PLC的 I/O點，設計 I/O連接圖。 （ 4）設計控制程序。 （ 3）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。 （ 4） 可靠的接線端子 對于信號模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子 （ 5） TOP 連接 采用一個帶螺釘或夾緊連接的 1 至 3 線系統(tǒng)進行預接線。 （ 6） 口令保護 多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改。運行時無需風扇。 ● “STOP”停機模式 在此模式下， CPU不執(zhí)行用戶程序，但可以通過編程設備從 CPU中讀出或修改用戶程序。 ● FRCE（黃色）：強制作業(yè)有效指示燈。 各種 CPU 有各種不同的性能，例如，有的 CPU 上集成有輸入 /輸出點，有的 CPU 上集成有 PROFIBUSDP 通訊接口等。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。 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(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)動外部相應執(zhí)行元件工作，這才形成 PLC的實際輸出。 （ 7） 編程器 編程器的作用是供用戶進行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。 （ 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(nèi)部數(shù)據(jù)。 陽江職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 設計 11 圖 2 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖 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。 （ 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。 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(lián)、并聯(lián)極其他各種邏輯連接，進行開關控制。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。 6）對用戶程序及動態(tài)工作數(shù)據(jù)進行電池備份，以保障停電后有關狀態(tài)或信息不丟失。 PLC的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來傳遞信號。 （ 6） PLC通信的易用化 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)功能使它能與個人計算機和其他智能控制設備交換數(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。 （ 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。這種工業(yè)計算機采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。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(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。 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。 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?，F(xiàn)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。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、生活用品自動售貨機、煙、方便面自動售貨機等多種。 因經(jīng)濟復蘇緩慢，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)更為關注。 50年代， “ 噴水型果汁自動售貨機 ” 大受歡迎，果汁被注入在紙杯里出售。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運而生了。程序涉及到了自動售貨機工作的絕大部分過程。在自動售貨機歷史的長河中，日本開發(fā)出實用型的自動售貨機，那是在進入本世紀后的事。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。除雞蛋、米飯之外，報紙、雜志、一次性相機、干電池、磁帶、刮胡刀、襪子、花及寵物食品等各種商品都通過自動售貨機進行銷售。 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。自動售貨機的工作流程圖如圖 1 所示。這樣有可能造成輸出點浪費，增加成本。 PLC 主機選定后，如果控制系統(tǒng)需要，則相應的配套模塊也就選定了。 定義強調(diào)了 PLC 應直接應用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力，廣泛的適應能力和應用范圍。 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。 PLC 的編程語言和指令系統(tǒng)的功能和表達式也不一致，因此各廠家的可遍程序控制器互不兼容。 PLC 的特點 （ 1）抗干擾能力強，可靠性好 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，主要模塊均采用大規(guī) 模與超大規(guī)模集成電路。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。 （ 3）編程方便，易于使用 陽江職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 設計 9 PLC 是面向用戶的設備， PLC 的設計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習慣， 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。 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)。 （ 6） 運動控制功能 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 進行單軸或多軸運動控制。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。 ③ 按用戶程序存儲器中存放的先后順序逐條讀取指令，進行編譯解釋后，按指令規(guī)定的任務完成各種運算和操作。 （ 5） 輸入輸出 I/O 擴展接口 若主機單元的 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。 ① 輸入采樣 階段 在輸入采樣 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。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。 S7300基于模塊化、無風扇結(jié)構(gòu)設計，采用 DIN標準導軌安裝，配置靈活、安裝簡單、維護容易、擴展方便，各種模塊可以進行廣泛的組合和擴展。當電池失效或未裝入時，指示燈亮。 CPU處于 STOP或 HOLD或 Startup狀態(tài)時亮；在 存儲器復位時 LED以 ；在存儲器置位時 LED以 2Hz頻率閃爍。 （ 5） 電源模塊 (PS) 電源模塊 用來 將 交流 120V/230V 電壓轉(zhuǎn)換為 24V 直流工作電壓，為 S7300 CPU 和 24V 直流負載電路（信號模塊、傳感器、執(zhí)行器等）提供電源。SIMATIC 人機界面 (hmi) 從 S7300 中取得數(shù)據(jù)， S7300 按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。 （ 3） 更換模塊簡單并且不會弄錯 更換模塊時，只需松開安裝螺釘。因此，在設計 PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則： （ 1）最大限度地滿足被控對象的控制對象。 PLC是 PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇 PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技陽江職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機的 PLC 設計 17 術(shù)經(jīng)濟性能指標起到重要的作用。 控制系統(tǒng)設計的一般步驟 （ 1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。除步進程序外，任何線圈、定時器、計數(shù)器、高級指令等不能直接與左母線相連。這程序設計的關鍵一步，也是比較困難的一步。 控制系統(tǒng)設計步驟流程圖如圖 5所示。 （ 2） 一次交易過程分析 為了方便分析，我們以一次交易過程為例。 ④ 退幣按鈕。然后，分別對上、下位機分別進行設計工作。 程序設計部分 這部分內(nèi)容是整個系統(tǒng)設計的主體部分。 ③ 當汽水按鈕燈亮時 ， 按汽水按鈕 ， 則汽水排出 10s 后自動停止 ， 同時汽水按