【文章內(nèi)容簡介】 合人指的大小，運(yùn)營商可隨意添加或減少產(chǎn)品，只需簡單的修改程序里的數(shù)值設(shè)定。右手邊 米高處設(shè)計(jì)了投幣口和找零按鈕及盒子。符合一般人右手投幣取零的舒適高度。 商品貯存部分 為方便出貨，商品的貯存部分主要是垂直固定，下方設(shè)置有出貨裝置。如圖： 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 圖 貯存及出貨裝置示意圖 根據(jù)不同商品尺寸設(shè)計(jì)不同的貯存通道。根據(jù)運(yùn)營商所要裝載的商品數(shù)量設(shè)計(jì)貯存通道的長度。 商品驅(qū)動機(jī)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)的商品驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要是以低轉(zhuǎn)速馬達(dá)為動力的帶槽圓柱體。如圖： 圖 出貨裝置示意圖 商品半徑為 ，驅(qū)動馬達(dá)轉(zhuǎn)動接近 180176。時商品掉落，下一件商品會在剛好 180176。時落入另一個槽，由于傳感器的中斷信號作用，馬達(dá)此時停止。 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 第 3 章 PLC 控制柜設(shè)計(jì) PLC的簡介 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境 下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，全稱為Programmable logic Controller（程序邏輯控制器）。它采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 PLC 是以 CPU 為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（ PLC、機(jī)器人和 CAD/CAM）之一。目前，世界上生產(chǎn) PLC 的主要廠家有 65 個，其中最有名氣的廠家在德國、美國、法國和日本。日本的幾個廠家為三菱、富士。還有包括日立、東芝、橫河、立石、光洋、夏普等公司。美國的幾個廠家為通用電器公司，歌德公司，數(shù)字設(shè)備公司， Rockwell AllenBradley 等。德國的 SIEMENS。法國的 Schneider。使用最廣泛的是 SIEMENS和 AllenBradley 以及 Schneider 的人機(jī)界面。在我國沿海地區(qū)日本的三菱也應(yīng)用的非常廣泛。 圖 西門子 S7200PLC 及 8I/8O 模塊 PLC的工作原理 PLC 的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本是一致的，可以簡單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。 PLC 通電后，首先對硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，基本流程如圖 ？ 所示。但是 PLC 也有它自己的特點(diǎn)， PLC 在確定了工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的。 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 對每一個程序， 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的掃描全過程如圖所示。 圖 PLC 程序循環(huán)掃描示意 （ 1）輸入刷新階段 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。 （ 2）程序執(zhí)行階段 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(yùn)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。 （ 3）輸出刷新階段 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，這就形成了 PLC 的實(shí)際輸出。 PLC的硬件組成 PLC 的硬件主要由中央處理器（ CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口、電源等幾部分組成。其中， CPU是 PLC 的核心；輸入單元 /輸出單元是 CPU與現(xiàn)場輸入 /輸出設(shè)備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器，上位計(jì)算機(jī)等外部設(shè)備。 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 圖 PLC 控制柜 PLC的選 型以及 I/O點(diǎn)分配表 PLC 的選型，綜合考慮 PLC 的價(jià)格，可靠性，大小等多方因素。決定選擇 SIMATIC S7200 中 CPU型號為 224 的，拓展輸入輸出模塊選擇 8I/8Q 的。 I/O 點(diǎn)分配表如下： 圖 自動售貨機(jī) I/O 點(diǎn)分配表 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 控制柜內(nèi)部設(shè)計(jì) 控制柜內(nèi)部包括有空氣開關(guān)， 24VDC 電壓源， PLC及其 IO模塊，柜內(nèi)照明燈，接線端子，插座和走線槽?？刂乒駜?nèi)部設(shè)計(jì)如下圖： 圖 控制柜設(shè)計(jì)圖 電氣接線圖設(shè)計(jì) 電氣接線圖的設(shè)計(jì)主要包括主 電路圖， PLC 接線圖， I/O對應(yīng)電氣元件接線示意圖。主電路圖如下： 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 圖 控制柜主電路圖 PLC 接線示意圖如下： 圖 PLC 接線示意圖 I/O 對應(yīng)電氣元件示意圖如下： 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 12 圖 接線示意圖 圖 接線示意圖 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 圖 接線示意圖 圖 接線示意圖 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 14 圖 接線示意圖 圖 接線示意圖 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 15 圖 接線示意圖 圖 接線示意圖 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 16 圖 接線示意圖 圖 接線示意圖 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 第 4 章 自動售貨機(jī)的 PLC 程序設(shè)計(jì) 自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 自動售貨機(jī)控制部分包括，投幣，購買，出貨，找零，指示燈，報(bào)警以及復(fù)位。為了方便程序的修改以及商品的添加，使用主程序和調(diào)用子程序的形式編程。 主程序部分如下： 圖 PLC 程序塊 其中 main_program是自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)的主程序，其中包括了開機(jī)初始化、手動復(fù)位、投幣系統(tǒng)、 找零程序調(diào)用、商品購買程序調(diào)用、報(bào)警程序調(diào)用。運(yùn)營商可在主程序中添加相應(yīng)商品購買程序調(diào)用，添加子程序并仿照其他商品來添加商品購買的出貨、扣錢、指示燈，從而完成商品的添加。去除產(chǎn)品時可直接屏蔽相應(yīng)的子程序調(diào)用程序。 Change 是找零程序， goods_1~goods_8 為商品購買動作程序。其中包括了購買按鍵、商品出貨驅(qū)動、指示燈、扣錢計(jì)算器等。 Alarm為報(bào)警程序。當(dāng)自動售貨機(jī)遭到撞擊或被翻倒時，報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出燈光和蜂鳴器報(bào)警。運(yùn)營商亦可在報(bào)警子程序中添加其他條件的報(bào)警系統(tǒng)。 通過主、子程序的調(diào)用實(shí)現(xiàn)了程序的易 讀性和靈活性。略懂 PLC 的人也能看懂程序，也能模仿著去添加商品。 復(fù)位程序設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)提供了兩個復(fù)位程序， 。作用對象一樣，功能略有不同。 開機(jī)自動復(fù)位程序如下： 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 圖 自動復(fù)位程序 First_Scan~: 是 S7200 的系統(tǒng)符號。功能固定，意思是僅在第一個掃描周期中接通為 ON。開機(jī)的第一個掃描周期將所有的輸出點(diǎn) Q 和所有的中間