【文章內容簡介】 顧客按下相應的按鍵無反應（不出物品，不減余額）。（8）當投入假幣時報警并自動退還假幣，當自動售貨機遭到破壞時自動報警。 自動售貨機設計的基本思路本次設計的題目是基于PLC的自動售貨機，主要是應用西門子S7200型PLC的梯形圖來設計控制程序，并簡單介紹相關的知識，如：PLC的定義、PLC的編程語言、PLC的硬件組成等。根據設計內容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據PLC的相關知識設計出它的外部接線圖，結合梯形圖和外部接線圖分析說明該設計的控制原理過程。本次設計的基礎準備部分是第一、二章，對相關知識的簡單介紹，對自動售貨機的外觀、內部結構設計。重要部分是第三、四章，對PLC控制柜的設計，PLC的選型，I/O點的統(tǒng)計和分配以及電氣接線圖的設計和繪制。并根據需求設計劃分主、子程序部分，并編寫各部分程序。最后一章是對程序的模擬調試，主要檢驗其能不能可靠的完成自動售貨機的全部功能。第2章 自動售貨機的結構組成 自動售貨機的設計要求 設計本著經濟、實用、可靠、節(jié)能、安全、人性化的宗旨。設計包括箱體外觀、展示窗、貯存槽、出貨倉等多個組成部分。設計PLC部分時本著可添加產品、可修改要求、可快速排除故障等宗旨。設計時預留適當的備用輸出輸出點，方便添加產品和應急修理。將各功能程序劃分為子程序，方便修改要求。本次設計涉及金錢，售貨機應當做好防爆，防惡意破壞的防范工作，設置3個方向的振動感應器，機器表面遭到嚴重撞擊時觸發(fā)報警，同時可以借助城市監(jiān)控攝像頭，盡量將售貨機放置在攝像頭的監(jiān)控范圍內。 箱體外觀本次設計的自動售貨機，為滿足絕大部分顧客的需求，設計方面力求人性化。外觀設計如下： 箱體外觀設計高度為兩米，寬度為一米二，縱深一米。上沿留有5cm邊框，兩邊留有10cm邊框。上方預留了長一米，寬十五厘米的區(qū)域，供運營商貼置名稱。下方50cm高度處為長50cm寬30cm的取物口。 商品樣品展示窗展示窗設計如圖所示： 展示窗設計展示窗部分留有三行瓶裝礦泉水展示欄，兩行罐裝飲料和香煙展示欄。每個展示商品的下方設置紅綠兩個燈，其中綠燈為帶燈按鈕。每個燈的直徑為3cm，符合人指的大小，運營商可隨意添加或減少產品，只需簡單的修改程序里的數值設定。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，下方設置有出貨裝置。如圖： 貯存及出貨裝置示意圖根據不同商品尺寸設計不同的貯存通道。根據運營商所要裝載的商品數量設計貯存通道的長度。 商品驅動機構本次設計的商品驅動機構主要是以低轉速馬達為動力的帶槽圓柱體。如圖： 出貨裝置示意圖，驅動馬達轉動接近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，馬達此時停止。第3章 PLC控制柜設計 PLC的簡介PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置，全稱為Programmable logic Controller（程序邏輯控制器）。它采用可編程的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。PLC是以CPU為核心，綜合了計算機技術和通信技術發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，是現代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機器人和CAD/CAM）之一。目前，世界上生產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，數字設備公司，Rockwell AllenBradley等。德國的SIEMENS。法國的Schneider。使用最廣泛的是SIEMENS和AllenBradley以及Schneider的人機界面。在我國沿海地區(qū)日本的三菱也應用的非常廣泛。 西門子S7200PLC及8I/8O模塊 PLC的工作原理PLC的工作原理與計算機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，通過運行應用程序完成用戶任務。PLC通電后，首先對硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復不停地分階段處理各種不同的任務，基本流程如圖 ？ 所示。但是PLC也有它自己的特點，PLC在確定了工作任務，裝入了專用程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務管理及應用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的。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，直至遇到結束符后又返回第一條指令，如此周而復始不斷循環(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。 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。完成后關閉輸入端口，轉入程序執(zhí)行階段。（2）程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應的邏輯運算結果存入對應的內部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。（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，這就形成了PLC的實際輸出。 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與現場輸入/輸出設備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器，上位計算機等外部設備。 PLC控制柜 PLC的選型以及I/O點分配表PLC的選型，綜合考慮PLC的價格，可靠性，