【文章內(nèi)容簡介】 時修復(fù)；若自檢通過，檢查商品信息，若缺少貨物，停止銷售該類商品；然后等待，等待消費者投錢和選擇商品，若有人選擇商品，等錢幣投入后就開始執(zhí)行銷售模塊，將產(chǎn)品送出，并找零錢。這是最基本的功能描述，在實際的設(shè)計中，有很多的因素需要考慮，一定要保證機器工作的可靠性和穩(wěn)定性。控制子系統(tǒng)由以下四個部分組成:（1）售貨價格系統(tǒng)自動售貨機售出的同類商品可分若干品種，其售前設(shè)定價格須預(yù)先貯存在控制系統(tǒng)內(nèi)。售貨機的價格設(shè)置系統(tǒng)由按鍵和存儲器組成，通過按鍵選擇被設(shè)價商品的種類及價格，并將價格寫入存儲器，該存儲器本身具有掉電保護(hù)功能，屬于軟件設(shè)置方式。此外，在簡易型售貨機中，由于出售商品種類少，價格變化小，使用幣種單一，也可用硬件來設(shè)置價格，采用撥碼開關(guān)對應(yīng)方式，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。（2）累計、可售指示和退幣系統(tǒng)控制系統(tǒng)的核心CPU對識幣、退幣、無貨檢測及購貨信號進(jìn)行巡回檢查，當(dāng)有識幣信號后，將金額數(shù)值送入金額累計存儲器中進(jìn)行累計，并通過串行擴展口進(jìn)行顯示，同時將金額累計存儲器中的數(shù)值與預(yù)設(shè)價格存儲器中的數(shù)值進(jìn)行比較，如金額累計數(shù)值等于或大于預(yù)設(shè)價格數(shù)值，則通過串行接口使可售指示燈亮，提示購貨。此時可按下購貨按鈕，由CPU檢測到購貨信號后，如金額累計存儲器中數(shù)值與預(yù)設(shè)價格相等，則通過并行擴展接口驅(qū)動電磁閥或微電機驅(qū)動出商品，并將金額累計存儲器清零，完成一次售貨過程；如累計金額大于預(yù)設(shè)價格時，驅(qū)動商品后，相減差額由信號驅(qū)動退幣，實現(xiàn)售貨和退幣找零功能。（3）檢測系統(tǒng)在自動售貨機商品貯存道下方安有接觸行程開關(guān)，當(dāng)貯存道內(nèi)有商品時，壓下行程開關(guān)，售貨機正常工作；當(dāng)商品出售完畢時，行程開關(guān)被釋放，向CPU發(fā)出無貨信號，經(jīng)檢測通過串行擴展接口向相應(yīng)的售完指示燈發(fā)出信號，使機身外部 “售完”指示燈亮，此種商品自動停售，即使投幣累計金額達(dá)到該道商品預(yù)設(shè)價格數(shù)值，可售按鈕仍然無啟動信號，金額累計存儲器也不清零。（4）累計及自測功能系統(tǒng)自動售貨機CPU在每次售出商品后，向售出累計存儲器中累計售出數(shù)據(jù)，通過售貨機內(nèi)部的按鍵可在金額顯示窗中讀到累計結(jié)果。此外，在按下自測功能鍵后，出現(xiàn)自測功能信號，由外部按鍵操作，可檢測各商品貯存道的驅(qū)動商品功能。 PLC的選擇當(dāng)某一個控制任務(wù)決定由PLC來完成后，選擇PLC就成為最重要的事情。一方面要選擇多大容量的PLC ,另一方面是選擇什么公司的PLC及外設(shè)。對第一個問題，首先要對控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的I/O點找出來，包括開關(guān)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?？刂葡到y(tǒng)輸出點的類型非常關(guān)鍵，如果它們之中既有交流220V的接觸器、電磁閥，又有24V的指示燈，則最后選用的PLC的輸出點數(shù)有可能大于實際點數(shù)。因為PLC的輸出點一般是幾個一組共用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級，所以一旦它們是交流220V的負(fù)載使用，則直流24V的負(fù)載只能使用其他的輸出端了，這樣有可能造成輸出點浪費，增加成本，所以要盡可能選擇相同等級和種類的負(fù)載，比如使用交流220V的指示燈等。一般情況下繼電器輸出的PLC使用最多，但對于要求高速輸出的情況，就要使用無觸點的晶體管輸出的PLC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(wù)。如對PLC與PLC、PLC與智能儀表及上位機之間有靈活方便的通信要求；或?qū)LC的計算速度、用戶程序容量等有特殊要求；或?qū)LC的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對市場上流行的PLC品種有一個詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇。（2） 價格方面 不同廠家的PLC產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似、質(zhì)量相當(dāng)、I/O點數(shù)相當(dāng)?shù)腜LC的價格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價當(dāng)然是必須考慮的因數(shù)。PLC主機選定后，如果控制系統(tǒng)需要，則相應(yīng)的配套模塊也就選定了。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計編程要求及基本原則 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計編程要求 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC 控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則。（1）最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮PLC 的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計過程中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計之前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，充分收集控制現(xiàn)場的資料，同時收集相關(guān)國內(nèi)、國外相關(guān)的資料。同時還要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員等緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計中的重點問題和疑難問題。（2）保證PLC 控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC 控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程等方面要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC 控制程序不僅能在正常條件下運行，而且要在非正常情況下，也能正常工作。（3）力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。（4）適應(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計時要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O 點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則（1）所編的程序要合乎所使用的PLC的有關(guān)的規(guī)定主要是對指令要準(zhǔn)確地理解，正確地使用。各種PLC指令多有類似之處，但還有些差異。對于有PLC使用經(jīng)驗的人，當(dāng)選用另一種不太熟悉的型號進(jìn)行編程設(shè)計時，一定要對新型號PLC的指令重新理解一遍，否則容易出錯。（2）要使所編的程序盡可能簡潔簡短的程序可以節(jié)省內(nèi)存，簡化調(diào)試，而且還可節(jié)省執(zhí)行指令的時間，提高對輸入的響應(yīng)速度。要使所編的程序簡短，就要注意編程方法，用好指令，用巧指令，還要能優(yōu)化結(jié)構(gòu)。要實現(xiàn)某種功能，一般而言，在達(dá)到目的的相同時，用功能強的指令比用功能單一的指令，程序步數(shù)可能會少些。（3）要使所編的程序盡可能清晰這樣既便于程序的調(diào)試、修改或補充，也便于別人了解和讀懂程序。要想使程序清晰，就要注意程序的層次，講究模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。特別是在編制復(fù)雜的程序時，更要注意程序的層次，可積累自己的與吸收別人的經(jīng)驗，整理出一些標(biāo)準(zhǔn)的具有典型功能的程序，并盡可能使程序單元化，像計算機中的常用的一些子程序一樣，移來移去都能用，這樣，設(shè)計起來簡單，別人也易了解。（4）要使所編的程序合乎PLC的性能指標(biāo)及工作要求所編程序的指令條數(shù)一定少于所選用的PLC內(nèi)存的容量，即程序在PLC中能放得下，所用的輸入、輸出點數(shù)要在所選用PLC的I/O點數(shù)范圍之內(nèi)，PLC的掃描時間要少于所選用PLC的程序運行監(jiān)測時間。PLC的掃描時間不僅包括運行用戶程序所需的時間，而且還包括運行系統(tǒng)程序，如I/O處理、自監(jiān)測所需的時間。（5）所編程序能夠循環(huán)運行PLC的工作特點是循環(huán)反復(fù)、不間斷地運行同一程序。它的運行從初始化后的狀態(tài)開始，待控制對象完成了工作循環(huán)（完整程序執(zhí)行一次），則又返回初始化狀態(tài)繼續(xù)運行。因為只有這樣才能使控制對象在新的工作周期中也得到相同的控制。根據(jù)上述要求，制定合理方案：首先，應(yīng)該做上位機與下位機的任務(wù)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；其次，要分別對上位機和下位機進(jìn)行資料的查找與收集。例如在進(jìn)行仿真界面的設(shè)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(shè)計自動售貨機的外型；在進(jìn)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；然后，分別對上、下位機分別進(jìn)行設(shè)計工作；最后，進(jìn)行上位機設(shè)計結(jié)果與下位機設(shè)計結(jié)果的配合工作，經(jīng)調(diào)試后完成整個系統(tǒng)的設(shè)計。另外，上位機與下位機的設(shè)計工作是密切配合的，它們無論在通信中使用的變量，還是在仿真中控制的對象都應(yīng)該是一致的?？傮w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(yīng)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。這是整個仿真系統(tǒng)內(nèi)部各大部件之間的內(nèi)在關(guān)系。本設(shè)計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(jìn)行設(shè)計。由此繪出系統(tǒng)組成框圖如32所示。圖32 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖PLC控制系統(tǒng)：接受人民幣識別系統(tǒng)信息，確認(rèn)已接受的人民幣是否可購買消費者所指定的商品，確認(rèn)后按要求售出商品。錢幣識別傳感器：主要包括紙幣識別器、硬幣識別器、硬幣找零系統(tǒng)等，它主要實現(xiàn)識別真假紙幣(一般為拾元、伍元)和硬幣(壹元、伍角)、拒收假幣和殘幣、正確找零的功能。補料及出貨系統(tǒng)：貨柜由多層貨架組成，當(dāng)購物者指定所需商品后，由控制系統(tǒng)啟動出貨系統(tǒng)出貨；當(dāng)某種貨物被取出后，補料機構(gòu)自動補料（在這里補料機構(gòu)采用簡單的傾斜式機構(gòu)，即當(dāng)某種貨物被售出后，補料機構(gòu)里面的貨物直接向前滑至首位進(jìn)行補位）。顯示機構(gòu)：顯示購買的瓶數(shù)、投入的錢數(shù)以及剩余的錢數(shù)。 第4章 自動售貨機控制方案設(shè)計 自動售貨機控制方案設(shè)計 （1）通過分析，由于程序內(nèi)部的聯(lián)鎖、互動關(guān)系較為復(fù)雜，故采取步進(jìn)指令較為簡單。（2） 本自動售貨機可使用5角硬幣，給計總金額數(shù)帶來麻煩，可對除5角識別器以外的所對應(yīng)INC指令的計數(shù)器中的值乘2 計算來方便計算總錢數(shù)，即將所有“元”轉(zhuǎn)化為多少個“5角”。（3）由于實驗室PLC型號三菱FX2N48MR對某些指令無法識別，所以需將所有用脈沖執(zhí)行型的功能指令都使用PLS指令進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即通過PLS指令驅(qū)動輔助繼電器M，實現(xiàn)程序功能。（4）找余時，可找1元與5角，故需對剩余總金額寄存器中的數(shù)目除以2 和取模2，除2結(jié)果即為當(dāng)前要找1元的數(shù)目，取模2結(jié)果即為當(dāng)前要找5角數(shù)目。（5）PLC 選用繼電器輸出型。（6）實現(xiàn)顧客的循環(huán)購買，故需實現(xiàn)控制程序的跳轉(zhuǎn)（向后跳轉(zhuǎn)）。當(dāng)顧客再次購買時，余額寄存器（為了退幣，該寄存器中值已除2）中值要先乘2，以便與商