【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，并介紹了自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)中所包括的人工操作步驟。在實(shí)際生活中，我們見到的售貨機(jī)可以銷售一些簡(jiǎn)單的日用品，如飲料、香煙和小的生活保健用品等。售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應(yīng)的反應(yīng)。例如：售貨機(jī)中有2種商品。，當(dāng)投入的貨幣超過A商品的價(jià)格時(shí)，A商品的選擇按鈕處應(yīng)有變化，提示可以購買，B商品也提示。當(dāng)按下選擇A商品的價(jià)格時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去A商品的價(jià)格同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)，提取A號(hào)商品到出貨口。此時(shí)售貨機(jī)繼續(xù)進(jìn)行等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時(shí)不再購買而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來，售貨機(jī)一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以及在退幣時(shí)的除法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識(shí)別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。圖32 自控售貨機(jī)工作流程圖 自動(dòng)售貨機(jī)I/O點(diǎn)的分配輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件。 PLC通過輸入接口可以檢測(cè)被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí)PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。本次自動(dòng)售貨機(jī)選用的CPU的類型為S7200 CPU224，14個(gè)輸入（~，~）、10個(gè)輸出（~，~），I/O點(diǎn)的分配如表33所示[12]。表33 自動(dòng)售貨機(jī)I/O點(diǎn)的分配表序號(hào)定義點(diǎn)符號(hào)功能1SB1找零按鈕2SB23SB34SB45SB56SB67SQ78SQ891011（可以購買）12（可以購買）13(物品售完)14(物品售完)151617 順序功能圖(SFC)順序功能圖（SFC）順序功能圖是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，使用它可以對(duì)具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行編程。順序功能圖提供了一種組織程序的圖形方法，在順序功能圖中允許和別的語言編程的程序嵌套。順序功能圖由步、轉(zhuǎn)換和動(dòng)作三種主要元件組成，如圖33 所示?？梢杂庙樞蚬δ軋D來描述系統(tǒng)的功能，根據(jù)它可以很容易地設(shè)計(jì)出梯形圖程序[13]。圖33 順序功能示意圖所選擇的順序功能圖（SFC）由于順序功能圖（SFC）有五種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇性分支結(jié)構(gòu)、并發(fā)性分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、復(fù)合結(jié)構(gòu)。本次自動(dòng)售貨機(jī)的SFC圖，根據(jù)控制要求選用選擇性分支結(jié)構(gòu)和并發(fā)性分之結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫x擇性分支結(jié)構(gòu)是一個(gè)控制流，它可以轉(zhuǎn)入多個(gè)可能的控制流中的某一個(gè)，且不允許多路分支同時(shí)執(zhí)行。具體進(jìn)入哪個(gè)分支，取決于控制流前面的轉(zhuǎn)移條件哪一個(gè)為真。而并發(fā)性分之結(jié)構(gòu)是一個(gè)工作步執(zhí)行完后，需要同時(shí)開啟若干條分之，并采用雙水平線相連且要有一個(gè)公共轉(zhuǎn)移條件，這兩種順序功能圖結(jié)構(gòu)符合本次自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求，所以選擇這兩種結(jié)構(gòu)[14]。本次自動(dòng)售貨機(jī)的SFC圖如下圖34所示：圖34 自動(dòng)售貨機(jī)順序功能圖 梯形圖（LAD）梯形圖是用的最多的PLC圖形編程語言。梯形圖語言是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達(dá)符號(hào)的基礎(chǔ)上演變而來的。它與電器控制線路圖相似，如圖35所示。繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和輸入/輸出形式，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)。因此，這種編程語言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知，是應(yīng)用最廣泛的PLC的編程語言，是PLC的第一編程語言[15]。圖35 傳統(tǒng)繼電器控制線路圖和PLC梯形圖在梯形圖中，有兩根豎直的直線，被稱為母線，現(xiàn)在很多PLC只保留了左邊的母線，而把右邊的母線略去不寫。在梯形圖中引入了“能流”的概念。左邊的母線就如電源的“正極”，而右邊的母線就如電源的“負(fù)極”。如果有“能流”從左至右流向線圈，則線圈被激勵(lì)。如果沒有能流，則線圈未被激勵(lì)，“能流”在任何時(shí)刻都不會(huì)通過接點(diǎn)自右向左流[16]。 自動(dòng)售貨機(jī)的相關(guān)說明在本設(shè)計(jì)中，,，SUB_DI是雙整數(shù)減法當(dāng)成功購買物品時(shí)就減去物品對(duì)應(yīng)的數(shù)；T37—T39表示通電延時(shí)定時(shí)器,按下物品按鈕時(shí)T37—T38延時(shí)20秒，T39計(jì)時(shí)器形成計(jì)時(shí)60秒無操作找零。例如：，此時(shí)咖啡綠燈長亮，按下想購買的咖啡，出貨口出咖啡，同時(shí)綠燈閃爍，20秒后若顧客無動(dòng)作，則售貨機(jī)將自動(dòng)退出剩余金額。本設(shè)計(jì)統(tǒng)一采用按鈕開關(guān)模擬物品選擇，按鈕內(nèi)有綠燈和紅燈分別表示可購買物品和物品銷售完；指示燈模擬物品輸出及找零如圖36所示。圖36自動(dòng)售貨機(jī)模擬操作面板 外部接線本設(shè)計(jì)售貨機(jī)的外部接線圖如圖37所示：SB2和SB3為物品選擇按鈕；當(dāng)投入貨幣物品綠燈亮（），按下SB2和SB3其中一個(gè)，對(duì)用的KM線圈得電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)出相應(yīng)的物品（）；當(dāng)有物品銷售完其行程開關(guān)斷開，物品紅燈亮并同時(shí)向總部發(fā)送該物品銷售完的信息；當(dāng)購買物品總值低于投入總值時(shí)，可按找零按鈕SB1，自動(dòng)售貨機(jī)經(jīng)內(nèi)部比較判斷需要退換的硬幣種類和數(shù)目，然后驅(qū)動(dòng)KMKM2和KM3得電使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)找零（、）。圖37 自動(dòng)售貨機(jī)PLC外部接線圖第4章 程序設(shè)計(jì)及仿真 程序設(shè)計(jì)部分 程序設(shè)計(jì)說明現(xiàn)在我們具體分析一下程序過程：為了方便分析，我們以一次交易過程為例。初始狀態(tài)：此時(shí)不能購買任何商品。投幣狀態(tài)：顧客投幣，顯示投入總值，即余額數(shù)值，當(dāng)所投幣值超過商品價(jià)格時(shí)，相應(yīng)價(jià)格選擇按鈕發(fā)生變化，綠燈亮，提示可以購買。購買狀態(tài)：按下可以購買的選擇按鈕，所選的商品出現(xiàn)在出貨框中，同時(shí)顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費(fèi)情況相應(yīng)變化。退幣按鈕：按下找零按鈕，顯示退幣框，同時(shí)顯示出應(yīng)退幣值。按下找零，則退出貨幣，恢復(fù)初始狀態(tài)。到此為止，自動(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過程結(jié)束。 程序設(shè)計(jì)此設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)主要銷售汽水和咖啡兩大類。自動(dòng)售貨機(jī)的梯形圖（LAD）如圖41所示：可以把一次交易過程分為幾個(gè)程序塊：運(yùn)行初期清零過程；投幣過程；圖41 自動(dòng)售貨機(jī)梯形圖 程序調(diào)試由于實(shí)驗(yàn)室沒有相應(yīng)的實(shí)物控制模型(自動(dòng)售貨機(jī))，因此，在調(diào)試系統(tǒng)控制程序時(shí)，所有的輸入信號(hào)均用開關(guān)信號(hào)和復(fù)位按鈕來代替，所有的輸出均用指示燈來表示。調(diào)試時(shí)，首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線，并仔細(xì)檢查接線是否有誤，特別要注意接線時(shí)不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況，否則會(huì)造成硬件損壞及人身意外。開始程序調(diào)試：首先將PLC控制程序?qū)懭氲絇LC機(jī)器中，再選擇監(jiān)控狀態(tài)，使PLC處于“RUN”狀態(tài)，然后逐一按投幣感應(yīng)器（即硬幣識(shí)別機(jī)構(gòu)用復(fù)位按鈕信號(hào)來表示硬幣的輸入），觀察有沒有進(jìn)行累加幣值；或按選擇按鈕，觀察輸出指示燈是否按預(yù)計(jì)效果閃滅（即顯示飲料選擇提示、飲料送出、送出時(shí)間和退幣提示），并通過監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運(yùn)行過程及輸入輸出信號(hào)、內(nèi)部描述實(shí)際出現(xiàn)的問題及解決方案。要對(duì)照設(shè)計(jì)控制要求，逐一檢驗(yàn)設(shè)計(jì)功能是否能有效的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)和完善。例如，調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)重復(fù)線圈問題，需將程序進(jìn)行合并，避免重復(fù)線圈等等?？偠灾瑢?duì)程序必須要反復(fù)調(diào)試，不斷改進(jìn)，以獲得既完全實(shí)現(xiàn)功能，而又簡(jiǎn)單、嚴(yán)謹(jǐn)性高的PLC控制程序[17]。 自動(dòng)售貨機(jī)仿真 自動(dòng)售貨機(jī)仿真程序編寫好后無法驗(yàn)證程序的正誤，編程能力很難提高，而仿真是解決這一問題的理想方法。本次自動(dòng)售貨機(jī)的仿真，首先配置CPU的型號(hào)，為了自動(dòng)售貨機(jī)的仿真方便好看，我們選用CPU224，擴(kuò)展模塊我們選用14個(gè)輸入（~，~）、10個(gè)輸出（~，~）的EM223 (14 I / 10 Q)，如圖42所示[18]。圖42 自動(dòng)售貨機(jī)選用CPU和擴(kuò)展模塊 仿真中需要注意的問題在仿真的過程中需要注意的是CPU的型號(hào)一定要相互匹配，在這里我們采用的是CPU224，除此之外還需要兩個(gè)擴(kuò)展模塊，在仿真的過程中程序動(dòng)作可能會(huì)延遲，需要耐心等待。23結(jié)　論畢業(yè)論文是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣，但我的收獲卻更加豐富。我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。提高是有限的，但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來，也必然會(huì)讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。在設(shè)計(jì)過程中程序的設(shè)計(jì)讓我很頭痛，原因是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要用西門子PLC編程，但是我們只學(xué)過三菱的，所以要自己一邊學(xué)一邊用，花了不少的時(shí)間和精力在上面。順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。比如我的設(shè)計(jì)還有很多的不足之處，可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對(duì)問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為祖國的四化服務(wù)。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）謝 辭從接受畢業(yè)設(shè)計(jì)課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，我感謝我的指導(dǎo)老師張老師和白老師，他們給予了我精心的指導(dǎo)和熱情的幫助。張老師在PLC方面具有豐富的實(shí)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我的設(shè)計(jì)工作給予了很多的指導(dǎo)和幫助，使我能夠?qū)⒗碚撝械慕Y(jié)果與實(shí)際相結(jié)合。尤其在課題設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備階段和程序編程階段，張老師提出許多寶貴的設(shè)計(jì)意見，在最后的測(cè)試修改階段老師在百忙之中抽出時(shí)間為我們修改了論文的格式和小的細(xì)節(jié)問題，這樣使得我們得以順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，老師淵博的知識(shí)，敏銳的思路和實(shí)事求是的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，這將使得我終身受益，謹(jǐn)此向老師表示由衷的感謝和崇高的敬意。在這里我還要感謝曾經(jīng)給過我?guī)椭耐瑢W(xué)們，你們同樣給我?guī)砹四蟮墓膭?lì)。最后，再次感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師。祝愿各位身體健康、工作順利！40參考文獻(xiàn)[1]徐益清. 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù). 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社. 2009[2]趙紅梅. 自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 工程技術(shù). 2009[3]廖常初. PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 2008[4]周美蘭, 周封, 忘岳宇. PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì). 北京: 科學(xué)出版社. 2003[5]張?jiān)苿? 宋小春. 西門子S7200系列. 北京: 人民郵電出版社. 2000[6]吳建強(qiáng), 姜三勇. 可編程控制器原理及應(yīng)用. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社. 2000[7]周亞軍, 張衛(wèi). 電氣控制與PLC原理及應(yīng)用. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社. 2010[8]張萬忠. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 2008[9]張興國. 可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用. 北京: 中國電力出版社. 2006[10]黃繼昌. 傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例. 北京: 人民由電出版社. 1998[11]朱軍, 王海東. 自動(dòng)售貨機(jī)中紙鈔和硬幣識(shí)別原理. 2004[12]胡新顏. 自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì). 電子技術(shù). 2003[13]董淑冷. PLC在自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用. 上海: 上海師范大學(xué)學(xué)報(bào). 2007[14]黃繼昌等. 傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例. 北京: .[15]孫余凱等. 傳感器應(yīng)用電路300例. 北京: 電子工業(yè)出版社. 2008.[16]何希才等. 實(shí)用傳感器接口電路實(shí)例. 北京: 中國電力出版社. 2007[17]羅宇航. 流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)(西門子S7200系列). 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社. 2006[18]王永華. 現(xiàn)代電氣控制及PLC 應(yīng)用技術(shù). 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社. 2009 附　錄A 自動(dòng)售貨機(jī)其他硬件說明本文設(shè)計(jì)的是售汽水和咖啡這兩種商品的自動(dòng)售貨機(jī)，它的總體售貨過程是：當(dāng)顧客購買商品時(shí),投入的硬幣（投入硬幣的面值和剩余值由PLC驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示）經(jīng)過光傳感器感應(yīng)，然后由光傳感器驅(qū)動(dòng)硬幣識(shí)別器識(shí)別硬幣，如果是假幣則被排出，如果是真幣則系統(tǒng)將