【文章內(nèi)容簡介】 形圖的注意事項(xiàng)（1）輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時器、記數(shù)器等器件的觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使用，無需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)。（2）梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。觸點(diǎn)不能放在線圈的右邊。除步進(jìn)程序外，任何線圈、定時器、計(jì)數(shù)器、高級指令等不能直接與左母線相連。如果需要任何時候都被執(zhí)行的程序段，可以通過特殊內(nèi)部常閉繼電器或一個沒有使用的內(nèi)部繼電器的常閉觸點(diǎn)來連接。（3）在程序中，不允許同一編號的線圈兩次輸出。（4）不允許出現(xiàn)橋式電路。程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左止右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，程序應(yīng)為“左大右小，上大右小”。 程序設(shè)計(jì)的步驟（1）對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程土，用以清楚地表明動作的順序和條件。（2）設(shè)計(jì)梯形圖。這程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。（3）根據(jù)梯形圖編制程序清單。（4）用編程器將程序輸入到PLC的用戶存儲器中，并檢查輸入的程序是否正確。（5）對程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。（6）待控制臺及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。若未滿足要求，再從新修改程序或檢查接線，直到滿足為止。（7）編寫技術(shù)文件。（8）交付使用。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟流程圖如圖4所示。3 自動售貨機(jī)PLC程序設(shè)計(jì) 仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中售貨機(jī)的分析由于售貨機(jī)的全部功能時在上位機(jī)上模擬的 ，所以售貨機(jī)的部分硬件是由計(jì)算機(jī)軟件來模擬圖4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟替代的。如錢幣識別系統(tǒng)可以用按壓某個“仿真對象”輸出一個脈沖直接給PLC發(fā)布命令，而傳動系統(tǒng)也是由計(jì)算機(jī)來直接模擬的，這些并不會影響實(shí)際程序的操作，完全能模擬現(xiàn)實(shí)中自動售貨機(jī)的運(yùn)行。（1） 試驗(yàn)狀態(tài)假設(shè) 由于是在計(jì)算機(jī)上模擬運(yùn)行，試驗(yàn)中有一些區(qū)別于實(shí)際情況的假設(shè)，本試驗(yàn)中假設(shè)：① 自動售貨機(jī)只售8種商品。② 自動售貨機(jī)可識別10元、5元、1元、5角、1角硬幣。③ 自動售貨機(jī)可退幣10元、5元、1元、5角、1角硬幣。④ 自動售貨機(jī)有液晶顯示功能。⑤ 實(shí)驗(yàn)中售貨機(jī)忽略了各種故障以及缺貨等因素。（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。① 初始狀態(tài)。由電子標(biāo)簽顯示各商品價格，顯示屏顯示友好界面，此時不能購買任何商品。② 投幣狀態(tài)。按下投幣按鈕，顯示投幣框，按下所投幣值顯示屏顯示投入、消費(fèi)、余額數(shù)值，當(dāng)所投幣值超過商品價格時，相應(yīng)價格選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購買。③ 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，同時顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費(fèi)情況相應(yīng)變化。取走商品后出貨框消失。④ 退幣按鈕。按下退幣按鈕，顯示退幣框，同時顯示出應(yīng)退幣值及數(shù)量。按下確認(rèn)鈕，則恢復(fù)初始狀態(tài)。到此為止，自動售貨機(jī)的一個完整工作過程結(jié)束。 設(shè)計(jì)任務(wù)的確定 在清楚自動售貨機(jī)運(yùn)行工作過程的基礎(chǔ)上，制定出設(shè)計(jì)方案，確定任務(wù)的目標(biāo)，以設(shè)計(jì)出合理的仿真系統(tǒng)。 首先，應(yīng)該做上位機(jī)與下位機(jī)的任務(wù)分工：上位機(jī)主要用來完成仿真界面的制作過程，而下位機(jī)則主要用來完成PLC程序的編寫。其次，要分別對上位機(jī)和下位機(jī)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(jì)時可以去觀看一下真正售貨機(jī)的外觀，必要時可以借助一些宣傳圖片來設(shè)計(jì)自動售貨機(jī)的外型；在進(jìn)行PLC程序的編寫時需要先分配PLC的I/O點(diǎn)，確定上、下位機(jī)的接口。然后，分別對上、下位機(jī)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。最后，進(jìn)行上位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果與下位機(jī)設(shè)計(jì)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(jì)另外，上位機(jī)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)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。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(jī)，仿真的自動售貨機(jī)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(jī)的運(yùn)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。我主要是對自動售貨機(jī)中的下位機(jī)，也就是主要是對PLC在其中的程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。仿真程序只做了解，雖然只做了解，但是也將在下面有所介紹。清楚了仿真實(shí)驗(yàn)的整體設(shè)計(jì)思路，下面就可以開始著手設(shè)計(jì)了。 程序設(shè)計(jì)部分 這部分內(nèi)容是整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主體部分。所要完成的任務(wù)是仿真系統(tǒng)的上位機(jī)與下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)，即在上述功能分析的基礎(chǔ)上，有針對性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。 程序設(shè)計(jì)說明下位機(jī)程序的編制則是利用松下PLC專用編程軟件FPWINGR完成的。在設(shè)計(jì)的過程中，就像上面所敘述的那樣，并非孤立地分別進(jìn)行上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作，而是互相配合的。因此在以下的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中，并沒有將上位機(jī)的設(shè)計(jì)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)整體分開來寫，而是相互交替，同時盡量清晰地?cái)⑹?，在相?yīng)的設(shè)計(jì)部分中注明是上位機(jī)的設(shè)計(jì)還是下位機(jī)的設(shè)計(jì)。 PLC程序設(shè)計(jì)可以把一次交易過程分為幾個程序塊：運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價格的內(nèi)部傳遞；投幣過程；價格比較過程；選擇商品過程；退幣過程。（1） 運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價格的內(nèi)部傳遞程序的設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)運(yùn)行初期，要由PLC向仿真畫面相應(yīng)對象傳遞已經(jīng)存儲好的價格，還要給投入顯示、消費(fèi)顯示及余額顯示存儲器清零，同時也要給存儲退幣幣值的存儲器清零。程序編制過程中，要用到運(yùn)行初期閉合繼電器R90116位數(shù)據(jù)傳送指令FO,同時在上位機(jī)ForceControl中，必須定義相應(yīng)的變量，來實(shí)現(xiàn)與PLC程序的對接。所定義的變量如表1所示。 表1 初始狀態(tài)變量表 根據(jù)表1 編制PLC程序如圖5所示。 圖5 運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價格的內(nèi)部傳遞程序 在梯形圖程序圖5中，系統(tǒng)初始化時，通過運(yùn)行初期閉合繼電器R9013在第一次掃描時將數(shù)值傳遞給上位機(jī)。給WR1WR11及SV0SV4賦初值，賦值功能通過高級指令FO實(shí)現(xiàn)。至于為什么要加入WR1WR1WR1WR19及WR20，在以后的程序中將介紹它們的作用。 （2）.投幣過程在投幣的過程中，每投下一枚硬幣，投入顯示將增加相應(yīng)的幣值，余額也增加同樣幣制。先建立變量表，在編寫程序。變量表如表2所示。對應(yīng)的梯形圖程序如圖7所示。 表2 投幣過程變量表 在圖中，當(dāng)按下投入1角時，相當(dāng)于讓R200接通，之所以用一個微分指令，就是要只在接通時檢測一次，不能永遠(yuǎn)加下去。投入1角要投入顯示、余額顯示都相應(yīng)增加相同數(shù)值，加法是由16位加法指令E20來實(shí)現(xiàn)的。投入5角、1元、5元、10元，原理同上。（3）價格比較過程價格的比較要貫穿實(shí)驗(yàn)過程的始終，只要余額大于某種商品價格時，就需要輸出一個信號， 圖7 投幣過程梯形圖提示可以購買。這里只要選擇燈來代表此信號。所建立的變量表如表3所示。 表 3 價格比較過程變量表 根據(jù)變量表和控制要求編寫的程序如圖8所示。 在梯形圖8中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時比較，用了一個特殊內(nèi)部繼電器R9010,在程序執(zhí)行過程中，R9010始終保持閉合，F(xiàn)60是16位數(shù)據(jù)比較指令，用它來比較余額和商品的價格，R900A是大于價格，R900B是等于標(biāo)志。當(dāng)余額大于等于某種商品價格時，程序使相應(yīng)的指示燈閃爍表示可以購買該種商品。 R9010 F60 CMP , WR3 , WR4 R900A Y0R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR5R900A Y1 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR6 R900A Y2 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR7 R900A Y3 R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR8 R900A Y4R900B R9010 F60 CMP , WR3 , WR9R900A Y5 R900B . . . . . . 圖8 價格比較過程梯形圖（4）選擇商品過程 當(dāng)投入的幣值可以購買某種商品時，按下相應(yīng)的“選擇”按紐即可在出貨框中出現(xiàn)該種商品，同時消費(fèi)顯示欄中顯示出已經(jīng)消費(fèi)掉的金額，余額也將扣除已消費(fèi)的幣值，接著余額繼續(xù)與價格相比較，判斷是否能繼續(xù)購買。出現(xiàn)在出貨口的商品在沒有取走前，一直保持顯示狀態(tài)，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該商品代表已經(jīng)取走，出貨口中的商品隱藏。建立的變量表如表4所示。對應(yīng)的梯形圖程序如圖9所示。 表4 選擇商品過程變量表 在梯形圖9中，一是要使商品出現(xiàn)在出貨框中，二是要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部貨幣的運(yùn)算。以第一步為例，按下選擇01商品鍵，相當(dāng)于給R205加一個信號（只接受一次脈沖，所以用DF微分指令），當(dāng)YO接通(01商品燈亮)時，則系統(tǒng)顯示可以購買01商品。由于取01商品R230是常閉觸點(diǎn)，故Y8輸出，代表在出貨框中出現(xiàn)01商品，購買成功。當(dāng)按下取01商品按鈕時，R230斷開，不能輸出Y8，代表01商品被取走。內(nèi)部幣值的計(jì)算和是否取走商品無關(guān)，只要按下選擇按鈕，并且可以購買此商品就要從余額中扣除相應(yīng)的金額，顯示消費(fèi)的幣值。加法由F20指令實(shí)現(xiàn)，減法由F25實(shí)現(xiàn)。 R205 Y0 R230 Y8 DF Y8 R205 Y0 DF 1 1 F25 , WR 4 , WR 3 F20+ , WR 4 , WR 2 R206 Y1 R231 Y9 DF Y9 R206 Y1 DF 1 1 F25 , WR 5 , WR 3 F20+ , WR 5 , WR 2 R207 Y2 R232 YA DF YA R207 Y2 DF 1 1 F25 , WR 6