【導(dǎo)讀】為幾個(gè)程序塊，然后分別對(duì)程序塊進(jìn)行編程。具體說明了可編程序控制器在自動(dòng)售貨機(jī)中的作用。程序涉及到了自動(dòng)售貨機(jī)工作的絕大部分過程。利用PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動(dòng)售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。

　　

【正文】 自動(dòng)停止 ， 同時(shí)汽水按鈕指示燈閃爍10s。 ④ 當(dāng)果汁按鈕燈亮?xí)r ， 按果汁 按鈕 ， 則果汁排出 10s 后自動(dòng)停止 ， 同時(shí)果汁按鈕指示燈閃爍10s。 ⑤ 當(dāng)咖啡按鈕燈亮?xí)r ， 按咖啡按鈕 ， 則咖啡排出 10s 后自動(dòng)停止 ， 同時(shí)咖啡按鈕指示燈閃爍陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 21 10s。 ⑥ 若投入的硬幣總值超過所購商品的價(jià)格 （ 汽水 元 ， 果汁 3 元 ， 咖啡 5 元 ） ， 則找錢指示燈亮 ,同時(shí)進(jìn)行找錢動(dòng)作 。 圖 6 自動(dòng)售貨機(jī)示意圖 （ 2） I/O 地址定義表 此控制系統(tǒng)可采用自動(dòng)工作方式， 輸入信號(hào)為汽水 按鈕 、果汁 按鈕 、 咖啡按鈕， 5 角硬幣 投入識(shí)別口 、 1 元硬幣投入識(shí)別口記 、 數(shù)手動(dòng)復(fù)位按鈕；輸出信號(hào)為汽水 排出電磁閥 、果汁 排出電磁閥 、咖啡排出電磁閥 、找錢電磁閥及相應(yīng)指示燈，共 6 個(gè)輸入點(diǎn)， 8 個(gè)輸出點(diǎn)，均為開關(guān)量。 I/O 地址定義如表 7 所示。 圖 7 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng) I/O地址定義表 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 22 （ 3） 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，余額也增加同樣幣值。先建立地址分配表，再編寫程序。變量表如圖 8 所示。對(duì)應(yīng)的梯形圖程序如圖 9 所示 。 圖 8 投幣過程地址分配表 圖 9 投幣過程 梯形圖 在圖 9 中，當(dāng) 投入 5 角硬幣 時(shí)，相當(dāng)于讓 SQ1 閉合 。每投入一個(gè) 5 角硬幣， SQ1 就閉合一次，產(chǎn)生一次上升沿指令。每出現(xiàn)一個(gè)上升沿指令，加計(jì)數(shù)輸 入端 CU 的計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加“ 1” ，累加值保存在 MW2。 再經(jīng)過乘法指令 MUL，把累加值 MW2 乘以 5，結(jié)果保存在 MW4。 就是 每投入一個(gè)5 角硬幣， MW4 的值就會(huì)加 5。投入 1 元原理同上。 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 23 （ 4） 價(jià)格比較過程 價(jià)格的比較要貫穿 實(shí)驗(yàn)過程的始終，只要 投幣數(shù)總額 大于 或等于 某種商品 的 價(jià)格時(shí)，就需要輸出一個(gè)信號(hào) 提示可以購買。這里只要選擇 LED 指示 燈來代表此信號(hào)。所建立的變量表如圖 10 所示。 圖 10 價(jià)格比較過程 地址分配表 根據(jù) 地址分配表 和控制要求編寫的程序如圖 11 所示。 圖 11 價(jià)格比較過程梯形圖 在圖 11 的 梯形圖 中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)比較，用了一個(gè) 加法運(yùn)算指令 ADD,用來計(jì)算投幣數(shù)的總額 ，結(jié)果保存在 MW10。 在程序執(zhí)行過程中， 用了 3 個(gè)比較指令 CMP，用它來比較投幣數(shù)總額MW10 和商品的價(jià)格。當(dāng)投幣數(shù)總額 MW10 大于 或等于 某種商品 的 價(jià)格 時(shí) ，程序使相應(yīng)的 LED 指陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 24 示燈 發(fā)亮 表示可以購買該種商品。 如 圖 12 所示。 圖 12 可購買 LED指示燈梯形圖 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 25 （ 5） 選擇商品過程 當(dāng)投入的幣值可以購買某種商品時(shí)，按下相應(yīng)的 “ 選擇 ” 按紐會(huì)使 相應(yīng)商品的電磁閥 通電 10s后停止。 同時(shí)相應(yīng)按鈕的指示燈閃爍 10s，其他指示燈 熄滅不亮。 建立的 地址分配表 如 圖 13 所示。 圖 13 選擇商品過程 的地址分配表 根據(jù)地址分配表和控制要求， 對(duì)應(yīng)的梯形圖程序如圖 14 所示 。 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 26 圖 14 選擇商品過程的梯形圖 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 27 在圖 14 的梯形圖中，一是要使 相應(yīng) 商品的電磁閥通電 10s； 二是要實(shí)現(xiàn) 相應(yīng)按鈕的指示燈閃爍10s； 三是使 其他指示燈熄滅不亮 。 以 購買汽水 為例，按下選擇 汽水的按鈕 SB1，相當(dāng)于給 通電延時(shí)定時(shí)器 T0一個(gè) 啟動(dòng) 信號(hào) ， 使汽水排出電磁閥通電 10s。 當(dāng) T0通電 時(shí)， 在其他指示燈的 T0常閉開關(guān)斷開，使其他指示燈熄滅不亮。與此同時(shí) ，控制汽水指示燈的 T0常開開關(guān)閉合，使控制 汽水指示燈閃爍的 2 個(gè)延時(shí)定時(shí)器通電，汽水指示燈開始閃爍。汽水排出電磁閥和汽水指示燈閃爍均在選擇 商品 10s 停止。而控制它們停止的 T0 是一個(gè) 通電延時(shí)定時(shí)器 S_PEXT， S_PEXT 在一次交易過程中只接受一次啟動(dòng)信號(hào)，當(dāng) S_PEXT 接受到啟動(dòng)信號(hào)開始執(zhí)行倒計(jì)時(shí)， T0 常閉開關(guān)斷開，阻止在定時(shí)結(jié)束之前 SB1 又一次的啟動(dòng)信號(hào)。 購買果汁、購買咖啡的 原理同上 。 （ 6） 退幣過程 在退幣過程中，最主要的是檢測是否需要 退幣的運(yùn)算過程， 當(dāng)選擇了購買的 商品后，馬上檢測投入的硬幣總值是否 超過所 購商品的價(jià)格（汽水 元，果汁 3 元，咖啡 5 元），是則找錢指示燈亮 ,同時(shí)進(jìn)行找錢動(dòng)作 。否則 找錢指示燈不亮 ,不進(jìn)行找錢動(dòng)作。當(dāng) 退幣過程結(jié)束后， 還要使某些 用到的寄存器重新賦零。所建立的地址分配表如圖 15 所示。 對(duì)應(yīng)的梯形圖程序如圖 16 所示。 圖 15 選擇商品過程的地址分配表 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 28 圖 16 選擇商品過程 梯形圖 整個(gè)退幣過程在按下 選擇的商品 按鈕時(shí)執(zhí)行，同樣也用到一個(gè) 算術(shù) 指令， 馬上算出扣除商品價(jià)格后的硬幣余額，結(jié)果保存在 MW12， 進(jìn)而執(zhí)行下面的指令。 CMP 是比較 指令，將 硬幣 余額 MW12陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 29 與 0 比較， 硬幣余 額大于 0，則表示購買后有余額，找錢指示燈通電亮起，找錢電磁閥通電進(jìn)行找錢動(dòng)作。 當(dāng)整個(gè)交易結(jié)束后（商品排出電磁閥通電 10s 后），程序進(jìn)行初始化， 給 MW2（ C0） 、 MWMW6（ C1） 、 MW MW10 和 MW12 賦零， MW2（ C0）、 MW MW6（ C1）、 MW MW10 和MW12 是程序的中間量，為的只是程序在使用過程中能穩(wěn)定執(zhí)行，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤 ， 防止下一次交易時(shí)出錯(cuò)。 整個(gè)交易過程 考慮到 PLC 的主要特點(diǎn)是執(zhí)行過程穩(wěn)定可靠，但執(zhí)行速度較慢。在計(jì)算時(shí)盡量將數(shù)值作為整數(shù)計(jì)算，因?yàn)槭窃谟?jì)算機(jī)上模擬，可以把一部分功 能交由計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，這里把 5 角當(dāng)作 1 元當(dāng)作 這樣 可以避免把這些數(shù)據(jù)當(dāng)作有小數(shù)點(diǎn)的實(shí)數(shù)計(jì)算。 完成了以上 6 個(gè)過程，自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 控制程序基本完成，程序可以控制售貨機(jī)實(shí)現(xiàn)各種要求的功能。 下載和調(diào)試程序 為了調(diào)試前面所完成的自動(dòng)售貨機(jī) 的 PLC設(shè)計(jì)項(xiàng)目，必須將程序和模塊信息下載到 PLC的 CPU模塊。要實(shí)現(xiàn)編程設(shè)備與 PLC之間的數(shù)據(jù)傳送，首先應(yīng)正確安裝 PLC硬件模塊，然后用編程電纜（如 USBMPI電纜、 PROFIBUS總線電纜）將 PLC與 PG/PC連接起來 ，并打開電源開關(guān)。 下載 程序及模塊信息 在 STEP 7 的應(yīng)用程序組件中，下載功能都可以通過單擊下載按鈕或菜單命令 【 PLC】→【 Download】實(shí)現(xiàn) ， 具體步驟如下： ① 啟動(dòng) SIMATIC Manager，并打開自動(dòng)售貨機(jī) 項(xiàng)目。 ② 單擊仿真工具按鈕 ，啟動(dòng) S7PLCSIM 仿真程序。 ③ 將 CPU 工作模式開關(guān)切換到 STOP 模式。 ④ 在項(xiàng)目窗口內(nèi)選中要下載的工作站 。 ⑤ 執(zhí)行菜單命令【 PLC】→【 Download】，或單擊鼠標(biāo)右鍵執(zhí)行快捷菜單命令【 PLC】→【 Download】將整個(gè) S7300 站下載到 PLC。 用 S7PLCSIM 調(diào)試程序 調(diào)試程序可以在在線狀態(tài)下進(jìn)行，也可以在仿真環(huán)境下進(jìn)行。具體步驟如下： ① 雙擊自動(dòng)售貨機(jī)項(xiàng)目下的 OB1，在程序編輯器中打開組織塊 OB1。然后單擊監(jiān)視按鈕，激活監(jiān)視狀態(tài)。 ② 將 CPU 模式開關(guān)轉(zhuǎn)換到 RUN 模式，開始運(yùn)行程序。 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 30 4 結(jié)束語 經(jīng)過幾個(gè)月的學(xué)習(xí)、 研究以及經(jīng)過 楊 老師的指導(dǎo) ， 終于按時(shí)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì) 。 設(shè)計(jì)主要研究的是自動(dòng)售貨機(jī)中有關(guān)于 PLC 的部分 。 自動(dòng)售貨機(jī)是 由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物 。 自動(dòng)售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源的不足 ， 適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化 ， 24 小時(shí)無人售貨的系統(tǒng)可以更省力 ， 運(yùn)營時(shí)需要的資本少 、 面積小 ， 有吸引人們購買好奇心的自身性能 ， 可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn) 。 所以說 ， 自動(dòng)售貨機(jī)是今后小商品和飲料銷售方式的一個(gè)很好的發(fā)展趨勢 ， 它的出現(xiàn)將極大的方便人們購買所需要的小商品 。 參考文獻(xiàn) [1] 胡健 .西門子 S7300 PLC 應(yīng)用教程 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 程周 .可編程序控制器原理與應(yīng)用 .北京：高等教育出版社 [3] 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 [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 [5] 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 [6] 吳中俊，黃永紅 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [7] 張萬忠，劉明芹 .電器與 PLC控制技術(shù) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 [8] 王兆義 .可編程序控制器教程 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 致謝 在此答辯之際，我首先要感謝導(dǎo)師 楊 老師。因?yàn)闊o論從論文選題，到編寫過程，直到完成， 楊老師無不 傾注著心血和辛勞。就是再忙， 楊 老師也經(jīng)常關(guān)心 我們寫論文 的 進(jìn)度 ，并給予 悉心教導(dǎo)。這點(diǎn)讓我們深受 感動(dòng)。從與 楊 老師的探討中， 楊 老師認(rèn)真的求學(xué)精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的專業(yè)學(xué)識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)眼光、深邃的學(xué)術(shù)思想、 勤勉塌實(shí)的治學(xué)作風(fēng)、誨人不倦的精神無不讓人感動(dòng)。我在這里說一聲： 楊 老師，辛苦了！ 同時(shí)，我還要感謝 各位 老師 和同班同學(xué) ，他們都在我做設(shè)計(jì)的時(shí)候無私的幫助過我，給我提出很多很好的建議，讓我獲易匪淺。 三年大學(xué)生活轉(zhuǎn)眼即逝。在這三 年學(xué)習(xí)期間， 陽江職業(yè)技術(shù) 學(xué)院的老師們無私耕耘、孜孜教誨，讓我們學(xué)到了很多書里和書外的知識(shí)。為我們即將進(jìn)入社會(huì)打下了良好的基礎(chǔ)。在這里我向所有老師們表示深深得謝意和崇高的敬意。你 們辛苦了！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文 和參加答辯的各位老師、教授！ 忠心地祝愿各位身體健康、工作順利。 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 31 附錄 自動(dòng)售貨機(jī)完整的地址分配表 ： 自動(dòng)售貨機(jī)完整的 PLC 梯形圖程序： 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 32 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 33 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 34 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 35 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 36 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 37