【正文】 我也要感謝我的同學(xué)在我設(shè)計期間給我生活上和學(xué)習(xí)上 的幫助。但事與愿違，我卻被這個論文給難到了，不知從何入手，霎時手足無措。它的出現(xiàn)將極大的方便人們購買所需要的小商品。設(shè)計主要研究的是自動售貨機(jī)中有關(guān)于 PLC 的部分。 ：由于將復(fù)雜的控制任務(wù)交給了 PLC，所以接線大大簡化 ：由于電氣線路的簡化，減少了有觸點元件，同時也減少了系統(tǒng)的故障點，所以系統(tǒng)的可靠性得到提高。 （ 6）切斷電源再重新接通，再一次檢查該 LED 指示燈。若要捕捉脈沖，可使用 M8056 — M8059 的脈沖捕捉功能。如果由于接地不當(dāng)引起PLC 的誤動作，則應(yīng)把 PLC 接地端子的接地線斷開，即便是接地端子懸空， PLC 仍能正常工作。 （ 3） ERROR LED 指示燈診斷 27 在定時器、計數(shù)器的常數(shù)沒有設(shè)定，電路聯(lián)接不優(yōu)化，負(fù)載聯(lián)接不正確等情況下，系統(tǒng)會引誘出程序出錯或者程序存貯器的內(nèi)容不當(dāng)，此時 ERROR LED 指示燈將閃爍。 （ 1） POWER LED 指示燈診斷 當(dāng)接通電源后，該 LED 指示燈不亮，請脫開 PLC 的 + 24V 端子。如果電流太大，則繼電器觸點的壽命會顯著縮短，因此，應(yīng) 引起足夠的重視。 。運行時可改變定時器或計數(shù)器的設(shè)定值，此時掃描時間延長到 20－ 60ms 輸入，中斷的響應(yīng)變慢，但是若用 EPROM 存儲器卡盒（選購件），則無法改變 T/C 的設(shè)定值。即使 PLC 處于停止?fàn)顟B(tài)，仍可通過手持式簡易編程器實行各輸出的強(qiáng)制 ON/OFF。 7 控制系統(tǒng)分析與特點 控制系統(tǒng)的性能分析 1．運行調(diào)試 （ 1）初始檢查 電源端子的錯誤聯(lián)接，直流輸入端和電源端子之間的短路，輸出導(dǎo)線之間的短路都會嚴(yán)重地?fù)p壞 PLC。 圖 16 選購以及余額計數(shù)模擬 ：點擊找零按鈕，此時余額顯示為 0，商品燈全部熄滅，如圖 17 示 。 模擬過程 ：投幣 1 元， 5 元， 10 元，此時余額顯示 16 元，并且可樂，純凈水，咖啡商品燈亮起。 余額計數(shù) /顯示功能。 ，如 圖 14 所示 。 22 6 基于 GT 環(huán)境下仿真模擬 仿真模擬準(zhǔn)備 PLC 程序，觸摸屏程序。 本章小結(jié) 在本章詳細(xì)的介紹了仿真界面的設(shè)計和功能實現(xiàn)過程。 圖 10 余額的實現(xiàn) ，商品圖片，并放在相應(yīng)位置，如圖 11 示 。 界面設(shè)計 ，如圖 6 示 ， 繪圖界面如 圖 7 所示 。 5 自動售貨機(jī)觸摸屏仿真設(shè)計 三菱觸摸屏編程軟件 GT Designer 3 三菱觸摸屏編程軟件 GT Designer 3 是用于三菱電機(jī)自動化 GOT1000 系列圖形操作終端的畫面設(shè)計軟件，并且集成有 GT Simulator3 仿真軟件，具有仿真模擬的功能。 表 1 自動售貨機(jī)控制系統(tǒng) I/O 地址定義表 輸入點地址 功 能 輸出點地址 功 能 X0 啟動 Y0 可樂選擇燈 X1 暫停 Y1 可樂出貨 X2 1 元輸入 Y2 純凈水選擇燈 可樂 3 元 純水 2 元 咖啡 5 元 一元按鈕 五元按鈕 十元按鈕 找零按鈕 18 X3 5 元輸入 Y3 純凈水出貨 X4 10 元輸入 Y4 咖啡選擇燈 X5 可樂選擇 Y5 咖啡出貨 X6 純凈水選擇 Y6 1 元退幣 X7 咖啡選擇 Y7 5 元退 幣 X10 1 元退幣 Y10 10 元退幣 X11 5 元退幣 Y11 出幣選擇燈 X12 5 元退幣 Y12 3. 本次自動售貨機(jī)的梯形圖見附錄一：梯形圖 本章小結(jié) 在本章詳細(xì)的介紹了 PLC 的設(shè)計過程。 （ 5）當(dāng)咖啡按鈕燈亮?xí)r，按咖啡按鈕，則咖啡會滾出到取貨槽。 （ 2）當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過 2 元時，純凈水按鈕指示燈亮，當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過 3 元時，可樂按鈕和純凈水按 鈕同時亮，當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過 5 元時，可樂按鈕、純凈水按鈕和咖啡按鈕同時亮。 若余額還能符合上面比較過程的條件時，相應(yīng)商品的指示燈還會亮的，不然燈不亮了。而當(dāng) PLC 接收到感應(yīng)器傳來的記幣的指令時， PLC 自動把接收來的貨幣對應(yīng)的數(shù)據(jù)累加到寄存器 D0 中。 到此為止，自動售貨機(jī)的一個完整工作過程結(jié)束。 ② 價格與所投的貨幣比較，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。 ，系統(tǒng)自動計算剩余幣值，并根據(jù)剩余值提示可購買的飲料。 。 15 4 自動售貨機(jī) PLC 程序設(shè)計 自動售貨機(jī)的設(shè)計過程分析 試驗狀態(tài)假設(shè) 在設(shè)計之前先得構(gòu)思一下，要設(shè)計的自動售貨機(jī)該有的系統(tǒng)的控制要求。 （ 4）不允許出現(xiàn)橋式電路。觸點不能放在線圈的右邊。 （ 7）編寫技術(shù)文件。 （ 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。 （ 2）設(shè)計梯形圖。 （ 4）定義輸入、輸出點名稱，分配 PLC 的 I/O 點，設(shè)計 I/O 連接圖。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟及內(nèi)容 （ 1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求，需要完成的動作（動作順序、動作條件、必須的保護(hù)和聯(lián)鎖等）、操作方式（手動、自動；連續(xù)、單周期、單步等）。在 PLC 控制系統(tǒng) 中，這一部分圖統(tǒng)稱為“硬件圖”。因此，設(shè)計的控制程序必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。 （ 3）分配 I/O 點，繪制 I/O 連接圖。這些設(shè)備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法在其他有關(guān)書籍中已有介紹。 （ 3）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。因此，在設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則。而工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖式的、短時的，由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，往往要幾個掃描周期才 11 響應(yīng)一次，而多次掃 描后，因瞬間干擾而引起的誤操作將會大大減少，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。由此可見，若輸入變量在 I/O 刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出會相應(yīng)地發(fā)生變化。 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成 PLC 的實際輸出。 (4) 電源 PLC 的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足 PLC的 CPU、存儲器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。 外部設(shè)備接口 外部編程器 存儲器 系統(tǒng) 程序 用 戶 程序 數(shù)據(jù) I/O 擴(kuò)展 接口 輸出接口 輸入接口 中央處理器 10 (2) 存儲器 PLC 的存儲器分為兩大部分： 一大部分是系統(tǒng)存儲器，用來存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及其系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)。 如圖 2 所示， PLC 控制系統(tǒng)由輸入量 — PLC— 輸出量組成，外部的各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為 PLC 的輸入量，它們經(jīng) PLC 外部輸入端子，作為PLC 的輸出量對外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。 監(jiān)控功能是指 PLC 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進(jìn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報警和記錄，甚至自動終止運行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時器、記數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制 I/O 狀態(tài)。 過程控制功能是指通過 PLC 的 PID 控制指令或模塊實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。 數(shù)據(jù)處理功能是指 PLC 能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算、邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。 （ 7）易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化 8 PLC 可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 （ 5）設(shè)計、 施工、調(diào)試、的周期短 用繼電接觸器控制完成一項控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等，進(jìn)行安裝調(diào)試，以后修改起來十分不便。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言現(xiàn)象 直觀，容易掌握，不需要專門的計算機(jī)知識和語言，只要具有一定的電工和工藝的知識的人員都可在短時間內(nèi)學(xué)會。 8）以集成電路為基本元件，內(nèi)部處理過程不依賴于機(jī)械觸點，以保障高可靠性。 4）內(nèi)部設(shè)置了連鎖、環(huán)境檢測與診斷、 watchdog（“看門狗”）等電路，一旦發(fā)現(xiàn)故障或程序循環(huán)執(zhí)行時間超過了警戒時鐘（ WDT）規(guī)定時間（預(yù)示程序進(jìn)入了死循環(huán)），立 7 即報警，以保證 CPU 可靠運行。 2）濾波：這是抗干擾的另一個主要措施。 I/O 系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護(hù)與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。 與現(xiàn)場總線相結(jié)合。 PC 的編程軟件取代編程器。 PLC 的發(fā)展趨勢 PLC 總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大 容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展。這也是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個重要特征。為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)白熱化的市場競爭要求， 1968 年美國通用汽車公司公開向社會招標(biāo)，對汽車流水線控制系統(tǒng)提出十項指標(biāo)，核心要求是采用軟布線（編程）方式代替繼電控制的硬 接線方式，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。接觸器及其觸點按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械。 4．使用環(huán)境條件 在選擇 PLC 時，要考慮使用現(xiàn)場的環(huán)境條件是否符合他的規(guī)定。 此外，還應(yīng)考慮輸入、輸出的負(fù)載能力，要注意承受的電壓值和電流值。為了提高抗干擾能力，輸入、輸出均應(yīng)選用具有光電隔離的模 塊。其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過程控制、全 PLC 的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。特別要注意因控制較復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理量較大，可能出現(xiàn)存儲量不夠的問題。如果只是為 了實現(xiàn)單機(jī)自動化，或機(jī)電一體化產(chǎn)品，可選用小型 PLC。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。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。 圖 1 自動售貨機(jī)工作流程圖 初始狀態(tài) 投幣狀態(tài) 購買狀態(tài) 退幣狀態(tài) 投入硬幣 按下選擇按鈕 是否有剩余 N Y 按下退幣按鈕 4 PLC 的選型原則 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?，F(xiàn)投入 1 個5 元 硬幣，當(dāng)投入的貨幣超過 01 商品的價格時， 01 商品的選擇按鈕處應(yīng)有變化，提示可以購買，其他商品同比。 3 2 自動售貨機(jī)介 紹 自動售貨機(jī)功能分析 這部分闡述了自動售貨機(jī)的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機(jī)操作規(guī)程，并介紹了自動售貨機(jī)運行系統(tǒng)中所包括的人工操作步驟。 韓國大約有 78 萬臺自動售貨機(jī)，是除了日本、美國、英國之外自動 售貨機(jī)使用數(shù)量最多的國家。1999 年的全美自動售貨機(jī)協(xié)會和全美咖啡服務(wù)協(xié)會的合并使人們更直觀地看到了這種融合現(xiàn)象。進(jìn)入 21 世紀(jì)時，自動售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。 現(xiàn)在，自動售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實現(xiàn)合理化。 1980 年英國有