【正文】 tide. The PLC biggest characteristics lie in: The electrical engineering teacher already no longer electric hardware up too many calculations of cost, as long as order the importation that the button switch or the importation of the sensors order to link the PLC up can solve problem, pass to output to order the conjunction contact machine or control the start equipments of the big power after the electric appliances, but the exportation equipments direct conjunction of the small power can. PLC internal containment have the CPU of the CPU, and take to have an I/ O for expand of exterior to connect a people39。s brain and calculators, with the mode that person39。t guarantee the request of the higher quantity and high new the image of the technique business enterprise. The people see in produce practice, automate brought the tremendous convenience and the product quantities for people up of assurance, also eased the personnel39。 the operation that list depends the artificial has already can39。西門子 S7200PLC 入門 [M] 可編程控制其配置、編程、聯(lián)網(wǎng) [M] 可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) [M] 可編程序控制器教程北京：化學(xué)工業(yè)出版社。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022 【 6】 張萬忠，劉明芹哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2022 【 5】 吳中俊，黃永紅北京：科學(xué)出版社， 2022 【 4】 吳建強(qiáng)，姜三勇北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2022 【 3】 周美蘭，周封，忘岳宇北京：高等 教育出版社， 2022 年 【 2】 王永華最后，對幫助我的同學(xué)表示感謝，這次設(shè)計(jì)能取得成功，也離不開彼此之間的團(tuán)結(jié)互助！ 參考文獻(xiàn) 【 1】 程周首先，感謝學(xué)校為我們提供這次學(xué)習(xí)的機(jī)會，使我們在多方面有了提高和完善，在理論方面得到了鞏固，實(shí)踐動(dòng)手能力方面有了提高。另外，我還學(xué)會了一些基本軟件的應(yīng)用，比如 STEP 7 MicroWIN 等。 它的出現(xiàn)將極大的方便人們購買所需要的小商品 。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)。 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 。在設(shè)計(jì)中我們用到了光電開關(guān)、電磁閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等我們沒怎么接觸過的電子器件，之前我對這些元器件不是很了解，由于在設(shè)計(jì)中用到了，我查閱了一些資料，對它們的原理以及應(yīng)用有了深刻地認(rèn)識。基于我們本學(xué)期所學(xué)習(xí)的 PLC 課程，我們自己嘗試著編寫了程序。我們本次設(shè)計(jì)所做的只是 PLC 編程部分，以此實(shí)現(xiàn)它的功能。 第六章 總結(jié) 個(gè)人總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)我們的主要任務(wù)是用 PLC 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的功能。 第五章 硬件設(shè)計(jì) PLC 外圍接線圖 售貨機(jī)的外部接線圖如圖 所示， SB2— SB7 為物品選擇按鈕，當(dāng)投入貨幣物品綠燈亮（ — ），按下 SB2— SB7 其中一個(gè)，對用的 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)送物品銷售完的信息；當(dāng)收買物品總值低于投入總值時(shí)，可按找零按鈕 SB1 選擇找一元還是五角 （ SBSB11）后 KM1 得電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)找零 ()。網(wǎng)絡(luò)35 是無操作找零燈亮。網(wǎng)絡(luò) 33 是兩分鐘無操作計(jì)時(shí)。網(wǎng)絡(luò) 7 是當(dāng)無食品五角時(shí)，食品五角紅燈亮。如在出食品五角，則綠燈閃爍。網(wǎng)絡(luò) 5 是食品五角閃爍控制。網(wǎng)絡(luò) 3 是當(dāng)余額大于或 等于五角時(shí)，如果按下食品五角按鍵，余額減五，并出食品五角，八秒后停止。（每樣物品都可單獨(dú)加數(shù)） 工作過程分析 網(wǎng)絡(luò) 1 是五角信號到加五。 自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的梯形圖（ LAD） 本此設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)主要銷售食品 、 飲料 、 日用三大類，而食品有五角和一元，飲料有一元和二元，日用有二元和三元。如果有“能流”從左至右流向線圈，則線圈被激勵(lì)。在梯形圖中引入了“能流”的概念。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。它與電器控制線路圖相似， 如圖 34所示。 梯形圖（ LAD） 什么是梯形圖（ LAD） 梯形圖是用的最多的 PLC 圖形編程語言。順序功能圖由步、轉(zhuǎn)換和動(dòng)作三種主要元件組成，如圖 32 所示。 表 33 自動(dòng)售貨機(jī) I/O 點(diǎn)的分配表 序號 定義點(diǎn) 符號 功能 1 SB1 找零按鈕 2 SB2 食品五角按鈕 3 SB3 飲料一元按鈕 4 SB4 飲料二元按鈕 5 SB5 飲料 元按鈕 6 SB6 投五角硬幣 7 SB7 投一元硬幣 8 SB8 找零五角 圖 31 自動(dòng)售貨機(jī)工作流程圖 圖 32 順序功能圖 轉(zhuǎn)換 1 步 1 步 2 步 3 動(dòng)作 1 動(dòng)作 2 轉(zhuǎn)換 2 9 SB9 找零一元 10 SB10 食品五角上貨 11 SB11 飲料一元上貨 12 SB12 飲料二元上貨 13 SB13 飲料 元上貨 14 SB14 清除貨物 15 找零 16 出食品五角 17 出飲料一元 18 出飲料二元 19 出飲料 元 20 食品五角綠燈（可以購買） 21 飲料一元綠燈（可以購買） 22 飲料二元綠燈（可以購買） 23 飲料 元綠燈（可以購買） 24 食品五角紅燈 (物品售完 ) 25 飲料一元紅燈 (物品售完 ) 26 飲料二元紅燈 (物品售完 ) 27 飲料 元紅燈 (物品售完 ) 28 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，使用它可以對具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行編程。 PLC 通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為 PLC 對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí) PLC 又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實(shí)現(xiàn) 控制目的 。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。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。現(xiàn)投入 1 個(gè) 1 元硬幣，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。售貨機(jī)的基本功能就是對投入的貨幣進(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)。 自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能 自動(dòng)售貨機(jī)的各種動(dòng)作功能和控制要求，給出了完整的自動(dòng)售貨機(jī)操作規(guī)程（如圖 31），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。 表 31 定時(shí)器指令 語句 描述 TON Txxx， PT 接通延時(shí)定時(shí)器 TOF Txxx， PT 斷開延時(shí)定時(shí)器 TONR Txxx， PT 保持型接通延時(shí)定時(shí)器 BITIM OUT 起動(dòng)間隔定時(shí)器 CITIM IN,OUT 計(jì)算間隔定時(shí)器 數(shù)學(xué)運(yùn)算指令 在梯形圖中，整數(shù)、雙整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)的加、減、乘、除指令（見表 32）分別執(zhí)行下列運(yùn)算： IN1+IN2=OUT， IN1— IN2=OUT， IN1*IN2=OUT， IN1/IN2=OUT。定時(shí)器的當(dāng)前值 、設(shè)定值均為10 位有符號整數(shù)（ INT），允許的最大值為 32767。 第三章 自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì) 自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)軟元件 定時(shí)器 定時(shí)器是 PLC 中重要的編程元件，是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。 （ 7）易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化 PLC 可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 （ 5） 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、的周期短 PLC 采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)，故僅需按性能、容量等選用組裝，因而縮短了設(shè)計(jì)周期，使設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。 （ 3）編程方便，易于使用 PLC 程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。 PLC 的特點(diǎn) （ 1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好 I/O 系統(tǒng)設(shè)計(jì)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。 圖 23 PLC 硬件結(jié)構(gòu)圖 PLC 的編程語言 PLC 為用戶提供了完善的編程語言來滿足編制用戶程序要求。 讀取輸入 執(zhí)行用戶程序 處理通信要求 自診斷檢查 改寫輸出 RUN 狀體 讀取輸入 處理通信要求 自診斷檢查 改寫輸出 STOP 狀體 圖 21 各階段處理任務(wù) 圖 22 PLC 的掃描全過程 PLC 的硬件組成 PLC 的硬件主要由中央處理器（ CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口、電源等幾部分組成。 （ 2） 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 （ 1） 輸入刷新階段 在輸入刷新階段， CPU 掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。 PLC 的循環(huán)掃描工作 對每個(gè)程序， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。 PLC 通電后，首先對硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復(fù)不停地分 階段處理各種不同的任務(wù)（見圖 21）。 日本三菱電機(jī)公司（ MITSUBISHI）于 1971 年開始研制 PLC，目前主要有 F1,F2,FX,K,A等十幾個(gè)系列幾十種產(chǎn)品，在我國（主要是華東和華南地區(qū)）的工業(yè)控制領(lǐng)域具有一定的市場占有率。美國的幾個(gè)廠家為德州食品公司、通用電器公司、歌德公司、數(shù)字設(shè)備公司等。日本的幾個(gè)廠家為三菱、富士。 PLC 的簡介 PLC 是以 CPU 為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（ PLC、機(jī)器人和 CAD/CAM）之一。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指 令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。目前， PLC 的處理速度與計(jì)算機(jī)相比還比較慢，其高的 CPU 也不過 80486，將來會全面使用 64 位的 RISC 芯片，采用多 CPU 進(jìn)行處理、分時(shí)處理或分任務(wù)處理方式，將各種模塊智能化，部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化，這樣可使 PLC 的處理速度達(dá)到納秒級。它的種類很多、模塊豐富、指令功能強(qiáng)大、編程簡單、使用方便，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其功能仍然在不斷擴(kuò)大和完善。 PLC 是一種專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，它是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國家自動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之一。它的軟件，硬件配置與計(jì)算機(jī)極為類似，只不過它比一般計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適應(yīng)于控制要求的編程語言。所以設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)是非常必要的。 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)。 第一章 引言 本設(shè)計(jì)的意義 隨著社會不斷的進(jìn)步，人們的物質(zhì)文化與精神文化都在明顯的提高，這樣表現(xiàn)在出入各個(gè)場所采用信用卡支付現(xiàn)金，一人一部手機(jī)，節(jié)假日看電影，坐地鐵，聽音樂會，逛步行街。 本次設(shè)計(jì)的重要部分是第三章的設(shè)計(jì)部分，即自動(dòng)售貨機(jī)梯形圖的設(shè)計(jì)。