【正文】 （ 4）當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按選擇汽水按鈕，則排出汽水， 8s 后自動(dòng)停止。 （ 3）當(dāng)投入的硬幣總值超過所購(gòu)飲料的標(biāo)價(jià)時(shí)，所有可購(gòu)買飲料的指示燈均亮，作可購(gòu)買提示。 第 2 章 自動(dòng)飲料售貨機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)飲料售貨機(jī)的控制要求 （ 1）自動(dòng)飲料售飲料機(jī)可投入 1 角、 5角、 1元的硬幣。這就要求用戶對(duì)市場(chǎng)上流行的 PLC 品種有一個(gè)詳細(xì)的了解，以便做出 正確的選擇。 （ 1）功能方面 所有 PLC 一般都具有常規(guī)的功能，但對(duì)某些特殊要求，就要知道所選用的 PLC 是否有能力控制任務(wù)。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后， 相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì) CPU 選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可 操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)第 2 章 自動(dòng)飲料售貨機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。另外，不同的擴(kuò)展方式，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)架的不同，比如考慮到經(jīng)濟(jì)性，所擴(kuò)展分站與主站不屬于同一系列。在選擇 PLC 機(jī)架時(shí)，要考慮機(jī)架上所能布置的模塊數(shù)和機(jī)架的類型。電池一般分為插入 CPU 內(nèi)和外置型兩種，對(duì)于外置型，一般需要將電池和 PLC電源連接。另外，對(duì)于 AB PLC，對(duì)于電源模塊和其所驅(qū)動(dòng)模塊的位置也有要求，而對(duì)于某些 PLC，電源模塊和CPU 模塊間需要單獨(dú)連接。另外，所有電源模塊或具有供電能力的分站接口模塊都是有容量限制的，在設(shè)計(jì)時(shí)，需計(jì)算電源模塊或具有供電能力的分站接口模塊，所驅(qū)動(dòng)的模塊所需電源容量之和，確保供電容量充足。對(duì)于一些分站接口模塊其本身是具有供電能力的，而對(duì)于主站或配置不帶供電能力的分站接口模塊的分站，均需要使用電源。有部分稱重設(shè)備和風(fēng)速儀的信號(hào)，也有可能需要用模擬量模塊接入 PLC 系統(tǒng)。 在某些大型設(shè)備中，需要將增量編碼器信號(hào)直接進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)進(jìn)行處理，在此情況下，需要高速計(jì)數(shù)器模塊。 PLC系統(tǒng)與儀器儀表的通訊方式 現(xiàn)在很多設(shè)備都要求檢測(cè)儀表具有通訊功能，而常用的檢測(cè)儀表一般是串口通訊，所以需 要考慮串口設(shè)備接入整套系統(tǒng)的方式方法。 六、特殊 模塊的選擇 常用的特殊模塊包括通訊模塊，高速計(jì)數(shù)器模塊和模擬量模塊等。 可根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型， 比如 具有壽命短、 使用電壓范圍廣、 響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng) 、價(jià)格低、等特點(diǎn) 的繼電器輸出模塊 ；適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合 可控硅輸出模塊 ，過載能力較差 ，但價(jià)格較貴也是其缺電 。 五、輸入輸出模塊的選擇 在某個(gè)項(xiàng)目啟動(dòng)前， I\O 模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。然后，有些 CPU 在通訊接口及支持的通訊方式上有所不同，本著系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和可用性的考慮，選擇已集成本系統(tǒng)需要用到的通訊方式，并且能支持需擴(kuò)展的通訊方式的 CPU。 四、 CPU 的選型 選擇 CPU 首先要 考慮所需的存儲(chǔ)器容量，必須確保 CPU 存儲(chǔ)器容量大于所需。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算， 一般情況下估算存儲(chǔ)器容量 替代 程序容量 。 三、存儲(chǔ)器容量的估算 程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小， 存儲(chǔ)器容量是 PLC本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，因此 存儲(chǔ)器容量大于 程序容量。 二、輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)， I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)還應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，所以?再增加10%～ 20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。 一、確定控制方案 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的第一步，就是要明確整套設(shè)備的相關(guān)信息，包括是否需要做閉環(huán)控制，大機(jī)的機(jī)型特點(diǎn)，所有電機(jī)的類型，所有保護(hù)性元器件（包括低壓設(shè)備、儀器儀表及限位等）的類型，種類，數(shù)量及其與系統(tǒng)的連接方式。 PLC的選型原則及選型方法 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)將控制系統(tǒng)的控制方案確定下來(lái)，這之后的 下一步工作就是確定 PLC 的工程設(shè)計(jì)選型，確定選型前應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作。 （ 5）數(shù)據(jù)處理 PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力，可進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)位移、數(shù)據(jù)顯示等功能 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 （ 6）模擬量處理與 PID 控制 PLC 具有 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換的位數(shù)和精度可以根據(jù)用戶要求選擇，因此能警醒模擬量處理與 PID 控制。 （ 3）步進(jìn)控制 PLC 具有步進(jìn)（順序）控制功能。 PLC 的主要功能 （ 1）計(jì)數(shù)控制 PLC 具有計(jì)數(shù)功能，可為用戶提供數(shù)十個(gè)到數(shù)千個(gè)定時(shí)器。 （ 6）接口模塊豐富 PLC 除了具有 CPU 和存儲(chǔ)器之外，還有很多的 I/O 接口模塊。同時(shí)由于 PLC比較穩(wěn)定，且有自診斷功能，故而損壞維修變得很方便。對(duì)于使用者來(lái)說，只要具備電氣控制方面的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，很容易為一般的工程控制技術(shù)人員所理解掌握。 （ 2）功能性強(qiáng) PLC 是由微電子技術(shù)、 通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合而成，除了具有邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能之外，還具有經(jīng)行各種算數(shù)運(yùn)算、 PID 調(diào)節(jié)、過程監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)通信、遠(yuǎn)程I/O 和高速數(shù)據(jù)處理能力，因此可以滿足工業(yè)控制中的各種復(fù)雜的功能要求 （ 3）編程方便，易于使用 第 1 章 可編程控制器 PLC 8 PLC 的程序設(shè)計(jì)大多采用的類似于繼電器控制線路的梯形圖語(yǔ)言。它提供的編程語(yǔ)言通常有以下 5 種：語(yǔ)句表（ STL）、梯形圖（ LAD）、功能塊圖（ FBD）、結(jié)構(gòu)文本（ ST）和順序功能圖（ SFC）、。其中， CPU 為 PLC 的控制中心通常有三類： 1) 單片微處理器（如 803 8096 等）、 2) 通用微處理器（如 Z80、 808 80286 等）、 3) 位片式微處理器 (如 AMD29W 等 )；輸入單元/輸出單元?jiǎng)t是 CPU 與現(xiàn)場(chǎng)輸入 /輸出設(shè)備之間的接口電路；通信接口 的主要用途是連接 上位計(jì)算機(jī) 、編程器 等外部設(shè)備，其硬件構(gòu)成圖如圖 13。 （ 3） 輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行 結(jié)束后 ，依次 將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容 送到 外部 鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成 PLC 的實(shí)際輸出。完成后關(guān)閉輸入端口 ，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。故而 PLC 工作時(shí)采用的是循環(huán)掃描的工作方式，其的掃描全過程如圖 12 所示。 PLC 通電后，首先對(duì)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 11）。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。其中尤以德國(guó)西門子被視為工控業(yè)的方向標(biāo)。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代以后，伴隨著超大規(guī)模的集成電路技術(shù)的發(fā)展，微處理器的價(jià)格大幅下降，各種 PLC 采用的微處理器的性能普遍提高， PLC 的軟件和硬件再一次放生巨大變化，成本更低， I/O 模塊更豐富，指令功能更強(qiáng)，處理速度更快，體積更小。 第 1 章 可編程控制器 4 至今 PLC 已經(jīng)發(fā)展了三代，其性能由 第一代 早期的作為替代繼電器控制系統(tǒng)，主要功能 只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制和定時(shí)、計(jì)數(shù)控制等任務(wù)發(fā)展到因微處理器的出現(xiàn)而發(fā)生重大變化的第二代 PLC。 （ 9） 擴(kuò)展時(shí)，只需改動(dòng)很小的原程序。 （ 7） 要有高于繼電器控制系統(tǒng)的可靠性。 （ 5） 可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序，編程簡(jiǎn)單方便。 （ 2） 至少可擴(kuò)展到 4KB 的用戶程序存儲(chǔ)器的容量 . （ 3） 輸入可以是直流 AC115V。 GM 為了改造傳統(tǒng)控制汽車生產(chǎn)設(shè)備方式，提出了以下 10 條招標(biāo)的技術(shù)指標(biāo)。美國(guó)通用電氣公司為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中戰(zhàn)勝對(duì)手，拜托困境，制定了推出小批量、多品種的車型來(lái)吸引顧客的戰(zhàn)略。 60 年代中后期，在過程控制領(lǐng)域隨著小型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，控制系統(tǒng)的性能得到大大的提升。 PLC 具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性好等特點(diǎn)。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 1 章 可編程控制器 PLC 可編程控制器 PLC 的概述 PLC 全名可編程邏輯控制器