【正文】 的內(nèi)部信號電平相匹配 ， 用于數(shù)字量和模擬量輸入 /輸出 。 ● “MRES”存儲器復(fù)位模式 該位置不能保持，當(dāng)開關(guān)在此位置釋放時將自動返回到 STOP 位置。 ● “RUN”運行模式 在此模式下， CPU執(zhí)行用戶程序，還可以通過編程設(shè)備讀出、監(jiān)控用戶程序，但不能修改用戶程序。 CPU處于 STOP或 HOLD或 Startup狀態(tài)時亮；在 存儲器復(fù)位時 LED以 ；在存儲器置位時 LED以 2Hz頻率閃爍。 CPU處于 RUN狀態(tài)時亮； LED在 Startup狀態(tài)以 2Hz頻率閃爍；在 HOLD狀態(tài)以 。至少有一個 I/O在強制狀態(tài)時亮。 CPU和 S7300 PLC總線的 5V電源正常時亮。當(dāng)電池失效或未裝入時，指示燈亮。 CPU硬件或軟件出現(xiàn)錯誤時亮。 ① CPU狀態(tài)和故障指示燈 CPU面板上一般由以下指示燈來顯示 CPU當(dāng)前的狀態(tài)和故障。在 MPII（多點借口）網(wǎng)絡(luò)中，通過 MPI 還能與其他 MPI 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行通信，對于專用 CPU 還有其他一些功能。 S7300基于模塊化、無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用 DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝，配置靈活、安裝簡單、維護容易、擴展方便，各種模塊可以進行廣泛的組合和擴展。 （ STEP 7 是一種用于對西門子 PLC 進行組態(tài)和編程的專用集成軟件包） 現(xiàn)在就對 西門子公司 S7300系列 PLC做一個簡單介紹 。但是對于控制時間要求較嚴格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，就需要精心編制程序，必要時采用一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應(yīng)滯后等不良影響。這是因為輸入采樣僅在輸入刷新階段進行， PLC 在一個工作周期的大部分時間里實際上是外設(shè)隔離的。反之，若在本次刷新之后輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，而要到下一次掃描的 I/O 刷新期間輸出才會發(fā)生變化。由于每一個掃描周期只進行一次 I/O 刷新，即每一個掃描周期 PLC 只對輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，故使系統(tǒng)存在輸入、輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了 系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 自動售貨機的 PLC 設(shè)計 13 圖 3 PLC的掃描全過程 顯然掃描周期的長短主要取決與程序的長短。 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 輸入采樣 階段 在輸入采樣 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。對每個程序， 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)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。 （ 8） 其他設(shè)備 PLC還可配置 EPROM寫入器、存儲器卡等其他外部設(shè)備。 PLC 通過這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機、其他 PLC或計算機相連。 （ 5） 輸入輸出 I/O 擴展接口 若主機單元的 I/O點數(shù)不能滿足輸入輸出點數(shù)需要時，可通過此接口用扁平電纜線將 I/O擴展單元與主機單元相連接。輸入接口通過 PLC 的輸入端子接受現(xiàn)場輸入設(shè)備的控制信號，并將這些信號轉(zhuǎn)換成 CPU所能接受和處理的數(shù)字信號。 二大部分是用戶存儲器，包括用戶程序存儲區(qū)及工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。 ⑤ 執(zhí) 行 各種外部設(shè)備的工作請求。 ③ 按用戶程序存儲器中存放的先后順序逐條讀取指令，進行編譯解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)完成各種運算和操作。他的重要功能如下： ① 診斷 PLC電源、內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語法錯誤。運算器 也稱為算術(shù)邏輯單元，它的功能就是進行算術(shù)運算和邏輯運算。由此可見， PLC的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。 PLC 的基本結(jié)構(gòu)及原理 PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 目前 PLC 種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都各不相同，但都是以微處理器為核心用做工業(yè)控制的專用計算機，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機相似。 （ 10） 通信聯(lián)網(wǎng)功能 通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過 PLC之間的 聯(lián)網(wǎng)、 PLC與上位機的鏈接等，實現(xiàn)遠程 I/O控制或數(shù)據(jù)交換，以完成較大規(guī)模系統(tǒng)的復(fù)雜控制。 （ 8） 擴展功能 擴展功能是指通過連接輸入輸出擴展單元（即 I/O擴展單元）模塊來增加輸入輸出點數(shù)，也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高 PLC的控制功能。 （ 6） 運動控制功能 運動控制功能是指通過高速記數(shù)模塊和位置控制模塊等 進行單軸或多軸運動控制。 （ 4） 步進控制功能 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 自動售貨機的 PLC 設(shè)計 10 步進控制功能是指用步進指令來實現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能進行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進控制器。 （ 2） 定時 /記數(shù)控制功能 定時 /記數(shù)控制功能指用 PLC 提供的定時器、記數(shù)器指令實現(xiàn)對某種操作的定時 或記數(shù)控制，以取代時間繼電器和記數(shù)繼電器。 （ 8）可實現(xiàn)三電一體化 PLC將電控（邏輯控制）、電儀（過程控制）和電結(jié)（運動控制）這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要 。 PLC的輸入 /輸出系統(tǒng)能夠直觀的反映現(xiàn)場總線信號的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀的反映控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。而采用 PLC 控制，由于其硬軟件齊全，為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在 PLC到貨前進行，因而縮短了設(shè)計周期，使設(shè)計和施工可同時進行。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實現(xiàn)延時、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)、和強制 I/O 等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術(shù)運算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以及順序控制功能，而且還具備模擬運算、顯示、監(jiān)控、打印、及報表生成等功能。 （ 4）功能完善 PLC的輸出 /輸入功能完善，性能可靠，能夠適應(yīng)與任何形式和性質(zhì)的開關(guān)量和模擬量的輸入 /輸出。 （ 3）編程方便，易于使用 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 自動售貨機的 PLC 設(shè)計 9 PLC 是面向用戶的設(shè)備， PLC 的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣， 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。而采用循環(huán)掃描的工作循環(huán)方式，也提高了抗干擾能力。 7） 采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)工作現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。 5）利用系統(tǒng)軟件定期進行系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障檢測，并采用信息保護和恢復(fù)措施。另外使輸入輸出接口電路電源彼此獨立，以避免電源之間的干擾。在 PLC 的電源電路和輸入 /輸出電路中設(shè)置了多種濾波電路，用以對高頻干擾信號進行有效的抑 制。這種光電隔離措施，使外部電路與內(nèi)部電路之間避免了電的聯(lián)系，可有效的抑制外部干擾源對于 PLC的影響，同時防止外部高電壓串入，從而減少故障和誤操作。具體措施主要有以下幾個方面： 1）隔離：這是抗干擾的主要措施之一。 PLC 的特點 （ 1）抗干擾能力強，可靠性好 PLC在電子線路、機械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)廠家長期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗，主要模塊均采用大規(guī) 模與超大規(guī)模集成電路。 （ 9）開發(fā)新 型特殊功能模塊 I/O組件可以提高 PLC的智能化、高密集度和增大處理能力。 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 自動售貨機的 PLC 設(shè)計 8 （ 7）組態(tài)軟件與 PLC的軟件化 個人計算機（ PC）的價格便宜，有很強的數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)處理、通信和人機交互的功能。標(biāo)準(zhǔn)中共有 5 種編程語言，允許編程者在同一程序中使用多種編程語言，這使編程能夠選擇不同的語言來適應(yīng)特殊的工作。 PLC 的編程語言和指令系統(tǒng)的功能和表達式也不一致，因此各廠家的可遍程序控制器互不兼容。 （ 5） PLC編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化 與個人計算機相比， PLC的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉的而不是開放的。 （ 4）基于 PC的編程軟件取代編程器 隨著計算機的日益普及，越來越多的用戶使用基于個人計算機上的編程軟件。另外，存儲容量大大增加。 PLC 的功能不斷增加，將原來大、中型 PLC 才有的功能部分地移植到小型 PLC上。具體表現(xiàn)在以下幾個方面。它能完成邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力，并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體”，易于“擴充”。 定義還強調(diào)了 PLC是“數(shù)字 運算操作的電子系統(tǒng)”，他也是一種計算機，它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的”工業(yè)計算機。 定義強調(diào)了 PLC 應(yīng)直接應(yīng)用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。 PLC 的定義 美國國際電工委員會（ IEC）在 1987 年對可編程序控制器做出如下定義 ：可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部進行存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等功能的面向用戶的指令，并通過數(shù)字陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 自動售貨機的 PLC 設(shè)計 7 式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。容易掌握。定時器。 PLC 主機選定后，如果控制系統(tǒng)需要，則相應(yīng)的配套模塊也就選定了。 （ 2）價格方面 不同廠家的 PLC 產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似、質(zhì)量相當(dāng)、 I/O 點數(shù)相當(dāng)陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 自動售貨機的 PLC 設(shè)計 6 的 PLC 的價格能相差 40%以上。如對 PLC 與 PLC、 PLC 與智能儀表及上位機之間有靈活方便的通信要求；或?qū)?PLC 的計算速度、用戶程序容量等有特殊要求；或?qū)?PLC 的位置控制有特殊要求等。一般情況下繼電器輸出的 PLC 使用最多，但對于要求高 速輸出的情況，就要使用無觸點的晶體管輸出的 PLC 了。這樣有可能造成輸出點浪費，增加成本。所以一旦它們是交流 220V 的負載負載使用?？刂葡到y(tǒng)輸出點的類型非常關(guān)鍵，如果他們之中既有交流 220V 的接觸器、電磁閥，又有 24V 的指示燈，則最后選用的 PLC 的輸出點數(shù)有可能大于實際電數(shù)。一方面要選擇多大容量的 PLC ,另一方面是選擇什么公司的 PLC 及外設(shè)。自動售貨機的工作流程圖如圖 1 所示。由此看來，售貨機一次交易要涉及加法運算、減法運算以及在退幣時的 清零指令 ，這是它的內(nèi)部功能。當(dāng)按下選擇 01 商品的價格時，售貨機進行減法運算，從投入的貨幣總值中減去 01 商品的價格同時啟動相應(yīng)的電機，提取 01 號商品到出貨口。舉一個簡單的例子來說明，例如：售貨機中有 8 中商品，其中 01 號商品（代表第一種商品）價格為 元， 02 商品為 元，其余類推。 在實際生活中，我們見到的售貨機可以銷售一些簡單的日用品，如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。 1 自動售貨機介紹 自動售貨機功能分析 這部分闡述了自動售貨機的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程，并介紹了自動售貨機運行系統(tǒng)種所包括的人工操作步驟。陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 自動售貨機的 PLC 設(shè)計 4 主要的設(shè)置場所包括學(xué)校、樓房、公共機關(guān)、地鐵等，公共汽車站、公園、體育場、展示場、工廠等。 韓國大約有 78萬臺自動售貨機，是除了 日本、美國、英國之外自動售貨機使用數(shù)量最多的國家。除雞蛋、米飯之外，報紙、雜志、一次性相機、干電池、磁帶、刮胡刀、襪子、花及寵物食品等各種商品都通過自動售貨機進行銷售。 1999年的全美自動售貨機協(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。自動售貨機不僅保障了愜意的工休時間，也是最廉價、提高職工工作效率最有效的手段。進入 21 世紀(jì)時，自動售貨機也將進一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。并且，為防止地球暖化，自動售貨機的開發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動售貨機成為該行業(yè)的主流。 現(xiàn)在，自動售貨機產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進一步實現(xiàn)合理化。后來，由于美國的飲料大公司進入日本市場， 1962年，出現(xiàn)了以自動售貨機為主體的流通領(lǐng)域的革命。自動售貨機的真正普及是在第二次世界大戰(zhàn)以后。在自動售貨機歷史的長河中，日本開發(fā)出實用型的自動售貨機，那是在進入本世紀(jì)后的事。 據(jù)說世界上最早的自動售貨機出現(xiàn)在公元前 3世紀(jì)，那是埃及神殿里的投幣式圣水出售機。 從廣義來講投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷 售商品的機械，從