【正文】 的指示燈閃爍表示可以購(gòu)買(mǎi)某商品。這里只要選擇燈來(lái)表此信號(hào)。投入 5 角、 1 元、 5元、 10 元，原理同上。 當(dāng)按下投入 1 角時(shí)，相當(dāng)于讓 R200 接通，之所以用一個(gè)微分指令，就是要只在接通時(shí)檢測(cè)一次，不能永遠(yuǎn)加下 去。 （ 2） 投幣過(guò)程 在投幣的過(guò)程中，每投下一枚硬幣，投入顯示將增加相應(yīng)的幣值，余額也增加同樣幣制。給 WR1WR11 及 SV0SV4 賦初值，賦值功能通過(guò)高級(jí)指令 FO 實(shí)現(xiàn)。程序編制過(guò)程中，要用到運(yùn)行初期閉合繼電器 R901 16 位數(shù)據(jù)傳送指令 FO，同時(shí)在上位機(jī) ForceControl 中，必須 定義相應(yīng)的變量，來(lái)實(shí)現(xiàn)與 PLC程序的對(duì)接。 PLC 程序設(shè)計(jì) 可以把一次交易過(guò)程分為幾個(gè)程序塊：運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的內(nèi)部傳遞；投幣過(guò)程；價(jià)格比較過(guò)程；選擇商品過(guò)程；退幣過(guò)程。 12 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就像上面所敘述的那樣，并非孤立地分別進(jìn)行上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作，而是互相配合的。所要完成的任務(wù)是仿真系統(tǒng)的上位機(jī)與下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)，即在上述功能分析的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。清楚了仿真實(shí)驗(yàn) 的整體設(shè)計(jì)思路，下面就可以開(kāi)始著手設(shè)計(jì)了。 我主要是對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)中的下位機(jī)，也就是主要是對(duì) PLC 在其中的程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。總體上講，仿真界面是被控對(duì)象，利用 PLC 來(lái)控制這個(gè)仿真的自動(dòng)售貨機(jī)，仿真的自動(dòng)售貨機(jī)接受 PLC的控制指令并完成相應(yīng)的動(dòng)作；另一方面，仿真界面中的仿真自動(dòng)售貨機(jī)的運(yùn)行，都是由組態(tài)界面所提供的命令語(yǔ)言來(lái)完成的。 另外，上位機(jī)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作是密切配合的。然后，分別對(duì)上、下位機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。其次，要分別對(duì)上位機(jī)和下位機(jī)進(jìn)行資料的查找與收集。 設(shè)計(jì)任務(wù)的確定 在清楚自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，制定出 設(shè)計(jì)方案，確定任務(wù)的目標(biāo)，以設(shè)計(jì)出合理的仿真系統(tǒng)。按 11 下確認(rèn)按鈕，則恢復(fù)初始狀態(tài)。 （ 4） 退幣按鈕。按下可以購(gòu)買(mǎi)的選擇按鈕，所選的商品出現(xiàn)在出貨框中，同時(shí)顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費(fèi)情況相應(yīng)變化。按下投幣按鈕，顯示投幣框，按下所投幣值顯示屏顯示投入、消費(fèi)、余額數(shù)值，當(dāng)投幣值超過(guò)商品價(jià)格時(shí)，相應(yīng)價(jià)格選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購(gòu)買(mǎi)。由電子標(biāo)簽顯示各商品的價(jià)格，顯示屏顯示友好界面 ，此時(shí)不能購(gòu)買(mǎi)任何商品。 （ 5） 實(shí)驗(yàn)中售貨機(jī)忽略了各種故障以及缺貨等因素。 （ 3） 自動(dòng)售貨機(jī)可退幣 10 元、 5元、 1元、 5 角、 1角硬幣。 試驗(yàn)狀態(tài)假設(shè) 由于是在計(jì)算機(jī)上模擬運(yùn)行，試驗(yàn)中有一些區(qū)別于實(shí)際情況的假設(shè)，本實(shí)驗(yàn)中假設(shè)： （ 1） 自動(dòng)售貨機(jī)只售 8種商品。 10 第三章 自動(dòng)售貨機(jī) PLC 程序設(shè)計(jì) 仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中售貨機(jī)的分析 由于售貨機(jī)的全部功能時(shí)在上位機(jī)上模擬的，所以售貨機(jī)的部分硬件是由計(jì)算機(jī)軟件來(lái)模擬替代的。 （ 8） 交付使用。若為滿(mǎn)足要求，再重新修改程序或檢查接線(xiàn)，直到滿(mǎn)足為止。 （ 5） 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿(mǎn)意要求為止。 （ 3） 根據(jù)梯形圖編制程序清單。 （ 2） 設(shè)計(jì)梯形圖。 （ 5） 進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制大的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。 （ 3） 選擇 PLC 系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 （ 1） 根據(jù)生產(chǎn)的工藝過(guò)程分析控制要求。因此，控制程序和設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿(mǎn)足要求為止。包括設(shè)計(jì)梯形圖、語(yǔ)句表（即程序清單）和控制系統(tǒng)流程圖。 （ 3） 分配 I/O 點(diǎn)，繪制 I/O 連接圖。 PLC 是 PLC 控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇 PLC 對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起到重要的作用。 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(shū)籍中已有介紹。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 PLC 控制系統(tǒng)是由 PLC 與用戶(hù)輸入、輸出設(shè)備連接而成的。 （ 3） 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，并于機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配 合，并同擬定電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。 7 第二章 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在使用 PLC 較多的情況下，這樣的差價(jià)當(dāng)然是必須考慮的因素。這就要求用戶(hù)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。 對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，則有以下幾個(gè)方面要考慮： （ 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)。所以要盡可能選擇相同等級(jí)和種類(lèi)的負(fù)載，比如使用交流 220V 的指示燈等。則直流 24V 的負(fù)載只能使用其他的輸出端了。因?yàn)镻LC 的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組共用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類(lèi)和等級(jí)。 對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的 I\O 點(diǎn)找出來(lái)，包括開(kāi)關(guān)量 I\O和模擬量 I\O以及輸出是用繼電 器還是晶體管或是可控硅型。 6 PLC 的選型原則 當(dāng)某一個(gè)控制任務(wù)決定由 PLC 來(lái)完成后，選擇 PLC 就成為最重要的事情。 PLC 控制系 統(tǒng)由輸入量 — PLC— 輸出量組成，外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)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(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。主要包括中央處理單元 CPU、存儲(chǔ)器 RAM 和 ROM、輸入輸出接口電路、電源、 I\O擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等。 5 自動(dòng)售貨機(jī)的工作流程圖如 1所示。由此看來(lái)，售貨機(jī)一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以及在退幣時(shí)的除法運(yùn) 算，這是它的內(nèi)部功能。當(dāng)按下選擇 01 商品的價(jià)格時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去 01 商品的價(jià)格同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)，提取 01 號(hào)商品到出貨口。舉一簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明，例如：售貨機(jī)中有 8 種商品，其中 01 號(hào)商品 (代表第一種商品 )價(jià)格為 元， 02 商品為 元，其余類(lèi)推。 在實(shí)際生活中，我們見(jiàn)到的售貨機(jī)可以銷(xiāo)售一些簡(jiǎn)單的日用品，如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。 4 第一章 自動(dòng)售貨機(jī)介紹 自動(dòng)售貨機(jī)功能分析 這部分闡述了自動(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，并介紹了自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)種所包括的人工操作步驟。特別是在 24 小時(shí)無(wú)休工作狀態(tài)中的辦公場(chǎng)所，使用獨(dú)具魅力的迷你型飲料沖飲機(jī)，解決了不間斷提供咖啡飲品服務(wù)的問(wèn)題，這種服務(wù)加速了自動(dòng)售貨機(jī)與咖啡飲品服務(wù)的融合。 因經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇緩慢，社會(huì)對(duì) 擴(kuò)大就業(yè)與工作場(chǎng)所提供茶點(diǎn)飲料的福利事業(yè)更為關(guān)注。在夏季電力消費(fèi)高峰期，這種機(jī)型的自動(dòng)售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動(dòng)售貨機(jī)相比，它能夠節(jié)約 10— 15%的電力。例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過(guò)電話(huà)線(xiàn)路將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及時(shí)地傳送各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。從供給的條件上來(lái)講，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(wú)人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運(yùn)營(yíng)時(shí)需要的資本少、面積小，有吸引人們購(gòu)買(mǎi)好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問(wèn)題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。還有的也出售方便面，只要投入錢(qián)幣，售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)注入開(kāi)水，顧客就可以當(dāng)場(chǎng)就餐。 自動(dòng)售貨機(jī)不僅數(shù)量多，性能 也越來(lái)越好。 從自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，它的出現(xiàn)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。 在中國(guó)，自動(dòng)售貨機(jī) 1999 年開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。不僅在不同的客流人群多的地點(diǎn)出現(xiàn)而且自動(dòng)售貨機(jī)出售的商品也越來(lái)越多樣化。 在日本， 70%的罐裝飲料是通過(guò)自動(dòng)售貨機(jī)售出的；全球著名飲料商可口可樂(lè)公司在全世界就布有 50 萬(wàn)臺(tái)飲料自動(dòng)售貨機(jī)。 關(guān)鍵字 :PLC（可編程序控制器）、自動(dòng)售貨機(jī)、古希臘 2 引言 自動(dòng)售貨機(jī)是一種全新的商業(yè)零售形式， 20 世紀(jì) 70 年代自日本和歐美發(fā)展起來(lái)。程序涉及到了自動(dòng)售貨機(jī)工作的絕大部分過(guò)程。 本文介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過(guò)程為例，把交易過(guò)程分為幾個(gè)程序塊，然后分別對(duì)程序塊進(jìn)行編程。我們接觸到的自動(dòng)售貨機(jī)多是用于供給飲品、茶點(diǎn)的食物自動(dòng)售貨機(jī)。接著，又由歐美日本發(fā)展起來(lái)。那也是世界上最早的自動(dòng)售貨機(jī)。 我國(guó)國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)應(yīng)用的地方也很多，在超市，報(bào)亭旁等地方都有設(shè)自動(dòng)售貨機(jī)。是一種全新的商業(yè)零售形式，又被稱(chēng)為 24 小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。 1 摘要 自動(dòng)售貨機(jī)是能根據(jù)投入的錢(qián)幣自動(dòng)付貨的機(jī)器。自動(dòng)售貨機(jī)是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備，它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人力、方便交易。能分為三種：飲料自動(dòng)售貨機(jī)、食品自動(dòng)售貨機(jī)、綜合自動(dòng)售貨機(jī)。初始制造的自動(dòng)售貨機(jī)它的原始裝置是古希臘人希羅制造的自動(dòng)出售圣水的裝置。之后又由美國(guó)研制出出售香煙的售貨機(jī)，此后又出現(xiàn)出售車(chē)票、郵票各種現(xiàn)代化自動(dòng)售貨機(jī)的種類(lèi) ?，F(xiàn)在世界各地都很流行。 它給我們帶來(lái)了這么大的收益，并且它的自身程序設(shè)置又是一個(gè)什么樣的呢？在我們購(gòu)買(mǎi)自動(dòng)售貨機(jī)里的物品與其交易時(shí)，交易過(guò)程可分為幾個(gè)程序塊，然后分別對(duì)程序塊進(jìn)行編程，這就涉及到 PLC 的控制了。具體說(shuō)明了可編程序控制器在自動(dòng)售貨機(jī)中的作用。 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(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。它又被稱(chēng)為 24 小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。隨著電腦技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)售貨機(jī)越來(lái)越普及。從一開(kāi)始的飲品到現(xiàn) 在的生活用品以及其他的急需用品。如今，在機(jī)場(chǎng)、地鐵、商場(chǎng)、公園等客流較大的場(chǎng)所，以不難發(fā)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的身影。大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷(xiāo)售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對(duì)的超市、百貨購(gòu)物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場(chǎng)地的局限性以及購(gòu)物的便利性等這些因素的制約，無(wú)人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。比如，要喝咖啡，顧客不僅可以根據(jù)自己的愛(ài)好隨意挑選冷熱，就連顧客需要多少糖和牛奶也可任意挑選。 從廣義上來(lái)講投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷(xiāo)售商品的機(jī)械，從狹義上來(lái)講就是自動(dòng)銷(xiāo)售商品的機(jī)械。 現(xiàn)在 ，自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正走向信息化并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。并且，為了防止地球暖化，自動(dòng)售貨機(jī)的開(kāi)發(fā)致力于能源節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)成為該行業(yè)的主 3 流。進(jìn)入21 世紀(jì)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省能源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。自動(dòng)售貨機(jī)不僅保障了愜意的工休時(shí)間，也是最廉價(jià)、提高職工工作效率最有效的手段。 1999 年的全美自動(dòng)售貨機(jī)協(xié)會(huì)和全美咖啡服務(wù)協(xié)會(huì)的合并使人們更直觀(guān)地看到了這種融合現(xiàn)象。 自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能 在進(jìn)行上，下位機(jī)程序編寫(xiě)之前，首先要做的工作是確定自動(dòng)售貨機(jī)本身所具備的功能及在進(jìn)行某種操作后所具備的狀態(tài)。售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)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(gòu)買(mǎi)某種物品，并作出相應(yīng)的反應(yīng)?，F(xiàn)投入一個(gè) 1 元硬幣，當(dāng)投入的貨幣超過(guò) 01 商品的價(jià)格時(shí)， 01 商品的選擇按鈕處應(yīng)有變化，提示可以購(gòu)買(mǎi)，其他商品同比。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，則同上述流程，如果此時(shí)不再購(gòu)買(mǎi)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。還要有貨幣識(shí)別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。 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(lèi)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(zhuān)用計(jì)算機(jī)，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(jī)相似。其內(nèi)部也是采用總線(xiàn)結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。由此可見(jiàn)， PLC的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。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)。控制系統(tǒng)輸出點(diǎn)的類(lèi)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(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。所以一旦它們是交流 220V 的負(fù)載使用。這樣有可能造成輸出點(diǎn)浪費(fèi)，增加成本。一般情況下繼電器輸出的 PLC 使用最多，但對(duì)于要求高速輸出的情況，就要使 用無(wú)觸點(diǎn)的晶體管輸出的PLC 了。如對(duì) PLC 與 PLC、 PLC 與智能儀表及上位機(jī)之間有靈活方便的通信要求；或?qū)?PLC 的計(jì)算速度、用戶(hù)程序容量等有特殊要求；或?qū)?PLC 的位置控制有特殊要求等。 （ 2） 價(jià)格方面 不同廠(chǎng)家的 PLC 產(chǎn)品價(jià)格相差太大，有些功能類(lèi)似、質(zhì)量相當(dāng)、I/O 點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)?PLC 的價(jià)格能相 差 40%以上。 PLC 主機(jī)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。因此，在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： （ 1） 最大限度得滿(mǎn)足被控對(duì)象的控制對(duì)象。 （ 2） 在滿(mǎn)足控制系統(tǒng)要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單