【正文】 ????????? ????????? 23 致謝 ???????????????????????????? ? 24 附錄 1： 程序清單?????????????????????? ?? 25 1 引言 自動售貨機是能夠根據(jù)投入的錢幣自動付貨的機器，它是商業(yè)自動化的常用設(shè)備，不受時間、地點的限制，能節(jié)省 人力、方便交易。錢幣裝置是售貨機的核心，其主要功能是確認投入錢幣的真?zhèn)?，分選錢幣的種類，計算金額。自動售貨機自動輸出顧客所要的商品。使用方便、可靠、節(jié)省人力的自動售貨機將在社會生活中成為一種趨勢。隨著科技 的發(fā)展及人們生活水平的提高，自動售貨機市場的發(fā)展越來越呈現(xiàn)出多元化及個性化的需求。自動售貨機在城市商業(yè)區(qū)、寫字樓大廳、風(fēng)景區(qū)、車站、碼頭、繁華街道等公共場所的布設(shè)能夠美化亮化城市環(huán)境，方便群眾生活，已經(jīng)成為城市各角落的一道亮麗風(fēng)景線。 可程序邏輯控制器（ PLC， Programmable Logic Controller），乃是一種固態(tài)電子裝置，主要利用輸入／輸出裝置的回授信號及儲存程序，控制機械或程序的操作。 利用 PLC 設(shè)計自動售貨機系統(tǒng)，方便簡易，同時成本也低。 20 世紀 60 年代末期，當(dāng)時美國的汽車制造工業(yè)非常 5 發(fā)達，競爭也非常激烈。這樣不但造成設(shè)備的極大浪費，而且新系統(tǒng)的接線也非常費時。正是從汽車制造業(yè)開始了對傳統(tǒng)繼電器的挑戰(zhàn)， 1968 年美國的 General Motors（ GM）公司，為了適應(yīng)產(chǎn)品品種的不斷更新、減少更換控制系統(tǒng)的費用和周期，要求制造商為其裝配線提供一種新型的通用程序控制器，并提出 10 項招標指標： 1） 編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序； 2） 維護方便，最好是插件式； 3） 體積小于繼電器控制柜； 4） 可靠性高于繼電器控制柜； 5） 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機； 6） 輸入可以是交流 115V； 7） 輸出為交流 115V、 2A 以上，能直接驅(qū)動電磁閥等； 8） 在成本上可與繼電器控制柜競爭； 9） 在擴展時，原系統(tǒng)只需要很小變更； 10） 用戶程序存貯器容量至少能擴展到 4K。如果說各種電控制器、電子計算機技術(shù)的發(fā)展是可編程序控制器出現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，那么 GM 十條就是可編程序控制器出現(xiàn)的直接原因。它既具有繼電控制系統(tǒng)的外部特性 ,又有計算機的可編程性、通用性和靈活性 ,它開創(chuàng)了 自動控制設(shè)備的新局面。 70 年代中期 ,隨著大規(guī)模集成電路和微型計算機技術(shù)的發(fā)展 ,美國 ,日本 ,德國等把微處理器引入 PLC,使可編程邏輯控制器有更多的計算機功能 ,不僅用軟件編程取代了硬連線邏輯 ,還增加了數(shù)字運算 ,數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信功能 ,并求做到了小型化。 80 年代國外工業(yè)界把引進了微處理器的可編程邏輯控制器只是命名為 PLC(Programmable Controller),簡稱 PLC。 1985 年 1 月國際電工委員會對可編程序控制器給出了如下定義 :可編程序控制器是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng) ,專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備 ,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體 ,易于擴充的原則設(shè)計。目前 ,美國處于領(lǐng)先的地位 ,著名的生產(chǎn)廠有德州公司、通用公司、歌德公司、數(shù)字設(shè)備公司等。德國的西門子公司、荷蘭的飛利浦公司、瑞典的通用公司及英國、法 國等都生產(chǎn)自己的 PLC。 PLC 在我國大多數(shù)工業(yè)部門得到應(yīng)用 ,已經(jīng)取得顯著的經(jīng)濟效益并正在迅速推廣。 1） 可靠性高 PLC 由于選用了大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件和軟件的設(shè)計制造過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，所 以具有很高的可靠性。高可靠性是 PLC 成為通用自動控制設(shè)備的首選條件之一。 3） 通用性好，具有在線修改能力 PLC 的硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活的組態(tài)以適應(yīng)不同的控制對象、控制規(guī)模和控制功能的要求，給組成各種系統(tǒng)帶來極大的方便。同時， PLC控制系統(tǒng)中的控制電路是由軟間編程完成的，只要對應(yīng)用程序進行修改就可以滿足不同的控制要求，因此 PLC 具有在線修改能力，功能易于擴展，給生產(chǎn)帶來了“柔性”，具有慣犯的工業(yè)通用性。同時，用軟件編程代替了機電控制的硬連線，大大的減輕了繁重的安裝和接線工作，這不僅提高了可靠性，還極大的 縮短了施工周期。 5） 體積小 由于采用了微型計算機技術(shù)，使 PLC 達到了小型和超小型化，很容易裝入機械設(shè)備內(nèi)部，便于實現(xiàn)機電一體化。 PLC與其它工業(yè)控制裝置的比較 1） PLC與集散控制系統(tǒng) PLC 是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展 而來，初期的功能是以數(shù)字量的順序控制為主。 集散控制系統(tǒng)是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來，初期的功能以回路調(diào)節(jié)為主。 8 可見，不論是 PLC 還是集散系統(tǒng)，在發(fā)展過程中，始終是互相滲透，互相補充。集散系統(tǒng)既有單回路控制功能，也有多回路控制功能，同時也有順序控制功能。 2） PLC與工業(yè)控制計算機 工業(yè)控制計算機是指能夠提供各種數(shù)據(jù)采集和控制功能，能夠和工業(yè)對象的傳感器、執(zhí)行機構(gòu)直接接口，能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠運行的計算機系統(tǒng)。但是，使用工業(yè)控制機的人員的技術(shù)水平要求較高，一般具有一定的計算機專業(yè)知識。 PLC 是專為工廠現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計的，結(jié)構(gòu)上采用整體密封或插件組合型，并采用了一系列抗干擾措施，在工業(yè)現(xiàn)場使用有很高的可靠性； PLC 是由電氣控制廠家研制出來的，采用梯形圖語言編程，使熟悉電器控制的人員易學(xué)易懂，易于推廣。 PLC的應(yīng)用場合 隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展， PLC 的制造成本不斷下降，而其功能卻大大增強。 PLC 已經(jīng)躍居現(xiàn)代工業(yè)自動化三大產(chǎn)柱（ PLC、 ROBOT、 CAD/CAM）的主導(dǎo)地位?？捎?PLC 來取代繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制。如化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制。早期直接用開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使 用專用的運動控制模塊。 PLC 的運動控制空能廣泛地用于各種機械，如金屬切削機床、電梯等。 PLC通過模擬量 I/O 模塊實現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換，并對模擬量進行閉環(huán) PID 控制。 PLC 的模擬量控制功能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備；還應(yīng)用于化工等行業(yè)。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考之相比較，也可以方便的傳送到別的只能裝置，或者將它們打印制表。 5）過程控制 過程控制是通過配用 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換模塊及智能 PID 模塊實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、速度等連續(xù)變化的模擬量進行單回路或多回路閉環(huán)調(diào)節(jié)控制，使這些物理參數(shù)保持在設(shè)定值上。 6）多級控制 多級控制是利用 PLC 的網(wǎng)絡(luò)通信功能模塊及遠程 I/O 控制模塊實現(xiàn)多臺PLC 之間的鏈接、 PLC 與上位計算機的鏈接，以達到上位計算機與 PLC 之間及 PLC與 PLC 之間的指令下達、數(shù)據(jù)交換與數(shù)據(jù)共享，這種由 PLC 進行分散控制、計算機進行集中管理的方式，能夠完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制，甚至實現(xiàn)整個工廠 10 生產(chǎn)的自動化。 PLC 的發(fā)展主要由兩個趨勢：其一是向體積更小、速度更快、功能更強、價格更低的 PLC 發(fā)展，使之適應(yīng)于復(fù)雜單機，數(shù)控機床和工業(yè)機器人等領(lǐng)域的控制要求。 開發(fā)各種智能模塊，增強過程控制功能 智能 I/O 模塊是以微處理器為基礎(chǔ)的功能部件，它們的 CPU 與主 CPU 并行工作，占用主機 CPU 的時間很少，有利于提高 PLC 的掃描速度。由于智能 I/O 的應(yīng)用，使過程控制功能大為增強，某些PLC 的過程控制還具有自適應(yīng)、參數(shù)自整定功能，使調(diào)試時間減少，控制精度提高。大型 PLC 采用功能很強的微處理器和大容量存儲器，將邏輯控制、模擬量控制、數(shù)學(xué)運算和通訊功能緊密地結(jié)合在一起。 通信聯(lián)網(wǎng)功能不斷增強 PLC 的通信聯(lián)網(wǎng)功能使 PLC 與 PLC 之間、 PC 與計算機之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分