【正文】 ................ 7 開關電源 ....................................................................................................... 8 電磁閥 ........................................................................................................... 8 液位開關 ....................................................................................................... 9 第四章 自動售貨機的軟件設計 ....................................... 11 控制要求 ..................................................................................................... 11 方案設計 ..................................................................................................... 11 控制流程圖 ................................................................................................. 12 I/O 口分配 .................................................................................................. 13 控制接線圖 ................................................................................................. 13 程序設計 ..................................................................................................... 14 第五章 梯形圖程序調試 ............................................. 20 結 語 .............................................................. 21 參考文獻 ........................................................... 22 附 錄 .............................................................. 23 致 謝 .............................................................. 29 1 第一章 緒論 自動售貨機的理論背景與實際意義 自動售貨機是一種全新的商業(yè)零售形式， 20 世紀 70 年代自日本和歐美發(fā)展起來。在日本， 70％的罐裝飲料是通過自動售貨機售出的；全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有 50 萬臺飲料自動售貨機。如今，在機場、地鐵、商場、公園等客流量較大的場所， 已不難發(fā)現(xiàn)自動售貨機的身影 [1]。大量生產、大量消費以及消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道，而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產生，人工費用也不斷上升，再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應運而生了。近幾年，自動售貨機逐漸被越來越多的消費者所接受。目前售貨機運行的各種情況都需要由人工判斷，包括缺貨、缺零錢、幣箱已滿、售貨機機械故障等，經營者普遍采用人工定時巡回視察的管理辦法，既費時費力，又無法及時準確獲取自動售貨機狀態(tài)報告，給經營者增加了管理成本和難度，也有可能給消費者的正常消費造成不便 [2]。同時售貨機的一些 故障信息和警報信息可以實時的傳送到相應的運營人員，從而可以在第一時間內發(fā)現(xiàn)并解決問題。根據(jù)設計內容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù) PLC 的相關知識設計出它的外部接線圖，結合梯形圖和外部接線圖分析說明該設計的控制原理過程。根據(jù)設計內容和控制要求準確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖準確設計出它的梯形圖，這樣才能真正理解自動售貨機的系統(tǒng)控制原理?？删幊绦蚩刂破骷捌湎嚓P外部設備，都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計 [3]。這也是區(qū)別與一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。這種工業(yè)計算機采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。 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、擴展接口、電源等幾部分組成 [4]。 圖 PLC 硬件結構圖 3 PLC 的循環(huán)掃描工作 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，如果無跳轉指令， 則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結束符后又返回到第一條指令，如此周而復始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期 [5]。 （ 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。 （ 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，并將相應的邏輯運算結果存入對應的內部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 圖 PLC 的掃描全過程 PLC 的工作原理 與 特點 PLC 的工作原理與計算機的工作原理基本是一致的，可以簡單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應用程序完成用戶任務。但是 PLC 也有它自己的特點， PLC 在確定了工作任務，裝入了專用程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作 任務管理及應用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的 [6]。 （ 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構，可以靈活的組合以適應不同的控制對象、控制規(guī)模和控制功能的要求，為組成各種系統(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件編程完成的，只要對應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，給生產帶來了“柔性”，具有工業(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，使 PLC 達到了小型和超小型化，很容易裝入機械設備內部，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節(jié)為主。 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)場應用環(huán)境而設計的，結構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易懂，易于推廣。 PLC 的應用場合 與選擇 隨著電子技術的快速發(fā)展， PLC 的制造成本不斷下降，而其功能卻大大增強。 PLC 已經躍居現(xiàn)代工業(yè)自動化三大產柱（ PLC、 6 ROBOT、 CAD/CAM）的主導地位 [9]。而不同的 PLC 其產品價格差價也是很大，在質量和 I/O 點數(shù)幾乎相同的情況下可以相差較多 [10]。另外在本設計中 PLC 需要接 11 個輸入點和 12 個輸出點，以及為了以后的擴展需 要，由以上三點因素，選擇了三菱 PLC， FX2N48MR 型。其外觀如圖 所示。 （ 2）運轉處理時間：基本指令： ，