【正文】 糖果、牙刷、方便面、自動(dòng)照相機(jī)。這種方便快捷的購(gòu)物方式越來(lái)越受到人們的青睞,同時(shí)也是現(xiàn)代化城市配套設(shè)施的需求?？删幊绦蚩刂破?PLC)是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置,它具有可靠性高、編程簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。本論文就詳細(xì)地介紹一種用PLC實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。隨著自動(dòng)售貨機(jī)的普及,也逐漸被應(yīng)用于其他的領(lǐng)域?？v觀近年來(lái)國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)市場(chǎng)，從92年開始從日、韓等國(guó)引進(jìn)舊機(jī)器擺放國(guó)內(nèi)市場(chǎng)以來(lái)，到自行研制和生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)化自動(dòng)售貨機(jī)，各廠家、商家蹣跚起步、艱難守業(yè)，已為國(guó)內(nèi)零售業(yè)撐起一片蔚藍(lán)的晴空。自動(dòng)售貨機(jī)的普及在某種程度上能反映一個(gè)國(guó)家的科技發(fā)展水平，是一個(gè)國(guó)家文明程度的象征。其產(chǎn)品特點(diǎn)是科技含量高，24小時(shí)服務(wù),售貨便利，無(wú)需專人盯守，省人工,省成本，售貨范圍廣泛；此外還是一種新穎獨(dú)特的廣告媒體。在中國(guó),自動(dòng)售貨機(jī)將成為一個(gè)潛在的巨大產(chǎn)業(yè),繼百貨商店、超市之后掀起第三次零售業(yè)革命,其前景非常廣闊。并且,透過(guò)這種智能售貨系統(tǒng),存貨、銷售、物流信息可以準(zhǔn)確、及時(shí)地反饋給客戶和管理人員。自動(dòng)售貨機(jī)除了更方便售賣貨品之外,還被視為一種傳播廣泛的廣告媒介。一方面它為客戶帶來(lái)了極大的便利，延拓了服務(wù)的空間和時(shí)間，使服務(wù)具有了無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不在的新特征；一方面它也為商家?guī)?lái)了經(jīng)營(yíng)方式的變革，為他們的商業(yè)經(jīng)營(yíng)節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力，并提高了操作的準(zhǔn)確性和全天候性，使商業(yè)運(yùn)作的信息化、電子化、網(wǎng)絡(luò)化成為可能；另一方面，在公眾社會(huì)服務(wù)方面，自助式信息查詢，提高了社會(huì)公眾服務(wù)的質(zhì)量和形象，有利于社會(huì)精神文明建設(shè)。第二章 總體方案設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)中，從控制角度來(lái)說(shuō)可采用繼電器控制、單片機(jī)控制和可編程控制器控制。例如要通過(guò)接觸器實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)設(shè)備的同步運(yùn)行,采用繼電器控制,其控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖1。2．方案二 單片機(jī)控制它的控制系統(tǒng)是基于芯片級(jí)的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，需要先設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，畫硬件電路圖，制作印刷電路板，購(gòu)置各種所需的電子元器件，焊接電路板，進(jìn)行硬件調(diào)試，進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)和測(cè)試的大量工作；需要使用專門的開發(fā)裝置和低級(jí)編程語(yǔ)言編制控制程序，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，故它的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)之上，即通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種方案的控制功能接線圖如圖2。（二）方案比較1．PLC與繼電器控制系統(tǒng)的區(qū)別繼電器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，使設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點(diǎn)在開閉時(shí)易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每個(gè)只有4 – 8對(duì)觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很差。（2）工作方式電源接通時(shí)，繼電器控制線路中各繼電器同時(shí)都處于受控狀態(tài)，即該吸合的都應(yīng)吸合，不該吸合的都因受某種條件限制不能吸合，它屬于并行工作方式。（3）可靠性和可維護(hù)性繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高。（4）控制速度繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)的開閉動(dòng)作一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)。（5）定時(shí)控制繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。PLC使用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)基脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度相當(dāng)高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，最長(zhǎng)幾乎沒(méi)有限制，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)置定時(shí)值，然后由軟件來(lái)控制定時(shí)時(shí)間。工程越大，這一點(diǎn)就越突出。2．PLC與單片機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別PLC控制系統(tǒng)和單片機(jī)控制系統(tǒng)在很多方面有較大區(qū)別，是兩個(gè)完全不同的概念。而PLC應(yīng)用于工業(yè)理論控制，PLC的可靠性得到了工控業(yè)界的認(rèn)可。加上開發(fā)周期中所投入的人力物力，其價(jià)錢就遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)用PLC開發(fā)的費(fèi)用。而用PLC進(jìn)行的設(shè)備開發(fā)和控制費(fèi)用都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采用單片機(jī)的費(fèi)用，其系統(tǒng)可大可小，小到幾點(diǎn)，大到數(shù)千點(diǎn)，甚至上萬(wàn)點(diǎn)，很好解決工業(yè)控制過(guò)程。而用PLC進(jìn)行設(shè)備控制，不會(huì)花太多精力在硬件處理上，采用積木式結(jié)構(gòu)很快可以形成系統(tǒng)電路。（4）修改和維護(hù)利用單片機(jī)開發(fā)的設(shè)備往往是專用的特殊設(shè)備，在市場(chǎng)往往不能找到替代的配件，所以不便于維護(hù)。（三）方案選擇根據(jù)以上比較可知，PLC在性能上比繼電器控制和單片機(jī)控制邏輯優(yōu)異，特別是可靠性高、通用性強(qiáng)、設(shè)計(jì)施工周期短、調(diào)試修改方便，而且體積小、功耗低、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，我們決定選擇方案三，以PLC為控制核心設(shè)計(jì)了自動(dòng)售貨機(jī)裝置PLC控制系統(tǒng)。主要包括中央處理單元CPU、存儲(chǔ)器RAM和ROM,輸人輸出接口電路、電源、I/O擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等。由此可見(jiàn)，PLC的基本結(jié)構(gòu)由控制部分、輸人和輸出部分組成。是整個(gè)PLC的核心，起著總指揮的作用，是PLC的運(yùn)算和控制中心。 ② 采集由現(xiàn)場(chǎng)輸人裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并送入PLC的寄存器中。 ④ 將存于寄存器中的處理結(jié)果送至輸出端。（2）存儲(chǔ)器 PLC的存儲(chǔ)器分為兩大部分: 一部分是系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。（3）輸入輸出接口電路PLC通過(guò)輸人輸出(I/O)接口電路實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的連接。 （5）編程設(shè)備 編程設(shè)備是人與PLC聯(lián)系和對(duì)話的工具，是PLC重要的外圍設(shè)備。（6）輸入輸出I/O擴(kuò)展接口輸入輸出信號(hào)在PLC接線端子上的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，讓裝配人員根據(jù)線路圖和安裝圖安裝控制柜。每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。一個(gè)循環(huán)掃描周期主要可分為3個(gè)階段。完成輸人端采樣工作后，將關(guān)閉輸人端口，轉(zhuǎn)人程序執(zhí)行階段。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)人輸出刷新階段。由此可見(jiàn)，輸人采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段構(gòu)成PLC一個(gè)工作周期，由此環(huán)往復(fù)，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。圖4 PLC的掃描工作過(guò)程采用循環(huán)掃描的工作方式是PLC區(qū)別干微機(jī)和其他控制設(shè)備的最大特點(diǎn)，在使用中應(yīng)引起特別的注意。目前在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中PLC已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)，諸如鋼鐵、冶金、采礦、水泥、石油、化工、輕工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、交通、建筑、食品、娛樂(lè)等各行各業(yè)。PLC已躍居現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化三大支柱(PLC,ROBOT,CAD/CAM)的主導(dǎo)地位可編程控制器所具有的功能，使它既可用于開關(guān)量控制，又可用于模擬量控制既可用于單機(jī)控制，又可用于組成多級(jí)控制系統(tǒng)既可控制簡(jiǎn)單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)，甚至實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠生產(chǎn)的自動(dòng)化。在這些語(yǔ)言中，尤以梯形圖、指令助記符語(yǔ)言最為常用。它將PLC內(nèi)部的各種編程元件(如繼電器的觸點(diǎn)、線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等)和各種具有特定功