畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)

1、基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)論文 基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)論文 專業(yè)名稱:電氣自動(dòng)化技術(shù) 焦作大學(xué)二一二年 12 月中圖分類：TP272 密級(jí)：無UDC： 單位代碼：11522基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)姓 名 學(xué)制 專 業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)研究方向自動(dòng)化技術(shù)導(dǎo) 師 職稱講 師論文提交日期2011.12.25論文答辯日期2012.01.04焦作大學(xué)摘要本論文設(shè)計(jì)的是基于西門子S7-200 系列PLC構(gòu)成的自動(dòng)售貨機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，本文闡述了自動(dòng)售貨機(jī)的來源與發(fā)展，以及它在國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的方案進(jìn)行了論證，介紹了PLC的基本組成、特點(diǎn)以及工作原理，對(duì)基于西門子S7-200 系列PL

2、C構(gòu)成的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)過程進(jìn)行較為細(xì)致的論述。文中詳盡地介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的各硬件組成，并完成了PLC外部接線圖。在PLC梯形圖的編寫時(shí)，文中采用的是西門子PLC梯形圖專用編譯軟件STEP7來進(jìn)行編寫。介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過程為例，把交易過程分為幾個(gè)程序塊，然后分別對(duì)程序塊進(jìn)行編程。具體說明了可編程序控制器在自動(dòng)售貨機(jī)中的作用。程序涉及到了自動(dòng)售貨機(jī)工作的絕大部分過程。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)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞: PLC；順序功能圖；梯形圖；I/O點(diǎn)的分配目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK

3、l _Toc341007673 摘要 PAGEREF _Toc341007673 h I HYPERLINK l _Toc341007674 目錄 PAGEREF _Toc341007674 h II HYPERLINK l _Toc341007675 1自動(dòng)售貨機(jī)的實(shí)際意義 PAGEREF _Toc341007675 h 1 HYPERLINK l _Toc341007676 自動(dòng)售貨機(jī)的理論背景與實(shí)際意義 PAGEREF _Toc341007676 h 1 HYPERLINK l _Toc341007677 自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc341007677 h 2 HY

4、PERLINK l _Toc341007678 自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的基本思路 PAGEREF _Toc341007678 h 2 HYPERLINK l _Toc341007679 2 硬件的選擇 PAGEREF _Toc341007679 h 3 HYPERLINK l _Toc341007680 2.1 硬件電路組成框圖 PAGEREF _Toc341007680 h 3 HYPERLINK l _Toc341007681 2.2 主要硬件選擇 PAGEREF _Toc341007681 h 4 HYPERLINK l _Toc341007682 硬幣識(shí)別器 PAGEREF _Toc34100

5、7682 h 4 HYPERLINK l _Toc341007683 紙幣識(shí)別器 PAGEREF _Toc341007683 h 5 HYPERLINK l _Toc341007684 電磁閥的選擇 PAGEREF _Toc341007684 h 5 HYPERLINK l _Toc341007685 2.4 PLC的選擇 PAGEREF _Toc341007685 h 6 HYPERLINK l _Toc341007686 3 PLC的概述 PAGEREF _Toc341007686 h 7 HYPERLINK l _Toc341007687 3.1 PLC的定義 PAGEREF _Toc3

6、41007687 h 7 HYPERLINK l _Toc341007688 3.2 PLC的簡介 PAGEREF _Toc341007688 h 7 HYPERLINK l _Toc341007689 3.3 PLC的工作原理 PAGEREF _Toc341007689 h 7 HYPERLINK l _Toc341007691 3.3.1 PLC的循環(huán)掃描工作 PAGEREF _Toc341007691 h 8 HYPERLINK l _Toc341007692 3.3.2 PLC的硬件組成 PAGEREF _Toc341007692 h 9 HYPERLINK l _Toc3410076

7、93 3.3.3 PLC的編程語言 PAGEREF _Toc341007693 h 10 HYPERLINK l _Toc341007694 3.3.4 PLC的特點(diǎn) PAGEREF _Toc341007694 h 10 HYPERLINK l _Toc341007695 4 PLC控制自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc341007695 h 12 HYPERLINK l _Toc341007696 自動(dòng)售貨機(jī)的工作流程 PAGEREF _Toc341007696 h 12 HYPERLINK l _Toc341007697 自動(dòng)售貨機(jī)I/O點(diǎn)的分配 PAGEREF _Toc341007

8、697 h 12 HYPERLINK l _Toc341007698 自動(dòng)售貨機(jī)的I/O接口圖 PAGEREF _Toc341007698 h 13 HYPERLINK l _Toc341007699 5 自動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc341007699 h 15 HYPERLINK l _Toc341007700 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 PAGEREF _Toc341007700 h 15 HYPERLINK l _Toc341007701 定時(shí)器 PAGEREF _Toc341007701 h 15 HYPERLINK l _Toc341007702 5.3 自動(dòng)

9、售貨機(jī)PLC控制程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc341007702 h 16 HYPERLINK l _Toc341007703 5.4 自動(dòng)售貨機(jī)的相關(guān)說明 PAGEREF _Toc341007703 h 24 HYPERLINK l _Toc341007704 6 設(shè)計(jì)總結(jié) PAGEREF _Toc341007704 h 25 HYPERLINK l _Toc341007705 致謝 PAGEREF _Toc341007705 h 26 HYPERLINK l _Toc341007706 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc341007706 h 271自動(dòng)售貨機(jī)的實(shí)際意義自動(dòng)售貨機(jī)的理論

10、背景與實(shí)際意義自動(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。它又被稱為24小時(shí)營業(yè)的微型超市。在日本，70的罐裝飲料是通過自動(dòng)售貨機(jī)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(tái)飲料自動(dòng)售貨機(jī)。在中國,自動(dòng)售貨機(jī)1999年開始進(jìn)人中國市場如今，在機(jī)場、地鐵、商場、公園等客流較大的場所，已不難發(fā)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的身影。從自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢來看，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。大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)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(duì)的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場地的局限性以

11、及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了它的售貨領(lǐng)域非常廣泛，是發(fā)達(dá)國家商品零售的一種主要方式。近幾年，自動(dòng)售貨機(jī)逐漸被越來越多的消費(fèi)者所接受。但由于售貨機(jī)分布零散、范圍廣闊的特點(diǎn)，自動(dòng)售貨機(jī)在為消費(fèi)者帶來方便的同時(shí)，也為經(jīng)營者在監(jiān)控、管理、維護(hù)等方面帶來很大的不便。目前售貨機(jī)運(yùn)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(jī)機(jī)械故障等，經(jīng)營者普遍采用人工定時(shí)巡回視察的管理辦法，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又無法及時(shí)準(zhǔn)確獲取自動(dòng)售貨機(jī)狀態(tài)報(bào)告，給經(jīng)營者增加了管理成本和難度，也有可能給消費(fèi)者的正常消費(fèi)造成不便。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)可以使自動(dòng)售貨機(jī)的經(jīng)營者可以根

12、據(jù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)的銷售狀況進(jìn)行商品銷售狀況分析，預(yù)測商品的銷售走勢，確定合理的采購和配送策略，以期獲得最高的投資回報(bào)率。同時(shí)售貨機(jī)的一些故障信息和警報(bào)信息可以實(shí)時(shí)的傳送到相應(yīng)運(yùn)營人員，從而可以在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決問題。自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、一元的硬幣；2.如果顧客投入硬幣在限定的時(shí)間內(nèi)（2分鐘）不按任何按鍵，自動(dòng)售貨機(jī)將退還所投硬幣；3.當(dāng)投入硬幣的總值等于或才超過物品價(jià)值時(shí)，對(duì)應(yīng)的物品指示燈亮綠燈；4.當(dāng)物品對(duì)應(yīng)的指示燈亮綠燈時(shí)，按下按下相應(yīng)的按鍵，相應(yīng)的物品排出，同時(shí)指示燈綠燈閃爍；5.如果顧客投入硬幣總值超過所選物品的價(jià)值時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)將余款退還顧客；6.當(dāng)顧客成功購買完一件物品后

13、20秒無操作，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)將余款退還顧客；7.如果顧客投入硬幣后又不想買物品，按下退款按鍵，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)將余款退還顧客；8.找零時(shí)顧客可選擇退一元的還是五角的；9.當(dāng)物品不足時(shí)，對(duì)應(yīng)的物品指示燈亮紅燈，顧客按下相應(yīng)的按鍵無反應(yīng)（不出物品，不減余額），并向總部發(fā)送所缺物品。自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的基本思路本次設(shè)計(jì)的題目是自動(dòng)售貨機(jī)，主要是應(yīng)用西門子S7-200型PLC的梯形圖來設(shè)計(jì)控制程序，并簡單介紹相關(guān)的知識(shí)，如：PLC的定義、PLC的編程語言、PLC的硬件組成等。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)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(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出它的外部接線圖，結(jié)合梯形圖和外部接線圖分析說明該設(shè)計(jì)的控

14、制原理過程。本次設(shè)計(jì)的重要部分是第三章的設(shè)計(jì)部分，即自動(dòng)售貨機(jī)梯形圖的設(shè)計(jì)。首先就得根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求準(zhǔn)確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖準(zhǔn)確設(shè)計(jì)出它的梯形圖，這樣才能真正理解本次智能搶答器的控制原理。2 硬件的選擇2.1 硬件電路組成框圖 圖2-1 當(dāng)售貨機(jī)有錢幣投入時(shí)，會(huì)經(jīng)過硬幣識(shí)別器和紙幣識(shí)別器，在真幣的情況下將信號(hào)送到PLC的輸入端，此時(shí)，可以按下各選擇按鈕，選擇按鈕的信號(hào)送到PLC后相應(yīng)的輸出端子得電，使輸出繼電器得電輸出飲料。同時(shí)七段數(shù)碼管也會(huì)顯示出實(shí)時(shí)的金額提醒顧客。當(dāng)購買完畢按下退幣按鈕退幣。若有顧客忘記退幣，售貨機(jī)會(huì)自動(dòng)報(bào)警提醒顧客退幣。 2.2 主要硬件選擇

15、 1、硬幣識(shí)別原理主要識(shí)別指標(biāo)：材質(zhì)、厚度、直徑。 材質(zhì)是用電磁的方式測的，使用空心線圈或磁芯線圈，線圈組數(shù)少的只有一組，多的常見的是六組。工作狀態(tài)下，線圈及其外圍電路會(huì)以一個(gè)特殊的頻率振蕩（多個(gè)線圈的話頻率各不相同），當(dāng)硬幣以垂直或平行于線圈平面的方式穿過時(shí)（不同產(chǎn)品方式不同），會(huì)引起振蕩頻率的變化。材質(zhì)不同所引起的頻率變化幅度和方向（增加、減少）也不同，對(duì)某種硬幣的變化特征進(jìn)行記錄后，就成為使用中識(shí)別該種硬幣的依據(jù)。 厚度是沒有東西專門測的，實(shí)際上這個(gè)指標(biāo)是和材質(zhì)一起測。因?yàn)榧词瓜嗤馁|(zhì)的硬幣，如果厚薄不同，導(dǎo)致的頻率變化差異也較大。 直徑老式的識(shí)別裝置用光電管隊(duì)列來識(shí)別直徑，排列組合得當(dāng)

16、的話，識(shí)別精度也不低（可答）。新一點(diǎn)的都用偏心或異形線圈來測量，依據(jù)是直徑小的硬幣與線圈的重合部分也少，由此也帶來頻率變化的不同 2、產(chǎn)品型號(hào)適用硬幣：直徑18mm-32mm；厚度1.2mm-3.2mm。適用于人民幣。工作電壓：DC+12V 。功耗：靜能0.5mW ；動(dòng)能0.5W 工作溫度：-20+50 2.紙幣識(shí)別器1、紙幣識(shí)別原理 圖2-2把正常的鈔票在各傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)取樣、識(shí)別，并寄存起來，作為檢測的依據(jù)。當(dāng)識(shí)別紙幣時(shí)，把在各通道接口接收到的信號(hào)參數(shù)與原寄存起來的信號(hào)參數(shù)進(jìn)行比較、判斷，若有明顯差異時(shí)就立即送出報(bào)警信號(hào)并截停電機(jī)，同時(shí)送出對(duì)應(yīng)的信號(hào)提示。 2、型號(hào)電壓：DC

17、+12V +-5% 電流：待機(jī)0.12A 工作2A工作溫度： 0C 55C保存溫度： -20C 60C 濕度：30% 85% RH ( no condensation ) 重量：0.8kg 插入方向：任意方向 圖2-32.3電磁閥的選擇 國內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類(即：直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式)，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類(直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)式膜片結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)) 。 本設(shè)計(jì)主要采用的是直動(dòng)勢電磁閥。 直動(dòng)式電磁閥 原理：通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧力把關(guān)

18、閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但一般通徑不超過25mm。2.4 PLC的選擇 目前，自動(dòng)售貨機(jī)的核心是單片機(jī)，可是一但輸出電壓不穩(wěn)定，單片機(jī)就容易發(fā)熱造成爆裂，可靠性低等缺點(diǎn)，而PLC不但可以實(shí)現(xiàn)類似的控制功能，還具有性能可靠、電壓使用范圍廣、靈活通用、易于編程、使用方便等特點(diǎn)，并且提高了自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠保證自動(dòng)售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行；因此近年來在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。所以，本文選擇PLC來控制自動(dòng)售貨機(jī)。此次，我選擇的是西門子S7-200的PLC。3 PLC的概述3.1 PLC的定義PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境

19、下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。3.2 PLC的簡介PLC是以CPU為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD/CAM）之一。目前，世界上生產(chǎn)PLC的主要廠家有65個(gè)，其中最有名氣的廠家在日本、美國和德國。日本的幾個(gè)廠家為三菱、富士。日立、東芝、橫河、立石

20、、光洋、夏普等公司。美國的幾個(gè)廠家為德州食品公司、通用電器公司、歌德公司、數(shù)字設(shè)備公司等。還有德國的西門子，荷蘭的飛利浦，香港的鷹達(dá)等公司也是很有名氣的。日本三菱電機(jī)公司（MITSUBISHI）于1971年開始研制PLC，目前主要有F1,F2,FX,K,A等十幾個(gè)系列幾十種產(chǎn)品，在我國（主要是華東和華南地區(qū)）的工業(yè)控制領(lǐng)域具有一定的市場占有率。3.3 PLC的工作原理PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)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(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。PLC通電后，首先對(duì)硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)（見圖2-1）。但是PLC也

21、有它自己的特點(diǎn)，PLC在確定了工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的。讀取輸入執(zhí)行用戶程序處理通信要求自診斷檢查改寫輸出RUN狀體讀取輸入處理通信要求自診斷檢查改寫輸出STOP狀體圖3-1 各階段處理任務(wù)3. PLC的循環(huán)掃描工作對(duì)每個(gè)程序，CPU從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號(hào)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(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。PLC的掃描全過程如圖2-2所示。（1） 輸入刷新階段在輸入刷新階段

22、，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。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。（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(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。（3） 輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。 圖3-2 PLC的掃描全過程 3. PLC的硬件組成PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口、電源等幾部分組成。其中，CPU是PLC的核心；輸

23、入單元/輸出單元是CPU與現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計(jì)算機(jī)等外部設(shè)備，其硬件構(gòu)成圖如圖2-3。圖3-3 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖3. PLC的編程語言PLC為用戶提供了完善的編程語言來滿足編制用戶程序要求。它提供的編程語言通常有以下5種：梯形圖（LAD）、語句表（STL）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）和結(jié)構(gòu)文本（ST）。3. PLC的特點(diǎn)（1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)PLC及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求

24、的控制系統(tǒng)。（3）編程方便，易于使用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。（4）功能完善在PLC內(nèi)部具有許多控制功能，諸如時(shí)序、計(jì)算機(jī)、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。（5）設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、的周期短PLC采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)，故僅需按性能、容量等選用組裝，因而縮短了設(shè)計(jì)周期，使設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。（6）體積小，維護(hù)操作方便PLC體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。（7）易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化PLC可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（8）可實(shí)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(yùn)動(dòng)控制）這三電集于一體。4 PLC控制自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)4.1自動(dòng)售貨機(jī)的工作流程自動(dòng)售貨

25、機(jī)是機(jī)電一體化的自動(dòng)化裝置，在接收到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按扭輸入信號(hào)使控制器啟動(dòng)相關(guān)位置的機(jī)械裝置來完成規(guī)定動(dòng)作，將貨物輸出。 （1）用戶將貨幣投入投幣口，貨幣識(shí)別器對(duì)所投貨幣進(jìn)行識(shí)別； （2）控制器根據(jù)金額將商品可售賣信息通過選貨按鍵指示燈提供給用戶，由用戶自主選擇欲購買的商品； （3）按下用戶選擇商品所對(duì)應(yīng)的按鍵，控制器接收到按鍵所傳遞過來的信息，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)部件，售出用戶選擇的商品到達(dá)出貨口； （4）如果還有足夠的余額，則可繼續(xù)購買。在20秒之內(nèi)，自動(dòng)售貨機(jī)將自動(dòng)找出零幣或用戶旋轉(zhuǎn)退幣旋鈕，退出零幣； （5）從退幣口取出零幣完成此次交易。4.2自動(dòng)售貨機(jī)I/O點(diǎn)的分配輸出單元通常也

26、稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。PLC通過輸入接口可以檢測被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí)PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。本次自動(dòng)售貨機(jī)I/O點(diǎn)的分配表如表4-1所示。表4-1自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制I/O地址分配表輸入信號(hào)PLC地址輸出信號(hào)PLC地址找零按鈕五角食品紅燈（售完）五角食品按鈕一元食品紅燈（售完）一元食品按鈕一元飲料紅燈（售完）一元飲料按鈕二元飲料紅燈（售完）二元飲料按鈕二元日用紅燈（售完）二元日用按鈕三元日用紅燈（售完）三元日用按鈕找零五角投幣按鈕五角食品出口一元投幣按鈕一元食品出口五

27、角找零按鈕一元飲料出口一元找零按鈕二元飲料出口五角食品行程開關(guān)二元日用出口一元食品行程開關(guān)三元日用出口一元飲料行程開關(guān)五角食品綠燈（可購買）二元飲料行程開關(guān)一元食品綠燈（可購買）二元日用行程開關(guān)一元飲料綠燈（可購買）三元日用行程開關(guān)二元飲料綠燈（可購買）二元日用綠燈（可購買）三元日用綠燈（可購買）4.3自動(dòng)售貨機(jī)的I/O接口圖此次自動(dòng)售貨機(jī)的I/O接口圖如圖4-1所示，SB2-SB7是物品選擇按鈕，當(dāng)投入貨幣物品綠燈亮（Q1.5-Q2.2）。按下SB2-SB7其中一個(gè)，對(duì)應(yīng)的KM線圈得電，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)出相應(yīng)的物品（Q0.7-Q1.4）；當(dāng)有物品售完，其行程開關(guān)斷開，物品紅燈亮并同時(shí)向總部發(fā)送物品銷

28、售完的信息；當(dāng)購買物品總值低于投入總值時(shí)，可按找零按鈕SB1選擇找一元還是五角（SB10、SB11）后KM1得電，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)找零（Q0.6）。圖4-1自動(dòng)售貨機(jī) PLC控制I/O接口圖5 自動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求和工藝需要，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，在設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：（1）充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求；（2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便；（3）保證控制系統(tǒng)安全可靠；（4）應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PL

29、C的型號(hào)、I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量等內(nèi)容時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚岳谙到y(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充。5.2定時(shí)器定時(shí)器是PLC中重要的編程元件，是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。定時(shí)器的工作過程與繼電器控制系統(tǒng)的時(shí)間繼電器基本相同，但它沒有瞬動(dòng)觸電，失電時(shí)，常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸電打開;定時(shí)器得電時(shí)，常閉觸點(diǎn)打開，常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器的當(dāng)前值、設(shè)定值均為10位有符號(hào)整數(shù)（INT），允許最大值為32767。定時(shí)器指令表見表5-1。表5-1 定時(shí)器指令梯形圖功能、注釋TON 接通延時(shí)定時(shí)器TOF斷開延時(shí)定時(shí)器TONR 保持型接通延時(shí)定時(shí)器BITIM起動(dòng)間隔定時(shí)器CITIM計(jì)算間隔定時(shí)器5.3 自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制程序設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)主要銷售食品、飲料、日用三大類，而食品有五角和一元，飲料有一元和二元，日用有二元和三元共六種。本次自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制梯形圖，如圖5-1示：5.4 自動(dòng)售貨機(jī)的相關(guān)說明上面梯形圖中ADD_DI是雙整數(shù)加法，5角時(shí)加5，投入1元時(shí)加10；SUB_DI是雙整數(shù)減法，當(dāng)成功購買物品時(shí)就減去物品對(duì)應(yīng)的數(shù)；T37-T56表示通電延時(shí)定時(shí)器，按下物品按鈕時(shí)T37-T42延時(shí)8秒，無操作時(shí)T43啟動(dòng)計(jì)時(shí)2