plc自動售貨機設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計</p><p>　　題目：自動售貨機的PLC系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　班 級：　 </p><p>　　學 號：　 　 　 </p><p>　　姓 名：　　 </p><p&g

2、t;　　指導教師： 　 　 </p><p><b>　　2011年4月</b></p><p>　　自動售貨機的PLC系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　摘要: 本文介紹了自動售貨機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程序塊，然后分別對程序塊進行編程。具體說明了可編程序控制器在自動售貨機中的作

3、用。程序涉及到了自動售貨機工作的絕大部分過程。利用PLC控制的自動售貨機提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動售貨機能夠長期穩(wěn)定運行。</p><p>　　關(guān)鍵詞 自動售貨機；可編程序控制器；梯形圖</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　·緒論......................................

4、................................1</p><p>　　·1自動售貨機的介紹…………………………………………………………………………..4</p><p>　　·1.1自動售貨機功能分析………………………………………………………………………4</p><p>　　·1.1.1自動售貨機的基本功能…………

5、…………………………………………………........5</p><p>　　1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理 ................................................................................................. ... 5</p><p>　　·1.3 PLC的選型原則………………………

6、……………………………………………………5</p><p>　　·2PLC系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………………………………….. .7</p><p>　　·2.1可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則………………………………………………………7</p><p>　　·2.1.1控制系統(tǒng)設(shè)計原則…………………………………………

7、………………………… …7</p><p>　　·2.1.2控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容…………………………………………………………….... 7</p><p>　　·2.1.3控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟……………………………………………………………… .8</p><p>　　·2.1.4程序設(shè)計的步驟……………………………………………………

8、……………………. 8</p><p>　　·3自動售貨機PLC程序設(shè)計…………………………………………………………………..10</p><p>　　·3.1仿真實驗中售貨機的分析………………………………………………………………….10</p><p>　　·3.2設(shè)計任務的確定…………………………………………………………………………

9、….10</p><p>　　·3.3程序設(shè)計部分……………………………………………………………………………....11</p><p>　　·3.3.1程序設(shè)計說明……………………………………………………………………………..11</p><p>　　·3.3.2PLC程序設(shè)計……………………………………………………………………………

10、..11</p><p>　　·3.4仿真界面與PLC……………………………………………………………………………20</p><p>　　·3.5數(shù)據(jù)連接……………………………………………………………………………………24</p><p>　　·3.5.1定義I/O設(shè)備……………………………………………………………………………..24&

11、lt;/p><p>　　·3.5.2設(shè)計……………………………………………………………………………………… 26</p><p>　　·3.5.3運行……………………………………………………………………………………… 30</p><p>　　·4結(jié)束語………………………………………………………………………………………...31</p

12、><p>　　·參考文獻……………………………………………………………………………………… .32</p><p>　　·致謝……………………………………………………………………………………………..33</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是

13、由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、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(chǎn)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。</p><p>　　從廣義來講投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷售商品的機械，從狹義來講就是自動銷售商品的機械。從供給的條件看

14、，自動售貨機可以充分補充人力資源的不足，適應消費環(huán)境和消費模式的變化，24小時無人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運營時需要的資本少、面積小，有吸引人們購買好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費用上升的問題等各項優(yōu)點。</p><p>　　現(xiàn)在，自動售貨機產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進一步實現(xiàn)合理化。例如實行聯(lián)機方式，通過電話線路將自動售貨機內(nèi)的庫存信息及時地傳送各營業(yè)點的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補充以及商品選定的順利進行。

15、并且，為防止地球暖化，自動售貨機的開發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動售貨機成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費高峰時，這種機型的自動售貨機即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動售貨機相比，它能夠節(jié)約10－15％的電力。進入21世紀時，自動售貨機也將進一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展?！　∫蚪?jīng)濟復蘇緩慢，社會對擴大就業(yè)與工作場所提供茶點飲料的福利事業(yè)更為關(guān)注。自動售貨機不僅保障了愜意的工休時間，也是最廉價、提高職

16、工工作效率最有效的手段。特別是在24小時無休工作狀態(tài)中的辦公場所，使用獨具魅力的迷你型飲料沖飲機，解決了不間斷提供咖啡飲品服務的問題，這種服務加速了自動售貨機與咖啡飲品服務的融合。1999年的全美自動售貨機協(xié)會和全美咖啡服務協(xié)會的合并使人們更直觀地看到了這種融合現(xiàn)象。         </p><p><b>　　1 自動

17、售貨機介紹</b></p><p>　　1.1 自動售貨機功能分析</p><p>　　這部分闡述了自動售貨機的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程，并介紹了自動售貨機運行系統(tǒng)種所包括的人工操作步驟。</p><p>　　1.1.1自動售貨機的基本功能</p><p>　　在進行上、下位機程序編寫之前，首先要做的

18、工作是確定自動售貨機本身所具備的功能及在進行某種操作后所具有的狀態(tài)。</p><p>　　在實際生活中，我們見到的售貨機可以銷售一些簡單的日用品，如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。售貨機的基本功能就是對投入的貨幣進行運算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應的反應。舉一個簡單的例子來說明，例如：售貨機中有8中商品，其中01號商品（代表第一種商品）價格為2.60元，02商品為3.50元，其余類推。

19、現(xiàn)投入1個1元硬幣，當投入的貨幣超過01商品的價格時，01商品的選擇按鈕處應有變化，提示可以購買，其他商品同比。當按下選擇01商品的價格時，售貨機進行減法運算，從投入的貨幣總值中減去01商品的價格同時啟動相應的電機，提取01號商品到出貨口。此時售貨機繼續(xù)進行等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時不再購買而按下退幣按鈕，售貨機則要進行退幣操作，退回相應的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來，售貨機一次交易要涉及加法運算、減法運

20、算以及在退幣時的除法運算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。自動售貨機的工作流程圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 自動售貨機工作流程圖</p><p>　　1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理</p><p>　　1.2.1 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　目前PLC種類繁多，功能和指令

21、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)控制的專用計算機，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機相似。主要包括中央處理單元CPU、存儲器RAM和ROM、輸入輸出接口電路、電源、I/O擴展接口、外部設(shè)備接口等。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。</p><p>　　如圖2所示，PLC控制系統(tǒng)由輸入量—PLC—輸出量組成，外部的各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為PLC的輸入

22、量，它們經(jīng)PLC外部輸入端子，作為PLC的輸出量對外圍設(shè)備進行各種控制。由此可見，PLC的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。</p><p>　　1.3 PLC的選型原則</p><p>　　當某一個控制任務決定由PLC來完成后，選擇PLC就成為最重要的事情。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)。</p><p>　　對第一個問題，首

23、先要對控制任務進行詳細的分析，把所有的I/O點找出來，包括開關(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。控制系統(tǒng)輸出點的類型非常關(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的輸出點數(shù)有可能大于實際電數(shù)。因為PLC的輸出點一般是幾個一組共用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級。所以一旦它們是交流220V的負載負載使用。則直流24V的負載只能使用其他的輸出端了。

24、這樣有可能造成輸出點浪費，增加成本。所以要盡可能選擇相同等級和種類的負載，比如使用交流220V的指示燈等。一般情況下繼電器輸出的PLC使用最多，但對于要求高速輸出的情況，就要使用無觸點的晶體管輸出的PLC了。</p><p>　　對第二個問題，則有以下幾個方面要考慮：</p><p>　?。?）功能方面 所有PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對某些特殊要求，就要知道所選用的PLC是否有能力

25、控制任務。如對PLC與PLC、PLC與智能儀表及上位機之間有靈活方便的通信要求；或?qū)LC的計算速度、用戶程序容量等有特殊要求；或?qū)LC的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對市場上流行的PLC品種有一個詳細的了解，以便做出正確的選擇。</p><p>　?。?）價格方面 不同廠家的PLC產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似、質(zhì)量相當、I/O點數(shù)相當?shù)腜LC的價格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價

26、當然是必須考慮的因數(shù)。</p><p>　　PLC主機選定后，如果控制系統(tǒng)需要，則相應的配套模塊也就選定了。</p><p>　　2 PLC系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　2.1 可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則</p><p>　　2.1.1 控制系統(tǒng)設(shè)計原則</p><p>　　任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對

27、象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：</p><p>　　(1) 最大限度地滿足被控對象的控制對象。設(shè)計前，應深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集資料，并于機械部分的設(shè)計人員和實際操作人員密切配合，共同擬訂電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。</p><p>　　(2) 在滿足控制系統(tǒng)要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單

28、、經(jīng)濟，使用及維修方便。</p><p>　　（3）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。</p><p>　?。?）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝和改進，在選擇PLC容量時，應適當留有裕量。</p><p>　　2.1.2 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的，因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容應包

29、括：</p><p>　?。?）用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象（電動機、電磁閥等）。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)書籍中已有介紹。</p><p>　?。?）PLC的選擇。 PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性能指標起到重要的作用。選

30、擇PLC，應包括機型選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。</p><p>　?。?）分配I/O點，繪制I/O連接圖。</p><p>　?。?）設(shè)計控制程序。包括設(shè)計梯形圖、語句表（即程序清單）和控制系統(tǒng)流程圖?？刂葡到y(tǒng)程序是控制整個系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作安全、可靠的關(guān)鍵。因此，控制程序餓設(shè)計必須經(jīng)過反復調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。</p><

31、;p>　　（5）必要時還需設(shè)計控制臺</p><p>　?。?）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。</p><p>　　2.1.3 控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟</p><p>　?。?）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。</p><p>　?。?）根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I/O點數(shù)。</p><p&

32、gt;　?。?）選擇PLC系統(tǒng)。</p><p>　?。?）分配PLC餓I/O點，設(shè)計I/O連接圖。</p><p>　?。?）進行PLC程序設(shè)計，同時可進行控制太的設(shè)計和現(xiàn)場施工。</p><p>　　2.1.4 程序設(shè)計的步驟</p><p>　?。?）對于較復雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程土，用以清楚地表明動作的順序和條件。</

33、p><p>　?。?）設(shè)計梯形圖。這程序設(shè)計的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。</p><p>　?。?）根據(jù)梯形圖編制程序清單。</p><p>　?。?）用編程器將程序輸入到PLC的用戶存儲器中，并檢查輸入的程序是否正確。</p><p>　?。?）對程序進行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。</p><p>　?。?）待控

34、制臺及現(xiàn)場施工完成后，就可以進行聯(lián)機調(diào)試。若未滿足要求，再從新修改程序或檢查接線，直到滿足為止。</p><p>　?。?）編寫技術(shù)文件。</p><p><b>　?。?）交付使用。</b></p><p>　　控制系統(tǒng)設(shè)計步驟流程圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟</p>

35、<p>　　3 自動售貨機PLC程序設(shè)計</p><p>　　3.1 仿真實驗系統(tǒng)中售貨機的分析</p><p>　　由于售貨機的全部功能時在上位機上模擬的 ，所以售貨機的部分硬件是由計算機軟件來模擬替代的。如錢幣識別系統(tǒng)可以用按壓某個“仿真對象”輸出一個脈沖直接給PLC發(fā)布命令，而傳動系統(tǒng)也是由計算機來直接模擬的，這些并不會影響實際程序的操作，完全能模擬現(xiàn)實中自動售貨機的運行。

36、</p><p><b>　　試驗狀態(tài)假設(shè)</b></p><p>　　由于是在計算機上模擬運行，試驗中有一些區(qū)別于實際情況的假設(shè)，本試驗中假設(shè)：</p><p>　　自動售貨機只售8種商品。</p><p>　　自動售貨機可識別10元、5元、1元、5角、1角硬幣。</p><p>　　自動售貨機

37、可退幣10元、5元、1元、5角、1角硬幣。</p><p>　　自動售貨機有液晶顯示功能。</p><p>　　實驗中售貨機忽略了各種故障以及缺貨等因素。</p><p><b>　　一次交易過程分析</b></p><p>　　為了方便分析，我們以一次交易過程為例。</p><p>　　初始狀態(tài)

38、。由電子標簽顯示各商品價格，顯示屏顯示友好界面，此時不能購買任何商品。</p><p>　　投幣狀態(tài)。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、余額數(shù)值，當所投幣值超過商品價格時，相應價格選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購買。</p><p>　　購買狀態(tài)。按下可以購買的選擇按鈕，所選的商品出現(xiàn)在出貨框中，同時顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費情況相應變化。取走商品后出貨框消失。<

39、;/p><p>　　退幣按鈕。按下退幣按鈕，顯示退幣框，同時顯示出應退幣值及數(shù)量。按下確認鈕，則恢復初始狀態(tài)。</p><p>　　到此為止，自動售貨機的一個完整工作過程結(jié)束。</p><p>　　3.2 設(shè)計任務的確定</p><p>　　在清楚自動售貨機運行工作過程的基礎(chǔ)上，制定出設(shè)計方案，確定任務的目標，以設(shè)計出合理的仿真系統(tǒng)。</

40、p><p>　　首先，應該做上位機與下位機的任務分工：上位機主要用來完成仿真界面的制作過程，而下位機則主要用來完成PLC程序的編寫。其次，要分別對上位機和下位機進行資料的查找與收集。例如在進行仿真界面的設(shè)計時可以去觀看一下真正售貨機的外觀，必要時可以借助一些宣傳圖片來設(shè)計自動售貨機的外型；在進行PLC程序的編寫時需要先分配PLC的I/O點，確定上、下位機的接口。然后，分別對上、下位機分別進行設(shè)計工作。最后，進行上位機

41、設(shè)計結(jié)果與下位機設(shè)計結(jié)果的配合工作，經(jīng)調(diào)試后完成整個系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　另外，上位機與下位機的設(shè)計工作是密切配合的。它們無論在通信中使用的變量，還是在仿真中控制的對象都應該是一致的?？傮w上講，仿真界面是被控對象，利用PLC來控制這個仿真的自動售貨機，仿真的自動售貨機接受PLC的控制指令并完成相應的動作；另一方面，仿真界面中的仿真自動售貨機的運行，都是由組態(tài)界面所提供的命令語言來完成的。這是整個仿真系統(tǒng)

42、內(nèi)部各大部件之間的內(nèi)在關(guān)系。</p><p>　　我主要是對自動售貨機中的下位機，也就是主要是對PLC在其中的程序進行設(shè)計。仿真程序只做了解，雖然只做了解，但是也將在下面有所介紹。清楚了仿真實驗的整體設(shè)計思路，下面就可以開始著手設(shè)計了。</p><p>　　3.3 程序設(shè)計部分</p><p>　　這部分內(nèi)容是整個系統(tǒng)設(shè)計的主體部分。所要完成的任務是仿真系統(tǒng)的上

43、位機與下位機的程序設(shè)計，即在上述功能分析的基礎(chǔ)上，有針對性地進行設(shè)計。</p><p>　　3.3.1 程序設(shè)計說明</p><p>　　下位機程序的編制則是利用松下PLC專用編程軟件FPWIN-GR完成的。</p><p>　　在設(shè)計的過程中，就像上面所敘述的那樣，并非孤立地分別進行上位機和下位機的設(shè)計工作，而是互相配合的。因此在以下的詳細設(shè)計過程中，并沒有將上位

44、機的設(shè)計與下位機的設(shè)計整體分開來寫，而是相互交替，同時盡量清晰地敘述，在相應的設(shè)計部分中注明是上位機的設(shè)計還是下位機的設(shè)計。</p><p>　　3.3.2 PLC程序設(shè)計</p><p>　　可以把一次交易過程分為幾個程序塊：運行初期電子標簽價格的內(nèi)部傳遞；投幣過程；價格比較過程；選擇商品過程；退幣過程。</p><p>　　運行初期電子標簽價格的內(nèi)部傳遞程序的設(shè)

45、計</p><p>　　仿真系統(tǒng)運行初期，要由PLC向仿真畫面相應對象傳遞已經(jīng)存儲好的價格，還要給投入顯示、消費顯示及余額顯示存儲器清零，同時也要給存儲退幣幣值的存儲器清零。程序編制過程中，要用到運行初期閉合繼電器R9013、16位數(shù)據(jù)傳送指令FO,同時在上位機ForceControl中，必須定義相應的變量，來實現(xiàn)與PLC程序的對接。所定義的變量如表1所示。 表1 初始狀態(tài)變量

46、表</p><p>　　根據(jù)表1 編制PLC程序如圖5所示。</p><p>　　圖5 運行初期電子標簽價格的內(nèi)部傳遞程序</p><p>　　在梯形圖程序圖5中，系統(tǒng)初始化時，通過運行初期閉合繼電器R9013在第一次掃描時將數(shù)值傳遞給上位機。給WR1-WR11及SV0-SV4賦初值，賦值功能通過高級指令FO實現(xiàn)。至于為什么要加入WR13、WR15、WR17、WR1

47、9及WR20，在以后的程序中將介紹它們的作用。</p><p><b>　?。?）.投幣過程</b></p><p>　　在投幣的過程中，每投下一枚硬幣，投入顯示將增加相應的幣值，余額也增加同樣幣制。先建立變量表，在編寫程序。變量表如表2所示。對應的梯形圖程序如圖7所示。</p><p>　　表2 投幣過程變量表</p><

48、p>　　在圖中，當按下投入1角時，相當于讓R200接通，之所以用一個微分指令，就是要只在接通時檢測一次，不能永遠加下去。投入1角要投入顯示、余額顯示都相應增加相同數(shù)值，加法是由16位加法指令E20來實現(xiàn)的。投入5角、1元、5元、10元，原理同上。</p><p><b>　?。?）價格比較過程</b></p><p>　　價格的比較要貫穿實驗過程的始終，只要余額

49、大于某種商品價格時，就需要輸出一個信號， </p><p>　　圖7 投幣過程梯形圖</p><p>　　提示可以購買。這里只要選擇燈來代表此信號。所建立的變量表如表3所示。</p><p>　　表 3 價格比較過程變量表</p><p>　　根據(jù)變量表和控

50、制要求編寫的程序如圖8所示。</p><p>　　在梯形圖8中，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時比較，用了一個特殊內(nèi)部繼電器R9010,在程序執(zhí)行過程中，R9010始終保持閉合，F(xiàn)60是16位數(shù)據(jù)比較指令，用它來比較余額和商品的價格，R900A是大于價格，R900B是等于標志。當余額大于等于某種商品價格時，程序使相應的指示燈閃爍表示可以購買該種商品。</p><p><b>　　R9010&l

51、t;/b></p><p>　　F60 CMP , WR3 , WR4 </p><p>　　R900A Y0</p><p><b>　　R900B</b></p><p><b>　　R9010<

52、;/b></p><p>　　F60 CMP , WR3 , WR5</p><p>　　R900A Y1</p><p><b>　　R900B</b></p><p><b>　　R9010</b>

53、;</p><p>　　F60 CMP , WR3 , WR6</p><p>　　R900A Y2</p><p><b>　　R900B</b></p><p><b>　　R9010</b><

54、/p><p>　　F60 CMP , WR3 , WR7</p><p><b>　　R900A </b></p><p><b>　　Y3</b></p><p><b>　　R900B</b></p><p><b>　　R90

55、10</b></p><p>　　F60 CMP , WR3 , WR8 </p><p>　　R900A Y4</p><p><b>　　R900B</b></p><p><b>　　R901

56、0</b></p><p>　　F60 CMP , WR3 , WR9</p><p>　　R900A Y5</p><p><b>　　R900B</b></p><p>　　.

57、 . </p><p>　　. .</p><p>　　. .</p>

58、;<p>　　圖8 價格比較過程梯形圖</p><p><b>　　（4）選擇商品過程</b></p><p>　　當投入的幣值可以購買某種商品時，按下相應的“選擇”按紐即可在出貨框中出現(xiàn)該種商品，同時消費顯示欄中顯示出已經(jīng)消費掉的金額，余額也將扣除已消費的幣值，接著余額繼續(xù)與價格相比較，判斷是否能繼續(xù)購買。出現(xiàn)在出貨口的商品在沒有取走前，一直保持顯示狀

59、態(tài)，用鼠標點擊該商品代表已經(jīng)取走，出貨口中的商品隱藏。建立的變量表如表4所示。對應的梯形圖程序如圖9所示。 </p><p>　　表4 選擇商品過程變量表</p><p>　　在梯形圖9中，一是要使商品出現(xiàn)在出貨框中，二是要實現(xiàn)內(nèi)部貨幣的運算。以第一步為例，按下選擇01商品鍵，相當于給R205加一個信號（只接受一次脈沖，所以用DF微分指令），當YO接通(01商品燈亮)時，則系統(tǒng)顯示可以

60、購買01商品。由于取01商品R230是常閉觸點，故Y8輸出，代表在出貨框中出現(xiàn)01商品，購買成功。當按下取01商品按鈕時，R230斷開，不能輸出Y8，代表01商品被取走。內(nèi)部幣值的計算和是否取走商品無關(guān)，只要按下選擇按鈕，并且可以購買此商品就要從余額中扣除相應的金額，顯示消費的幣值。加法由F20指令實現(xiàn)，減法由F25實現(xiàn)。</p><p>　　R205 Y0 R230

61、 Y8</p><p><b>　　DF </b></p><p>　　Y8 </p><p>　　R205 Y0</p><p>　　DF

62、 1</p><p>　　1 F25- , WR 4 , WR 3</p><p>　　F20+ , WR 4 , WR 2</p><p>　　R206 Y1 R231 Y9</p><p><b&

63、gt;　　DF</b></p><p><b>　　Y9</b></p><p>　　R206 Y1</p><p>　　DF 1</p><p>　　1 F25- ,

64、 WR 5 , WR 3</p><p>　　F20+ , WR 5 , WR 2</p><p>　　R207 Y2 R232 YA</p><p><b>　　DF </b></p><p>　　YA

65、 </p><p>　　R207 Y2</p><p>　　DF 1</p><p>　　1 F25- , WR 6 , WR 3</p><p>　　F20+ , W

66、R 6 , WR 2</p><p>　　R208 Y3 R233 YB</p><p><b>　　DF</b></p><p><b>　　YB</b></p><p>　　R208

67、 Y3</p><p>　　DF 1</p><p>　　1 F25- , WR 7 , WR 3</p><p>　　F20+ , WR 7 , WR 2</p><p>　　R209

68、 Y4 R234 YC</p><p><b>　　DF </b></p><p>　　YC </p><p>　　R209 Y4</p><p>　　DF

69、 1</p><p>　　1 F25- , WR 8 , WR 3</p><p>　　F20+ , WR 8 , WR 2</p><p>　　R20A Y5 R235

70、 YD</p><p><b>　　DF</b></p><p><b>　　YD</b></p><p>　　R20A Y5</p><p>　　DF 1</p>

71、<p>　　1 F25- , WR 9 , WR 3</p><p>　　F20+ , WR 9 , WR 2</p><p>　　R20B Y6 R236 YE</p><p><b>　　DF </b

72、></p><p>　　YE </p><p>　　R20B Y6</p><p>　　DF 1</p><p>　　1 F25- , WR 10 , WR 3</

73、p><p>　　F20+ , WR 10 , WR 2</p><p>　　R20C Y7 R237 YF</p><p><b>　　DF</b></p><p><b>　　YF</b>&l

74、t;/p><p>　　R20C Y7</p><p>　　DF 1</p><p>　　1 F25- , WR 11 , WR 3</p><p>　　F20+ , WR 11 ,

75、WR 2</p><p>　　圖9 選擇商品梯形圖</p><p><b>　　(5)退幣過程</b></p><p>　　在退幣過程中，最主要的是完成退幣的運算過程，根據(jù)結(jié)果輸出相應的錢幣，退幣結(jié)束時還要使用到的某些寄存器重新賦零。所建立的變量如表5所示。對應的梯形圖程序如圖10所示。 </p>

76、<p>　　表5 退幣過程變量表 </p><p>　　整個退幣過程在按下按鈕（即R20F接通時）時執(zhí)行，同樣也用到一個微分指令，在接收到信號時產(chǎn)生一次開關(guān)脈沖，進而執(zhí)行一次其下面的指令。F32是除法指令，第一次將余額的幣值除以1000，商存儲于SV0中，作為退幣10元的輸出值。余數(shù)則存儲于特殊數(shù)據(jù)寄存器DT9015中，下次將不能被1000（10元）整除的余數(shù)除以100（5元），商且存儲

77、于SV1中，余數(shù)繼續(xù)下傳，直至被1角除過，由于所投幣值最小是1角，并且商品價格也確定在整角，所以最終能被1角整除。</p><p>　　在程序的初始化時曾給WR13、WR15、WR17、WR19和WR20賦零，WR13、WR15、WR17、WR19和WR20是程序的中間量，為的只是程序在使用過程中能穩(wěn)定執(zhí)行，避免出現(xiàn)退幣錯誤。</p><p>　　為什么要除以1000呢？這主要是考慮到PL

78、C的主要特點是執(zhí)行過程穩(wěn)定可靠，但執(zhí)行速度較慢。在計算時盡量將數(shù)值作為整數(shù)計算，因為是在計算機上模擬，可以把一部分功能交由計算機來實現(xiàn)，這里把1角當作10、5角當作50、1元當作100、5元當作500、10元當作1000，可以避免把這些數(shù)據(jù)當作有小數(shù)點的實數(shù)計算，這同前面的加1角等于10（K10）是相同的道理。至于交由計算機的任務將在以后敘述。</p><p>　　退幣過程結(jié)束后，PLC要將寄存器中的數(shù)值置回原定

79、的初值0，完成一次交易，防止下一次交易時出錯。梯形圖3-6用來完成對數(shù)據(jù)的初始化。</p><p>　　程序中分別將投入顯示、消費顯示、余額顯示、10元存儲、5元存儲、1元存儲、5角存儲和1角存儲清零，還將中間量WR13、WR15、WR17、WR19和WR20清零。</p><p>　　完成了以上5個過程，自動售貨機的PLC控制程序基本完成，程序可以控制售貨機實現(xiàn)各種要求的功能。</

80、p><p>　　圖 10 退幣過程梯形圖</p><p>　　3.4 仿真界面與PLC的配合定義</p><p>　　在這一段中，將仔細分析仿真界面各部分是如何與PLC連接的。分析過程是按照一次交易的實際情況來進行的，即由初始狀態(tài)、投幣狀態(tài)、購買狀態(tài)、退幣狀態(tài)到交易結(jié)束。</p><p><b>　　（1）初始狀態(tài)</b>

81、</p><p>　　通過分析得知，當電子標簽顯示各商品的價格、顯示屏顯示友好界面時，不能購買任何商品。因此先讓變量poiwindows=0(系統(tǒng)默認)。電子標簽中的字符‘J.01’(以01商品為例)對應的變量JG01.PV與PLC程序中的地址WR4相匹配，WR4中存儲的數(shù)據(jù)為250，即讓字符顯示2.50元。對應的梯形圖如圖11所示</p><p><b>　?。?）投幣狀態(tài)&l

82、t;/b></p><p>　　當投幣時，按下“投幣”提示字，出現(xiàn)投幣框。如何定義“投幣”呢？雙擊漢字“投幣”，來到“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”，在“動作描述”框中做如下定義：按下鼠標時，poiwinJB=1,poiwinJB這個變量是控制投幣框的，當poiwinJB=1時，出現(xiàn)錢幣和提示框；poiwinJB=0</p><p><b>　　R0</b>&

83、lt;/p><p>　　F0 MV , K 0 , WR 1 </p><p>　　F0 MV , K 0 , WR 2</p><p>　　F0 MV , K 0 , WR 3 </p><p>　　F0 MV , K 0

84、 , WR 13</p><p>　　F0 MV , K 0 , WR 15</p><p>　　F0 MV , K 0 , WR 17</p><p>　　F0 MV , K 0 , WR 19 </p><p>　　F0 MV , K

85、 0 , WR 20 </p><p>　　F0 MV , K 0 , SV 0 </p><p>　　F0 MV , K 0 , SV 1 </p><p>　　F0 MV , K 0 , SV 2 </p><p&

86、gt;　　F0 MV , K 0 , SV 3</p><p>　　F0 MV , K 0 , SV 4 </p><p>　　圖11 數(shù)據(jù)初始化梯形圖 </p><p>　　時，錢幣和提示框隱藏。</p><p>　　下面分別定義提示框和錢幣以及“確認”按鈕，雙擊提示框，來

87、到“動畫連接”畫面，定義poiwinJB=1時顯示，各硬幣也用同樣的方法定義，“確認”按鈕也同樣定義，這樣就使在按下漢字“投幣”時，變量poiwinJB=1，從而出現(xiàn)投幣框，以及硬幣等。我們只是定義了投幣框的顯示狀態(tài)，用鼠標點擊代替了實際過程中的餓錢幣投入動作，最重要的任務是投幣運算，下面介紹錢幣的定義方法。</p><p>　　以10元為例：雙擊10元硬幣，開到“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”中的“左鍵動作”

88、，在動作描述中如下定義：按下鼠標時，poiwinJB=1；TR$100.PV=1;釋放鼠標時，TR$100.PV=0。</p><p>　　其中poiwinJB=1，是讓顯示屏不再顯示友好界面，來到交易界面；TR$100.PV=1時給PLC發(fā)出一個接通信號，由于TR$100.PV對應的PLC地址是R204，使得204繼電器導通，轉(zhuǎn)而執(zhí)行相應的加10元程序。同樣定義其他錢幣，注意其對應的PLC軟繼電器。最后還要定義

89、“確認”按鈕。要實現(xiàn)的功能是按下“確認”按鈕時，所有的錢幣以及提示框均消失。</p><p>　　當投幣以后，顯示屏要及時反映出投幣情況，同時“選擇”指示也要相應變化。下面來定義顯示屏和“選擇”按鈕。</p><p>　　顯示屏要顯示3種數(shù)據(jù)，分別為：投入顯示、消費顯示、余額顯示。三種顯示均用力控軟件自帶的附件—數(shù)碼管來顯示?，F(xiàn)在工具箱中點擊“選擇子圖框”，在子圖框中找到儀表中的數(shù)碼管，放

90、在顯示屏中，作為投入顯示，再復制兩個，分別作為消費顯示、余額顯示。雙擊數(shù)碼管來到數(shù)碼管屬性設(shè)置畫面，在表達式中作如下定義：</p><p>　　poiTR001.PV/100,poiTR001.PV連接的是PLC程序中的WR1軟繼電器，是用來存儲投入顯示數(shù)據(jù)的，除以100同樣是為了PLC數(shù)據(jù)計算的方便。這樣就可用數(shù)碼管來顯示投入的幣值。同樣定義消費顯示，余額顯示。</p><p>　　“選

91、擇”按鈕要根據(jù)余額的數(shù)值發(fā)生閃爍和變色。定義過程如下：雙擊“選擇”按鈕，來到“動畫連接”畫面，在“顏色相關(guān)動作”中選擇“閃爍”項，分別定義屬性和頻率，在變量選擇中選擇相應的指示燈變量。以01商品的選擇指示燈為例，在變量選擇中選擇D01.PV=1，滿足條件時指示燈變色。</p><p>　　這樣就定義好了投幣狀態(tài)的上位機仿真變量，配合PLC程序可以實現(xiàn)投幣功能。</p><p><b&

92、gt;　?。?）購買狀態(tài)</b></p><p>　　定義了投幣狀態(tài)，就可以購買商品了。當選擇指示燈以后，按下它，在出貨口處出現(xiàn)我們要買的商品。這樣定義“選擇”按鈕：雙擊“選擇”按鈕，來到“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”中的“左鍵動作”，在動作描述中如下定義：按下鼠標時XZ01.PV=1；釋放鼠標時，XZ01.PV=0。XZ01.PV與PLC程序中的R205相對應，按下可以購買商品的選擇鍵，轉(zhuǎn)而執(zhí)行

93、相應的PLC程序，同時消費顯示增加相應的幣值，余額顯示減少相應的幣值，此時還要在出貨口出現(xiàn)相應的商品，這時用“顯示/隱藏”功能來定義在出貨口中出現(xiàn)相應的商品。以01商品為例，雙擊出貨口處的小商品，來到“動畫連接”，選擇“顯示/隱藏”項，定義CX01.PV=1時顯示。</p><p>　　出貨口框架的隱藏/顯現(xiàn)是用程序來控制的。當有一種商品出現(xiàn)在出貨口，就會顯示框架；當全部商品均消失后框架隱藏。程序如圖12所示。圖

94、中R210是控制出貨口框架是否出現(xiàn)的繼電器。</p><p><b>　　(4) 退幣狀態(tài)</b></p><p>　　當按下“退幣”按鈕時，PLC要進行退幣運算。所以按下“退幣”按鈕就要與PLC通信，執(zhí)行退幣計算。下面來定義退幣按鈕。雙擊“退幣”按鈕，出現(xiàn)“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”中的“左鍵動作”，動作描述為：按下鼠標，poiwinJB=0;poiwinTB

95、=1；Tenter.PV=1。釋放鼠標，Tenter.PV=0;內(nèi)部變量poiwinJB=1是讓投幣框消失，poiwinTB=1是讓退幣框出現(xiàn)，Tenter.PV與</p><p>　　圖12 出貨口框架的隱藏/顯現(xiàn)梯形圖</p><p>　　PLC程序中的R20F對應。退幣框中要有5種硬幣，還要有表示硬幣個數(shù)的數(shù)字。由于計算中采用的算法使得退幣時按照幣值大小順序退幣，例如退5元，只退一個

96、5元，而不退5個一元。定義表示硬幣個數(shù)的變量只用一位數(shù)即可。在退幣時，要退出的硬幣及個數(shù)顯示，而不退的硬幣隱藏。</p><p>　　定義錢幣時（以10元為例），雙擊10元硬幣，出現(xiàn)動畫連接畫面，選擇“顯示/隱藏”項，在“可見性定義”對話框中作出的表達式為TB$100.PV==0.</p><p>　　其他硬幣定義方法同上。</p><p>　　定義錢幣個數(shù)：雙擊1

97、0元硬幣個數(shù)字符“a”,出現(xiàn)“動畫連接”畫面，選擇“數(shù)值輸出”中的“模擬”項，作出表達試為TB$100.PV。</p><p>　　同時錢幣個數(shù)也要定義是否隱藏，定義方法和定義錢幣相同。</p><p>　　定義“確認”鍵時，按下“確認”鍵，代表取走了所有硬幣，完成此次交易，因此退幣“確認”的定義很重要。雙擊“確認”鍵，出現(xiàn)“動畫連接”畫面，選擇“觸敏動作”中的“左鍵動作”，在動作描述欄中

98、定義如下：按下鼠標</p><p>　　poiwinTB=0; 功能：退幣框消失</p><p>　　TuiBiok.PV=1; 功能：給PLC信號，閉合RO,完成數(shù)據(jù)的初始化</p><p>　　Poiwindows=0; 功能：顯示屏顯示友好界面</p><p>　　為了防止在未取走商品時退幣，按下“確認”鍵又不能返

99、回原始狀態(tài)。在描述過程中加入以下一段程序，強行拋掉已經(jīng)購買的商品。</p><p>　　CX01.PV=0；</p><p>　　CX02.PV=0；</p><p>　　CX03.PV=0；</p><p>　　CX04.PV=0；</p><p>　　CX05.PV=0；</p><p>　

100、　CX06.PV=0；</p><p>　　CX07.PV=0；</p><p>　　CX08.PV=0；</p><p>　　釋放鼠標時，TuiBiok.PV=0。只是一個微分信號，不能將RO永遠置為1。還有一點要注意，“確認”鍵也要有隱藏的時候，定義方法同錢幣。</p><p>　　定義退幣框架：按下“退幣”按鈕后就會出現(xiàn)退幣框架?？梢赃@

101、樣定義：雙擊退幣框架，來到“動畫連接”畫面，選擇“顯示/隱藏”項，在“可見性定義”中定義poiwinTB=1時顯現(xiàn)即可。</p><p><b>　　3.5 數(shù)據(jù)連接</b></p><p>　　3.5.1定義I/O設(shè)備</p><p>　　數(shù)據(jù)庫是從I/O驅(qū)動程序中獲取過程數(shù)據(jù)的，而數(shù)據(jù)庫同時可以與多個I/O驅(qū)動程序進行通信，一個I/O驅(qū)動

102、程序也可以連接一個或多個設(shè)備。下面創(chuàng)建I/O設(shè)備。</p><p>　　（1）在Draw導航器中雙擊“實時數(shù)據(jù)庫”項使其展開，在展開項目中選擇“PLC”項雙擊使其展開后，選擇項目雙擊并定義。</p><p>　?。?）單擊“完成”按鈕返回，在“松下電工”項目下增加一項“PLC001”,如果要對I/O設(shè)備“PLC001”的配置進行修改，雙擊項目“PLC001”,會再次出現(xiàn)PLC001的“I/

103、O設(shè)備定義”對話框。若要刪除I/O設(shè)備“PLC001”，用鼠標右鍵單擊項目“PLC001”，在彈出的右鍵菜單中選擇“刪除”。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)連接</b></p><p>　　剛剛創(chuàng)建了一個名為“PLC001”的I/O設(shè)備，而且它連接的正是假想的PLC設(shè)備。現(xiàn)在的問題是如何將已經(jīng)創(chuàng)建的多個數(shù)據(jù)庫點與PLC聯(lián)系起來，以使這些點的PV參數(shù)值能與I/O設(shè)備P

104、LC進行實時數(shù)據(jù)交換，這個過程就是建立數(shù)據(jù)連接的過程。由于數(shù)據(jù)庫可以與多個I/O設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換，所以必須指定哪些點與哪些個I/O設(shè)備建立數(shù)據(jù)連接。為方便其見，我們將數(shù)據(jù)列整理成如表6、表7所示。 </p><p><b>　　表6 數(shù)字I/O</b></p><p>　　NAME DESC

105、 %IOLINK</p><p>　　[點名] [說明] [I/O連接]</p><p>　　1 CX01 01商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 2000008-2-0-0-8</p><p>　　2 CX02 02商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏

106、移; 2000009-2-0-0-9</p><p>　　3 CX03 03商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 20000010-2-0-0-10</p><p>　　4 CX04 04商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 20000011-2-0-0-11</p><p>　　5 CX05 05商品出現(xiàn) PV=

107、PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 20000012-2-0-0-12</p><p>　　6 CX06 06商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 20000013-2-0-0-13</p><p>　　7 CX07 07商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 20000014-2-0-0-14</p><p>　

108、　8 CX08 08商品出現(xiàn) PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 20000015-2-0-0-15</p><p>　　9 D01 01商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 2000000-2-0-0-0</p><p>　　10 D02 02商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 2000001-2-0-0-1</p

109、><p>　　11 D03 03商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 2000002-2-0-0-2</p><p>　　12 D04 04商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 2000003-2-0-0-3</p><p>　　13 D05 05商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 2000004

110、-2-0-0-4</p><p>　　14 D06 06商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 2000005-2-0-0-5</p><p>　　15 D07 07商品燈亮 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 2000006-2-0-0-6</p><p>　　16 D08 08商品燈 PV=PLC001;序號,寄存器

111、,地址，偏移; 2000007-2-0-0-7</p><p>　　17 Q01 取01商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002300-3-0-23-0</p><p>　　18 Q02 取02商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002301-3-0-23-1</p><p>　　19 Q03 取03商品

112、PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002302-3-0-23-2</p><p>　　20 Q04 取04商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002303-3-0-23-3</p><p>　　21 Q05 取05商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002304-3-0-23-4</p><p>

113、　　22 Q06 取06商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002305-3-0-23-5</p><p>　　23 Q07 取07商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002306-3-0-23-6</p><p>　　24 Q08 取08商品 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002307-3-0-23-7&

114、lt;/p><p>　　25 TENTER 退幣處理 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002015-3-0-20-15</p><p>　　26 TR$1 投入1角 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，偏移; 3002000-3-0-20-0</p><p>　　27 TR$10 投入10角 PV=PLC001;序號,寄存器,地址，