plc课程设计售货机（精选8篇）
plc课程设计售货机 篇1
常工院毕业设计论文
自动售货机的PLC系统设计
摘要：本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为了几个程序块，然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制在自动售货机忠的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。
关键字
自动售货机；可编程控制器；梯形图
Abstact: This articke introduced vending machine‟s basic principle as well as the work flow, then take a transaction process as examples, divides into several blocks the transaction process, the carries on the programming separately to the block.Explained the programmable controller‟s in vending machine function specifically.The procedure involved the vending machine work major part process.Enhanced system‟s stability using the PLC control‟s vending machine, the guarantee vending machine has been able the long-term stability movement.Key word vending machine;programmable controller;trapezoidal chart
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目录
·摘要…………………………………………………………………………………1 ·前言…………………………………………………………………………………3 ·第一章 自动售货机的介绍………………………………………………………...4 ·1.1自动售货机功能分析…………………………………………………………..4 ·1.1.1自动售货机的基本功能……………………………………………………...4 ·1.2 PLC的选型原理………………………………………………………………..5 ·1.3 PLC的概论……………………………………………………………………..6 ·1.3.1 PLC的产生…………………………………………………………………...6 ·1.3.2 PLC的定义…………………………………………………………………...6 ·1.3.3 PLC的发展趋势……………………………………………………………...7 ·1.3.4 PLC的特点…………………………………………………………………...8 ·1.3.5 PLC的基本功能……………………………………………………………...9 ·1.4 PLC的基本结构和原理………………………………………………………10 ·1.4.1 PLC的系统结构…………………………………………………………….10 ·1.4.2 PLC各部分的作用………………………………………………………….10 ·1.5 松下电工可编程序控制器产品—FP1-C24介绍……………………………12 ·1.5.1 FP1-C24的组成各部分……………………………………………………..13 ·1.5.2 技术性能……………………………………………………………………14 ·第二章
PLC系统设计………………………………………………………….14 ·2.1 可编程序控制系统设计的基本原则………………………………………...14 ·2.1.1 控制系统设计原则…………………………………………………………14 ·2.1.2 控制系统设计的基本内容…………………………………………………14 ·2.1.3 控制系统设计的一般步骤…………………………………………………15 ·2.1.4 编写梯形图的注意事项……………………………………………………15 ·2.1.5 程序设计的步骤……………………………………………………………15 ·第三章
自动售货机PLC程序设计……………………………………………16 ·3.1 仿真实验中的售货机的分析………………………………………………...16 ·3.2 设计任务的确定……………………………………………………………...18 ·3.3 程序设计部分………………………………………………………………...18 ·3.3.1 程序设计说明………………………………………………………………19 ·3.3.2 PLC 程序设计………………………………………………………………19 ·3.4 仿真界面与PLC……………………………………………………………...28 ·3.5 数据连接……………………………………………………………………...32 ·3.5.1 定义I/O设备……………………………………………………………….32 ·3.5.2 设计…………………………………………………………………………34 ·3.5.3 运行…………………………………………………………………………37 ·4 结束语…………………………………………………………………………38 ·致谢………………………………………………………………………………..39 ·参考文献…………………………………………………………………………..39
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前言
从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。
从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本小、面积小，有吸引人们购物的好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。
据说世界上最早的自动售货机出现在公元前3世纪，那是埃及神殿里的投币式圣水出售机。17世纪，英国的小酒吧里设有了香烟的自动售货机。在自动售货机历史的长河里，日本开发出实用型的自动售货机，那是在进入本世纪后的事。日本第一台自动售货机是1904年问世的“邮票明信片自动售货机“，它是集邮票明信片的出售和邮筒投函为一体的机器。自动售货机的真正普及是在第二次世界大战以后。50年代，”喷水型果汁自动售货机“大手欢迎，果汁杯注入在纸杯里出售。后来，由于美国的饮料大公司进入日本市场，1962年，出现了以自动售货机主体的流通领域的革命。1967年，100日元单位以下的货币全改为硬币，从而促进了自动售货机产业的发展。现在，自动售货机产业正走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送到各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状态下也能保持低温，与以往的自动售货机相比，它能够节省10—15%的电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。因经济复苏缓慢，社会对扩大就业与工作场所所提供的茶点饮料的福利事业更为关注。自动售货机不仅保障了惬意的工作时间，也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段。特别是在24小时无休工作状态中的办公场所，使用独具魅力的迷你型饮料冲饮机解决了不间断提供咖啡饮料服务的问题，这种服务加速了自动售货机与咖啡饮品服务的融合。1999年的全美自动售货机协会和全美咖啡服务协会的合并使人们更直观地看到了这种融合的现象。
日本是自动售货机的天堂。出了鸡蛋、米饭之外，报纸、杂志、一次性相机、干电池、磁带、刮胡刀、袜子、花及宠物食品等各种商品都通过自动售货机进行销售。连熟知自动售货机的美国游客在日本看到10台自动售货机排成一列的景象后，也是连声称奇。
韩国大约有78万台自动售货机，是除了日本、美国、英国之外自动售货机使用数量最多的国家。从不同的种类来看，咖咖啡茶的自动售货机约占全部售货机的40%以上；另外，还有冰饮料自动售货机、听装饮料自动售货机、成人用品自动售货机、生活用品自动售货机、烟、方便面自动售货机等多种。主要的设置场所包括学校、楼房、公共机关、地铁、公共汽车站、公园、体育场、展示场、工厂等。运营自动售货机产业的公司全国大约有800余个，而销售自动售货机原料、商品流通、机械销售的公司大约达到了1150个。
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第一章 自动售货机的介绍
1.1自动售货机功能分析
这部分阐述了自动售货机的各种动作功能和控制要求，给出了完整的自动售货机操作规章，并介绍了自动售货机运行系统所包括的人工操作步骤。
1.1.1自动售货机的基本功能
在进行上、下位机程序编写之前，首先要做的工作是确定自动售货机本身所具备的功能及在进行某种操作后具有的状态。
在实际生活照，我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品，如饮料、常用药品和小的生活保健用品等。售货机的基本功能就是投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够买某种商品，并做出相应的反应。举一个简单的例子来说明，列如：售货机中有8种商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为2.60元，02号商品为3.50元，其余类推。现投入1个1元银币，当投入的货币超过01商品的价格时，01商品的选择按钮处应有变化，提示可以购买，其他商品同比。当按下选择01商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。此时售货机继续进行等待外部命令。如继续交易，则同上。如果此时不在购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。由此看来，售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算以及在退币时的 出发运算，这是它内部功能。还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的收获、退币功能。自动售货机的工作流程图如图1所示。
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1.2 PLC的选型原则
当某一个控制任务决定由PLC来完成后，选择PLC就成为最重要的事情。一方面要选择多大容量的PLC，另一方面是选择哪个的PLC及外设。
对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O点找出来，包括开关量I/O和模拟量I/O以及输出是用继电器还是晶体管或者是可控硅型。控制系统输出点的类型非常关键，如果他们之间既有交流220V的接触器、电磁阀、又有24V的指示灯，则最后选用的PLC的输出端数有可能呢大于实际点数。因为PLC的输出点一般是几个一组公用一个公共端，这一组输出只能有一种电源的种类和等级。所以一旦它们是交流220V的负载负载使用，则直流24V的负载只能使用其他的输出端了。这样有可能造成输出点浪费，成本增加。所以要尽可能所则相同等级和种类的负载，比如使用交流220V的指示灯等。一般情况下继电器输出的PLC使用最多，但对于要求高速输出的情况，就要使用无触点的晶体管输出的PLC了。
对于第二问题，则有以下几个方面的考虑:(1)功能方面
所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力控制任务。如对PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通信要求；或对PLC的计算速度、用户程序容量等有特殊要求‘或对PLC的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。
(2)价格方面
不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。在使用PLC较多的情况下，这样的差价当然是必须考虑的因素。
(3)PLC主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。
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1.3 PLC的 概述
1.3.1 PLC的产生
20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系联系起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电接触器控制机系统。由于它结构简单，容易掌握，价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在空也控制领域中一直占主导地位。但是继电接触器控制系统有明显的缺点：设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难与实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的接线和控制盘就要更换，所以通用性和灵活性较差。
20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更换，它必要求生产线的控制系统亦随之改变，以及对整个开展系统重新配置，为抛弃传统的继电接触器控制系统的束缚，适应白热化的市场竞争要求。1968年美国通用汽车公司向社会招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是：
（1）编程方便，可现场修改程序（2）维修方便，采用插件式结构（3）可靠性高于继电接触器控制系统（4）体积小于继电器控制盘
（5）数据可直接送人管理计算机（6）成本可与继电器控制盘竞争（7）输入可以是交流150V以上
（8）输出为交流115V容量要求在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀等（9）扩展时原系统改变最小
（10）用户存储器至少能扩张到4KB（适应当时汽车装备过程的需要）
十项指标的核心要求是采用软布线（编程）方式代替继电控制的硬接线方式，实现大规模生产线的流程控制。
1.3.2 PLC的定义
美国国际电工委员会（IEC）在1987年对可编程序控制器做出以下定义：可编程序控制器是一类专门为在工业环境下应用而设计的数字式电子系统，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部进行存储执行逻辑运算等功能的面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入或输出，控制各种类型的机械或者生产过程。可编程序控制器及其相关外部设备，都应按照易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩展其功能的原理而设计。
定义强调了PLC应直接应用于工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范围。这也是去呗与一般微机控制系统的一个重要特征。定义还强调了PLC是“数字运算操作的电子系统”，它也是一种计算机，它是“专门在工业环境下应用而设计的”工业计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算、顺序运算、定时、记数和算术运算
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等操作，它还具有“数字量和模拟量输入和输出”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。
1.3.3 PLC的发展趋势
PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。具体表现在以下方面：
（1）向小型化、专业化、低成本方向发展
随着微电子技术的发展，新型器件大幅度的提高功能和降低价格，使PLC结构更为紧凑，相当于一本精装书本的大小，操作使用十分方便。PLC的功能不断增加，将原来大、中型PLC才有的功能部分地移植到小型PLC上。（2）向大容量、高速度方向发展
大型PLC多采用微处理器系统，有的采用32位微处理器，可同时进行多任务操作，处理速度提高，特别是增强了过程控制和数据处理的功能。另外，存储容量大大增加。
（3）智能型I/O模块的发展
智能型I/O模块是以微处理器和存储器为基础的功能部件，它们的CPU与PLC的主CPU并行工作，占用主CPU的时间很少，有利于提高PLC的扫描速度。（4）基于PC的编程软件取代编程器 随着计算机的日益普及，越来越多的用户使用基于计算机上的编程软件。编程软件可以对PLC控制系统的硬件组态，即设置硬件的结构和参数，例如设置各框架各个插槽上的模块的型号、模块的参数、各串行通用接口的参数等。（5）PLC编程语言的标准化
与个人计算机相比，PLC的硬件、软件的体系结构都是封闭的而不是开放的。在硬件方面，各厂家的CPU模块和I/O模块互不通用。PLC的编程语言和指令系统的功能和表达式也不一致，因此各厂家的可编程序控制器互不兼容。为了解决这一问题，IEC制定了可编程序控制器标准。标准中共有5种编程语言，允许编程者在同一程序中使用多种编程语言，这使编程能够选择不同的语言来适应特殊的工作。
（6）PLC通信的易用化
PLC的通信联网功能使它能与个人计算机和其他智能控制设备交换数字信号，使系统形成一个统一的整体，实现分散控制和集中控制。（7）组态软件与PLC的软件化
个人计算机（PC）的价格便宜，有很强的数学运算、数据处理、通信和人机交互的功能。
（8）PLC与现场总线相结合
现场总线I/O与PLC可以组成功能强大的、廉价的DCS系统。（9）开发新型特殊功能模块
I/O组件可以提高PLC的智能化、高密集度和增大处理能力。（10）CPU的处理速度进一步加快
目前，PLC的处理速度与计算机相比还比较慢，其中高的CPU也不过80486，将来会全面使用64位的RISC芯片，采用多CPU进行处理、分时处理或者分任务处理方式，将各种模块智能化，部分系统程序用门阵列电路固化，这样可使PLC的处理速度达到纳秒级。
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1.3.4 PLC的特点
（1）抗干扰能力强，可靠性好 PLC在电子线路、机械结构以及软件上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路。I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑。具体措施主要有以下几个方面：
1）隔热：这是抗干扰的主要措施之一。PLC的输入、输出接口电路一般采用光电耦合器来传递信号。这种光电隔离措施，是外部电路与内部电路之间避免了电的联系，可有效的抑制外部干扰对于PLC的影响，同时防止外部高电压串入，从而减少故障和误操作。
2）滤波：这是抗干扰的另一个主要措施。在PLC的电源电路和输入/输出电路中设置了多种滤波电路，用以对高频干扰信号进行有效的抑制。
3）对内部电源采用了屏蔽、稳压等保护措施，以减少外界干扰，保护供电质量。另外使输入输出接口电路电源彼此独立，以避免电源之间的干扰。4）内部设置了连锁、环境检测与诊断、WATCHDOG（看门狗）等电路，一旦发现故障或程序循环执时间超过了警戒时钟（WDT）规定时间（预示程序进入了死循环），立即报警，以保证CPU可靠运行。
5）利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测，并采用信息保护和恢复措施。
6）对用户程序及动态工作数据进行电池备份，以保障停电后有关状态或者信息部丢失。
7）采用密封、防尘、防震的外壳封装结构，以适应工作现场的恶劣环境。8）以集成电路为基础元件，内部处理过程不依赖于机械触点，以保障高可靠性。而采用循环扫描的工作循环方式，也提高了抗干扰能力。（2）控制系统结构简单，通用性强 PLC及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。
（3）编程方便，易于使用
PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编程，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图类似，这种编程语言现象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可以在短时间内学会。（4）功能完善
PLC的I/O功能完善，性能可靠，能适应于任何形式和性质的开关量和模拟量的I/O。在PLC内部具有许多控制功能，诸如时序、计算机、主控继电器以及位移寄存器、中间寄存器等。由于采用了微处理器，它能够很方便地实现延时、锁存、比较、跳转和强制I/O等诸多功能，不仅具有逻辑功能、算术运算、数制转换以及顺序控制功能，而且还具备模拟预算、显示、监控、扫描以及报表生成等功能。
（5）设计、施工、调试的周期短
用继电接触器控制完成一项控制工程，必须首先按工艺要求画出电气原理图，然后画出继电器屏的布置和接线图等，进行安装调试，以后修改起来十分方便。而采用PLC控制，由于其硬软件齐全，为模块化积木式结构，且以商品化，故
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仅需按性能、容量等选用组装，而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。（6）体积小，维护操作方便
PLC体积小，质量轻，便于安装。PLC的I/O系统能够直接的反映现场总线信号的变化状态，还能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态。（7）易于实现网络化
PLC可连成功能很强的网络系统。（8）可实现三电一体化 PLC将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制）和电结（运动控制）这三电集于一体，可以方便、灵活的组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。
1.3.5 PLC的主要功能
（1）条件控制功能
条件控制（或称逻辑控制或顺序控制）功能是指用PLC的与、或、非指令取代继电器接触的串联、并联及其他各种逻辑连接，进行开关控制。（2）定时/记数控制功能
定时/记数控制功能是指用PLC提供的定时器、记数器指令实现对某种操作的定时或记数控制，以取代时间继电器和记数继电器。（3）数据处理功能
数据处理功能是指PLC能进行数据传输、比较、位移、数制转换、算术运算、逻辑运算以及编码和译码等操作。（4）步进控制功能
步进控制功能是指用步进指令来实现在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能进行下一道工序的操作的控制，以取代由硬件构成的步进控制器。
（5）A/D与D/A转换功能
A/D与D/A转化功能是指通过A/D、D/A模块完成模拟量和数字量之间的转换。
（6）运动控制功能
运动控制功能是指通过高速记数模块和位置控制模块等进行单轴或者多轴运动控制。
（7）过程控制功能
过程控制功能是指通过PLC的PID控制指令或模块实现对温度、压力、速度、流量等物理参数的闭环控制。（8）拓展功能
拓展功能是指通过连接输入输出拓展单元（即I/O拓展单元）模块来增加输入输出点数，也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元来提高PLC的控制功能。（9）远程I/O功能
远程I/O功能是指通过I/O单元将分散在远距离的各种输出、输入设备与PLC主机相连接，进行远程控制，接收输入信号、传出输出信号。（10）通信联网功能
通信联网功能是指通过PLC之间的联网、PLC与上位机的链接等，实现远程
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I/O控制或数据交换，以完成较大规模系统的复杂控制。（11）监控功能
监控功能是指PLC能监视系统各部分地进行状态和进程，对系统中出现的异常情况进行报警和记录，甚至自动终止运行；也可在线调整、修改控制程序中的定时器、记数器等设定值或强制I/O状态。
1.4 PLC的基本结构及原理
1.4.1 PLC的系统结构
目前PLC种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所有其结构和工作原理都大致相同，硬件结构与微机相似。主要包括中央处理单元CPU、存储器RAM和ROM、输入输出接口电路、电源、I/O拓展接口、外部设备接口等。其内部也是采用总线结构进行数据和指令的传输。
如同2所示，PLC控制系统由输入量—PLC—输出量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的输出量，它们经PLC外部输入端子，作为PLC的输出量对外围设备进行各种控制。由此可见，PLC的基本结构由控制部分输入和输出组成。
1.4.2 PLC各部分的作用
（1）中央处理器
CPU是由控制器和运算器组成的。运算器也称为算术逻辑单元，它的功能就是进行算术运算和逻辑运算。控制器的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊地工作，它的基本功能是从内存中取出指令和执行指令。他的重要功能如下：
① 诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编程中的语法错误。
② 采集由现场输入装置送来的状态或数据，并送入PLC的寄存器中。③ 按用户程序存储器中存放的先后顺序逐条读取指令，进行编译解释后，按指令规定的任务完成各种运算和操作。④ 将存于寄存器中的处理结果送至输出端。⑤ 应各种外部设备的工作请求。
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（2）存储器
PLC的存储器分为两大部分： 一大部分是系统存储器，用来存放系统管理程序、监控程序及其系统内部数据。二大部分是用户存储器，包括用户程序存储区及工作数据存储区。（3）输入输出接口电路 PLC通过输入输出（I/O）接口电路实现与外围设备的连接。输入接口通过PLC的输入端子接受现场输入设备的控制信号，并将这些信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。（4）电源
PLC的电源是指将外部输入的交流电经过整流、滤波、稳压等处理后转换成满足PLC的CPU、存储器、输入输出接口等内部电路工作所需要的直流电源电路或电源模块。
（5）输入输出I/O拓展接口、若主机单元的I/O点数不能满足输入输出点数需要时，可通过此接口用扁平电缆线将I/O拓展单元与主机单元相连接。（6）PLC的基本工作原理
PLC采用的是循环扫描工作方式。对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序直至遇到结束信号后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。PLC的扫描全过程如图3所示。
① 输入刷新阶段
在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成后关闭输入端口，转入程序执行阶段。② 程序执行阶段
在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐条执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。③ 输出刷新阶段
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当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路，并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实现输出。
显然扫描周期的长短取决于程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由于每一个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入、输出状态寄存器更新一次，故使系统存在输入、输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。由此可见，若输入变量在I/O刷新期间状态发生变化，则本次扫描期间输出会相应地繁盛变化。反之，若在本次刷新之后输入变量才发生变化，则本次扫描输出不变，而要到下一次扫描的I/O刷新期间输出才会发生变化。这对于一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成不利影响，反而可以增强系统的抗干扰能力。这是因为输入采样仅在输入刷新阶段进行，PLC在一个工作周期的大部分时间里实际上是设隔离的。而工业现场的干扰常常是脉冲式的、短时的，由于系统相应较慢往往要几个扫描周期菜响应一次，而多次扫描后，因瞬间干扰而引起的误操作将会大大减少，从而提高了系统的抗干扰能力。但是对于控制时间要求较为严格、响应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时采用一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的响应滞后等不良影响。
1.5 松下电工可编程序控制器产品—FR1-C24介绍
经过从功能和价格两个方面的考虑，发现松下电工可编程序控制器产品—FR1-C24比较适合自动售货机。因为它是一种功能很强的小型机，在设计的过程中采用先进的方法及组件使其通常只有在大型PLC中才具有的功
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能，且具有其他控制器所不具备的功能。虽然是小型机，但是其功能较完善，性能价格比高，较适合自动售货机。
现在就对FR1-C24的组成各部分和技能做一个简单介绍。在松下电工公司生产的FR系列产品中，FR1属于小型的PLC产品，其中C24是具有高级处理功能的型号。从型号可以看出FR1-C24可编程序控制器的输入输出点数（即I/O）之和为24.1.5.1 FR1-C24的组成各部分
（1）RS232 该端口能于PC机通信编程，也可连接其他外围设备。（2）运行监视指示灯
① 当运行程序时，“RUN”指示灯亮； ② 当控制单元终止执行程序时，“PROG”指示灯亮； ③ 当发生自诊断错误时，“ERR”指示灯亮；
④ 当检测到异常的情况时或出现“Watchdog”时，“ALARM”指示灯亮。（3）工作方式选择开关
①“RUN”工作方式
当开关扳到这个档位时，控制单元运行程序。②“REMOTE”工作方式
在这个工作方式下，可以使用编程工具改变可编程序控制器的工作方式为“RUN”或“PROG”工作方式。③“PROG”工作方式
在此方式下可以编辑程序。若在“RUN”工作方式下编辑程序，则按出错对待。可编程控制器鸣响报警，提示编程者将方式选择开关切换至“PROG”工作方式。④输出端子
C24型的输出端子有8点。该端子板为两头带螺钉可拆卸的板。⑤直流电源输出端子
在FP1系统主机内部均配有一个供输入端使用的24V直流电源。⑥输入端子
C24型的输入端子有16点。输入电压范围为直流12~24V。该端子板为两头带螺钉可拆卸的板。⑦编程工具连接插座（RS422口）
可用此插座经专用外设电缆连接编程工具。⑧波特率选择开关
有19 200bp和9 600sbps两档，当可编程控制器与外部设备进行通信时，应根据不同的外设选定波特率。⑨电位器（V0、V1）
电位器（V0、V1）这两个电位器可用螺丝刀进行手动调节，实现外部设定。当调节该点位器时，PLC内部对应的特殊数据寄存器DT9040和DT9041的内容在0~255之间变化，相当于输入外部可调的模拟量。C24有两个（V0、V1）。
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⑩ I/O点状态指示灯和拓展单元接口插座
用来指示输入/输出的通断状态，当某个输入触点闭合时，对应于这份触点编号的输入指示发光二极管点亮（下一排）；当某个输出继电器接通时，对应这个输出继电器编号的输出只是发光二极管点亮（上一排）。拓展单元接口插座用以连接FP1拓展元件及A/D、D/A转换单元、链接单元。
1.5.2 技术性能
FP1—C24的主机I/O点数为16/8；最大I/O点数为104；运行速度为1.6μs/步；容量为2720步；基本指令数为80；高级指令数为111；内部继电器为1008点；特殊内部继电器为64点；定时器/记数器为144点；数据寄存器为1660字；特殊数据寄存器为70字；索引寄存器为2字；主控指令为32点；跳转标记数为64点；步进数为128级；子程序个数为16个；中断个数为9个程序；输入滤波时间为1—128ms。
第二章 PLC系统设计
2.1 序控制系统设计的基本原则
2.1.1 控制系统设计原则
任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：
（1）最大限度地满足被控对象的控制对象。设计前，应深入现场进行调查研究，收集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。
（2）在满足控制系统要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。
（3）保证控制系统的安全、可靠。
（4）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余量。
2.1.2 控制系统设计的基本内容
PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的，因此，PLC控制系统设计的基本内容应包括：
（1）用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及有输出设备驱动的控制对象（电动机、电
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磁阀等）。这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法在其他有关数据中已有介绍。
（2）PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起到重要作用。选择PLC，应包括机型选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。（3）分配I/O点，绘制I/O梯形图。
（4）设计控制程序。包括设计梯形图、语句表（即程序清单）和控制系统流程图。控制系统程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作安全、可靠的关键。因此，控制程序的设计必须经过反复调试、修改，知道满足要求为止。（5）必要时还需要设计控制台。（6）编制程序系统的技术文件。
2.1.3 控制系统设计的一半步骤
（1）根据生产的工艺过程分析控制要求。
（2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备，以此确定PLC的I/O点数。（3）选择PLC系统。
（4）分配PLC的I/O点，设计I/O接线图。
（5）进行PLC程序设计，同时可进行控制大的设计和现场施工。
2.1.4 编写梯形图的注意事项
（1）输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器。记数器等器件的触点可以多次重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。
（2）梯形图每一行都是从左母线开始，线圈终止于右母线。触点不能放在线圈的右边。除步进程序外，任何线圈、定时器、记数器、高级指令等不能直接与左母线相连。如果需要任何时候都被执行的程序段，可以通过特殊内部常闭继电器或者一个没有使用过的内部继电器的常闭触点来连接。（3）在程序中，不允许同以编号的线圈两次输出。（4）不允许出现桥式电路。
程序的编写顺序应该按照自上而下、从左至右的方式编写。为了减少程序的执行步数，程序应为“左大右小，上大下小”。
2.1.5 程序设计的步骤
（1）对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序和条件。
（2）设计梯形图。是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。（3）根据梯形图编制程序清单。（4）用编程器将程序输入到PLC的用户存储器中，并检查输入的程序是否正确。（5）对程序进行调试和修改，知道满足要求为止。
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（6）带控制台及现场施工完成后，就可以进行联机调试。若未满足要求，再从新修改程序或检查接线，知道满意为止。（7）编写技术文件。（8）交付使用。
控制系统设计步骤流程图如图4所示。
第三章
自动售货机PLC程序设计
3.1 仿真实验系统中售货机的分析
由于售货机的全部功能时在上位机上模拟的，所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟
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图4 PLC 控制系统设置
替代的。如钱币识别系统可以用按压某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给PLC发布命令而传动系统也是由计算机来直接模拟的，这些并不会影响实际程序的操作，完全能模拟现实中自动饮料售货机的运行。（1）试验状态假设
由于是在计算机上模拟运行，试验中有一些区别于实际情况的假设，本试验中假设：
① 自动饮料售货机只可售8种商品。
② 自动饮料售货机可识别10元、5元、1元、5角、1角硬币。
③ 自动饮料售货机可退币10元、5元、1元、5角、1角硬币。
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④ 自动饮料售货机有液晶显示功能
⑤ 实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。（2）一次交易过程分析
为了方便分析，我们以一次交易过程为例。
① 初始状态。由电子标签显示各种商品价格，显示屏显示友好界面，此时不能购买任何商品。
② 投币状态。按下投币按钮，显示投币框，按下所投币值显示屏显示投入、消费、余额数值，当所投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮发生变化，提示可以购买。
③ 购买状态。按下可以购买的选择按钮，所选的商品出现在出货框中，同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品后出货框消失。
④ 退币按钮。按下退币按钮，显示退币框，同时显示出应退币值及数量。按下确认钮，则恢复初始状态。
到此为止，饮料自动售货机的一个完整工作过程结束。
3.2 设计任务的确定
在清楚饮料自动售货机运行工作过程的基础上，制定出设计方案，确定任务的目标，以设计出合理的仿真系统。
首先，应该做上位机与下位机的任务分工：上位机主要用来完成仿真界面的制作过程，而下位机则主要用来完成PLC程序的编写。其次，要分别对上位机和下位机进行资料的查找与收集。例如在进行仿真界面的设计时可以去观看一下真正售货机的外观，必要时可以借助一些宣传图片来设计饮料自动售货机的外型：在进行PLC程序的编写时需要先分配PLC的I/O点，确定上、下位机的接口。然后，对上、下位机分别进行设计工作。最后，进行上位机设计结果与下位机设计结果的配合工作，经调试后完成整个系统的设计。
另外，上位机与下位机的设计工作是紧密配合的。它们无论在通信中使用的变量，还是在仿真中控制的对象都应该是一致的。总体上讲，仿真界面是被控对象，利用PLC来控制这个仿真的饮料自动售货机，仿真的饮料自动售货机接受PLC的控制指令并完成相应的动作；另一方面，仿真界面中的仿真饮料自动售货机的运行，都是由组态界面所提供的命令语言来完成的。这是整个仿真系统内部各大部件之间的内在关系。
我主要是对饮料自动售货机中的下位机，也就是主要是对PLC在其中的程序进行设计。仿真程序只做了解，虽然只做了解，但是也将在下面有所介绍。清楚了仿真试验的整体设计思路，下面就可以开始着手设计了。
3.3 程序设计部分
这个部分内容是整个系统设计的主体部分。所要完成的任务是仿真系统的上位机与下位机的程序设计，即在上述功能分析的基础上，有针对地进行设计。
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3.3.1 程序设计说明
下位机程序的编制则是利用松下PLC专用编程软件FPWIN-GR完成的。
在设计的过程中，就像上面所叙述的那样，并非孤立的分别进行上位机和下位机的设计工作，而是互相配合的。因此在以下的详细设计过程中，并没有将上位机的设计与下位机的设计整体分开来写，而是相互交替，同时尽量清晰的叙述，在相应的设计部分中注明是上位机的设计还是下位机的设计。
3.3.2 PLC程序设计
可以把一次交易过程分为几个程序块：运行初期电子标签价格的内部传递；投币过程；价格比较过程；选择商品过程；退币过程。（1）运行初期电子标签价格的内部传递程序的设计
仿真系统运行初期，要由PLC向仿真画面相应对象传递已存储好的价格，还要给投入显示、消费显示以及余额显示存储器清零，同时也要给存储退币币值的存储器清零。程序编制过程中，要用到运行初期闭合继电器R9013、16位数据传送指令F0，同时在上位机上ForceControl中，必须定义相应的变量，来实现与PLC程序的对接。所定义的变量如表1所示。
表1初始状态变量表
根据表1编制PLC程序如图5所示。
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图5 运行初期电子标签价格的内部传递程序
在梯形图程序图5中，系统初始化时，通过运行初期闭合继电器R9031在第一次扫描时将数值传递给上位机。给WR1-WR11及SV0-SV4赋初值，赋值功能通过高级指令F0实现，至于为什么要加入WR13、WR15、WR17、WR19及WR20，在以后的程序中将介绍他们的作用。（2）投币过程
在投币过程中，每投下一枚硬币，投入显示将增加相应的币值，余额也增加同样币制。先建立变量表，在编写程序。变量表如表2所示。对应的梯形图程序如图7所示。
表2 投币过程变量表
在图中，当按下投入1角时，相当于让R200接通，之所以用一个微分指令，就是要只在接通时检测一次，不能永远加下 去。投入1角要投入显示、余额显示
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都相应增加相同数值，加法是由16位加法指令E20来实现的。投入5角、1元、10元，原理同上。（3）价格比较过程
价格的比较要贯穿实验的始终，只要余额大于某种商品价格时，就需要输出一个信号，图7 投币过程梯形图
提示可以购买。这里只要选择灯代表此信号。所建立的变量表如表3所示。
表3 价格比较过程变量表
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根据变量表和控制要求编写程序如图8所示。
在梯形图8中，为了实现数据的实时比较，用了一个特殊内部继电器R9010，在程序执行过程中，R9010始终保持闭合，F60是16位数据比较指令，用它来比较余额和商品价格，R900A是大于价格，R900B是等于标志。当余额大于等于某种商品价格时，程序使相应的指示灯闪烁表示可以购买该种商品。
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图8 价格比较过程梯形图
（4）选择商品过程
当投入的币值可以购买某种商品时，按下相应的“选择”按钮即可在出货框中出现该种商品，同时消费显示栏中显示出已经消费掉的金额，余额也将扣除已消费的币值，接着余额继续与价格相比较，判断是否能继续 购买。出现在出货口的商品在没有取走之前，一直保持显示状态，用鼠标点击该商品代表已经取走，出货口的商品隐藏。建立的变量表如表4所示。对应的梯形图程序如图9所示。
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表4 选择商品过程变量表
在梯形图9中，一是要使商品出现在出货框中，而是要实现内部的货币运算。以第一步为例，按下选择01 商品键，相当于给R205加一个信号（只接受一次脉冲，所以用DF微分指令），当Y0接通（01商品灯亮)时，则系统显示可以购买01商品，购买成功。当按下取01商品按钮时，R230断开，不能输出Y8，代表01商品被取走。内部币值的计算和是否取走商品无关，只要按下选择按钮，并且可以购买此商品就要从余额中扣除相应的金额，显示消费的币值。加法由F20指令实现，减法由F25实现。
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（5）退币过程
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在退币过程中，最主要的是完成退币的运算过程，根据结果输出相应的钱币，退币结束时还要使用到的某些寄存器重新赋零，所建立的变量如表5所示，对应的梯形图程序如图10所示。
表5 退币过程变量表
整个退币过程在按下按钮（即R20F接通时）时执行，同样也用到一个微分指令，在接收到信号时产生一次开关脉冲，进而执行一次其下面的指令。F32是除法指令，第一次将余额的币值除以1000，商存储于SV0中，作为退币10的输出值。余数则存储于特殊数据寄存器DT9015中，下次将不能被1000（10元）整除的余数除以100（5元），商且存储于SV1中，余数继续下传，直至被1角除过，由于所投币值最小是1角，并且商品价格也确定在整角，所以最终能被1角整除。在程序的初始化时曾给WR13、WR15、WR17、WR19和WR20赋零，WR13、WR15、WR17、WR19和WR20是程序的中间量，为的只是程序在使用过程中能稳定执行，避免出现退币错误。
为什么要除以1000呢？这主要是考虑到PLC的主要特点是执行过程稳定可靠，但执行速度较慢，在计算时尽量将数值作为整数计算，因为是在计算机上模拟，可以把一部分功能交由计算机来实现，这里把1角当作
10、把5角当作50、1元当作100、5元当作500、10元当作1000，可以避免把这些数据当作有小数点的实数计算，这同前面的加1角等于10（K10）是相同的道理。至于交由计算机的任务将在以后叙述。
退币过程结束后，PLC要将寄存器中的数值置回原定得初值0，完成一次交易，防止下一次交易时出错，还将中间量WR13、WR15、WR17、WR19和WR20清零。完成了以上5个过程，自动售货机的PLC控制程序基本完成，程序可以控制售货机实现各种要求的功能。
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图10 退币过程梯形图
3.4 仿真界面与PLC的配合定
在这一段中，将仔细分析仿真界面各部分是如何与PLC连接的。分析过程是按照一次交易的实际情况来进行的，即有初始状态、投币状态、购买状态、退币状态到交易结束。（1）初始状态
通过分析得知，当电子标签显示各商品的价格、显示屏显示友好界面时，不能购买任何商品。因此先让变量poiwindows=0（系统默认）。
电子标签中的字符„J.01‟（以01商品为例）对应的变量JG01.PV与PLC程序中的地址WR4相匹配，WR4中的存储器据为250，即让字符显示2.5元。对应的梯形图如
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图11所示。（2）投币状态
当投币时，按下“投币”提示字，出现投币框。如何定义“投币”呢？双击汉字“投币”来到“动画连接”画面，选择“触敏动作”框中作如下定义：按下鼠标时，poiwinJB=1,poiwinJB这个变量是控制投币框的，当poiwinJB=1时，出现钱币和提示框：poiwinJB=0时，钱币和提示框隐藏。
图11 数据初始化梯形图
下面分别定义提示框和钱币以及“确认”按钮，双击提示框，来到“动画连接”画
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面，定义poiwinJB=1时显示，各硬币也用同样的方法定义，这样就使在按下汉字“投币”时，变量poiwinJB=1，从而出现投币框，以及硬币等。我们只是定义了投币框的显示状态，用鼠标点击代替 了实际过程中的钱币投入动作，最重要的任务是钱币运算，下面介绍钱币的定义方法。
以10为例：双击10硬币，开到“动画连接”画面，选择“触敏动作”中的“左键动作”，在动作描述中如下定义：按下鼠标时，poiwinJB=1；TR$100.PV=1时给PLC发出一个接通信号，由于TR$100.PV对应的PLC地址是R204，使得204继电器导通，转而执行相应的加10元程序。同样定义其他钱币，注意其对应的PLC软继电器。最后还要定义“确认按钮”。要实现的功能是按下“确认”按钮时，所有的钱币以及提示框均消失。当投币以后，显示屏要及时反映出投币情况，同时“选择”指示也要相应变化。下面来定义显示屏和“选择”按钮。
显示屏要显示3种数据，分别为：投入显示、消费显示、余额显示。三种显示均用力控软件自带的附件—数码管来显示。现在工具箱中点击“选择子图框”，在子图框中找到仪表中的数码管，放在显示屏中，作为投入显示，再复制两个，分别作为消费显示、余额显示。双击数码管来到数码管属性设置画面，在表达式中作如下定义:poiTR001.PV/100，poiTR001.PV连接的是PLC程序中的WR1软继电器，是用来存储投入显示数据的，除以100同样是为了PLC数据计算的方便。这样就可以用数码管来显示投入中的币值。同样定义消费显示、余额显示。“选择”按钮要根据余额的数值发生闪烁和变色。定义过程如下：双击“选择”按钮，来到“动画连接”画面，在“颜色相关动作”中选择“闪烁”项，分别定义属性和频率，在变量选择中选择相应的指示灯变量。以01商品的选择指示灯为例，在变量选择中选择D01.PV=1,满足条件时指示灯变色。这样就定义好了投币状态的上位机仿真变量，配合PLC程序可以实现投币功能。（3）购买状态
定义了投币状态，就可以购买商品了。当选择指示灯以后，按下它，在出货口处出现我们要买的商品。这样定义“选择”按钮：双击“选择”按钮，来到“动画连接”画面，选择“触敏动作”中的“左键动作”，在动作描述中如下定义：按下鼠标时，XZ01.PV=1；释放鼠标时，XZ01.PV=0.XZ01.PV与PLC程序中的R205相对应，按下可以购买商品的选择键，转而执行相应的PLC程序，同时消费显示增加相应的币值，余额显示减少相应的币值，此时还要在出货口出现相应的商品，这是用“显示/隐藏”功能来定义在出货口中出现相应的商品。以01为例，双击出货口处的小商品，来到“动画连接”，选择“显示/隐藏”项，定义CX01.PV=1时显示。出货口框架的隐藏/显现是用程序来控制的。当有一种商品出现在出货口，就会显示
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框架；当全部商品均消失后框架隐藏。程序如图12所示。图中R210是控制出货口框架是否出现的继电器。（4）退币状态
当按下“退币”按钮时，PLC进行退币运算，所以按下“退币”按钮就要与PLC通信，执行退币计算。下面来定义退币按钮，出现“动画连接”画面，选择“触敏动作”中的“左键动作”，动作描述为：按下鼠标，poiwinJB=0；poiwinTB=1；Tenter.PV=1.释放鼠标，Tenter.PV=0；内部变量poiwinJB=1是让投币框消失，poiwinTB=1是让退币框出现，Tenter.PV与PLC程序中的R20F对应。退币框中要有5种硬币，还要有表示硬币个数的数字。由于计算中采用的算法使得退币时按照币值大小顺序退币，例如退5元，只退一个5元，而不是5个1元。定义表示硬币个数的变量只用一位数即可。在退币时，要退出的硬币及个数显式，而不退的硬币隐藏。
图12 出货口框架的隐藏/显现梯形图
定义钱币时（以10为例），双击10元硬币，出现“动画连接”画面，选择“显示/隐藏”项，在“可见性定义”对话框中作出的表达式为TB$100.PV=0。其他硬币定义方法同上。定义钱币个数：双击10硬币个数字符“a”，出现“动画连接”画面，选择“数值输出”中的“模拟”项，做出表达式为TB$100.PV。同时钱币个数也要定义是否隐藏，定义方法和定义钱币相同。定义“确认”键时，按下“确认”键，代表取走了所有硬币，完成此次交易，因此退币“确认”的定义很重要。双击“确认”键，出现“动画连接”画面，选择“触敏动作”中的“左键动作”，在动作描述栏中定义如下：按下鼠标
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poiwinTB=0； 功能：退币框消失
TuiBiok.PV=1； 功能：给PLC信号，闭合R0，完成数据的初始化
Poiwindows=0 功能：显示屏显示友好界面时
为了防止在未取走商品时退币，按下“确认”键又不能返回原始状态，在描述过程中加入以下一段程序，强行抛掉以购买的商品。CX01.PV=0 CX02.PV=0 CX03.PV=0 CX04.PV=0 CX05.PV=0 CX06.PV=0 CX07.PV=0 CX08.PV=0 释放鼠标时，TuiBiok.PV=0.只是一个微分信号，不能将R0永远置为1。还有一点要注意，“确认”键也要有隐藏的时候定义方法如钱币。
定义退币框架：按下“退币”按钮后就会出现退币框架。可以这样定义：双击退币框架，来到“动画连接”画面，选择“显示/隐藏”项，在“可见性定义”中定义poiwinTB=1时显现即可。
3.5 数据连接
3.5.1 定义I/O设备
数据库是从I/O驱动程序中获取过程数据的，而数据库同时可以与多个I/O驱动程序进行通信，一个I/O驱动程序也可以连接一个或多个设备。下面创建I/O设备。（1）在Draw导航器中双击“实时数据库”项使其展开，在展开项目中选择“PLC”项双击使其展开后，选择项目双击并定义。（2）单击“完成”按钮返回，在“松下电工”项目下增加一项“PLC001”，如果要对I/O设备“PLC001”的配置进行修改，双击项目“PLC001”，会再次出现PLC001的“I/O设备定义”对话框。若要删除I/O设备“PLC001”，用鼠标右键单击项目“PLC001”，在弹出的右键菜单中选择“删除”。
① 数据连接
刚刚创建了一个名为“PLC001”的I/O设备，而且它连接的正是假想的PLC设备。现在的问题是如何将已经创建的多个数据库点与PLC联系起来，以使这些点的PV参数值能与I/O设备PLC进行实时数据交换，这个过程就是建立数据连接的过程。由于数据库可以与多个I/O设备进行数据交换，所以必须指定哪些点与哪些个I/O设备建立数据链接。为方便起见，我们将数据列整理成如表
6、表7所示。
表6 数字I/O
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续表 6
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表7 模拟I/O表
3.5.2 设计
饮料自动售货机控制要求
（1）该自动售货机可以同时投入5角、1元或5元硬币，自动销售汽水、果汁和咖啡。
（2）当投入的硬币总值等于或超过1.5元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值等于或超过3元时，汽水按钮和果汁按钮同时亮；当投入的硬币总值等于或超过5元，汽水按钮、果汁按钮和咖啡按钮同时亮。
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（3）当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出10s后自动停止，同时汽水按钮指示灯闪烁10s。
（4）当果汁按钮灯亮时，按果汁按钮，则果汁排出10s后自动停止，同时果汁按钮指示灯闪烁10s。
（5）当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出10s后自动停止，同时咖啡按钮指示灯闪烁10s。
（6）若投入的硬币总值超过所购商品的价格（汽水1.5元，果汁3元，咖啡5元），则找钱指示灯亮，同时进行找钱动作。
图13 饮料自动售货机示意图 I/O地址定义表
此控制系统可采用自动工作方式，输入信号为汽水、果汁和咖啡按钮，5角、1元或5元硬币投入识别口记数手动复位按钮；出入信号为汽水、果汁和咖啡排出电磁阀、找钱电磁阀及相应指示灯，共7个输入点，8个输出点，均为开关量。I/O地址定义如表8所示。
表8 饮料自动售货机控制系统I/O地址定义表
常工院毕业设计论文 程序设计
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3.5.3 运行
保存所有组态内容，然后关闭所有力控程序。将饮料自动售货机的PLC程序下传到PLC装置中，在切换到离线状态，然后再次启动力控工程管理器，选择本工程，并单击“进入运行”按钮启动整个运行系统。
常工院毕业设计论文 结束语
经过几个月的学习、研究以及吴老师的指导，终于按时完成了毕业设计。设计主要研究的是自动售货机有关PLC的部分。自动售货机是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购物好奇新的自身性能，可以很好地解决人工费用的上升的问题等各项优点。所以说，自动售货机是今后饮料销售方式的一个很好的发展趋势。它的出现将极大的方便人们购买所需的饮品。
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致谢
经过几个月的努力工作，毕业设计在指导老师吴金的悉心指导下终于顺利完成了，吴老师他待人和蔼可亲，在这几个月里我们相处的非常融洽，吴老师他社会实践经验丰富，工作认真踏实，治学态度严谨，而且他深厚的理论功底及设计能力更令我感到钦佩。设计期间，吴老师对我悉心的指导，认真查阅我的草图和设计说明书，令我十分感动。总之，吴老师的人品及治学态度是我学习的楷模和榜样，在此，我要向指导老师吴金表示感谢。
在此次设计中，也需要感谢的是我的同学。大家在一起共同奋斗，互相讨论，对我的毕业设计有很大帮助，并且，我们在一起共同营造了一个融洽的学习生活环境，建立了良好的友谊。
参考文献 程周·可编程序控制器原理与应用·北京：高等教育出版社，2003年 2王永华·现代电机控制及PLC应用技术·北京：北京航空航天大学出版社，2000年 周美兰、周封、王岳宇·PLC电气控制与组态设计·北京：科学出版社，2003年 吴建强、蒋三勇·可编程控制器原理及应用·哈尔滨工业大学出版社，2000年 吴中俊、黄永红·可编程序控制器原理及应用·北京：机械工业出版社，2003年 张万忠、刘明芹·电器与PLC控制技术·北京：化学工业出版社，2003年 7 王兆义·可编程序控制器教程·北京：机械工业出版社，2001年
plc课程设计售货机 篇2
实际生活中的售货机通过对货币的数值运算判断购买何种商品, 它的内部功能涉及到加法、减法以及退币时的除法运算, 系统流程图如图1所示, 设计步骤如图2所示。
2 自动售货机PLC程序设计
2.1 I/O地址定义表
PLC控制系统采用自动工作方式, 输入信号为果汁、咖啡、汽水按钮、5角、1元、5元硬币、纸币投入识别, 手动复位按钮;输出信号为三种货品排出电磁阀、找钱电磁阀及指示灯, 共7个输入点, 8个输出点, 均设置为开关量。
2.2 程序设计
自动售货机的PLC控制过程可分为价格内部传递的运行、投币、价格比较、商品选择、运算及退币过程。FP1-C24的主机I/O点数为16/8, 最大I/O点数104, ;运行速度1.6μs/步, 容量2720步, 基本指令数80, 高级指令数111。内部继电器为1008点, 特殊内部继电器为64点, 定时器/计数器为144点, 数据寄存器为1660字, 特殊数据寄存器为70字, 索引寄存器为2字, 主控指令为32点, 跳转标记数为64点, 步进数为128级。PLC程序设计的梯形图如图3所示。
2.3 运行
保存组态内容, 关闭力控程序, 将自动售货机的PLC程序下载到PLC装置中, 切换离线状态, 再次启动力控工程管理器, 选择本项目, 单击“进入运行”按钮启动整个运行系统, 观察控制现象。
3 小结
plc课程设计售货机 篇3
一、重要任务
为进一步深化高职专业建设和课程改革，适应社会和职业发展的需要，进行基于工作过程导向的专业课程设计开发，已经成为高职教育探索和实践的重要任务。
本文按照基于工作过程导向的课程开发理念和开发模式，根据企业调研确定职业岗位，分析典型工作任务，融合国家职业资格技能(应知、应会)的标准要求，将实际的“工作”与“学习”有机地结合在一起，对高职PLC课程内容的结构进行了设计开发。在实训室模拟真实的工作过程进行教学组织实施，实现教学和企业工作岗位的零距离对接。
二、课程开发的背景
可编程控制器(简称PLC)是我院物流工程系“电子信息工程技术”、“物流工程技术”两个专业的专业核心课程，是一门实践性很强的专业课。本课程由继电接触器控制系统和可编程控制器应用两大部分组成。传统教学中，该课程教学内容仅仅是进行验证性实验，脱离实际工作岗位任务要求，学生学起来往往不得法，普遍感到费时费力，难以掌握该技术的实际应用。教师授课以“灌输式”教学方法为主，忽视了学生的主体作用，不注重现代教学理念、方法和手段的应用。这些严重影响了课程教学的效果，不能充分调动学生的学习积极性。
三、课程设计内容开发
根据工业现场与本专业相关的实际工作的需要，本课程以小型PLC应用技术为重点，课程内容围绕设计制作工业现场典型的小型PLC控制系统所需的知识和能力展开。课程强调工艺标准和规范，并贯穿整个教学过程，重视对学生进行创新精神、团队协作精神、创业品质、创造能力的培养，为学生可持续发展奠定良好的基础。
1、PLC课程学习领域确定
本课程以培养学生的职业能力为重点，与行业企业结合进行基于工作过程的课程开发与设计。我们通过对湖南先步科技信息系统有限公司等现代化企业中电气控制、仪表控制等工作领域的调研，提炼电气、仪表等岗位对PLC知识和技能的需求情况，经课程专家的引领、企业专家与专业教师研讨与归纳，并结合我院二个专业教学领域的培养目标，确定了PLC控制技术这一行动领域，并转化成学习领域。如图1所示。
2、PLC课程学习情境的设计
在课程设计的思路上，围绕PLC小型控制系统的设计、安装、调试及维护运行等工作过程，考虑由浅入深、由简单到复杂的原则，设计了7个学习情景，通过学生个体与模拟真实的车间环境互动，达到将认知过程与职业活动结合，逐渐实现专业能力和关键能力的培养。
课程教学情境设计完全体现了PLC课程的教学特色：一是工学结合特色，完全采用工程实例，项目载体即是现场工程项目，做到了理论联系实际：第二是开放性教学特色，在项目完成过程中，教师为学生创造了一个开放的环境，学生可以充分发挥自己的能动性；第三是将职业标准融入教学，PLC应用技能不仅是我院维修电工考证的一个子项目，还是企业维修电工技师考证的必备技能，我们也已将湖南省机电行业技能鉴定中心的维修电工职业技能考核标准纳入到PLC的教学情境及项目中。
3、相关教学资源的开发
课程内容应以工作过程为导向进行重构、序化，体现教、学、做理论实践一体化。我们相继开发了PLC课程教学计划、课程标准、学习情境描述、引导文、授课说明、考核标准、等教学资源。同时还提供了国家标准与规范、PLC资料、低压电器资料、传感器与仪表资料、工程技术文件样本等相关标准、手册与资料，为学生的学习创造了良好的环境，能够满足教学的需要。
课程考核方法：按照岗位职业能力的形成过程，设计课程评价体系进行课程考核。分为教师考核与学生考核两部分组成。学生自评占40％，教师评价占6096。考核内容及方法(见图2)。
4、PLC课程教学组织设计
按照“资讯－计划－决策－实施－检查－评估”完整的“行动”过程来进行教学组织(见图3)。
基于工作过程的完整的教学行动就是在教学过程中模拟企业里真实工作任务并获得工作成果而进行的一个相对完整的流程，围绕1个或多个完整的真实项目而开展的教学活动。先由教师对项目进行分解，并作必要的示范性指导，然后让学生分组围绕各自的工程项目进行讨论、协作、实践、探究性学习，最后以共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的。它综合了当前传统探究教学、任务驱动教学和案例教学的特点，旨在把学生的学习训练有效融入工程任务完成的过程中，让学生积极学习、自主地进行知识的建构。所有教学活动都是围绕真实的项目展开。
5、教学手段与方法设计
教学过程中，根据学生的个性特征、课程内容及教师的教学特点，灵活运用项目教学法、演示教学法、角色扮演教学法、案例分析教学法等行动导向的教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教与学的效果。
a、模拟真实的实践教学环境，紧贴生产实际，提高课程岗位实习的适应能力；
b、采用多媒体技术，直观地展示产品装配工艺过程，规范工艺操作要领，提高对装配工艺缺陷原因的分析能力。
四、结束语
通过“基于工作过程导向”的PLC课程设计与开发，对现代高等职业教育理论和教学观念运用做了有益的尝试，对传统的教学模式进行了改革。基于工作过程的课程设计开发方法是目前高职教育先进的课程设计方法之一，是一个庞大的系统工程，在我国还处于起步阶段，需要我们不断去努力探索。职业教育者要积极思考与探讨，进行课程改革与内涵建设，培养高质量的技能型人才以适应社会发展的需要。
PLC课程设计 篇4
课 程 设 计
设计题目： 十字路口交通灯PLC控制系统设计 设计人姓名： 周春宇 设计人学号： 2011100874 专业班级： 11自动化(工业)指导教师： 叶建雄
2014年6月份 十字路口交通灯PLC控制系统设计
摘要
十字路口的红绿灯指挥着行人和车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥能使交通管理工作得到改善，也是交通管理工作自动化的重要标志之一。解决好公路交通灯控制问题是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。PLC是一种新型的通用的自动控制装置。PLC它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是专门为工业控制而设计的，具有功能强、运用灵活、可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、编程简单，使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列有点。
一、课程设计的目的
（1）本次课程设计主要目的是在PLC控制下，设计十字路口交通信号灯控制系统，是我们学生巩固和加深PLC基本知识的理解，也加深了对PLC基本指令，顺控制令等指令的理解，同时学会查询资料、方案设计以及对单元控制状态认识，进一步提高综合应用所学知识的能力，提高分析解决问题的能力。（2）学会使用组态王软件。
（3）熟悉三菱FX系列PLC外部电路的接线及操作。
二、课程设计题目和要求
题目：十字路交通灯PLC控制系统设计
2.1交通灯数量及位置如下：
北东西南 说明：每一路口由三盏灯组成，每盏灯有两种状态：红灯和方向标志的绿灯。2.2工作要求：
a.东西方向左转标志灯绿色放行,其他禁行等待（红灯），时间25秒，全部禁止10秒； b.东西方向直行和右转标志绿灯放行，其他禁行，时间60秒，全部禁止10秒； c.南北方向左转标志灯绿色放行,其他禁行等待（红灯），时间25秒，全部禁止10秒； d.南北方向直行和右转标志绿灯放行，其他禁行，时间60秒，全部禁止10秒； e.重复a步骤，如此循环。2.3课程设计要求
1.按题意要求，画出PLC端子接线图及控制梯形图，其中梯形图要求用二种方法实现 基于时间定时器的方法和基于步（或转换为中心）的方法。2.利用编程工具软件输入梯形图控制程序，完成调试。
3.利用上位机组态王组态软件（或触摸屏）完成控制对象的监控。
4、完成课程设计说明书。
三、课程设计内容
1,用定时器控制的十字路口交通灯、1）东西方向左转标志绿灯用Y0输出控制，东西方向左转标志红灯用Y4输出控制；
2）东西方向直行和右转标志绿灯用Y1输出控制，东西方向直行和右转标志红灯用Y5输出控制；
3）南北方向左转标志绿灯用Y2输出控制，南北方向左转标志红灯用Y6输出控制；
4）南北方向直行和右转标志绿灯用Y3输出控制，南北方向直行和右转标志红灯用Y7输出控制，4）梯形图和如下：
5）梯形图解释
当X0按下时，y0，y5，y6，y7，都启动，并自保持，同时定时器T0 K250开始计数。过25秒以后，定时器T0 K100开始动作，利用定时器的常闭触点断开y0，同时定时器的常开触点启动定时器T1、辅助继电器M0和y4，并自保持。再过10秒以后定时器T1开始动作，利用T1断开y5和T1并启动y1和定时器T2
K600。再过60秒定时器T2开始动作，利用T2断开y1并启动y5和定时器T3 K100。再过10秒，T3开始动作，利用T3断开y6和T3并启动Y2和定时器T4 K250。再过25秒，定时器T4开始动作，利用定时器T4断开y2并启动y6和定时器T5 K100。再过10秒定时器T5开始动作，利用定时器T5断开y7和定时器T5并启动y3和定时器T6 k600。再过60秒，定时器T6 开始动作，利用定时器T6断开Y3并启动Y7和定时器T7 k100。再过10秒，定时器T7开始动作，利用定时器T7断开定时器T7和Y4同时启动Y0、Y5、y6、Y7。如此循环工作。
2、基于步的十字路口交通灯、的梯形图如下:
1）东西方向左转标志绿灯用Y0输出控制，东西方向左转标志红灯用Y4输出控制；
2）东西方向直行和右转标志绿灯用Y1输出控制，东西方向直行和右转标志红灯用Y5输出控制；
3）南北方向左转标志绿灯用Y2输出控制，南北方向左转标志红灯用Y6输出控制；
4）南北方向直行和右转标志绿灯用Y3输出控制，南北方向直行和右转标志红灯用Y7输出控制，5)梯形图如下:
6)梯形图说明：
首先用M8002使S0置位，然后用S0启动Y0、Y5、Y6、Y7;同时启动定时器T0 k250、T1 K350，开始计时，还要使S20置位。过25秒以后定时器T0开始动作，利用定时器断开Y0并使Y4动作，再过10秒，定时器T1开始动作，T1使Y1开始动作，同时使Y5断开；利用S20和T1使定时器T2 K600和T3 K700开始计时并使S21置位，再过60秒定时器T2开始动作，T2使Y1断开，同时启动Y5，再过10秒，定时 器T3开始动作；利用S21和定时器T3启动Y2和定时器T4 K250、T5
K350同时使S22置位；再过25秒定时器T4开始动作，T4使Y2停止动作，同时启动Y6，再过10 秒定时器T5开始动作，利用S22和T5使Y3动作并启动定时器T6 K600、T7
K700，同时T5使Y7断开。再过60秒，T6开始动作，T6使Y3断开，同时启动Y7，再过10秒定时器T7开始动作，T7使S0、置位同时使S20、S21、S22复位。如此循环执行。仿真监控如下：
PLC交通灯课程设计 篇5
⒈定义：可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置”。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
⒉工作原理: 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行三个阶段。
(一)输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。
(二)用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。
(三)输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。
随着自动化控制技术和微电子技术的迅猛发展，PLC作为前沿的工业控制器，具有体积小、可靠性高、易操作、灵活性强、抗干扰能力强等一系列优点，广泛用于自动化控制领域。用内部编程取代继电器逻辑控制电路中大量的中间继电器和时间继电器，简化了控制路线，提高了系统控制的可靠性，这是PLC最大的优点。借助于书序控制图和梯形图来编制用户控制程序，实现自动控制系统顺序控制，是PLC的主要功能之一。
实训１
基础试验
1.两灯交替闪烁 指令表
梯形图
工作过程：
按下启动开关X0，Y0亮，且开始计时,2S后，T0动作，T0常闭断开Y0熄灭，T0常开闭合Y1亮，经过2s，Y0亮；如此循环，直到按下停止开关X1。
2.利用计数器实现循环
指令表
梯形图
工作过程：
按下启动开关X0，Y0亮，开始计时2S后，T0动作，Y0熄灭，Y1亮，如此循环，直到循环了5次，计数器CO动作，常开触点闭合，整个过程停止。
实训２ 十字路口交通灯控制系统
1、实训目的
① 了解ＰＬＣ基本功能指令使用方法 ②掌握功能指令图的输入方法 ③学会利用功能指令进行设计 ２、实训的内容
该实验在十字路口交通信号灯控制实验区内完成,按启动按钮，六盏灯按如下时序工作：第一组绿灯亮５秒后闪烁３次（灭０．５秒，亮０．５秒），黄灯亮２秒，红灯亮1０秒；第二组红灯亮1０秒，绿灯亮５秒后闪烁３次（灭０．５秒，亮０．５秒），黄灯亮２秒。
从时序图可以看出，该系统有一个输入装置和 6个输出装置。下表为输入装置与输出装置与PLC的地址编号对应表。
指令表
⒈ ⒉ ⒊ ⒋ ⒌ ⒍ ⒎ ⒏ ⒐ ⒑ ⒒ LD
M8002 SET
L0 STL
S0 LD
X000 OUT
Y000 OUT
Y003 SET
S21 SET
S31 STL
S21 OUT
Y000 OUT
T0
K50 ⒓ LD
T0 ⒔ SET
S22 ⒕ STL
S22 ⒖ OUT
T1
K30 ⒗ LDI
T1 ⒘ AND
M8013 ⒙ OUT
Y000 ⒚ LD
T1 ⒛ SET
S23 ２１．STL ２２．OUT ２３．OUT ２４．LD ２５．SET ２６．STL ２７．OUT ２８．OUT ２９．STL ３０．OUT ３１．OUT ３２．LD ３３．SET ３４．STL ３５．OUT ３６．OUT ３７．LD ３８．SET ３９．STL ４０．OUT ４１．LDI ４２．AND ４３．UT ４４．LD ４５．SET ４６．STL ４７．OUT ４８．OUT ４９．STL ５０．STL ５１．LD ５２．AND ５３．SET ５４．RET ５５．END S23 Y001 T2
K20 T2
S24
S24 Y002 T3
K100
S31 Y003 T4
K100
T4
S32
S32 Y004 T5 T5 S33
S33 T6
K30
T6
M8013 Y004
T6
S34
S34
Y005
T7
S24
S34
T3
T7
S0
附加任务
机械手手动控制实验
控制要求1：
实现机械手左右移动。
按下向左按钮，机械手向左移动，到达左限位开关后停止；按下向右按钮，机械手向右移动，到达右限位开关后停止。
控制要求2：
实现机械手上下移动。
按下向上按钮，机械手向上移动，到达上限位开关后停止；按下向下按钮，机械手向下移动，到达下限位开关后停止。
控制要求3：
实现机械手左右、上下移动。
按下向左按钮，机械手向左移动，到达左限位开关后停止，按下向右按钮，机械手向右移动，到达右限位开关后停止。
按下向上按钮，机械手向上移动，到达上限位开关后停止；按下向下按钮，机械手向下移动，到达下限位开关后停止。
控制要求4：
实现上述控制后，机械手电磁铁在A位置可吸引提取物料（铁块）或释放物料。机械手电磁铁在B位置同样可吸引提取物料（铁块）或释放物料。
可手动操作实现物料从A位置移动到B位置或从B位置移到达A位置。
总
结
这是一个比较典型的十字路口交通灯的梯形图设计，最为一种设计实践，主要是为PLC在交通控制系统中提出一种设计理论，为以后PLC在复杂的控制系统中提出一种可行的理论方案。在实际应用中，采用PLC控制城市交通信号灯，能根据不同路况要求，随时修改控制程序，以改变各信号灯的工作时间和工作状况。与继电器或逻辑电路控制系统相比，PLC控制系统具有更高的可靠性、灵活性和经济实用性。
电镀生产的plc控制课程设计 篇6
设计
设计题目:
电镀生产线的PLC控制
专业班级：
级自动化班
姓
名：
学
号：
指导老师：
日
期：
2016
题目：电镀生产线的PLC控制
一．
课题分析
课题要求
本课题是为了电镀车间提高工效、促进生产自动化以及减轻劳动强度而设计的一种专门半自动起吊设备，采用远距离控制。起吊物品为待进行电镀或表面处理的各种产品零件。
电镀生产过程是由人工将待加工零件装入吊篮（或挂钩上），在发出信号后，起吊设备便逐段前进，按工艺要求，在需要停留的一段时间（电镀）后，自动提升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序后，返回起吊位置，卸下加工好的零件，为下一次加工做好准备。电镀系统结构示意图如图所示。
1镀槽
2第一电解液回收槽
3第二电解液回收槽
4第三电解液回收槽
5挂件架
6吊钩
7回车
电解工艺：先将待镀工件放入槽内2min，然后提起悬停30s，随后放入第一电镀液回收槽内浸32s，提起悬停16s，再放入第二电镀液回收槽内浸32s，提起悬停16s，如此循环直到加工过程结束。
整个过程为：从原始位置开始，行车7停在挂件架放在固定架上，由操作人员将待镀工件挂在挂具上，挂钩6勾住挂架然后启动系统工作，如图。
2、控制要求
电镀流水线顺序控制系统的动力配置两台电动机。行车架前的后移由行车电动机MA1控制，其功率为4kw，提升电动机MA2控制吊钩上升和下放，其功率为2.5kw。吊钩上升，提起待镀工件，其上升高度由行程开关控制。
（1）
手动调试和检修
SF0手柄指向左45°时，接点SF0-1接通，通过SF1、SF1控制按钮，行车架前后移动，通过SF3、SF4控制按钮，吊钩上升与下放，以便于系统调试和检修。有超限保护。
（2）
自动/停车功能
SF0手柄指向右45°时，接点SF0-2接通，按下自动启动按钮SF5，自动运行。
1*行车架携带待镀工件向前运动至槽上方，由行程开关控制其停止向前运动。
2*吊钩下放到一定位置，停车，待镀工件浸入槽内2min。
3*吊钩提升待镀工件到位后停止，在镀槽上方停30s。
4*行车架携工件运动至第一电镀液回收槽上方，由限位开关控制停止。
5*吊钩下放，起工作情况与3过程相同，浸入槽内时间为32s。
6*与4过程相同，停留时间为16s。
7*以后的、工作重复上述过程；
（3）
控制信号说明表
主接线图如图所示
二、主电路设计计算
在本设计种，装置的运行主要是通过两个电动机的运转实现，在工业控制中直接220v电压供电。
三、控制方法和设计
本次课程设计，通过编写较为简单的PLC程序使流水线的控制得以实现，在设计过程中，电镀流水线顺序控制系统的动力配置两台电动机，行车架前的后移动由行车电动机M1.控制，其功率为4kw，提升电动机M2控制的吊钩上升与下放，其功率为2.5kw，吊钩上升，提升待渡元件，其上升高度由形成开关控制。
plc外部接线以及相关说明
如上图所示：
I0.0对应M1向前移动开关；
I0.1对应M1向后移动开关；
I0.2对应M2上升开关，同时间接控制定时器的工作；
I0.3对应M2下降开关，同时间接控制定时器的工作；
I0.4为槽1的限位开关，可以控制电动机M2工作，也可以间接控制电动机M1停止；
I0.5为槽2的限位开关，可以控制电动机M2工作，也可以间接控制电动机M1停止；
I0.6为槽3的限位开关，可以控制电动机M2工作，也可以间接控制电动机M1停止；
I0.7为槽4的限位开关，可以控制电动机M2工作，也可以间接控制电动机M1停止；
Q0.1是用来控制前后移动电动机M1正转接触器KM1;
Q0.2是用来控制前后移动电动机M1反转接触器KM2;
Q0.3是用来控制M2上升正转接触器KM3;
Q0.4是用来控制M2下降反转接触器KM4.2
梯形图设计与相关分析
编制程序如下：
梯形图如下：
I/O分配表如下
4测试过程
LAD
完成后，保存并下载到CPU中.根据设计要求完成导线的连接，通过硬件的调试观察设计出的结果是否满足，分析原因并经一步的改善程序，直到设计出结果与设计要求完全一致为止！
四、设计总结
PLC课程设计考察了我们这学期所学知识的理解和运用能力，使我们进一步了解了掌握可编程控制器的使用方法以及编程与调试方法。
在进一行PLC
我们应该根据设计的程序有目的地操作输入按钮或开关，观察各种输出设备的动作，进一步了解电路的工作原理。若输出达不到预期，应该检查程序和接线，排除故障后继续进行实验。尽管电镀流水线的PLC控制比较难设计，但是我们坚信世上无难事，只怕有心人。
通过此次课程设计，使我们进一步巩固，加深并扩大了所学的基本理论知识，培养了我们分析解决实际问题的能力，也提高了我们实践操作能力和创新能力。其实，我认为：在以后的工业设计中，实事求是，严肃认真，科学严谨的作风和良好的实验能力是每一个设计者必不可少的成功要素，我们必须加以重视！
参考文献：
吕勇哉：工业过程模型及计算机控制[
基于PLC控制的自动售货机系统 篇7
超市、百货购物中心等受流通渠道, 人工费用, 场地的局限性以及购物的便利性等因素的制约, 而自动售货机是随着现代城市的发展、经济的发展而受到广泛应用的自动化设备。自动售货机最早出现在日本和欧美, 主要用来出售灌装的饮料。世界各大著名饮料公司都通过自动售货机出售自己的商品。我国出现的较晚, 但发展很迅速。
随着自动售货机的广泛应用, 功能的日益改善, 现在的自动售货机不只能够出售灌装的饮料, 还有其他商品, 这对自动售货机的控制提出了新的要求。传统的自动售货机采用单片机控制, 但要设计合理的电路不太容易, 线路的EMI电磁干扰就会引起误动作。而PLC带有硬件故障自我检查功能, 系统具有极高的可靠性, 并且维护简单, 更加适合在公共场合的复杂环境下使用。为了满足自动售货机的正常功能, 本文选择西门子S7-200 PLC作为自动售货机控制的控制器。
2 系统的控制要求
自动售货机的工作原理是:货币识别器对所投货币进行识别, 根据金额让用户选择商品, 用户选择后, 控制器发出指令, 将用户选择的商品送到取物口。
自动售货机的示意图如图1所示。为了保证自动售货机提供便捷的服务, PLC控制系统需要实现以下功能:
2.1 此自动售货机可以实现汽水和咖啡两种饮料的售卖, 并假设汽水3元一瓶, 咖啡5元一瓶;
2.2 系统能够显示当前投入的货币总额;
2.3 当金额值大于或等于其中一瓶饮料的价格时, 则其对应指示灯亮, 表示可销售, 否则指示灯不亮, 表示不可销售;
2.4 在购买了汽水或咖啡后, 可以显示当前的余额, 按下下““找找零零按钮”后, 退出多余的钱。
3 系统的硬件设计
3.1 系统I/O端口分配及功能表
根据上述自动售货机的控制要求, 选择西门子SS77--220000CPU224 PLC, 确定系统的输入设备和输出设备, 并进行I/OO端端口口分分配, 如表1所示。
3.2 PLC外部接线图
基于S7-200 PLC CPU224自动售货机控制系统的外部接线图如图2所示。
4 系统程序流程图
按照控制要求设计自动售货机的控制程序流程图如图3所示。
5 安装与调试
根据提供的I/O分配表连接好PLC, 并将程序编好后编译下载到PLC;将程序投入运行, 进行联机调试, 判断是否符介控制要求, 若不符合, 则需调试程序直到符合为止。
结束语
PLC最早应用于汽车公司的生产线, 实是一种专用的工业控制器, PLC是以微处理器为核心的计算机控制系统, 作为计算机系统, 其硬件结构基本上与计算机相同。但PLC具有可靠性高、抗干扰强、可编程设计灵活的优点。本文应用S7-200 PLC做为自动售货机控制系统设计的控制器, 并根据控制系统的要求, 给出了程序流程图及I/O地址分配表, 实现了基于PLC的自动售货机控制系统的设计 (表1) 。
参考文献
[1]郝敏钗.基于PLC的自动售货机控制系统设计[J].计算机光盘软件与应用, 2012 (9) .
[2]凌盛成.自动售货机中的PLC控制系统的研究[J].河南科技, 2013 (4) .
[3]王芹.可编程控制器技术及应用[M].天津:天津大学出版社, 2008.
plc课程设计售货机 篇8
【关键词】自动售货机；IC卡收费模块；GPRS
0.引言
在近几年随着我国自动售货机越来越普及，消费者对于这种售货的方式也开始在接受。但是自动售货机的普及有着两面性。一方面，它让消费者感到更加的方便快捷；而另一方面，经营者对其监控、管理还有维护的时候，因为它本身所具有分布零散的特点，也感觉到很大的不便利。为了能够切实有效的解决这个方面的问题，无线网络管理系统已经逐渐的被应用到了自动售货机的行业当中，并且逐渐的成为了主流。
相对于当前的无线数据通信方式而言，例如GSM短信或者是无线短波电台等，对于自动售货机的无线网络管理来说，GPRS本身所具有的性能无疑是更加符合它的要求的。GPRS因为具备以下几个特点，让它被自动售货机行业所关注：（1）GPRS本身所具有的分组交换技术可以让每一个用户对于无线信道的占用，可以在同一时间占用数个，相反的还有多个用户对同一个无线信道进行共享，这样能够让资源的利用达到最大化；（2）GPRS是一种永远在线并且是根据流量来进行收费的形式，这样的形式给无线分组的业务提供了一种相对高效而且成本低的方式。对于那些间断、突发性以及频繁的。本身比较分散而且中小流量的传输提供了更好的渠道；（3）我国范围之内的GPRS主要是由中国移动进行建设并且维护的，不但覆盖的范围广而且信号的质量也很高。
在当前智能IC卡已经在多个领域当中得到了应用，无论是对于消费者还是经营者来说，IC卡收费的模式都能够带来很大的便利。所以分析研究在GPRS基础上的自动售货机IC卡收费模块，是有着很重大的现实意义还有商业价值的。
1.系统组网方式
在整体的角度来看是由三个部分组成了以GPRS移动网络的自动售货机的，这三个部分主要是售货机终端、GSM/GPRS网络以及管理中心这三个大部分。组网的方案如下：首先是向中国移动申请APN的专网业务然后对专用的APN进行分配，分配之后申请对固定IP地址的移动内网。在中心的地方，用无线MODEM以拨号的方式上网然后就能够得到内网固定的IP；监控点在得到IP之后直接向中心发出连接的要求并建立连接。无论是中心还是监控点，都有移动内网的固定IP。
这个方案最大的优点在于它中间的环节并不复杂而且稳定性也很强，所有的数据都在移动GPRS的APN内网当中进行传输，并不需要经过公网所以安全性方面很大程度得到提高。
2.应用开发方案
这个方案设计最开始的目的在于要以GPRS的方式，对自动售货机刷卡消费然后把消费的信息还有货品库存信息上传，除此以外挂失名单还有单价这些信息，也能够通过GPRS及时的下传到售货机当中，所以在设计的过程当中按照它的功能，划分了射频卡读写子模板以及GPRS通讯子模块这两个部分。GPRS通讯子模块和射频卡读写子模板两者之间进行直接的连接并且以MDB协议作为中介，有机的整合到了自动售货机控制器当中。
这个设计方案本身有着相当明显的优点，就是：射频卡子模块要和管理中心进行交换的数据主要是有刷卡的消费记录、货品库存还有挂失名单等信息通过GPRS的渠道来实现输送；射频卡子模块以MDB作为媒介来实现整合的目的，只要通过它内部的SST89E554RC单片机编程，在此基础上增加对应的子功能，就能够实现将GPRS通讯子模块联入到MDB总线当中的桥接器。
3.射频卡读写子模块设计
3.1 MIFARE卡读写子模块
这个模块的核心芯片，是名为MF530的读卡芯片还有能够对在线有所支持的编程SST89E554RC单机片。能够让MIFARE系列当中，不是接触式IC的操作有所支持。这个模块对外的接口是有要求的，是标准的RS232/485接口，这个也很好的实现了和售货机MDB总线之间的联讯接口。
3.2 MDB简介
所谓的MDB全程为Multi-Drop Bus，它的接口信号有两个部分，分别是电源部分还有通讯部分。主机VMC所提供的电源是24VDC或者是34VDC这两种。通讯部分的信号有三种，分别是Master Receive、Master Transmit以及Communications Common这三种，主从通讯却是以V隔离型电流环通讯方式，其是最为主要的信号，而该通讯格式是9600 NRZ、1 Start Bit还有1 Mode Bit为主。射频卡读写模块的MDB地址则是以下表示方式：00010xxxB。它本身所具有的主要命令有Reset、Setup、Poll以及Reader Recalue等。
4.GPRS通讯子模块的设计
4.1 GPRS工作模式
GPRS的数据分组，是从基站发送到SGSN当中的，这个也是GPRS业务的支持节点之一并且SGSN能够和网关的支持节点GGSM进行通信。GGSN首先对分组的数据进行有关的处理之后接着就发送到目的网络当中，这个目的网络包括了Internet或者是X.25网络。来自于Internet或者是本身标识有移动台地址的IP包能够让GGSN也就是GPRS的网管支持节点进行接收，然后在转发到SGSN当中最后才传送到无线终端。
4.2硬件结构
设计当中使用的是西门子的MC35i工艺级别的GPRS/GSM模块还有台湾华邦公司的8位单片机W77E58这几个部分，以标准的串口方式来对外部进行接口。
西门子的MC35i模块本身的主要组成部分有以下几种，GSM基带处理器、射频天线、FLASH还有SRAM等，然后还有匹配的电源以及40脚的ZIF插座共同组成。在这些组成部分当中，GSM基带处理器是最为重要的一个部分，它本身担当这类似于协议处理器的作用，对外部系统通过串口发送过来的AT指令进行处理。
5.应用情况以及结论
在目前来说，我国已经成功的实现了跨区范围之内的自动售货机终端本身的无线联网。这个系统能够实现很多的事情，例如对黑名单的下达、将终端的刷卡消费以及消费记录实时的上传到管理中心那里，而管理中心在接收到数据之后对其进行分析，能够对销售的情况有所了解，然后进行相关的维护还有经营。
本文当中所介绍的自动售货机IC卡收费模块有着很多明显的优点，就是成本低且功能扩展度高，在实际应用当中操作简单方便，有很强的实用性，必然能够在各个领域当中受到应用。
【参考文献】
[1]张文.自动售货机IC卡收费模块的设计与应用[J].微计算机信息，2006，（12）.
[2]李战明，马林东，张应和.基于ARM+GPRS的IC卡自动售货机的设计与应用[J].科学技术与工程，2008，（14）.
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