四层电梯及自动售货机

1、大连海洋大学职业技术学院电气控制与plc课程设计题 目：_四层电梯及自动售货机_指导教师：_苗百春_姓 名：_李 想_2012年12月目 录摘 要i四层电梯 1第一章 plc简要11.1 plc特点11.2 plc硬件结构 11.3 plc工作原理1第二章 电梯内容简介2 2.1电梯控制系统组成2 2.1.1电力拖动2 2.1.2电气控制2 2.2电梯plc控制系统的基本结构 2 2.3电梯系统设计2 2.4电梯模型plc控制系统设计3 2.4.1电梯的控制要求3 2.4.2 plc控制系统的设计分析3 2.4.3电梯模型plc控制系统设计3 第三章 系统配置与软件设计4 3.1 fp的介绍4

2、 3.2 电梯电机系统的设计 4 3.2.1电梯电气控制系统的概述4 3.2.2电梯控制系统变频调速的设计4 3.3 电梯模型plc控制系统5 3.3.1 plc的编程工作方式5 3.3.2电梯模型的控制要求6 3.3.3电梯程序说明6 3.4 plc程序梯形图7 3.5 指令表9第四章 电梯plc的调试11 4.1模拟调试11 4.2单指令运行调试11 4.3复杂运行调试11自动售货机12第五章 自动售货机简介12 5.1 自动售货机功能分析125.2 自动售货机plc程序设计125.3 程序设计任务的确定13第六章 图 表14 6.1 功能表14 6.2 分配表14 6.3 梯形图15第七

3、章 调试运行19第八章 结 论21参考文献22致 谢23摘 要本文通过松下电工产品fp型plc在四层模型电梯中的应用，向大家介绍了电梯控制的程序设计。通过编程控制电梯，电机何时起动、换速以及电机的转向是由plc根据电梯的呼梯、减速等信号做出决策，发出控制信号给变频器，变频器按理想速度曲线以通过控制异步电动机转速实现电梯调速。这种方式大大改善了电梯舒适感和平层精度，提高了电梯的性能。以及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器在自动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。利用pl

4、c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。关键词：fp,plc,电梯电机变频调速系统，自动售货机，可编程序控制器1四层电梯 第一章 plc简要1.1 plc的特点plc主要包括： （1）软硬件功能强 （2）使用维护方便 （3）运行稳定可靠 （4）设计施工周期短1.2 plc硬件结构plc主要包括： （1）中央处理单元（cpu） （2）存储器 （3）i/o接口电路 （4）电源 （5）i/o拓展接口 （6）编程器 （7）外部设备接口其内部采用总线结构进行数据和指令的传输；外部的各种信号接到plc的输入接口，在plc内部进行逻辑运算或数据处理，最后以输出变量的形式经输出接

5、口驱动输出设备来进行各种控制。1.3 plc工作原理plc采用循环扫描的工作方式，即从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序，直至遇到结束符则完成一次扫描，然后再返回第一条指令，开始新一轮扫描，这样周而复始地反复运行。plc运行一次扫描循环所用的时间成为扫描周期，通常一个扫描周期约为几十毫秒。影响扫描周期的主要因素：一是cpu执行指令的速度；二是cpu执行每条指令所占用的时间；三是程序中指令的条数。 plc的一个扫描周期可分为输入采样、程序执行和输出处理三个阶段。 实际上，在每个扫描周期内cpu除了执行用户程序外，还要进行系统自诊断和处理通信请求，并及时接受外来的控制命令，以提高plc工作的

6、可靠性，但所占用时间很短。0 第二章 电梯内容简介2.1 电梯控制系统的组成电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。2.1.1 电力拖动电力拖动部分由拽引电机、抱闸和相应的开关电路以及开门机组成。由于我们使用的是教学模型，梯速低，所以只要能实现电机的正反转即可，而不必考虑电机的机械特性。制动时为满足准确停层的需要，定子回路可接入电抗器减速最后再加上抱闸制动。2.1.2 电气控制plc系统部分：完成所设定的控制任务所需要的plc规模主要取决于控制系统对输入，输出点的需求量和控制过程的难易程度。io点的估算： 系统的输入点有：门厅召唤按钮6个输入点；轿内指令按钮4个点；楼层感应器4个点；

7、门区感应l点；手动开门l点：共计输入点16点。而输出点有：快慢速接触器2点；上下行接触器2点；楼层指示灯4点；门锁1个点；共计输出点9点。总计io点数为169. 综上所述，根据具体情况，我们选择三菱的fx系列。输入输出点数为34点，电机20点，考虑实际，选择fx2c-64mr这种型号。2.2 电梯plc 控制系统的基本结构 系统控制核心为plc主机，通过plc输入接口送入plc. 由存储器的plc 软件运算处理，然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号，向主拖动系统发出控制信号。2.3 电梯系统设计电梯plc控制方案由信号输入、控制电梯的plc编程、步进电机控制3大部分组成。模块的

8、面板如图所示： 四层电梯模块面板图基本控制原理：编制plc控制程序#对楼层的呼叫信号、平层信号作出停止、升/降判断，然后将信号传送到单片机，调用单片机的正反转、停止控制程序#再由单片机输出回路的励磁信号经放大驱动步进电机，带动皮带使桥厢上、下移动，完成电梯的模拟运行。2.4 电梯模型plc控制系统设计2.4.1 电梯的控制要求1）当电梯停于某层时，有一高层呼叫时，电梯上升到呼叫层停止。2）当电梯停于某层时，有一低层呼叫时，电梯下降到呼叫层停止。3）当电梯停于某层时，有多高层呼叫时，电梯先上升到较低的呼叫层，停3秒后继上升到高的呼叫层，响应完毕后停止。4）当电梯停于某层时，有多低层呼叫时，电梯先

9、下降到较高的呼叫层，停3秒后继续下降到低的呼叫层，响应完毕后停止。5）当电梯处于上升或上降过程中，任何反向的呼叫均无效。2.4.2 plc控制系统的设计分析任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，应遵循以下基本原则： 1.最大限度地满足被控对象的控制要求 2.保证plc控制系统安全可靠 3.力求简单、经济、使用及维修方便2.4.3 电梯模型plc控制系统设计由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的

10、相应状态适时的控制电梯的运行。另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送plc的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。为便于观察，对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采用led和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示(开关上带有指示灯)。为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求plc能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。为了电梯的运行安全，系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。根据电梯所处的位置和运行方向，在编程中，采用了四个优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优

11、先级队列、下行次优先级队列。其中，上行优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的阵列。上行次优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以下楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列。控制系统在电梯运行中实时排列的四个优先级陈列，为实现随机逻辑控制提供了基础。 当电梯以某一运行方向接近某楼层的减速位置时，判别该楼层是否有同向的呼叫信号(上行呼叫标志寄存器、下行呼叫标志寄存器、有呼叫请求时，相应寄存器为l，否则为0)，如有，将相应的寄存器的脉冲数与比较寄存器

12、进行比较，如相同，则在该楼层减速停车：如果不相同，则将该寄存器数据送入比较寄存器，并将原比较寄存器数据保存，执行该楼层的减速停车。该动作完毕后，将被保存的数据重新送入比较寄存器，以实现随机逻辑控制。系统還利用行程判断楼层，并转化成bcd码输出，通过硬件接口电路以led显示。 第三章 系统配置与软件设计3.1 fp的介绍松下电工fp是松下新推出的小型plc，它代表了当今世界plc的发展水平。由于它采用了ris的cpu芯片，提高了处理速度，使基本指令的运行速度提高到了0.4s/步，程序存储容量高达12千步。它除采用周期循环扫描方式外，多条指令采用终端控制方式工作，使紧急任务可得到及时处理，为实现多

13、任务调度与管理提供了方便。此外，fp还可实现高达100khz的梯形加减速控制，能够控制步进电机和伺服电机；pid控制己指令化，可进行自整定，实现简便、高性能控制；单相和双相的高速计数器功能频率可高达50khz，脉冲输入功能可高达100khz。fp体积小，功能很大，12k的编程容量使得在编程时拥有足够的存储空间。另外，数据寄存器的容量为32k，能够处理大量的数据编译和重复操作。 3.2 电梯电机系统的设计3.2.1 电梯电气控制系统的概述此电梯控制系统的硬件分为调速部分、逻辑控制部分、速度反馈部分。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分是电梯安全可靠运行的关键。松下系

14、列plc如fp0、fp-具有pwm输出指令，可直接控制变频器的启动、停止、多段速度运行等。又由于变频器有良好的调整特性，能增加调速系统的智能程度（具有可设置的多种速度、过渡过程等）、节省开支、减少电气容量、提高功率因数等。变频器应用于电梯控制系统中的调速部分是现行工程中发展的方向。外部接线图3.2.2 电梯控制系统变频调速的设计电梯调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，它的舒适度指标往往是竞争的一项重要内容。全数字控制的变频调速系统已经用于电梯控制，在降低振动及噪声等方面采取了一系列措施，如互锁时间的补偿、开关频率的提高（超过10khz）等。变频器通过编程控制电梯，变频电机按图1和表1所

15、示的理想曲线运行，而电机何时启动换速以及电机的转向是由plc根据电梯呼梯、减速等信号做出决策，发出控制信号给变频器，变频器按理想速度曲线控制电梯运行。电梯的拖动系统为vvvf（变频变压）拖动方式，这大大改善了电梯舒适感和平层精度，提高了电梯的性能。输入按钮上行1楼呼入信号x1下行2楼呼入信号x13上行2楼呼入信号x2下行3楼呼入信号x14上行3楼呼入信号x3下行4楼呼入信号x15上行4楼呼入信号x4楼层限位开关信号f1x21下行1楼呼入信号x12楼层限位开关信号f2x22楼层限位开关信号f3x23楼层限位开关信号f5x25楼层限位开关信号f4x24输出按鈕上行1楼信号灯y0下行5楼信号灯y7上

16、行2楼信号灯y1led数字显示ay20上行3楼信号灯y2led数字显示by21上行4楼信号灯y3led数字显示cy22下行2楼信号灯y4led数字显示dy23下行3楼信号灯y5led数字显示ey24下行4楼信号灯y6led数字显示fy25电机正转上行y10led数字显示gy26电机反转下行y12电梯控制的i/o分配表3.3 电梯模型plc控制系统3.3.1 plc的编程工作方式不同类型的plc都有相应的编辑器，但是编程原理大同小异。程序编辑和调试操作过程如图2所示，f系列plc基本单元有运行和停止两种模式。编程时基本单元置于停止模式；而plc系统处于工作运行或对程序执行情况监视时，基本单元（主

17、机）应置于运行模式。有的plc，不把其公共端子com和运行端子run连接起来，就是停止模式，即相当于把基本单元置于stop位置。编程时，必须使主机处于停止模式，同时把编程器置于“program”编程位置。3.3.2电梯模型的控制要求四层电梯：轿厢内有四个层选开关，开门、关门开关，一、四楼各有一个层选开关，二、三楼各有两个层选开关，另有四个平层开关、两个轿厢行程限位开关、两个轿厢门行程开关。方向优先原则：当电梯正在运行时，轿厢两侧都有呼叫信号，优先响应与运动方向相同的呼叫信号，存储与运动方向相反的呼叫信号，待电梯反向运行时，再依次响应反方向的呼叫信号。时间优先原则：当电梯停于某一层时，轿厢两侧都

18、有呼叫信号，优先响应先按的外部呼叫信号。内呼优先外呼原则：当电梯停于某一层时，优先响应内部呼叫，应，再响应外部呼叫。楼层的外呼开关也是开门开关，到达呼叫楼层后自动开门5秒，然后自动关门。总开关打开时可执行上述功能；关闭时，不响应新的呼叫（无论内呼、外呼），在响应完当前呼叫信号后回到一楼。3.3.3电梯程序说明此处为程序的开关门限制时间，当电梯到达指定楼层后接触到行程开关自动响应开门信号，y8接通，电梯开门，门打开之后有5秒的开门等待时间，当定时器5秒后y7接通自动关门，门完全关闭后关门限位xc自动显示关门信号。当电梯外有人发出呼叫信号后，电梯随即响应并到达指定楼层。x0、x1、x2、x3分别为

19、电梯四、三、二、一的外呼信号，当x0响应时，电梯到达一层自动开门，然后关门到达指定的楼层，经过数码管显示给电梯内部的人看，以防坐错楼层。电梯轿厢运行趋势确定后，只要有任何内、外呼梯信号，电梯运行方向就应该显示出来，并且电梯轿厢门关闭，那么电梯就可以上下运行了。运行方向的控制程序如下图所示，电梯按其响应趋势来控制电梯的上下行，当遇到上限位或下限位、电梯门开等均应该停止运行。电梯具有平层限位的能力，当电梯到达某一层时电梯门会自动打开或关闭，此时，一、二、三、四层的开关按钮r1、r2、r3、r4会根据每层的需要做出相应的选择。外呼梯信号的锁定与清除：只要某一楼层有外呼梯信号，那么该呼梯信号就需要被锁

20、定。当电梯运行方向与呼梯方向相同，那么就需要响应该信号；如果运行方向与呼梯信号相反，那么就需要等待电梯轿厢运行回来再响应呼梯信号。如果电梯轿厢在运行过程中有多个反方向呼梯信号同时存在，例如在电梯向上运行的过程中同时存在有2层向下呼梯信号、3层向下呼梯信号、4层向下呼梯信号，那么就要优先响应最远的反方向呼梯信号，即4层向下呼梯信号，然后电梯轿厢转为向下运行，依次响应其余的呼梯信号（此时其余的呼梯信号已经变为同向呼梯信号）。如果电梯轿厢在上运行过程中，到达某一层遇到反方向呼梯信号，并且该楼层前方没有其他的任何呼梯信号，那么就需要开门响应该呼梯信号。电梯的上行与下行由y0和y5来输出显示，它的控制由

21、电梯的内呼开关和外呼来控制。（1）最低楼层和最高楼层（例如最低楼层），不论是外呼梯信号还是内呼梯信号，只要电梯轿厢到达该楼层，就一定要打开电梯轿厢门响应该呼梯信号。（2）所有楼层的内呼梯信号，只要电梯轿厢到达该楼层，就一定要打开电梯轿厢门响应该呼梯信号。（3）所有与电梯轿厢运行方向相同的外呼梯信号，只要电梯轿厢到达该楼层，就一定要打开电梯轿厢门响应该呼梯信号。（4）所有与电梯轿厢运行方向相反的外呼梯信号，只要其前方没有任何内、外呼梯信号，那么电梯轿厢到达该楼层，就一定要打开电梯轿厢门响应该呼梯信号。 如果电梯轿厢门在打开的过程中有人按下了关门按钮，电梯轿厢开门驱动继电器就应该释放。为了防止电梯

22、轿厢的开门机构卡死，导致开门电动机堵转烧毁，当开门驱动继电器闭合，延时一段时间后，如果开门限位开关仍为闭合，t1定时器仍旧会使开门驱动继电器断开，保护电梯轿厢开门驱动电动机。电梯的关门控制位当有人按下关门按钮，或者电梯轿厢门打开一段时间后，电梯轿厢门就应该关闭。在电梯轿厢关门控制过程中，如果有人按下了开门按钮，或者关门已经完成，或者电梯轿厢门是安全的，电梯轿厢都应该开门响应。3.4 plc程序梯形图plc部分程序梯形图如下图所示： 993.5 指令表0 st x41 or x02 or r03 an/ xc4 ot r05 st x56 or x67 or x18 st xf9 or xe10

23、 ans 11 or r112 an/ xd13 ot r114 st x715 or x816 or x217 an xf18 or r219 an/ xe20 ot r221 st r222 st r023 an/ r1024 or r1025 an/ xd26 an/ xe27 ors28 st r029 an/ r1130 an/ r1031 or r1132 an/ xe33 an/ xd34 ors35 st r136 an/ r1137 st r1138 an/ r039 ors40 an/ xe41 ors41 st x1242 an/ x1143 pshs44 an/ xf4

24、5 an/ y246 pops47 an/ xf48 an/ y249 an/ xe50 ors51 ot y153 st x554 or x655 or x156 an xc57 or r358 an/ xd59 ot r360 st x761 or x862 or x263 st xc64 or xd65 ans66 or r467 an/ xe68 ot r469 st x970 or x371 or r572 an/ xf73 ot r574 st r375 st r576 an/ r677 or r778 an/ xd79 an/ xe80 ors81 st r582 an/ r68

25、3 an/ r784 or r785 an/ xe86 an/ xd87 ors88 st r489 an/ r790 st r791 an/ r592 ors93 an/ xd94 ors95 st x1296 an/ x1197 pshs98 an/ xc99 an/ y2100 pops101 an/ xc102 an/ xd103 an/ y2104 ors105 st y0106 st xc107 or xd108 or xe109 or xf110 or r9111 an/ xa112 ot r9113 st r9114 st x4115 an xc116 ors117 st x5

26、118 or x6119 an xd120 ors121 st x7122 or x8123 an xe124 ors125 st x9126 an xf127 ors128 st xa129 pshs130 an xc131 rds132 or xd133 rds134 or xe135 pops136 or xf137 ors138 st y2139 st x11140 an/ xb141 tmx a k 30144 st t1145 st xb146 pshs147 an xc148 rds149 or xd150 rds151 or xe152 pops153 or xf154 or

27、y3155 ot y3156 st x9157 or y4158 an/ xf159 ot y4160 st x7161 or x7162 an/ xe163 ot y5164 st x8165 or y6166 an/ xe167 ot y6168 st x5169 or y7170 an/ xd171 ot y7172 st x6173 or y8174 an/ xd175 ot y9176 st x4177 or ya178 an/ xc179 ot ya180 st x0181 or yb182 an/ xc183 ot yb184 st x1185 or yb186 an/ xd18

28、7 ot yb188 st x2189 or yc190 an/ xe191 ot yc192 st x3193 or yd194 an/ xf195 ot yd196 st y0197 pshs198 an x5199 rds200 or r6201 an/ xd202 ot r6203 rds204 st x7205 pops206 or r7207 an/ xe208 ot r7209 st y1210 pshs211 an x6212 rds213 or r10214 an/ xd215 ot r10216 rds217 an x8218 pops219 or r11220 an/ x

29、e221 ot r11222 ed 第四章 电梯plc的调试 4.1 模拟调试模拟调试可以在输入端接上手动按钮，而在plc的输出指示灯上看输出。这种调试比较抽象，输入信号完全靠手动来控制。如按下x4是三层内呼，如此时电梯不在三层，则对应输出指示灯亮，然后依次通过手动来控制接近开关按钮，到第三层时电动机停转，输出指示灯灭。其它层的运行模拟调试同理。安装调试过程是一个比较复杂且耗时间的过程，首先要确定器件型号。选择器件型号除了要考虑机械设备、电压、电流外，还要考虑经济实用及美观问题。内选、外召唤信号指示灯可统一使用24v，这样可以用一个电源供电。不仅可以简化布线的繁杂，而且可以减少器件的使用，节省

30、开支。接近开关可用kcb1型双稳态磁保开关，功率为100w，这种开关完全是靠磁性动作，不需电源。这样不仅接线方便，而且可以节省一个电源。变压器型号是bk50，主要用到24v和5v。5v用在层楼显示上。在正反转线路中，交流接触器型号是 b16型，此接触器线圈电压为220v，这是在购买接触器时特别注意的问题。因为plc输出外部电源不能超过250v ，所以选用接触器线圈电压为220v的型号。另外还有空气开关、热继电器、电动机等等，这里不必一一详述。所有的器件都备好后，接下来就是安装。主电路及plc都装在控制柜内，这就要考虑到互相干扰的问题，主要是接触器、空气开关和plc之间的干扰，所以要相隔一定的距

31、离，在安装接近开关时还要考虑到一个动作范围，要确保轿厢正好在每层中间停靠。按钮、指示灯或数码显示也按照同样原则接线。所有的元器件都按照一定的编号安装好后，确保无误后，就可以调试了。由于调试过程中，输入输出点比较多，且完成一个动作所涉及的开关、按钮、输出显示也比较多。所以这里不一一说明。4.2 单指令运行调试这是一种最简单的调试方法，检查所设计的程序在完成其最简单的控制功能时是否会发生错误。若各种调试无错误，则再用复杂的方法进行调试。单指令运行调试的具体内容如下：假定电梯的轿厢在一楼，数码管显示为“1”，此时按下三楼的内指令按钮x5，三楼内指令显示y35亮。电梯关门后，开始上行，当轿厢上升到三楼

32、后，数码管显示为“3”楼的内指令显示信号y35消除。4.3 复杂运行调试 首先必须弄清楚各种按钮的常开与常闭触点。布线时，一定要标号，以备维修查找方便。线头不能过长也不能过短。线头过长会碰到一起，引起短路。线头过短，过细，固定牢靠性又成问题。布线时还要考虑美观性。一根线的布置不会有太多问题，但是成百上千根线就有美观性可言。因此，接线槽、扎带、套管就成为必不可少的辅件。交流输入输出信号与直流输入输出信号分别使用各自的电缆。为了防止轿厢冲顶和蹲底，当电梯运行到顶层或底层时，可采取双重强迫停车。自动售货机 第五章 自动售货机简介5.1 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

33、，给出了完整的自动售货机操作规程，并介绍了自动售货机运行系统种所包括的人工操作步骤。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这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。在实际生活中，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对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反

34、应。举一个简单的例子来说明，例如：售货机中有8中商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为2.50元，02商品为3.50元，其余类推。现投入1个1元硬币，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，如果此时不再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除法运算

35、，这是它的内部功能。还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。自动售货机是集声、光、机、电于一体的智能科技产物，进入21世纪之后，自动售货机进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。使未来的自动售货机不仅仅具有售货功能，而是更加多元化，以及人性化；如：手机支付、远程联机管理、个性的lcd广告显示屏，更节能。自动售货机的普及在某种程度上反应一个国家的科技水平，是一个国家文明程度的象征。实践和直觉告诉我们，自动售货机在中国的横空出世，必将为国内的食品、香烟、饮料等诸多行业带来新的契机，中国的现代文明又将以自动售货机的应用和普及开启一个新的里程碑！5.2 自动售货机plc程序设计

36、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售货机的运行。1.试验状态假设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）如图所示的自动售货机只售4种商品。（2）该自动售货机可投入10元、5元、1元、5角、1角的人民币。（3）该自动售货机可退出10元、5元、1元、5角、1角的人民币。（4）当投入的人民币总额等于或超过某种商品的价格时，该商品的“选择”指示灯亮，若

37、超过两种以上时，相应商品的指示灯全亮。（5）当某种商品的“选择”指示灯亮时，按下该商品的“选择”按钮，则该商品出现在取货口，消费者可以自行取走，30s后动作自动停止。（6）当消费者投入的人民币总额超过所需商品的价格时，售货机将剩余的人民币自动退出。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）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经存储好的价格，还要给投入显示、消费显示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。（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

38、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，自动售货机的一个完整工作过程结束。5.3 程序设计任务的确定在清楚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

39、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，分别对上、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密切配合的。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来控制这个仿真的自动售货机，仿真的自动售货机接受plc的控制指令并完成相应的动作；另一方面，仿真界面中的仿真自动售货机的运行，都是由组态界

40、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。清楚了仿真实验的整体设计思路，下面就可以开始着手设计了。 第六章 图 表自动售货机的控制梯形图分为5部分，第一部分为系统初始化过程，通过运行初期闭合继电器r9013在第一次扫描时将相关数值传递给wr1wr5，赋值功能通过高级指令实现。第二部分为投币过程，当投入一角时，相当于让x0接通，之所以用微分指令，就是要只在接通时检测一次，不能永远加下去。投入一角要使投币总额增加相同数值，是采用16位加法指

41、令f20来实现的。投入5角、1元、5元、10元的原理是一样的。第三部分为价格比较过程，为了实现数据的实时比较，这里用了特殊内部继电器r9010,在程序执行过程中，r9010始终保持闭合。f60是16为数据比较指令，用他来比较投币的总额和商品的价格，r900a是大于标志，r900b是等于标志。当余额大于等于某种商品的价格时，程序使相应的商品的“选择”指示灯亮，表示可以购买该种商品。第四部分为选择商品过程，当投入的币值可以购买某种商品时，按下相应的“选择”按钮，该商品即可出现在取货口，30s后自行停止动作。同时，投币总额将扣除已消费的币值，接着余额继续与价格比较，判断能否继续购买，若还能继续购买，

42、操作同上。第五分布为退币过程，在退币过程中，最主要的是要完成退币的计算过程，根据结果输出相应的币值。考虑到在退币的过程中，有可能需要多次退相同数值的人民币，所以用了跳转指令jp和lbl。当退币过程结束时，储存投币总额继电器wr1的值已经变为零了，系统等待下一次交易。程序中人民币数值用分作单位，主要考虑plc在运算过程中，计算小数时速度比较慢，所以将所有参与计算的数值都处理成整数。6.1 功能图f60x9x5、x6、x7、x8f25f60自动售货机退币币自动售货机选择商品自动售货机价格比较自动售货机投币f20自动售货机初始化f0 x0、x1、x2、x3、x4 功能图6.2 i/o分配表1.自动售

43、货机的i/o地址分配表见下表.（1）wr1人民币的总额。 （4）wr43号商品的价格。（2）wr21号商品的价格。 （5）wr54号商品的价格。（3）wr32号商品的价格。2.i/o分配表i/o分配表输入输出投入1角人民币x01号商品“选择”指示灯y0投入5角人民币x12号商品“选择” 指示灯y1投入1元人民币x23号商品“选择” 指示灯y2投入5元人民币x34号商品“选择” 指示灯y3投入10元人民币x41号商品排出y41号商品“选择”按钮x52号商品排出y52号商品“选择”按钮x63号商品排出y63号商品“选择”按钮x74号商品排出y74号商品“选择”按钮x8退币10元y8退币按钮x9退币

44、5元y9退币1元ya退币5角yb退币1角yc6.3 梯形图自动售货机初始化梯形图自动售货机投币过程梯形图自动售货机价格比较过程梯形图自动售货机选择商品过程梯形图自动售货机退币过程梯形图 第七章 调试运行7.1 调试下载连接计算机与plc装置，接通plc装置电源。录入梯形图并编辑转换。把转换后的程序下载到plc中，若程序无逻辑性错误，则plc面板上指示灯会指示run状态。若出现错误，可用fpwin-gr主界面中的【上传】按钮从plc中挑出程序重新调试，然后重复以上过程。7.2 指令表190 st r90131 f 0(mv) k0 wr16 f 0(mv) k250 wr211 f 0(mv)

45、k200 wr316 f 0(mv) k180 wr421 f 0(mv) k280 wr526 st x027 df28 f 20(+) k50 wr133 st x1 34 df42 f 20(+) k100 wr140 st x241 df42 f 20(+) k100 wr147 st x348 df49 f 20(+) k500 wr154 st x455 df56 f 20(+) k1000 wr161 st r901062 pshs63 f 60(cmp) wr1 wr268 pops69 st r900a70 or r900b71 ans72 ot y073 st r90107

46、4 pshs75 f 60(cmp) wr1 wr280 pops81 st r900a82 or r900b83 ans84 ot y185 st r901086 pshs87 f 60(cmp) wr1 wr4 92 pops93 st r900a94 or r900b95 ans96 ot y297 st r901098 pshs99 f 0(mv) wr1 wr5104 pops105 st r900a106 or r900b107 ans108 ot y3109 st x5110 df111 an y0112 or y5113 an/ t1114 ot y4115 st x5116 df117 an y0118 f 25(-) wr2 wr1i12123 st x6 k1000 k1000124 df 178 pops wr1125 an yi 179 st r901a 235 pops126 or y5 180 or r901b 236 st r901a127 an/ t1 181 ans 237 or r901b128 ot y5 182 ot y8 238 ans129 st x6 183 st y8 239 ot yb130 df 184 df 240 st yb131 f 25(-) 185 f 25(-) 241 df