四種價(jià)格貨物的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)

- I - 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目： 四種價(jià)格貨物的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 系 部：機(jī) 電 系 班 級(jí)： 11 機(jī)電 31 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)電一體化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 2013 年 5 月 - 摘 要 本文簡(jiǎn)要介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能及工作方式，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 編程控制器） 的自動(dòng) 售貨機(jī)控制系統(tǒng)及用 其進(jìn)行仿真。 通過(guò)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的總體設(shè)計(jì)要求分析，給出了軟、硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。在 制的設(shè)計(jì)部分中，詳細(xì)介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng) I/O 分配情況和外部連接線路，給出了 序采用了模塊的編程思想，按照自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部工作過(guò)程編制梯形圖程序，很好的達(dá)到自動(dòng)售貨機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，可以在實(shí)際系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用。利用 態(tài)軟件能夠提供良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現(xiàn)方法的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出來(lái)交易畫(huà)面，并配合相應(yīng)的 序，以便實(shí)現(xiàn)購(gòu)買(mǎi)的功能。 文章 以一次交易為例，把交易過(guò)程分為四個(gè)部分：初始狀態(tài)、投幣狀態(tài)、購(gòu)買(mǎi)狀態(tài)和退幣狀態(tài)，各部分都設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的 序以及監(jiān)控畫(huà)面與 動(dòng)畫(huà)連接，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞： 可編程控制器；自動(dòng)售貨機(jī) ； 監(jiān)控畫(huà)面 - 目 錄 摘 要 ······································································································· 1 章 緒論 ··································································································· 1 動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展背景 ········································································· 1 介 ·············································································· 1 介 ···················································································· 1 控組態(tài)軟件 ··································································· 3 課題研究的主要內(nèi)容 ········································································· 4 結(jié) ··································································································· 4 第 2 章 課題任務(wù)分析 ······················································································· 5 計(jì)主要條件及技術(shù)參數(shù) ······································································· 5 計(jì)方案的原理及要求 ·········································································· 5 制原理 ···················································································· 5 制要求 ···················································································· 5 結(jié) ··································································································· 6 第 3 章 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ···························································· 7 ····················································································· 7 性能指標(biāo)及選型 ·········································································· 7 感器介紹和選擇 ················································································ 9 感器的定義及作用 ····································································· 9 感器的組成及分類(lèi) ····································································· 9 位機(jī)硬件組態(tài) ················································································· 10 位機(jī)組態(tài)項(xiàng)目 ················································································· 13 結(jié) ································································································· 15 結(jié) 論 ······································································································ 16 參考文獻(xiàn) ····································································································· 17 致 謝 ······································································································ 18 - 1 - 第 1章 緒論 動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展背景 自動(dòng)售貨機(jī)是能根據(jù)投入的錢(qián)幣自動(dòng)付貨的機(jī)器。自動(dòng)售貨機(jī)是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備，它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人力、方便交易。是一種全新的商業(yè)零售形式，又被稱(chēng)為 24 小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。 自動(dòng)售貨機(jī) 這 一種全新的商業(yè)零售形式， 是從 20 世紀(jì) 70 年 代自 日本 和歐美發(fā)展起來(lái) ，并 正在走向信息化 和 進(jìn)一步 的 合理化 。 例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過(guò)電話線路將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及時(shí)地傳送各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且，為防止地球暖化，自動(dòng)售貨機(jī)的開(kāi)發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)高峰時(shí)，這種機(jī)型的自動(dòng)售貨機(jī)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(dòng)售貨機(jī)相比，它能夠節(jié)約 10－ 15%的電力。進(jìn)入 21 世紀(jì)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。 從自動(dòng)售貨機(jī) 的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)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(xiāo)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(gòu)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(chǎng)地的局限性以及購(gòu)物的便利性等這些因素的制約，無(wú)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 。 介 可編程序控制器 （ 現(xiàn)在一般簡(jiǎn)稱(chēng)為 它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。以其顯著的優(yōu)點(diǎn)在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。 在可編程序控制器問(wèn)世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位 ， 傳統(tǒng)的繼電器控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于掌握、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣。但是控制裝置體積大、動(dòng)作速度較慢、耗電較多、功能少，特別是由于它靠硬件連線構(gòu)成系統(tǒng)，接線繁雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或控制對(duì)象改變時(shí)，原有的接線刻控 制盤(pán)（柜）就必須隨之改變- 2 - 或更換，通用性和靈活性較差。 應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，并在迅速擴(kuò)大，對(duì)于而今的 乎可以說(shuō)凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要 尤其近幾年來(lái) 械、石油、化工、輕功、電力等各行業(yè)。 可編程序控制器，是以微處理器為核心的通用自動(dòng)控制裝置。它具有控制功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便、易于擴(kuò)展、通用性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，不僅可以取代繼電器控制系統(tǒng)，還可以進(jìn)行復(fù)雜的過(guò)程控制和應(yīng)用于自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱產(chǎn)業(yè)之一。 一種專(zhuān) 門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(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(lái)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(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 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) 。 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性從 用 成控制系統(tǒng)，和同等 規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低 。 此外， 有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息 ， 在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品 ， 可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合 ， 除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域 ， 近年來(lái) 功能單元 大量涌現(xiàn)，使 透到了位置控制、溫度控制、 各種工業(yè)控制中 ， 加上 信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備 ， 它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能 ， 為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。 特點(diǎn)如下： 1、控 制程序可變 ： 具有很好的柔性 ， 在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變 硬設(shè)備，只需改變程序就可滿足要求。因此，除單機(jī)控制外， 柔- 3 - 性制造單元（ 柔性制造系統(tǒng)（ 以致工廠自動(dòng)化（ 也被大量采用 。 2、 具有高度可靠性 ： 適用于工業(yè)環(huán)境 ， 品的平均故障間隔時(shí)間（ 般可達(dá)到 5 年以上，因此是一種高度可靠的工業(yè)產(chǎn)品，大大提高了生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率 。 要求專(zhuān)用設(shè)備的機(jī)房，這為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的大量直接使用提供了方便 。 3、 功能完善 ： 現(xiàn)代 有數(shù)字和模擬量輸入 /輸 出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、 節(jié)、各種智能模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、通信、人－機(jī)對(duì)話，自診斷，記錄和圖形顯示、組態(tài)等功能。除了適用于離散型開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)外，現(xiàn)在也能應(yīng)用于連續(xù)的流程控制系統(tǒng)，從而使設(shè)備的控制水平大大提高。 4、易于掌握，便于維修 ： 由于 用編程器進(jìn)行編程和監(jiān)控，使用人員只需掌握工程上通用的梯形圖語(yǔ)言（或語(yǔ)句表、流程圖）就可進(jìn)行用戶程序的編制和測(cè)試 ， 因此，即使不太懂得計(jì)算機(jī)的操作人員，也能掌握和使用 也由于 完善的自診斷功能，輸入／輸出均有明顯的指示，在線監(jiān)控 軟件的功能很強(qiáng)，因此，很容易進(jìn)行維修，能很快查找出故障的原因 ， 身高可靠性也保證了故障的幾率是很低的。 5、體積小，省電 ： 與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比， 體積很小，一臺(tái)收錄機(jī)一樣大小的 有相當(dāng)于三個(gè) 繼電器控制柜的功能 ， 耗的功能只是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的三分之一至二分之一。 6、價(jià)格低廉：隨著集成電路芯片功能的提高，價(jià)格的降低，可編程控制器硬件的價(jià)格也一直不斷地在下降。雖然 軟件價(jià)格在系統(tǒng)中所占的比重在不斷提高，但由于縮短了整個(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，編程和投運(yùn)費(fèi)用以及縮短了整個(gè)投運(yùn)周期 ，因此，使用 且還呈不斷下降的趨勢(shì)。 是第一個(gè)使用最新的 32 位技術(shù)的過(guò)程監(jiān)視系統(tǒng)， 是西門(mén)子公司針對(duì) 等 過(guò)程控制系統(tǒng)及其它西門(mén)子控制系統(tǒng)中的人機(jī)界面組件 。 控組態(tài)軟件 門(mén)子視窗控制中新 1996 年進(jìn)入世界工控組態(tài)軟件市場(chǎng)，當(dāng)年就被美國(guó) 志評(píng)為最佳 件，以最短的時(shí)間發(fā)展成為第三個(gè)在世界范圍內(nèi)成功的 統(tǒng)；而在歐洲，它無(wú)可爭(zhēng)議地成為第一。 作為 集成自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分， 保與 5， 505 系列的 接的方便和通訊的高效； 程軟件的緊密結(jié)合縮短了項(xiàng)目的周期。此外， 有對(duì) 行系統(tǒng)診斷的選項(xiàng)，給硬件維護(hù)提供了方便。 - 4 - 在使用 行工作時(shí)，既可以打印過(guò)程值，也可以對(duì)過(guò)程值進(jìn)行電子歸檔。這使得過(guò)程的文檔編 制更加容易，并允許以后訪問(wèn)過(guò)去的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用了 005， 它的運(yùn)行數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)片段（ 當(dāng)中，工程師可以根據(jù)尺寸需求組態(tài)最大容量或根據(jù)時(shí)間周期啟動(dòng)新的數(shù)據(jù)庫(kù)歸檔片段。將歸檔數(shù)據(jù)連續(xù)的寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，單個(gè)數(shù)據(jù)片段的尺寸到達(dá)或者時(shí)間界限到達(dá)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟另一個(gè)數(shù)據(jù)片段進(jìn)行歸檔。當(dāng)數(shù)據(jù)片段的總體尺寸達(dá)到最大時(shí)，最早的數(shù)據(jù)片段就會(huì)被覆蓋，重新開(kāi)始新的歸檔。 有一下性能特點(diǎn)： 1、創(chuàng)新軟件技術(shù)的使用。 基于最新發(fā)展 的軟件技術(shù)。西門(mén)子公司與司的密切合作保證了用戶獲得不斷創(chuàng)新的技術(shù)； 2、使用 000 作為其組態(tài)數(shù)據(jù)和歸檔數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以使用 便地訪問(wèn)歸檔數(shù)據(jù)； 3、使用方便的腳本語(yǔ)言。 編寫(xiě) 本程序； 4、可選擇語(yǔ)言的組態(tài)軟件和在線語(yǔ)言切換。 課題研究的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容是“ 四種價(jià)格貨物的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) ”，針對(duì) 自動(dòng)售貨 機(jī)的 控制系統(tǒng)。采用西門(mén)子可編程控制器設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)并完成 對(duì)硬幣的識(shí)別、幣值的累加、自動(dòng)售貨、自動(dòng)找零 等控制任務(wù)，建立 自動(dòng)售貨 控制的系統(tǒng)模型。熟悉 自動(dòng)售貨的 控制面板布局，以達(dá)到更好的運(yùn)行性能，使其具有良好的應(yīng)用價(jià)值。 1、利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì) 自動(dòng)售貨 機(jī) 寫(xiě) 2、實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件 畫(huà)面上的指示燈來(lái)顯示來(lái)自 本章主要介紹了自動(dòng)售貨機(jī) 的發(fā)展背 景， 介紹了 并說(shuō)明了本設(shè)計(jì)研究的主要 內(nèi)容。 - 5 - 第 2章 課題任務(wù)分析 1、 硬件環(huán)境 00 以上＋ 512 內(nèi)存＋ 2010/100 2、 軟件環(huán)境 P＋ 上） 。 3、 開(kāi)發(fā)環(huán)境 + 原理及 要求 制原理 本設(shè)計(jì)中 自動(dòng)售貨機(jī)只售 4 種商品 ； 可識(shí)別 1 元 、 5 角、 1 角硬幣 ； 可退幣 1 元、5 角、 1 角硬幣 ， 其控制原理是 ： 首先由顧客按下商品選擇開(kāi)關(guān) ,然后顧客投入錢(qián)幣 ， 經(jīng)錢(qián)幣識(shí)別傳感器后將信號(hào)送給 由用戶編寫(xiě)的 序運(yùn)行可以顯示投入錢(qián)幣的數(shù)值 ， 并同時(shí)與商品的價(jià)格比較 則可以購(gòu)買(mǎi)該商品的指示燈亮 ； 過(guò)計(jì)算還可以顯示出消費(fèi)數(shù)值和余額數(shù)值 ， 商品驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)收到控制信號(hào)后即出貨電磁閥動(dòng)作 ， 送出商品若有余額 ,則退幣電動(dòng)機(jī)動(dòng)作 ， 可以退出余額數(shù)值的相應(yīng)幣值 ， 同時(shí)完成內(nèi)部清零過(guò)程 制要求 1、 自動(dòng)售貨機(jī)可以同時(shí)投入 1 角、 5 角 、 或 1 元硬幣 ， 自動(dòng)銷(xiāo)售 啤酒、 面巾紙 、 香煙 、果汁 ； 2、 投入的硬幣總值超過(guò)購(gòu)買(mǎi)金額元時(shí)，相應(yīng)物品指示燈都亮； 3、 當(dāng)啤酒指示燈亮?xí)r，按啤酒按鈕，則啤酒 從售貨口自動(dòng)售出， 啤酒從售貨口顯示 ，8S 后消失 ； 4、 當(dāng) 面巾紙 指示燈亮?xí)r，按 面巾紙 按鈕，則 面巾紙 從售貨口 自動(dòng) 售出， 面巾紙 從售貨口顯示， 8S 后消失 ； 5、 當(dāng) 香煙 指示燈亮?xí)r，按 香煙 按鈕，則 香煙 從售貨口自動(dòng)售出， 香煙 從售貨口顯示，8S 后消失 ； 6、 當(dāng)果汁指示燈亮?xí)r，按果汁按鈕，則果汁從售貨口自動(dòng)售出，果汁從售貨口顯示，8S 后消失 ； - 6 - 7、 當(dāng)按下相應(yīng)物品后，如果投入的硬幣總值超過(guò)所需錢(qián)數(shù)時(shí)，找 出余額顯示找出的錢(qián)數(shù) ； 8、 如 果售貨口發(fā)生故障，或顧客投入硬幣后又不想買(mǎi)了（未按汽水 按鈕或 香煙 按鈕等按鈕），可按退款 按鈕，則售貨機(jī) 如數(shù)退出顧客已投入得硬幣。 自動(dòng)售貨機(jī) 系統(tǒng)工作流程圖，如圖 2示。 初 始 狀 態(tài)投 幣 狀 態(tài)購(gòu) 買(mǎi) 狀 態(tài)退 幣 狀 態(tài)投入硬幣按 下選 擇按 鈕是 否有 剩余退 幣按 鈕圖 2動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)工作圖 在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)明確對(duì)要設(shè)計(jì)對(duì)象的具體控制 原理和 要求， 硬件 設(shè)計(jì) 需要的 環(huán)境及參數(shù) ， 然后繪制順序功能圖，之后再 按照順序功能圖編寫(xiě)程序。 - 7 - 第 3章 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ， 售貨機(jī) 控制系統(tǒng)共有 10個(gè) 4個(gè) 間變量，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的地址分配，創(chuàng)建 I/ 表 3統(tǒng) I/O 點(diǎn)表 輸入點(diǎn) 地址 輸出點(diǎn) 地址 啟動(dòng) I 酒出 元 I 巾紙 出 角 I 煙 出 角 I 汁出 酒 I 面巾紙 I 香煙 I 果汁 I 停止 I 退款 I 能指標(biāo)及 選型 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字 量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的啟停，電磁閥的開(kāi)閉，以及立體車(chē)庫(kù)的自動(dòng)控制等，采用可編程序控制器（ 解決自動(dòng)控制問(wèn)題已成為最有效的方法之一。 要性能指標(biāo)有 存儲(chǔ)容量 、 I/O 點(diǎn)數(shù) 、 掃描速度 、 指令的功能與數(shù)量 、 內(nèi)部元件的種類(lèi)與數(shù)量 、 特殊功能單元可擴(kuò)展能力 。 1、 存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量是指用戶程序存儲(chǔ)器的容量。用戶程序存儲(chǔ)器的容量大，可以編制出復(fù)雜的程序。一般來(lái)說(shuō)，小型 用戶存儲(chǔ)器容量為幾千字，而大型機(jī)的用戶存儲(chǔ)器容量為幾萬(wàn)字。 2、 I/O 點(diǎn)數(shù) 輸入 /輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)是 以接受的輸入信 號(hào)和輸出信號(hào)的總和，是衡量 I/O 點(diǎn)數(shù)越多，外部可接的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備就越多，控制規(guī)模就越大。 3、 掃描速度 掃描速度是指 行用戶程序的速度，是衡量 能的重要指標(biāo)。一般以掃描- 8 - 1K 字用戶程序所需的時(shí)間來(lái)衡量掃描速度，通常以 字為單位。 戶手冊(cè)一般給出執(zhí)行各條指令所用的時(shí)間，可以通過(guò)比較各種 行相同的操作所用的時(shí)間，來(lái)衡量掃描速度的快慢 。 4、 指令的功能與數(shù)量 指令功能的強(qiáng)弱、數(shù)量的多少也是衡量 能的重要指標(biāo)。編程指令的功能越強(qiáng)、數(shù)量越多， 處 理能力和控制能力也越強(qiáng)，用戶編程也越簡(jiǎn)單和方便，越容易完成復(fù)雜的控制任務(wù)。 5、 內(nèi)部元件的種類(lèi)與數(shù)量 在編制 序時(shí)，需要用到大量的內(nèi)部元件來(lái)存放變量、中間結(jié)果、保持?jǐn)?shù)據(jù)、定時(shí)計(jì)數(shù)、模塊設(shè)置和各種標(biāo)志位等信息。這些元件的種類(lèi)與數(shù)量越多，表示 存儲(chǔ)和處理各種信息的能力越強(qiáng)。 6、 特殊功能單元 特殊功能單元種類(lèi)的多少與功能的強(qiáng)弱是衡量 品的一個(gè)重要指標(biāo)。近年來(lái)各商非常重視特殊功能單元的開(kāi)發(fā)，特殊功能單元種類(lèi)日益增多，功能越來(lái)越強(qiáng)，使 控制功能日益擴(kuò)大 。 7、 可擴(kuò)展能力 可擴(kuò)展能力包括 I/O 點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展、存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴(kuò)展、各種功能模塊的擴(kuò)展等。在選擇 ，經(jīng)常需要考慮 可擴(kuò)展能力。 對(duì)控制系統(tǒng)硬件的選擇主要是 選擇，包括 型的選擇、 量的選擇和模塊的選擇三個(gè)方面。 (1) 型的選擇 面對(duì)眾多廠家提出的多種系列、功能各異的 品，其結(jié)構(gòu)、性能、價(jià)格各不相同。因此，在選擇機(jī)型的時(shí)候，應(yīng)本著在滿足控制功能原則的前提下，保證系統(tǒng)可靠、維護(hù)方便和最佳的性價(jià)比。 (2) 量的選擇 通常講的 量是指輸入輸出點(diǎn) O 八的 點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)器的容量。對(duì)于 I/O 點(diǎn)的選擇原則是應(yīng)保有適當(dāng)?shù)脑Ａ浚且驗(yàn)? 數(shù)與價(jià)格成正比，若留有太多的空余點(diǎn)，會(huì)使成本大大增加，因此在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，一般是根據(jù)輸入、輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，并考慮以后的擴(kuò)充，選用的備用量 10%~15%；用戶的存儲(chǔ)量在滿足基本的控制要求外，一般留有 10%~25%的考慮裕量。 (3) 模塊的選擇 I/O 控口模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn) 工業(yè)過(guò)程的控制。在控制過(guò)程中， I/O 控口模塊檢測(cè)控- 9 - 制現(xiàn)場(chǎng)的各種參數(shù)，以此作為 現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制的依據(jù)，同時(shí)，它將 處理結(jié)果傳送到被控設(shè)備 ，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn) 設(shè)備的控制。 對(duì)于小的系統(tǒng)，如 80 點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴(kuò)展 ;當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品，對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊的數(shù)量都有限制，當(dāng)擴(kuò)展不能滿足要求時(shí)，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ;同時(shí)，有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編制時(shí)要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí)，各廠家也有一些規(guī)定，因此注意相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。 擴(kuò)展模塊種類(lèi)很多，如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。 這種模塊化設(shè)計(jì)為用戶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了方便。 本設(shè)計(jì)應(yīng)用的 件選型如下： 1、電源 A 定貨號(hào)： 6071 塊 2、 15) 定貨號(hào)： 615 1 塊 3、數(shù)字量輸入 模塊 定貨號(hào)： 6211 塊 4、數(shù)字量輸出 模塊 定貨號(hào)： 6221 塊 紹和 選擇 感器的定義及作用 傳感器可有如下定義： (1)它能完成檢測(cè)任務(wù)，是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成檢測(cè)裝置； (2)輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等； (3)能按一定規(guī)律將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，輸出量是某種物理量，便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量； (4)傳感器的輸出與輸入之間存在確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 按使用場(chǎng)合不同又稱(chēng)為：發(fā)送器、傳送器、變送器、檢測(cè)器、探頭。 傳感器功用：一感二傳 ,即感受被測(cè)信息 ,并傳送出去。 感器的組成及分類(lèi) 大部分傳感器可由三部分組成： 敏感元件：是直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件； 轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量； 基本轉(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。 傳感器的分類(lèi)： - 10 - (1)按傳感器的工作原理： 結(jié)構(gòu)型：取決于幾何尺寸和形狀； 物性型：取決于材料性質(zhì)； 化學(xué)型：利用電化學(xué)反應(yīng)原理； 生物型：利用生物活性物質(zhì)選擇性。 (2)按被測(cè)量的變量分類(lèi)： 溫度、 流量、壓力、濕度、濃度、力學(xué)量、磁學(xué) 量、光學(xué)量、氣體成分等等。 (3)其他分類(lèi)： 根據(jù)傳感器輸出信號(hào)：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)； 根據(jù)傳感器使用電源與否：有源傳感器和無(wú)源傳感器； 傳感器的能量來(lái)源：能量控制型和能量轉(zhuǎn)換型傳感器； 按可變電參量：電阻型、電感型或電容型； 按傳感器技術(shù)發(fā)展：聾啞傳感器 (智能傳感器 (網(wǎng)絡(luò)化傳感器 ( 本設(shè)計(jì)所用的傳感器是 渦流傳感器 ， 具有高分辨率和高采樣率；可自行調(diào)整零位、增益和線性；可選擇延長(zhǎng)電纜、溫度補(bǔ)償?shù)裙δ?；可測(cè)鐵磁 和非鐵磁所有金屬材料；具有多傳感器同步功能；不受潮濕、灰塵的影響，對(duì)環(huán)境要求低等特點(diǎn)。 1、新建項(xiàng)目雙擊 軟件的圖標(biāo) ，進(jìn)入 編程軟件，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出 新建項(xiàng)目窗口，如圖 3示。 - 11 - 圖 3建向?qū)? 2、點(diǎn)擊“下一個(gè)”進(jìn)入下一窗口，如圖 3示，用戶可以選擇將要使用的 點(diǎn)接口）地址。根據(jù)功能要求選擇 號(hào)為 15P， 址為 2，如圖 3示。 圖 3建向?qū)?2 - 12 - 3、在下一個(gè)窗口 可以選擇需要生成的邏輯塊（在邏輯塊中編寫(xiě)程序），選擇主程序組織 塊 環(huán)掃描），并選擇編程語(yǔ)言“ 形程序圖）”。 如圖 3示。 圖 3建向?qū)?3 4、進(jìn)入下一窗口，如圖 3示，輸入項(xiàng)目的名稱(chēng)“自動(dòng)售貨機(jī) ”，單擊“完成”按鈕，結(jié)束向?qū)А?如圖 3示。 圖 3建向?qū)?4 - 13 - 1、添加邏輯連接 要組態(tài) 用與 窗自動(dòng)化中心）之間通過(guò) 議的通訊，首先在 目管理器中用 鼠標(biāo)右鍵單擊變量管理圖標(biāo)，選擇添加新驅(qū)動(dòng)管理程序，加入一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)，在彈出的“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”對(duì)話框列表中選擇“ 7 單擊打開(kāi)，這時(shí)可以看到所選的協(xié)議集已添加在變量管理圖標(biāo)下面，如圖3示。 圖 3加驅(qū)動(dòng)程序 用鼠標(biāo)右鍵單擊“ 道單元，在快捷菜單中選擇“新驅(qū)動(dòng)程序的連接”菜單項(xiàng)。在打開(kāi)的“連接屬性”對(duì)話框中給新建驅(qū)動(dòng)起名 單擊屬性為該連接分配地址，這里“站地址”和“插槽號(hào)”都設(shè)為 2，然后確定。這時(shí)可以看見(jiàn)一個(gè)握手 圖標(biāo)出現(xiàn)在 議下，表明 接已成功建立，如圖 3示。 - 14 - 圖 3立 接 3、創(chuàng)建變量 下面我們將創(chuàng)建信息變量，首先右鍵單擊“ 手圖標(biāo)選擇“新建變量”，添加一個(gè)新變量，并為新變量命名及設(shè)置數(shù)據(jù)類(lèi)型。與機(jī)械手控制系統(tǒng)相關(guān)的變量如表3示。 表 3量表 變量名 類(lèi)型 參數(shù) 進(jìn)制變量 0.0 進(jìn)制變量 0.1 進(jìn)制變量 0.2 進(jìn)制變量 0.3 進(jìn)制變量 0.4 進(jìn)制變量 0.5 進(jìn)制變量 0.6 進(jìn)制變量 0.7 進(jìn)制變量 1.0 進(jìn)制變量 1.1 進(jìn)制變量 進(jìn)制變量 進(jìn)制變量 15 - 續(xù)表 3量表 變量名 類(lèi)型 參數(shù) 進(jìn)制變量 進(jìn)制變量 進(jìn)制變量 進(jìn)制變量 進(jìn)制變量 進(jìn)制變量 點(diǎn)數(shù) 32 位 54 點(diǎn)數(shù) 32 位 54 點(diǎn)數(shù) 32 位 54 符號(hào) 16 位數(shù) 符號(hào) 16 位數(shù) 符號(hào) 16 位數(shù) 系統(tǒng)共 有 10 個(gè)輸入點(diǎn)和 4 個(gè)輸出 點(diǎn)。為了保證在緊急情況下（包括 生故障時(shí)），能可靠地切斷 負(fù)載電源，設(shè)置了交流接觸器 始運(yùn)行時(shí)按下“電源”按鈕，使 圈得電并自鎖， 主觸點(diǎn)接通，給輸出設(shè)備提供電源；出現(xiàn)緊急情況時(shí)，按下“急?！卑粹o， 點(diǎn)斷開(kāi)電源，系統(tǒng)立即停止運(yùn)行。只有確定好 I/O 點(diǎn)才能為接下來(lái)的編程奠定良好的基礎(chǔ)，讓思路更清晰，減少了編程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，便于編程之后的調(diào)試。 - 16 - 結(jié) 論 本課題是基于 四種價(jià)格貨物自動(dòng) 售貨機(jī)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)包括了下位 機(jī)編程，以及上位機(jī) 組態(tài)監(jiān)控。 文中詳細(xì)論述了控制方案和要求，根據(jù)控制要求實(shí)現(xiàn)了 I/O 點(diǎn)確定，繪制了順序功能圖并編輯了梯形圖程序，通過(guò)畫(huà)面的組態(tài)、變量的連接、腳本的編制等實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)的設(shè)計(jì)，在下位機(jī)和上位機(jī)結(jié)合仿真調(diào)試的環(huán)境下，完成了系統(tǒng)的控制要求。 本課題只是實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)售貨機(jī)的仿真過(guò)程，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，往往沒(méi)有這么簡(jiǎn)單，所以這就需要我們?cè)谝院蟮牡缆飞侠碚摻Y(jié)合實(shí)際，深化設(shè)計(jì)思想，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的便利性和節(jié)能性。 - 17 - 參考文獻(xiàn) [1] 陳瑞陽(yáng) ,席巍等 實(shí)踐 [M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2009. [2] 田淑珍 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2005. [3] 廖常初 程及應(yīng)用 [M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2002. [4] 廖常初 00用技術(shù) [M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2005. [5] 西門(mén)子 (中國(guó) )有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)編 6[M]北京航空航天大學(xué)出版社 ,2004. [6] 覃嫻 動(dòng)售貨機(jī)的實(shí)踐教學(xué)法探討 [J]2011,8(52):166[7] 王錦 序設(shè)計(jì) [J]2011,8(3):190[8] 張生果 J]2003,3(1):37[9] 苗紅蕾 同 [J]):21. [10] 賈德勝等 用子程序 [M]人民郵電出版社 ,[11] G. 形編輯器手冊(cè) [S][12] G. 編程手冊(cè) [S]1- 18 - 致 謝 本次論文已經(jīng)接近尾聲了，大學(xué)四年也要走向終點(diǎn)了，起初的那一點(diǎn)點(diǎn)不忿隨著時(shí)間的推移也已經(jīng)煙消云散，所以，首先我要感謝我的 蘇州經(jīng)貿(mào) 學(xué)院，在過(guò)去的四年里它不知不覺(jué)的改變了我很多，使我走出了青澀，步入了成熟與穩(wěn)重。同時(shí)也讓我明白：自律成人、自強(qiáng)成才、自信成功道理，值得我一生受用。 設(shè)計(jì)是在 指導(dǎo) 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師為論文課題的研究提出了許多指導(dǎo)性的意見(jiàn)，為論文的撰寫(xiě)、修改提供了許多具體的指導(dǎo)和幫助。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、不斷探索的科研作風(fēng) ，敏銳深邃的學(xué)術(shù)洞察力，孜孜不倦的敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象，使我受益良多。在本文結(jié)束之際，特向我敬愛(ài)的導(dǎo)師致以最崇高的敬禮和深深的感謝！ 鑒于本人所學(xué)知識(shí)有限，經(jīng)驗(yàn)不足，又是初次研究這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中難免存在一些錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)和指正 。