设计PLC控制自动售货机的设计文档.doc

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1、毕业论文(设计)其实,任何一门学科都离不开死记硬背,关键是记忆有技巧,“死记”之后会“活用”。不记住那些基础知识,怎么会向高层次进军?尤其是语文学科涉猎的范围很广,要真正提高学生的写作水平,单靠分析文章的写作技巧是远远不够的,必须从基础知识抓起,每天挤一点时间让学生“死记”名篇佳句、名言警句,以及丰富的词语、新颖的材料等。这样,就会在有限的时间、空间里给学生的脑海里注入无限的内容。日积月累,积少成多,从而收到水滴石穿,绳锯木断的功效。 教师范读的是阅读教学中不可缺少的部分，我常采用范读，让幼儿学习、模仿。如领读，我读一句，让幼儿读一句，边读边记；第二通读，我大声读，我大声读，幼儿小声读，边学边

2、仿；第三赏读，我借用录好配朗读磁带，一边放录音，一边幼儿反复倾听，在反复倾听中体验、品味。 题 目 PLC控制自动售货机的设计 毕业论文（设计）原创性声明要练说，得练听。听是说的前提，听得准确，才有条件正确模仿，才能不断地掌握高一级水平的语言。我在教学中，注意听说结合，训练幼儿听的能力，课堂上，我特别重视教师的语言，我对幼儿说话，注意声音清楚，高低起伏，抑扬有致，富有吸引力，这样能引起幼儿的注意。当我发现有的幼儿不专心听别人发言时，就随时表扬那些静听的幼儿，或是让他重复别人说过的内容，抓住教育时机，要求他们专心听，用心记。平时我还通过各种趣味活动，培养幼儿边听边记，边听边想，边听边说的能力，如

3、听词对词，听词句说意思，听句子辩正误，听故事讲述故事，听谜语猜谜底，听智力故事，动脑筋，出主意，听儿歌上句，接儿歌下句等，这样幼儿学得生动活泼，轻松愉快，既训练了听的能力，强化了记忆，又发展了思维，为说打下了基础。 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保

4、留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字

5、（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复

6、印件）次序装订德州学院毕业论文（设计）开题报告书xxxx年xx月xx日院（系）机电工程系专 业自动化姓 名学 号论文（设计）题目PLC控制自动售货机的设计一、选题目的和意义自动售货机是一种全新的商业零售形式。随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对自动售货机的安全性、可靠性的要求越来越高。PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以安全可靠性、运行稳定、编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点。在自动售货机控制系统过程中得到了广泛的应用。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

7、们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。自动售货机解放了人力，方便了生活，创造了效益，方便广大的市民。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！所以设计自动售货机是非常必要的。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势自动售货机是集声、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，同时，PLC的过程控制应用已被广泛应用于连续过程控制领域，而且基于连续过程控制技术的发展趋势正在进一步得到增长。使

8、未来的自动售货机不仅仅具有售货功能，而是更加多元化，人性化，更节能。在中国,自动售货机2019年开始进人中国市场如今，在机场、地铁、商场、公园等客流较大的场所，已不难发现自动售货机的身影。,自动售货机将成为一个潜在的巨大产业,继百货商店、超市之后掀起第三次零售业革命,其前景非常广阔。透过这种智能售货系统,存货、销售、物流信息可以准确、及时地反馈给客户和管理人员。自动售货机除了更方便售卖货品之外,还被视为一种传播广泛的广告媒介。近几年，自动售货机逐渐被越来越多的消费者所接受。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

9、动售货机的应用和普及开启一个新的里程碑！三、课题设计方案 主要说明：研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。 本次设计的题目是自动售货机，主要是应用西门子S7-200型PLC的梯形图来设计控制程序，并简单介绍相关的知识，如：PLC的定义、PLC的编程语言、PLC的硬件组成等。根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图，再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线图，结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。本次设计的重要部分是第三章的设计部分，即自动售货机梯形图的设计。首先就得根据设计内容和控制要求准确画出它的顺序功能图，再根据所画出的顺序功能图准确设计出它的梯形图，这样

10、才能真正理解本次智能抢答器的控制原理。自动售货机设计的主要内容（1）此自动售货机可以投入五角、一元的硬币；（2）如果顾客投入硬币在限定的时间内（2分钟）不按任何按键，自动售货机将退还所投硬币；（3）当投入硬币的总值等于或才超过物品价值时，对应的物品指示灯亮绿灯；（4）当物品对应的指示灯亮绿灯时，按下按下相应的按键，相应的物品排出，同时指示灯绿灯闪烁；（5）如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时，自动售货机会自动将余款退还顾客；（6）当顾客成功购买完一件物品后20秒无操作，自动售货机会自动将余款退还顾客；（7）如果顾客投入硬币后又不想买物品，按下退款按键，自动售货机会自动将余款退还顾客；（8）

11、找零时顾客可选择退一元的还是五角的；（9）当物品不足时，对应的物品指示灯亮红灯，顾客按下相应的按键无反应（不出物品，不减余额），并向总部发送所缺物品。四、计划进度安排 主要说明：起止时间及分阶段的进度要求。 1.毕业设计（论文）准备阶段： 2019.10.8-2019.10.24：确定毕业论文课题 2019.10.24-2019.10.31：撰写课题说明书 2. 毕业设计（论文）的研究及设计（论文）撰写阶段 2019.11.3-2019.12.20 确定设计（论文）题目及撰写开题报告 2019.12.21-2019.3.30 毕业学生查询相关资料，完成初稿 2019.4.1-2019.4.15

12、 提交中期检查表 2019.4.16-2019.4.30 综合老师和自己意见最终定稿 2019.5.4-2019.5.10将设计（论文）交于评阅教师进行评阅，进行毕业答辩 3.毕业设计（论文）答辩阶段： 2019.5.15-2019.5.28 毕业设计（论文）答辩五、主要参考文献1 程周, 可编程序控制器原理与应用M , 北京：高等教育出版社， 2019年2 王永华, 现代电气控制及PLC 应用技术.M ,北京：北京航空航天大学出版社，2000年3 周美兰, 周封 忘岳宇, PLC电气控制与组态设计M, 北京：科学出版社，2019年4 吴建强, 姜三勇, 可编程控制器原理及应用M, 哈尔滨工业

13、大学出版社，2000年5 吴中俊, 黄永红, 可编程序控制器原理及应用M, 北京：机械工业出版社，2019年6 张万忠, 刘明芹, 电器与PLC控制技术M, 北京：化学工业出版社，2019年7 王兆义, 可编程序控制器教程M, 北京：机械工业出版社，2019年8 廖常初, S7-200 PLC 基础教程M, 北京：机械工业出版社，2019年9 裴进灵., 新型自动售货机的研制 J ，科技情报开发与经济 ， 2019年指导教师意见及建议： 签名： 年 月 日教学单位领导小组审批意见： 组长签名： 年 月 日德州学院毕业论文（设计）中期检查表院(系)：机电工程系 专业： 自动化 年 月 日毕业论文

14、（设计）题目：PLC控制自动售货机的设计学生姓名邢生歧学 号201901702074指导教师冉玉梅职 称计划完成时间：2019年5月1日 毕业论文（设计）的进度计划：2019.01-2019.02：整理和查询资料并完成开题报告，写出论文提纲；2019.02-2019.03：整理资料，结合所学知识，依据修改的提纲撰写论文初稿；2019.03-2019.04：在初稿基础上修改论文，撰写论文第二稿；2019.04-2019.05：继续修改论文，最后定稿，交指导老师；2019.05：整理论文资料并装订成册，组织小组答辩完成情况：本人经过前一段时间的不断学习及查阅相关学习资料，论文的开题报告及解决问题的

15、基本思路已经形成，煤气泄漏检测及报警系统的相关资料也已经准备完毕，分析确定了系统的设计框架，涉及到以前学过的单片机等相关知识，我的论文草稿目前已经接近尾声，敬请老师对我的论文初稿进行指导！指导教师评议（指出优点和不足，如有其它建议，可另附页） 签 名： xxxx年x月x日备 注：目 录1绪论61.1自动售货机的理论背景与实际意义61.2 自动售货机设计的主要内容71.3 自动售货机设计的基本思路72 PLC的概述82.1 PLC的定义82.2 PLC的简介82.3 PLC的工作原理82.4 PLC的循环扫描工作42.5 PLC的硬件组成52.6 PLC的编程语言62.7 PLC的特点63 自动

16、售货机的设计83.1西门子S7-200 PLC特点83.2 自动售货机设计软元件83.3自动售货机的基本功能93.4自动售货机I/O点的分配103.5 顺序功能图（SFC）113.6梯形图（LAD）133.7 自动售货机的相关说明203.8 自动售货机的外部接线图203.9 自动售货机仿真21参考文献22致 谢25PLC控制自动售货机的设计邢生歧（德州学院机电系，山东德州 253023）摘 要：本论文设计的是基于西门子S7-200 系列PLC构成的自动售货机监控系统，本文，对自动售货机的方案进行了论证，介绍了PLC的基本组成、特点以及工作原理，对基于西门子S7-200 系列PLC构成的自动售货

17、机系统整体设计过程进行较为细致的论述。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。关键词：PLC；顺序功能图；梯形图；I/O点的分配1绪论1.1自动售货机的理论背景与实际意义自动售货机是一种全新的商业零售形式，20世纪70年代自日本和欧美发展起来。它又被称为24小时营业的微型超市。在日本，70的罐装饮料是通过自动售货机售出的；全球著名饮料商可口可乐公司在全世界

18、就布有50万台饮料自动售货机。在中国,自动售货机2019年开始进人中国市场如今，在机场、地铁、商场、公园等客流较大的场所，已不难发现自动售货机的身影。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它的售货领域非常广泛，是发达国家商品零售的一种主要方式。近几年，自动售货机逐渐被越来越多的消费者所接受。但由于售货机分布零散、

19、范围广阔的特点，自动售货机在为消费者带来方便的同时，也为经营者在监控、管理、维护等方面带来很大的不便。目前售货机运行的各种情况都需要由人工判断，包括缺货、缺零钱、币箱已满、售货机机械故障等，经营者普遍采用人工定时巡回视察的管理办法，既费时费力，又无法及时准确获取自动售货机状态报告，给经营者增加了管理成本和难度，也有可能给消费者的正常消费造成不便。 本系统的设计和实现可以使自动售货机的经营者可以根据网络统计的销售状况进行商品销售状况分析，预测商品的销售走势，确定合理的采购和配送策略，以期获得最高的投资回报率。同时售货机的一些故障信息和警报信息可以实时的传送到相应运营人员，从而可以在第一时间内发现

20、并解决问题。1.2 自动售货机设计的主要内容（1）此自动售货机可以投入五角、一元的硬币；（2）如果顾客投入硬币在限定的时间内（2分钟）不按任何按键，自动售货机将退还所投硬币；（3）当投入硬币的总值等于或才超过物品价值时，对应的物品指示灯亮绿灯；（4）当物品对应的指示灯亮绿灯时，按下按下相应的按键，相应的物品排出，同时指示灯绿灯闪烁；（5）如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时，自动售货机会自动将余款退还顾客；（6）当顾客成功购买完一件物品后20秒无操作，自动售货机会自动将余款退还顾客；（7）如果顾客投入硬币后又不想买物品，按下退款按键，自动售货机会自动将余款退还顾客；（8）找零时顾客可选择退

21、一元的还是五角的；（9）当物品不足时，对应的物品指示灯亮红灯，顾客按下相应的按键无反应（不出物品，不减余额），并向总部发送所缺物品。1.3 自动售货机设计的基本思路本次设计的题目是自动售货机，主要是应用西门子S7-200型PLC的梯形图来设计控制程序，并简单介绍相关的知识，如：PLC的定义、PLC的编程语言、PLC的硬件组成等。根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图，再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线图，结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。本次设计的重要部分是第三章的设计部分，即自动售货机梯形图的设计。首先就得根据设计内容和控制要求准确画出它的顺序功能图，再根据所画

22、出的顺序功能图准确设计出它的梯形图，这样才能真正理解本次智能抢答器的控制原理。2 PLC的概述2.1 PLC的定义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。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能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。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。2.2 PLC的简介PLC是以CPU为核心，综合了计算机技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，是现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人和CAD/C

23、AM）之一。目前，世界上生产PLC的主要厂家有65个，其中最有名气的厂家在日本、美国和德国。日本的几个厂家为三菱、富士。日立、东芝、横河、立石、光洋、夏普等公司。美国的几个厂家为德州食品公司、通用电器公司、歌德公司、数字设备公司等。还有德国的西门子，荷兰的飞利浦，香港的鹰达等公司也是很有名气的。日本三菱电机公司（MITSUBISHI）于1971年开始研制PLC，目前主要有F1,F2,FX,K,A等十几个系列几十种产品，在我国（主要是华东和华南地区）的工业控制领域具有一定的市场占有率。2.3 PLC的工作原理PLC的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过

24、运行应用程序完成用户任务。PLC通电后，首先对硬件和软件作一些初始化操作，初始化反复不停地分阶段处理各种不同的任务（见图1）。但是PLC也有它自己的特点，PLC在确定了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是用循环扫描方式完成的。读取输入执行用户程序处理通信要求自诊断检查改写输出RUN状体读取输入处理通信要求自诊断检查改写输出STOP状体处理任务图1各阶段2.4 PLC的循环扫描工作对每个程序，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，直至遇到结束符后又

25、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2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的实际输出。图2 PLC的扫描全过程2.5 PLC的硬件组成PLC的硬件

26、主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成。其中，CPU是PLC的核心；输入单元/输出单元是CPU与现场输入/输出设备之间的接口电路；通信接口用于连接编程器、上位计算机等外部设备，其硬件构成图如图3。图3 PLC硬件结构图2.6 PLC的编程语言PLC为用户提供了完善的编程语言来满足编制用户程序要求。它提供的编程语言通常有以下5种：梯形图（LAD）、语句表（STL）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）和结构文本（ST）。2.7 PLC的特点（1）抗干扰能力强，可靠性好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

27、、抗震等都有周到的考虑。（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程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。（4）功能完善在PLC内部具有许多控制功能，诸如时序、计算机、主控继电器以及移位寄存器、中间寄存器等。（5）设计、施工、调试、的周期短PLC采用模块化积木式结构，故仅需按性能、容量等选用组装，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。（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

28、控制）、电仪（过程控制）和电结（运动控制）这三电集于一体。3 自动售货机的设计3.1西门子S7-200 PLC特点3.11机械结构特点（1）体积小 （2）重量轻 （3）DIN导轨安装和安装孔3.12电气结构特点（1）免维护性 （2）内配24V/180mA或280mA直流 （3）灵活中断输入 （4）便于扩展 （5）没配有高速计数器 （6）模拟电位器外部设定 （7）CPU214还有脉冲输出、实时时钟等功能；CPU215/CPU216在此基础上还有PID指令、通讯能力强等特点3.2 自动售货机设计软元件3.2.1 定时器 定时器是PLC中重要的编程元件，是累计时间增量的内部器件。定时器的工作过程与继

29、电器控制系统的时间继电器基本相同，但它没有瞬动触点，失电时，常闭触点闭合，常开触点打开；定时器得电时，常闭触点打开，常开触点闭合。定时器的当前值、设定值均为10位有符号整数（INT），允许的最大值为32767。定时器指令表见表1。 表1 定时器指令语句描述TON Txxx，PT接通延时定时器TOF Txxx，PT断开延时定时器TONR Txxx，PT保持型接通延时定时器BITIM OUT起动间隔定时器CITIM IN,OUT计算间隔定时器3.2.2 数学运算指令在梯形图中，整数、双整数与浮点数的加、减、乘、除指令（见表2）分别执行下列运算：IN1+IN2=OUT，IN1IN2=OUT，IN1*

30、IN2=OUT，IN1/IN2=OUT。表2 加减乘除指令梯形图语句表描述梯形图语句表描述ADD_I+I INT1,OUT整数加法DIV_DI/D INT1,OUT双整数除法SUB_I-I INT1,OUT整数减法ADD_R+R INT1,OUT实数加法MUL_I*I INT1,OUT整数乘法SUB_R-R INT1,OUT实数减法DIV_I/I INT1,OUT整数除法MUL_R*R INT1,OUT实数乘法ADD_DI+D INT1,OUT双整数加法DIV_R/R INT1,OUT实数除法SUB_DI-D INT1,OUT双整数减法MULMUL INT1,OUT整数乘法产生双整数MUL_D

31、I*D INT1,OUT双整数乘法DIVDIV INT1,OUT带余数的整数除法在语句表中，整数、双整数与浮点数的加、减、乘、除指令分别执行下列运算：IN1+ OUT =OUT，OUTIN1=OUT，IN1* OUT =OUT，OUT /IN2=OUT。3.3自动售货机的基本功能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程（如图4），并介绍了自动售货机运行系统中所包括的人工操作步骤。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，并作出相应的反应

32、。例如：售货机中有2种商品，A商品价格为0.5元，B商品为1元。现投入1个1元硬币，当投入的货币超过A商品的价格时，A商品的选择按钮处应有变化，提示可以购买，B商品也提示。当按下选择A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A商品的价格同时启动相应的电机，提取A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，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3.4

33、自动售货机I/O点的分配输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。本次智能抢答器I/O点的分配如表3所示。表3 自动售货机I/O点的分配表序号定义点符号功能1I0.0SB1找零按钮2I0.1SB2食品五角按钮3I0.2SB3食品一元按钮4I0.3SB4饮料一元按钮5I0.4SB5饮料二元按钮6I0.5SB6日用二元按钮7I0.6SB7日用三元按钮8I2.0SB8投五角硬币9I2.1SB9投一元

34、硬币10I2.5SB10找零五角11I2.6SB11找零一元12I3.1SB12食品五角行程开关13I3.2SB13食品一元行程开关14I3.3SB14饮料一元行程开关15I3.4SB15饮料二元行程开关16I3.5SB16日用二元行程开关17I3.6SB17日用三元行程开关18Q3.1食品五角红灯(物品售完)19Q3.2食品一元红灯(物品售完)20Q3.3饮料一元红灯(物品售完)21Q3.4饮料二元红灯(物品售完)22Q3.5日用二元红灯(物品售完)23Q3.6日用三元红灯(物品售完)24Q0.0找零25Q0.1出食品五角26Q0.2出食品一元27Q0.3出饮料一元28Q0.4出饮料二元29

35、Q0.5出日用二元30Q0.6出日用三元31Q2.1食品五角绿灯（可以购买）32Q2.2食品一元绿灯（可以购买）33Q2.3饮料一元绿灯（可以购买）34Q2.4饮料二元绿灯（可以购买）35Q2.5日用二元绿灯（可以购买）36Q2.6日用三元绿灯（可以购买）3.5 顺序功能图（SFC）3.5.1 什么是顺序功能图（SFC）顺序功能图是一种位于其他编程语言之上的图形语言，使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程。顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法，在顺序功能图中允许和别的语言编程的程序嵌套。顺序功能图由步、转换和动作三种主要元件组成，如图5所示。可以用顺序功能图来描述系统的功能，根据

36、它可以很容易地设计出梯形图程序。步1步2步3动作1动作2转换2转换1图5 顺序功能图3.5.2 所选择的顺序功能图（SFC）由于顺序功能图（SFC）有五种基本结构：顺序结构、选择性分支结构、并发性分支结构、循环结构、复合结构。本次自动售货机的SFC图，根据控制要求选用选择性分支结构和并发性分之结构。因为选择性分支结构是一个控制流可以转入多个可能的控制流中的某一个且不允许多路分支同时执行。具体进入哪个分支，取决于控制流前面的转移条件哪一个为真。而并发性分之结构是一个工作步执行完后，需要同时开启若干条分之，并采用双水平线相连且要有一个公共转移条件，这两种顺序功能图结构符合本次自动售货机的控制要求，

37、所以选择这两种结构。本次自动售货机的SFC图如下图6所示： 图6 自动售货机顺序功能图3.6梯形图（LAD）3.6.1 什么是梯形图（LAD）梯形图是用的最多的PLC图形编程语言。梯形图语言是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电器控制线路图相似，如图7所示。继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，具有形象、直观、实用的特点。因此，这种编程语言为广大电气技术人员所熟知，是应用最广泛的PLC的编程语言，是PLC的第一编程语言。图7 传统继电器控制线路图和PLC梯形图 a传统继电器控制线路图 b PLC梯形图 在梯形图中，有两根

38、竖直的直线，被称为母线，现在很多PLC只保留了左边的母线，而把右边的母线略去不写。在梯形图中引入了“能流”的概念。左边的母线就如电源的“正极”，而右边的母线就如电源的“负极”。如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励。如果没有能流，则线圈未被激励，“能流”在任何时刻都不会通过接点自右向左流。3.6.2 自动售货机设计的梯形图（LAD）本此设计自动售货机主要销售食品、饮料、日用三大类，而食品有五角和一元，饮料有一元和二元，日用有二元和三元。本次自动售货机的梯形图如下所示：3.7 自动售货机的相关说明上面梯形图中ADD_DI双整数加法当投入五角时加5投入1元是加10，SUB_DI是双整数减法当

39、成功购买物品时就减去物品对应的数；T37T56表示通电延时定时器,按下物品按钮时T37T42延时8秒，无操作时T43启动计时20秒，T44与T43配合组成投币2分钟无操作找零，T46T56两两配合形成闪烁电路。图8 自动售货机模拟操作面板本设计统一采用按钮开关模拟物品选择，按钮内有绿灯和红灯分别表示可购买物品和物品销售完；指示灯模拟物品输出及找零如图8所示。3.8 自动售货机的外部接线图本次知道售货机的外部接线图如图9所示，SB2SB7为物品选择按钮，当投入货币物品绿灯亮（Q2.1Q2.6），按下SB2SB7其中一个，对用的KM线圈得电电机转动出相应的物品（Q0.1Q0.6），当有物品销售完其

40、行程开关断开，物品红灯亮并同时向总部发送物品销售完的信息；当收买物品总值低于投入总值时，可按找零按钮SB1选择找一元还是五角（SB10、SB11）后KM1得电电机转动找零(Q0.0)。图9 售货机的外部接线图3.9 自动售货机仿真程序编写好后无法验证程序的正误，编程能力很难提高，而仿真时解决这一问题的理想方法。本次自动售货机的仿真，首先配置CPU的型号，为了自动售货机的仿真方便好看，我们选用CPU224，扩展模块我们选用2个8点输入8点输出的EM223 (8 I / 8 Q)，如图10所示。图10自动售货机选用CPU和扩展模块接下来将梯形图程序编译导出，在仿真软件中把导出的ASCLL文件导入仿

41、真软件，开启仿真软件就可以仿真。参考文献1 程周, 可编程序控制器原理与应用M , 北京：高等教育出版社， 2019年2 王永华, 现代电气控制及PLC 应用技术.M , 北京：北京航空航天大学出版社，2000年3 周美兰, 周封 忘岳宇, PLC电气控制与组态设计M, 北京：科学出版社，2019年4 吴建强, 姜三勇, 可编程控制器原理及应用M, 哈尔滨工业大学出版社，2000年5 吴中俊, 黄永红, 可编程序控制器原理及应用M, 北京：机械工业出版社，2019年6 张万忠, 刘明芹, 电器与PLC控制技术M, 北京：化学工业出版社，2019年7 王兆义, 可编程序控制器教程M, 北京：机械

42、工业出版社，2019年8 廖常初, S7-200 PLC 基础教程M, 北京：机械工业出版社，2019年9 裴进灵., 新型自动售货机的研制 J ，科技情报开发与经济 ，2019年PLC control the design of the vending machineXing Shengqi(Mechanical and Electronic Engineering Department of Dezhou University, Dezhou Shandong, 253023)Abstract: This paper is designed based on the Siemens S7-

43、200 series PLC constitute a vending machine monitoring system, the vending machine program carried out feasibility studies, PLC basic composition, characteristics and working principle, based on Siemens S7the -200 series PLC vending machine system of the overall design process, a more detailed exposition. Introduces the basic principles and workflow of the vending machine, and then to a transaction, for example, the transaction process is divided into a few block, then block programming. Specify the role o