【正文】 常廣闊。 實踐和直覺告訴我們，自動售貨機在中國的橫空出世，必將為國內的食品、香煙、飲料等諸多行業(yè)帶來新的契機，中國的現(xiàn)代文明又將以自動售貨機的應用和普及開啟一個新的里程碑！ 三、課題設計方案 [主要說明：研究（設計）的基本內容、觀點及擬采取的研究途徑和方法。首先就得根據(jù)設計內容和控制要求準確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖準確設計出它的梯形圖，這樣才能真正理解本次智能搶答器的控制原理。 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。 關鍵詞： PLC；順序功能圖；梯形圖； I/O點的分配 1 緒論 自動售貨機的理論背景與實際意義 自動售貨機是一種全新的商業(yè)零售形式， 20 世紀 70 年代自日本和歐美發(fā)展起來。 從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構造向技術密集型社會轉變的產(chǎn)物。目前售貨機運行的各種情況都需要由人工判斷，包括缺貨、缺零錢、幣箱已滿、售貨機機械故障等，經(jīng)營者普遍采用人工定時巡回視察的管理辦法，既費時費力，又無法及時準確獲取自動售貨機狀態(tài)報告，給經(jīng)營者增加了管理成本和難度，也有可能給消費者的正常消費造成不便。 自動售貨機設計的基本思路 本次設計的題目是自動售貨機，主要是應用西門子 S7200 型 PLC 的梯形圖來設計控制程序，并簡單介紹相關的知識，如： PLC 的定義、 PLC 的 編程語言 、 PLC的硬件組成等。 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 2 PLC 的概述 PLC 的定義 PLC 是一種專門 為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。目前，世界上生產(chǎn) PLC 的主 要廠家有 65 個，其 中最有名氣的廠家在日本、美國和德國。還有德國的西門子，荷蘭的飛利浦，香港的鷹達等公司也是很有名氣的。但是 PLC 也有它自己的特點， PLC 在確定了工作任務，裝入了專用程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描工 作方式，系統(tǒng)工作任務管理及應用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的 。完成后關閉輸入端口，轉入程序執(zhí)行階段。其中， CPU 是 PLC 的核心；輸入單元 /輸出單元是 CPU 與現(xiàn)場輸入 /輸出設備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計算機等外部設備，其硬件構成圖如 圖 3。 （ 2）控制系統(tǒng)結構簡單，通用性強 PLC 及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。 （ 6）體積小，維護操作方便 PLC 體積小，質量輕，便于安裝。定時器的工作過程與繼電器控制系統(tǒng)的時間繼電器基本相同，但它沒有瞬動觸點， 失電時，常閉觸點閉合，常開觸點打開 ； 定時器得電時，常閉觸點打開，常開觸點閉合 。 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 表 2 加減乘除指令 梯形圖 語句表 描述 梯形圖 語句表 描述 ADD_I +I INT1,OUT 整數(shù)加法 DIV_DI /D INT1,OUT 雙整數(shù)除法 SUB_I I INT1,OUT 整數(shù)減法 ADD_R +R INT1,OUT 實數(shù)加法 MUL_I *I INT1,OUT 整數(shù)乘法 SUB_R R INT1,OUT 實數(shù)減法 DIV_I /I INT1,OUT 整數(shù)除法 MUL_R *R INT1,OUT 實數(shù)乘法 ADD_DI +D INT1,OUT 雙整數(shù)加法 DIV_R /R INT1,OUT 實數(shù)除法 SUB_DI D INT1,OUT 雙整數(shù)減法 MUL MUL INT1,OUT 整數(shù)乘法產(chǎn)生雙整數(shù) MUL_DI *D INT1,OUT 雙整數(shù)乘法 DIV DIV INT1,OUT 帶余數(shù)的整數(shù)除法 在語句表中， 整數(shù)、雙整數(shù)與浮點數(shù)的加、減、乘、除指令分別執(zhí)行下列運算： IN1+ OUT =OUT， OUT— IN1=OUT， IN1* OUT =OUT， OUT /IN2=OUT。例如：售貨機中有 2 種商品，A 商品價格為 元， B 商品為 1 元。由此看來，售貨機一次交易要涉及加法運算、減法運算以及在退幣時的除法運算，這是它的內部功能。 表 3 自動 售貨機 I/O 點的分配 表 序號 定義點 符號 功能 1 SB1 找零按鈕 2 SB2 食品五角按鈕 3 SB3 食品一元按鈕 4 SB4 飲料一元按鈕 5 SB5 飲料二元按鈕 6 SB6 日用二元按 鈕 7 SB7 日用三元按鈕 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 8 SB8 投五角硬幣 9 SB9 投一元硬幣 10 SB10 找零五角 11 SB11 找零一元 12 SB12 食品五角行程開關 13 SB13 食品一元行程開關 14 SB14 飲料一元行程開關 15 SB15 飲料二元行程開關 16 SB16 日用二元行程開關 17 SB17 日用三元行程開關 18 食品五角紅燈 (物品售完 ) 19 食品一元紅燈 (物品售完 ) 20 飲料一元紅燈 (物品售完 ) 21 飲料二元紅燈 (物品售完 ) 22 日用二元紅燈 (物品售完 ) 23 日用三元紅燈 (物品售完 ) 24 找零 25 出食品五角 26 出食品一元 27 出飲料一元 28 出飲料二元 29 出日用二元 30 出日用三元 31 食品五角綠燈（可以購買） 32 食品一元綠燈（可以購買） 33 飲料一元綠燈（可以購買） 34 飲料二元綠燈（可以購買） 35 日用二元綠燈（可以購買） 36 日用三元綠燈（可以購買） 順序功能圖（ SFC） 什么是順序功能圖（ SFC） 順序功能圖是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，使用它可以對具有并發(fā)、選擇等復雜結構的系統(tǒng)進行編程。 圖 5 順序功能圖 所選擇的順序功能圖（ SFC） 由于順序功能圖（ SFC）有五種基本結構：順序結構、選擇性分支結構、并發(fā)性分支結構、循環(huán)結構、復合結構。而并發(fā)性分之 結構是一個工作步執(zhí)行完后，需要同時開啟若干條分之，并采用雙水平線相連且要有一個公共轉移條件，這兩種順序功能圖結構符合本次自動售貨機的控制要求，所以選擇這兩種結構。 梯形圖語言是在傳 統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達符號的基礎上演變而來的。 圖 7 傳統(tǒng)繼電器控制線路圖和 PLC 梯形圖 a 傳統(tǒng)繼電器控制線路圖 b PLC 梯形圖 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 在梯形圖中，有兩根豎直的直線，被稱為母線，現(xiàn)在很多 PLC 只保留了左邊的母線，而把右邊的母線略去不寫。如果沒有能流，則線圈未被激勵，“能流”在任何時刻都不會通過接點自右向左流。 自動售貨機的外部接線圖 本次知道售貨機的外部接線圖如圖 9 所示， SB2— SB7 為物品選擇按鈕，當投入德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 貨幣物品綠燈亮（ — ），按下 SB2— SB7 其中一個，對用的 KM 線圈得電電機轉動出相應的物品（ — ），當有物品銷售完其行程開關斷開，物品紅燈亮并同時向總部發(fā)送物品銷售完的信息；當收買物品總值低于投入總值時，可按找零按鈕 SB1 選擇找一元還是五角（ SB SB11）后 KM1 得電電機轉動找零 ()。 參 考文 獻 [1] 程周 , 可編程序控制器原理與應用 [M] , 北京：高等教育出版社， 2021 年 [2] 王永華 , 現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應用技術 .[M] , 北京：北京航空航天大學 出版社， 2021 年 [3] 周美蘭 , 周封 忘岳宇 , PLC 電氣控制與組態(tài)設計 [M], 北京：科學出版社， 2021 年 [4] 吳建強 , 姜三勇 , 可編程控制器原理及應用 [M], 哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2021 年 [5] 吳中俊 , 黃永紅 , 可編程序控制器原理及應用 [M], 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 年 [6] 張萬忠 , 劉明芹 , 電器與 PLC 控制技術 [M], 北京：化學工業(yè)出版社 ， 2021 年 [7] 王兆義 , 可編程序控制器教程 [M], 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 年 [8] 廖常初 , S7200 PLC 基礎教程 [M], 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 年 [9] 裴進靈 ., 新型自動售貨機的研制 [ J ]，科技情報開發(fā)與經(jīng)濟 ， 2021 年 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） PLC control the design of the vending machine Xing Shengqi