【正文】 常廣闊。 實(shí)踐和直覺(jué)告訴我們，自動(dòng)售貨機(jī)在中國(guó)的橫空出世，必將為國(guó)內(nèi)的食品、香煙、飲料等諸多行業(yè)帶來(lái)新的契機(jī)，中國(guó)的現(xiàn)代文明又將以自動(dòng)售貨機(jī)的應(yīng)用和普及開啟一個(gè)新的里程碑！ 三、課題設(shè)計(jì)方案 [主要說(shuō)明：研究（設(shè)計(jì)）的基本內(nèi)容、觀點(diǎn)及擬采取的研究途徑和方法。首先就得根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求準(zhǔn)確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖準(zhǔn)確設(shè)計(jì)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(dòng)售貨機(jī)的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過(guò)程為例，把交易過(guò)程 分為幾個(gè)程序塊，然后分別對(duì)程序塊進(jìn)行編程。 關(guān)鍵詞： PLC；順序功能圖；梯形圖； I/O點(diǎn)的分配 1 緒論 自動(dòng)售貨機(jī)的理論背景與實(shí)際意義 自動(dòng)售貨機(jī)是一種全新的商業(yè)零售形式， 20 世紀(jì) 70 年代自日本和歐美發(fā)展起來(lái)。 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。目前售貨機(jī)運(yùn)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(jī)機(jī)械故障等，經(jīng)營(yíng)者普遍采用人工定時(shí)巡回視察的管理辦法，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確獲取自動(dòng)售貨機(jī)狀態(tài)報(bào)告，給經(jīng)營(yíng)者增加了管理成本和難度，也有可能給消費(fèi)者的正常消費(fèi)造成不便。 自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的基本思路 本次設(shè)計(jì)的題目是自動(dòng)售貨機(jī)，主要是應(yīng)用西門子 S7200 型 PLC 的梯形圖來(lái)設(shè)計(jì)控制程序，并簡(jiǎn)單介紹相關(guān)的知識(shí)，如： PLC 的定義、 PLC 的 編程語(yǔ)言 、 PLC的硬件組成等。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 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(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)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(gè)，其 中最有名氣的廠家在日本、美國(guó)和德國(guó)。還有德國(guó)的西門子，荷蘭的飛利浦，香港的鷹達(dá)等公司也是很有名氣的。但是 PLC 也有它自己的特點(diǎn)， PLC 在確定了工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工 作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的 。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)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(chǎng)輸入 /輸出設(shè)備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計(jì)算機(jī)等外部設(shè)備，其硬件構(gòu)成圖如 圖 3。 （ 2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng) 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(hù)操作方便 PLC 體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。定時(shí)器的工作過(guò)程與繼電器控制系統(tǒng)的時(shí)間繼電器基本相同，但它沒(méi)有瞬動(dòng)觸點(diǎn)， 失電時(shí)，常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)打開 ； 定時(shí)器得電時(shí)，常閉觸點(diǎn)打開，常開觸點(diǎn)閉合 。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 表 2 加減乘除指令 梯形圖 語(yǔ)句表 描述 梯形圖 語(yǔ)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(shí)數(shù)加法 MUL_I *I INT1,OUT 整數(shù)乘法 SUB_R R INT1,OUT 實(shí)數(shù)減法 DIV_I /I INT1,OUT 整數(shù)除法 MUL_R *R INT1,OUT 實(shí)數(shù)乘法 ADD_DI +D INT1,OUT 雙整數(shù)加法 DIV_R /R INT1,OUT 實(shí)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(yǔ)句表中， 整數(shù)、雙整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)的加、減、乘、除指令分別執(zhí)行下列運(yùn)算： IN1+ OUT =OUT， OUT— IN1=OUT， IN1* OUT =OUT， OUT /IN2=OUT。例如：售貨機(jī)中有 2 種商品，A 商品價(jià)格為 元， B 商品為 1 元。由此看來(lái)，售貨機(jī)一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以及在退幣時(shí)的除法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。 表 3 自動(dòng) 售貨機(jī) I/O 點(diǎn)的分配 表 序號(hào) 定義點(diǎn) 符號(hào) 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(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 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(guān) 13 SB13 食品一元行程開關(guān) 14 SB14 飲料一元行程開關(guān) 15 SB15 飲料二元行程開關(guān) 16 SB16 日用二元行程開關(guān) 17 SB17 日用三元行程開關(guān) 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(gòu)買） 32 食品一元綠燈（可以購(gòu)買） 33 飲料一元綠燈（可以購(gòu)買） 34 飲料二元綠燈（可以購(gòu)買） 35 日用二元綠燈（可以購(gòu)買） 36 日用三元綠燈（可以購(gòu)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(yǔ)言之上的圖形語(yǔ)言，使用它可以對(duì)具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)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(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇性分支結(jié)構(gòu)、并發(fā)性分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、復(fù)合結(jié)構(gòu)。而并發(fā)性分之 結(jié)構(gòu)是一個(gè)工作步執(zhí)行完后，需要同時(shí)開啟若干條分之，并采用雙水平線相連且要有一個(gè)公共轉(zhuǎn)移條件，這兩種順序功能圖結(jié)構(gòu)符合本次自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求，所以選擇這兩種結(jié)構(gòu)。 梯形圖語(yǔ)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(dá)符號(hào)的基礎(chǔ)上演變而來(lái)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(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 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(méi)有能流，則線圈未被激勵(lì)，“能流”在任何時(shí)刻都不會(huì)通過(guò)接點(diǎn)自右向左流。 自動(dòng)售貨機(jī)的外部接線圖 本次知道售貨機(jī)的外部接線圖如圖 9 所示， SB2— SB7 為物品選擇按鈕，當(dāng)投入德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 貨幣物品綠燈亮（ — ），按下 SB2— SB7 其中一個(gè)，對(duì)用的 KM 線圈得電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)出相應(yīng)的物品（ — ），當(dāng)有物品銷售完其行程開關(guān)斷開，物品紅燈亮并同時(shí)向總部發(fā)送物品銷售完的信息；當(dāng)收買物品總值低于投入總值時(shí)，可按找零按鈕 SB1 選擇找一元還是五角（ SB SB11）后 KM1 得電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)找零 ()。 參 考文 獻(xiàn) [1] 程周 , 可編程序控制器原理與應(yīng)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(yīng)用技術(shù) .[M] , 北京：北京航空航天大學(xué) 出版社， 2021 年 [3] 周美蘭 , 周封 忘岳宇 , PLC 電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì) [M], 北京：科學(xué)出版社， 2021 年 [4] 吳建強(qiáng) , 姜三勇 , 可編程控制器原理及應(yīng)用 [M], 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 年 [5] 吳中俊 , 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