【正文】 動售貨機(jī)。1925年美國研制出了自動售煙機(jī)，隨后又涌現(xiàn)了自動郵票機(jī)，自動車票機(jī)等各種現(xiàn)代化自動售貨機(jī)。自動售貨機(jī)是一種常用的商業(yè)自動化設(shè)備，它是不受時間，地點(diǎn)的限制，可以節(jié)省人力，簡化交易。 continuous function chart。 embedded PC。 Beckhoff Automation。包含了商品選擇、找零計(jì)算、后臺管理，銷售統(tǒng)計(jì)等實(shí)用功能。利用德國倍福公司的嵌入式PC和I/0模塊及基于PC的自動化控制技術(shù)設(shè)計(jì)了自動售貨機(jī)的PLC控制系統(tǒng)。利用軟件技術(shù)可以將標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)PC轉(zhuǎn)換成全功能的PLC過程控制器。自動售貨機(jī)不受工作時間及地點(diǎn)限制的特點(diǎn),使其實(shí)現(xiàn)了一種提高營業(yè)額的同時又降低了成本的銷售模式。 本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）題目（中文）： 基于軟PLC的自動售貨機(jī)控制系統(tǒng) （英文）： SoftPLC Control System for Vending Machines 學(xué) 院 信息與機(jī)電工程學(xué)院 年級專業(yè) 08級電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 朱佳琪 學(xué) 號 080145057 指導(dǎo)教師 譚永紅 完 成 日 期 2012年 4月摘要自動售貨機(jī)在當(dāng)今被普遍地應(yīng)用在各大現(xiàn)代化都市的街道及便利店中，正逐漸地成為商業(yè)自動化的代表性設(shè)備。它能夠在無人操作的情況下根據(jù)程序自動地銷售商品。軟PLC是一種基于PC機(jī)開發(fā)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，它和傳統(tǒng)PLC一樣具有在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了自動售貨機(jī)的現(xiàn)狀及前景，以及軟PLC的基本原理及功能。程序以符合IEC611313標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)體文本（ST）及連續(xù)功能圖（CFC）作為編程語言。關(guān)鍵詞：自動售貨機(jī)；倍福自動化；軟PLC；嵌入式PC；結(jié)構(gòu)體文本；連續(xù)功能圖；PLC控制AbstractIn recent times, vending machines are widely used at roadsides and in conveniences stores in each modernize cities, and they are gradually being typical devices of Business Automation. Without human beings’ control , a vending machine can sale goods automatically according its program inside. Vending machines’ working can be not limited by time and place, so these features make it possible to develop a new sales model which can not only increase turnover but also reduce cost as well.The Soft PLC is a control system based on PC development structure, it has same characteristics like functionality, reliability, speed, faultfinding and others as a traditional PLC , the use of software technology can convert a standard industrial PC into a fully functional PLC process controller.This article describes the present situation and prospects of the vending machine, as well as the basic principle of the soft PLC and its function. Using Germany Beckhoff Embedded PC, I / 0 modules , and PCbased automation technology to design a PLC control system of a vending machine. The program meet the standard of IEC611313, and use the Structure Text (ST) and the Continuous Function Chart (CFC) as programming languages. The Program contains a selection of merchandise, change calculation, background, management, sales statistics and other useful fuctions.Keywords: Vending machines。 Soft PLC。 structure text。 PLC control38目 錄上海師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠信聲明 ………………………………… I上海師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題登記表…………………………………II上海師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)記錄表…………………………………Ⅳ中文摘要及關(guān)鍵詞 …………………………………………………………………Ⅴ英文摘要及關(guān)鍵詞 …………………………………………………………………VI1 自動售貨機(jī)簡介 1 自動售貨機(jī)的歷史 1 自動售貨機(jī)的在國內(nèi)的現(xiàn)狀及前景 1 自動售貨機(jī)的功能 22 軟PLC簡介 2 軟PLC與傳統(tǒng)硬PLC的比較 2 軟PLC的軟件的組成 5 軟PLC的優(yōu)勢 63 硬件選型 6 硬件系統(tǒng) 6 IPC選型 7 輸入模塊選型 9 輸出模塊選型 10 按鍵面板 114 軟PLC的軟件選擇 11 TwinCAT簡介 11 結(jié)構(gòu)化文本（ST） 125 PLC控制程序設(shè)計(jì) 13 PLC控制要求 13 主程序 14 商品子程序 17 零錢計(jì)算子程序 19 后臺管理子程序 22 交易成功畫面子程序 25 按鍵輸入及指示燈輸出 26 輸入輸出變量與I/O端子的連接 326 HMI設(shè)計(jì) 33 TwinCAT Visualization 33 HMI界面 337 仿真運(yùn)行 368 總結(jié)與體會 361 自動售貨機(jī)簡介 自動售貨機(jī)的歷史自動售貨機(jī)是能根據(jù)投入的錢幣自動給出客人所選貨物的機(jī)器。公元1世紀(jì),世界上第一臺自動售貨機(jī)由希臘人希羅制造，人們將硬幣投入機(jī)器就可以得到一瓶“圣水”?，F(xiàn)代自動售貨機(jī)的發(fā)展日新月異，其種類、結(jié)構(gòu)和功能主要依據(jù)出售的物品而異，例如食品、飲料、香煙、卡票、成人用品、日用百貨等等。隨著互聯(lián)網(wǎng)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一些微機(jī)控制的自動售貨機(jī)上，實(shí)體錢幣已經(jīng)可以被信用卡替代并且將銷售信息實(shí)時地反饋給主控計(jì)算機(jī)形成一個規(guī)?；臒o人銷售網(wǎng)絡(luò)，例如無人超市、地鐵無人售票系統(tǒng)、大型無人停車場及銀行的自動取款機(jī)等。日本罐裝飲料銷量的七成是以自動售貨機(jī)為零售渠道。 自動售貨機(jī)的在國內(nèi)的現(xiàn)狀及前景在國內(nèi)，自動售貨機(jī)在一些像北京、上海、廣州這樣的大城市中比較常見，通常被放置在商場、影院、火車站、飛機(jī)場、旅游景點(diǎn)等人流較密集的場所。目前，中國的自動售貨機(jī)擁有量約為2萬臺，相對于13億的人口，這個數(shù)字微不足道。在一些國家，自動售貨機(jī)的商品銷售額占全國零售業(yè)的六成以上，并以每年10%的速度遞增。有關(guān)專家指出，自動售貨機(jī)具有技術(shù)含量高、銷售方式新、市場潛力大、商品貨真價實(shí)等優(yōu)點(diǎn)，使得它的應(yīng)用模式更為靈活，發(fā)展的空間也更大。中國自動售貨業(yè)發(fā)展緩慢的原因較多。此外，自動售貨機(jī)出售的商品往往是單一的，價格也高于超市、便利店中的同類商品，大部分機(jī)器只收硬幣和小額紙幣，也影響到消費(fèi)者的選擇。此外，還添加了一些特有功能，如：商品復(fù)選、支持多種面值、購物清單模式、管理員后臺、銷售統(tǒng)計(jì)、庫存統(tǒng)計(jì)、價格設(shè)定等等，以滿足不同類型商品的市場需求。迎合了自動售貨機(jī)這一設(shè)備在廣大消費(fèi)者心目中科技含量高、創(chuàng)新性強(qiáng)的形象，促進(jìn)了客戶的購買欲望及消費(fèi)體驗(yàn)。圖1為傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)和基于PC的軟PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖示：圖 1上圖中左邊藍(lán)色部分所示為傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，頂層為一臺工業(yè)PC，主要用于處理一些操作系統(tǒng)、人機(jī)界面、數(shù)據(jù)存貯以及編程之類的任務(wù)，下部控制柜，包含了電源及控制板卡。這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有相互分散獨(dú)立的不止一個運(yùn)算單元。上圖右邊綠色部分為基于PC的軟PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它需要由四個標(biāo)準(zhǔn)組件組成，分別為：工業(yè)PC、提供給I/O連接的開放總線系統(tǒng)、支持HMI的標(biāo)準(zhǔn)Windows NT操作系統(tǒng)、軟PLC軟件（本設(shè)計(jì)所用的是德國倍福公司開發(fā)的TwinCAT軟件，符合IEC611313標(biāo)準(zhǔn)）。這樣配置的優(yōu)點(diǎn)顯而易見，簡化了硬件結(jié)構(gòu)的同時也極小了設(shè)備發(fā)生錯誤的可能性。傳統(tǒng)PLC的運(yùn)行周期分為三個階段即：讀輸入、程序運(yùn)算和寫輸出。圖 3圖3所示為軟PLC的運(yùn)行周期。那么，在使用同一個處理器的情況下，就需要對實(shí)時的PLC任務(wù)和非實(shí)時的操作系統(tǒng)任務(wù)進(jìn)行CPU資源上的分配。因此，對于每個PLC周期而言，它每次執(zhí)行的時間間隔是固定的，從而保證了實(shí)時性，同時剩余的CPU資源也滿足了操作系統(tǒng)及HMI的需要。軟PLC的開發(fā)系統(tǒng)其實(shí)就是兼具編譯和調(diào)試功能的PLC編程器，具有五大功能：? 符合IEC611313標(biāo)準(zhǔn)的PLC編程語言，支持IL，ST，LD，F(xiàn)BD和SFC等多種編程語言且可相互轉(zhuǎn)換? 豐富的控制模塊，支持多種PID算法（如常規(guī)PID控制算法、自適應(yīng)PID控制算法、模糊PID控制算法、智能PID控制算法等等），還包括目前流行的一些控制算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制? 開放的控制算法接口，支持用戶嵌入自己的控制算法模塊? 仿真運(yùn)行，實(shí)時在線監(jiān)控，在線修改程序和編譯? 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)是軟PLC的核心，完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理等工作。? 通信接口，通過此接口使運(yùn)行系統(tǒng)可以和開發(fā)系統(tǒng)或HMI（或MMI）軟件按照各種協(xié)議進(jìn)行通信，如下載PLC程序或進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。? 調(diào)試內(nèi)核，提供多個調(diào)試函數(shù)，如重寫、強(qiáng)制變量、設(shè)置斷點(diǎn)、設(shè)置變量和地址狀態(tài)。 軟PLC的優(yōu)勢軟PLC這種基于PC的開發(fā)理念導(dǎo)致了其在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)PLC的諸多不同，隨著市場的發(fā)展與技術(shù)的不斷成熟，相比之下前者顯示出了許多優(yōu)勢。軟PLC支持豐富的OPC、ActiveX組件以及VB、C++等高級語言開發(fā)的第三方軟件接口，具有較高的靈活性和可拓展性。PC生產(chǎn)商眾多，不存在傳統(tǒng)PLC領(lǐng)域中幾大廠家壟斷的情況，價格上更具競爭力，隨著PC技術(shù)的快速發(fā)展，軟PLC的性能也與日俱增。圖 4圖4為IPC及所有模塊的俯視圖，從左到右劃分為5個部分，分別是：a) CX1020N001:USB2，DVI