目录
1前言 (1)
1.1自动售货机简介 (1)
1.1.1 自动售货机概述 (1)
1.1.2 自动售货机功能分析 (3)
1.1.3 自动售货机的前景分析 (4)
1.2 PLC在自动售货机中的应用 (5)
2自动售货机总体方案设计 (6)
2.1 自动售货机系统需求 (6)
2.2 系统硬件结构框图 (7)
2.3 总体方案设计 (8)
3自动售货机硬件机构设计 (9)
3.1 自动售货机的结构组成 (9)
3.2 硬件选择 (10)
3.2.1 电机的选择 (10)
3.2.2 货币处理装置 (10)
3.2.3 送出机构 (11)
3.2.4 按钮装置 (11)
3.2.5 显示装置 (11)
4 自动售货机控制系统设计 (13)
4.1 基于PLC的自动售货机控制系统 (13)
4.1.1自动售货机硬件系统的组成部分及工作流程 (13)
4.1.2自动售货过程的控制子系统简述 (13)
4.1.3 基于PLC的自动售货机控制 (14)
4.2 PLC控制系统设计编程要求及基本原则 (15)
4.3 自动售货机PLC控制方案设计 (17)
4.4 PLC选型 (17)
4.4.1 PLC概述 (17)
4.4.2 I/O点估算 (21)
4.4.3 PLC选型 (22)
4.5程序设计 (23)
4.5.1 I/O地址设计 (23)
4.5.2 流程设计 (24)
4.5.3 PLC与现场器件的连接 (26)
4.5.4 投币程序设计 (27)
4.5.5 比较、选择、购买程序设计 (29)
4.5.6 退币程序设计 (31)
4.5.7 主程序设计 (33)
4.5.8 梯形图程序调试 (34)
5 总结 (36)
[参考文献] (37)
附录 (38)
致谢.......................................................................................... 错误！未定义书签。
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1前言
1.1自动售货机简介
1.1.1 自动售货机概述
自动售货机是可完成无人售货、光机电一体化的商业自动化设备。自动售货机不受任何场地限制，方便快捷，可以每天24小时售货，因此深受上班族的欢迎。很多城市的公共场所都放置有自动售货机，出售的商品五花八门，从饮料、零食、香烟、糖果，到牙刷、方便面、自动照相机等。近年来，我国的自动售货机行业突飞猛进，在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区纷纷涌现出自动售货机的踪迹。这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐，同时也是现代化城市配套设施的需求。常见的自动售货机如图1.1所示。
图1.1 自动售货机
自动售货机最早出现在二十世纪五、六十年代的西欧，当时在美国的地铁系统中，人们可以用1美分在自动售货机上买到一块口香糖。上个世纪60年代以来，随着电子计算机的应用和发展，以信息革命为中心的第四次产业革命引发了零售业巨大的变革，表现之一就是发达国家商品流通领域内自动售货机的出现与迅速发展。随着人们生活方式向快节奏、高效率变化，时间的价值显著提高，消费者在购物时更加注重便
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照目前来看，我国自动售货机数量偏少且品种单一，主要以瓶饮料售货机为主，技术质量还未完全过关，生产和运营成本较高，收益也不高。导致此现状的主要原因是中国有关的自动售货机企业未能有效解决成本、质量、运营等诸多问题。但随着中国经济的快速发展和社会的巨大进步，自动售货机的实际需求已越来越大，中国经济的快速发展使得消费者日趋富裕，中国的零售市场以7%的年递增率快速增长，成长速度快于其它任何新兴市场，但和我国周边国家相较，他们还是领先于我们的。
日本：各种自动售货机保有量超过600万台，平均23人一台，世界普及率第一，1990年通过自动售货机实现的销售额已达到5兆日元（约3000亿人民币）。
韩国：自动售货机的使用历史要远远短于其它发达国家，仅有25年，但据2001 年的统计，总保有量已超过80万台。在2001 年韩国生产的自动售货机中OCS占32.7% ，排第一位，咖啡自动售货机占18.1% ，排第三位，仅次于18.6%的充电自动售货机，瓶罐饮料自动售货机和复合型自动售货机（同机销售瓶罐饮料和热咖啡）都仅占8.6% ，并列第四位。
这些数据正好说明，我国的自动售货机需要进步，传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心，这样不仅会在输人输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性也比较差。可编程序控制器(PLC)是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置，它具有可靠性高、编程简单、维护方便
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1.1.2 自动售货机功能分析
在进行上、下位机程序编写之前，首先要做的工作是确定自动售货机本身所具备的功能及在进行某种操作后所具有的状态。
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。举一个简单的例子来说明，例如：售货机中有8种商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为2.50元，02商品为3.50元，其余类推。现投入1个1元硬币，当投入的货币超过01商品的价格时，01商品的选择按钮处应有变化，提示可以购买，其他商品同此。当按下选择01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01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。此时售货机继续等待外部命令，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。自动售货机的工作流程图如图1.2所示。
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图1.2 自动售货机工作流程图
1.1.3 自动售货机的前景分析
自动售货机是现代社会中的一种商务工具，2004年以后，中国的自动售货机产业实现了快速增长，奥运会和世博会为自动售货机市场带来了巨大商机，2008年后进入了发展期，自动售货即将在中国零售业掀起继百货商店、超市之后的第三次零售业革命。
现在，中国自动售货机市场已经进入了发展期。另外，各个大型城市的改造使得很多小店小铺消失，同时随着金融支付手段的增多，IC卡、手机移动支付等技术使自动售货机提供便利服务成为可能，这些自动售卖平台的创新模式无疑为国内的自动售货业迅速成长创造了条件。
《2009年中国自动售货机产品专项调研及未来五年投资分析预测报告》是结合自动售货机产品历年供需关系变化规律，对自动售货机产品内的企业群体进行了深入的调查与研究，采用定量及定性的科学研究方法撰写而成的。对我国自动售货机产品的市场环境、生产经营、产品市场、品牌竞争、产品进出口、行业投资环境以及可持续发展等问题进行了详实系统地分析和预测，并在此基础上，对行业发展趋势做出了定性与定量相结合的分析预测，为企业制定发展战略、进行投资决策和企业经营管理提供了权威、充分、可靠的决策依据。报告数据主要采用国家统计数据、海关总署问卷调查数据、商务部采集数据等数据库，其中宏观经济数据主要来自国家统计局，部
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1.2 PLC在自动售货机中的应用
传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心，这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性也比较差。PLC（可编程序控制器）是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置，它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点，已在工业控制领域得到广泛地应用。由于自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施，要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。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 / CAM ) 之一。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，通过运行应用程序完成用户任务，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。目前，可编程控制器在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各行各业。
自动售货机的新奇、文明、高档、灵活方便等深受广大市民青睐，其最基本的功能是对投入的货币进行运算，并根据所投入的货币数值判断是否能够购买某种商品，并做出相应的反映。因此，售货机应能够辨识机内包含的商品、能够对所投入的币值进行累计、并提供所要购买的商品。当按下选择商品的按钮时，自动售货机根据投入的币值，启动电机，提取商品到出货口，顾客取出商品，完成此次交易。它还具有识币系统、货物和货币的传送系统来实现完整的售货功能。这些都是通过PLC控制系统来实现的。
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2自动售货机总体方案设计
2.1 自动售货机系统需求
根据任务书要求，绘出自动售货机结构示意图如图2.1所示。
图2.1 自动售货机结构示意图
其中，1——西瓜汁（1元）；2——橙汁（1元）；3——葡萄汁（1元）；4——绿茶（2元）；5——红茶（2元）；6——奶茶（2元）；7——咖啡（3元）；8——可乐（3元）；9——牛奶（3元）。用数字键代替商品按键，就能在某种商品缺货的时候能及时地补上其他的商品种类，并且不会使顾客混淆，使人机界面更加友好。
其控制要求如下：
(1) 货物种类共9种，这9种物品分别对应着9个不同的按键选择，其中1元、2元、3元价格不等的物品各3种；货币识别装置能够识别0.5元、1元、5元的货币。
(2) 在规定的30秒时间内可多次投入货币，能够实现货币累加功能，超过30秒投币无效。
(3) 如果累计投入的货币数目超过所购买物品的总价，机器能够实现找钱功能；如果投入的货币没有达到所选择物品的价格，投入的钱将全部退还；在投入一次累加货币后选择物品时，如果投入的累加货币数目大大超过所选择物品的预设单个价格时，能够实现选择同一件物品购买多个。
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(4) 设计13个按键选择，其中9个是货物选择，2个多选键，还有一个确定键和一个取消键，如果没有按流程进行按键，自动售货机将启动报警系统，等待再次正确的按键选择。
(5) 应有购买货物的总花钱数和找零的货币数的显示。
2.2 系统硬件结构框图
根据上述要求，制定合理方案：首先，应该做上位机与下位机的任务分工，上位机主要用来完成仿真界面的制作过程，而下位机则主要用来完成PLC程序的编写；其次，要分别对上位机和下位机进行资料的查找与收集。例如在进行仿真界面的设计时可以去观看一下真正售货机的外观，必要时可以借助一些宣传图片来设计自动售货机的外型；在进行PLC程序的编写时需要先分配PLC的I/O点，确定上、下位机的接口；然后，分别对上、下位机分别进行设计工作；最后，进行上位机设计结果与下位机设计结果的配合工作，经调试后完成整个系统的设计。另外，上位机与下位机的设计工作是密切配合的，它们无论在通信中使用的变量，还是在仿真中控制的对象都应该是一致的。总体上讲，仿真界面是被控对象，利用PLC来控制这个仿真的自动售货机，仿真的自动售货机接受PLC的控制指令并完成相应的动作；另一方面，仿真界面中的仿真自动售货机的运行，都是由组态界面所提供的命令语言来完成的。这是整个仿真系统内部各大部件之间的内在关系。本设计主要是对自动售货机中的下位机，也就是主要是对PLC在其中的程序进行设计。
由此绘出系统组成框图如2.2所示。
图2.2 系统结构框图
PLC控制系统：接受人民币识别系统信息，确认已接受的人民币是否可购买消费者所指定的商品，确认后按要求售出商品。
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钱币识别传感器：主要包括纸币识别器、硬币识别器、硬币找零系统等，它主要实现识别真假纸币(一般为拾元、伍元)和硬币(壹元、伍角)、拒收假币和残币、正确找零的功能。
补料及出货系统：货柜由多层货架组成，当购物者指定所需商品后，由控制系统启动出货系统出货；当某种货物被取出后，补料机构自动补料（在这里补料机构采用简单的倾斜式机构，即当某种货物被售出后，补料机构里面的货物直接向前滑至首位进行补位）。
显示机构：显示购买的瓶数、投入的钱数以及剩余的钱数。
2.3 总体方案设计
由于设计中的货物品种不多，因此要求上没有现实中的自动售货机功能强大。本自动售货机的自动控制系统主要包括：计币系统、比较系统、选择系统、饮料供应系统和退币系统。
(1) 计币系统：当有顾客买饮料时，投入的钱币经过识别机构，记录5角、1元或5元钱的个数，通过个数与币值相乘或者相加，并将总钱币数据存放在D9（数据寄存器）中。
(2) 比较系统：投入钱币完毕后，系统会把D9内的钱币数据和可以购买饮料的价格进行比较，当投入的钱币总值超过1元小于2元时，西瓜汁、橙汁、葡萄汁的指示灯亮；当投入的钱币总值超过2元小于3元时，西瓜汁、橙汁、葡萄汁、绿茶、红茶、奶茶的指示灯亮；当投入的钱币总值超过3元时，9种饮料的指示灯都亮，并且多选键“2”也亮；当投入的钱币总值超过5元时，所有的指示灯都亮，此时可以选择饮料或选择退币。
(3) 选择系统：比较电路完成后选择电路指示灯亮，当按下西瓜汁或绿茶选择按钮时，相应的指示灯转为1 秒为周期的闪烁。当相应的饮料供应完毕后，闪烁同时停止。此时可以按继续购买按钮，继续购买饮料，实现循环购买。
(4) 饮料供应系统：当按下选择按钮时，相应的电机Y3—Y7启动。在饮料输出的同时，减去相应的购买钱币数，当饮料输出达到10秒时，电机停机。
(5) 退币系统：当顾客购完饮料后，多余的钱币只要按下退币按钮，系统就会把数据寄存器D9中的钱币退回。
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3自动售货机硬件机构设计
3.1 自动售货机的结构组成
金额显示屏
选择商品按键
投币口
退币口
取货口
商品展示窗
图3.1 自动售货机结构
1、箱体外观
正面上部为商品展示窗和价格标签，中部设投币入口、退币钮和金额显示窗，在价格标签附近设有选择商品的按键，正面下部为退币口和顾客取货口；面向顾客的机构正面，是完成商品价格介绍、接受投币、显示金额、推出商品和退币整个售出过程的表体部分。
2、商品样品展示窗
商品样品展示窗由透明有机板窗、样品展示架、商品价格标签、选购按钮和照明灯组成，设在前门体内部的可开启样品门，用来更换商品样品和价格标签；展示窗相当于商店橱窗或者柜台，以清晰明亮的商品展示和明码标价来招揽顾客。
3、商品驱动机构
商品的包装多种多样，主要有箱、盒、罐、袋等，它们的提取机构也各种各样.商品在送出时可以采用“螺旋移动”等动作移到取货口。
4、商品贮存部分
由于商品的驱动机构是双螺旋体出货机构，由此决定了该自动售货机的商品贮存方式，商品主要是摆放在双螺旋体中，通过双螺旋体的旋转把商品推到出货口。
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5、钱币识别系统
钱币识别系统由钱币识别器、识别后的钱币自动分类贮存机构和退币机构3部分组成。
6、PLC控制系统
PLC控制系统是自动售货机在自动销售过程中，收到识币信号后，自动进行累计、外部金额显示、顾客按键后自动推出商品和发出退币找零等信号的电控系统。同时，该系统还具备预设价格、售出累计、驱动检测和故障自检等功能，是“售货机器人”的“大脑”。
3.2 硬件选择
3.2.1 电机的选择
自动售货机吐出饮料的过程实际为电机动作推饮料下来。由于电机都是电感性负载，在停转的时候会有反向电流，所以需要用PC847光电隔离器把控制和驱动信号隔离开来，然后用L293D步进驱动电机，电机驱动需24 V电压，控制信号经过L293D后变为24 V左右的电源信号才可驱动电机。
电机有三根线：电源、地线和反馈信号(电机转一圈送出一个低电平)。在机械制作中使电机转一圈刚好推出一瓶饮料，电机转一圈同时产生一反馈信号，此信号使电机停止转动，另外一种情况是红外检测到有货物落下则电机停止转动。
3.2.2 货币处理装置
货币处理装置包括：检测货币投入状态的投入状态检测装置；检测有无货币退还操作的退还操作检测装置；在投入状态及投入货币退还操作的有无达到规定的基准状态时，将说得到的基准状态信号利用所外部；连接装置向投入外部装置输出的状态输出装置。
目前投入试用的“货币识别机”设置有感应线圈，通过对货币的材料、大小尺寸等各个要素进行感应并探明真伪。不同的材质具有不同的磁场变化，可以通过电子技术进行分析、探查和识别，更高级的检测还可以运用频谱分析。
货币识别器种类繁多,但贮币退币机构基本上分为两类：一类是平面式贮币，电磁阀退币；另一类是圆筒式贮币，步进电机退币。
根据设计中对自动售货机的要求，选择平面式贮币，电磁阀退币。当货币投入后经过识别识出电信号后，伪币和异物被排出，真币按面值由几组分布电磁阀分配到不同贮币腔体内备用；当收到退币找零电信号后，通过退币电磁阀或退币电机拉杆，将
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3.2.3 送出机构
目前，应用于自动售货机上的商品送出机构种类较多，下面是一些较典型的送出机构。
1、旋转式送出机构
此送出机构把饮料放在螺旋导轨上，并在货道底部开设出口槽，由电机带动螺旋导轨转动，当饮料转到开口槽时便出槽下货。这种送出机构应用最为广泛，它要求电机的转矩较大，造价成本较高。
2、转盘式送出机构
上面是一个很大的喇叭状罐体存储容器，下面是一个周边有若干个圆槽的转盘，通过转盘的转动使罐体落入转盘周边的槽内而被售出。这种送出机构也需要较大的转矩来带动和占用较大的空间，而且会发生卡死现象。
3、滚筒送出机构
该送出机构由一个阶梯梁和滚筒构成，滚筒内可以装若干瓶饮料，通过步进电机来带动滚筒的转动，利用梁的各阶梯段与滚筒之间不同的开口距离控制商品掉落的顺。这种机构要求电机有较高的转动精度。
4、弹簧推动式送出机构
这种机构是由螺旋式弹簧和连在弹簧一端的电机构成的，电机转动一圈就带动弹簧转动一圈，同时推出一瓶饮料。
根据设计中对自动售货机的要求，选择双螺旋式送出机构。
3.2.4 按钮装置
自动售货机的按钮装置，其特征在于备有操作按钮和基板，操作按钮设置在面板上，基板设置在操作按钮侧的相反侧，具有显示部分和检测机构，显示部分显示与操作按钮对应的信息，检测机构用于检测操作按钮的操作，显示部分设在基板上的与操作按钮不相向的位置。
3.2.5 显示装置
液晶显示器(LCD)是现在非常普遍的显示器,广泛应用于各种电子产品，具有体积小、重量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。液晶显示器（LCD）的原理与阴极射线管显示器（CRT）大不相同，LCD是基于液晶电光效应的显示器件，包括段显示方式的字符段显示器件，矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件，矩阵显示方式的
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由于本课题主要是进行自动售货机的PLC控制部分的设计，因此在按钮设计和显示装置设计方面与PLC的选型配套，选择由日本三菱生产的FX-2N相关的面板，如下图3.2所示。
图3.2 自动售货机面板
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4 自动售货机控制系统设计
4.1 基于PLC的自动售货机控制系统
4.1.1自动售货机硬件系统的组成部分及工作流程
1、组成部分
图4.1 自动售货机硬件系统组成部分
其中，温控模块包括温度采集和加热制冷控制；销售模块完成一个整体的销售动作，一般都是电机驱动特定的机构实现；人机模块包括键盘和显示，有的机器还加上了显示屏，可以投放广告；目前仅部分高端机器有通讯模块的功能，一般都是采用GPRS模块，可以完成销售统计、原料补给、广告管理以及一些会员服务。
2、工作流程
首先开机后要自检各个部件的状态是否正常，若不正常要显示错误信息，方便运营人员及时修复；若自检通过，检查商品信息，若缺少货物，停止销售该类商品；然后等待，等待消费者投钱和选择商品，若有人选择商品，等钱币投入后就开始执行销售模块，将产品送出，并找零钱。这是最基本的功能描述，在实际的设计中，有很多的因素需要考虑，一定要保证机器工作的可靠性和稳定性。
4.1.2自动售货过程的控制子系统简述
控制子系统由以下四个部分组成:
1、售货价格系统
自动售货机售出的同类商品可分若干品种，其售前设定价格须预先贮存在控制系统内。售货机的价格设置系统由按键和存储器组成，通过按键选择被设价商品的种类及价格，并将价格写入存储器，该存储器本身具有掉电保护功能，属于软件设置方式。此外，在简易型售货机中，由于出售商品种类少，价格变化小，使用币种单一，也可
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2、累计、可售指示和退币系统
控制系统的核心CPU对识币、退币、无货检测及购货信号进行巡回检查，当有识币信号后，将金额数值送入金额累计存储器中进行累计，并通过串行扩展口进行显示，同时将金额累计存储器中的数值与预设价格存储器中的数值进行比较，如金额累计数值等于或大于预设价格数值，则通过串行接口使可售指示灯亮，提示购货。此时可按下购货按钮，由CPU检测到购货信号后，如金额累计存储器中数值与预设价格相等，则通过并行扩展接口驱动电磁阀或微电机驱动出商品，并将金额累计存储器清零，完成一次售货过程；如累计金额大于预设价格时，驱动商品后，相减差额由信号驱动退币，实现售货和退币找零功能。
3、检测系统
在自动售货机商品贮存道下方安有接触行程开关，当贮存道内有商品时，压下行程开关，售货机正常工作；当商品出售完毕时，行程开关被释放，向CPU发出无货信号，经检测通过串行扩展接口向相应的售完指示灯发出信号，使机身外部“售完”指示灯亮，此种商品自动停售，即使投币累计金额达到该道商品预设价格数值，可售按钮仍然无启动信号，金额累计存储器也不清零。
4、累计及自测功能系统
自动售货机CPU在每次售出商品后，向售出累计存储器中累计售出数据，通过售货机内部的按键可在金额显示窗中读到累计结果。此外，在按下自测功能键后，出现自测功能信号，由外部按键操作，可检测各商品贮存道的驱动商品功能。
4.1.3 基于PLC的自动售货机控制
当某一个控制任务决定由PLC来完成后，选择PLC就成为最重要的事情。一方面要选择多大容量的PLC ,另一方面是选择什么公司的PLC及外设。
对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O点找出来，包括开关量I/O和模拟量I/O以及输出是用继电器还是晶体管或是可控硅型。控制系统输出点的类型非常关键，如果它们之中既有交流220V的接触器、电磁阀，又有24V的指示灯，则最后选用的PLC的输出点数有可能大于实际点数。因为PLC的输出点一般是几个一组共用一个公共端，这一组输出只能有一种电源的种类和等级，所以一旦它们是交流220V的负载使用，则直流24V的负载只能使用其他的输出端了，这样有可能造成输出点浪费，增加成本，所以要尽可能选择相同等级和种类的负载，比如使用交流
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对第二个问题，则有以下几个方面要考虑：
（1）功能方面所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力控制任务。如对PLC与PLC、PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通信要求；或对PLC的计算速度、用户程序容量等有特殊要求；或对PLC的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。
（2）价格方面不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。在使用PLC较多的情况下，这样的差价当然是必须考虑的因数。
PLC主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。
4.2 PLC控制系统设计编程要求及基本原则
1、PLC控制系统设计编程要求
任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则。
（1）最大限度地满足被控对象的控制要求
充分发挥PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计过程中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计之前就要深入现场进行调查研究，充分收集控制现场的资料，同时收集相关国内、国外相关的资料。同时还要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员等紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。
（2）保证PLC 控制系统安全可靠
保证PLC 控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程等方面要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC 控制程序不仅能在正常条件下运行，而且要在非正常情况下，也能正常工作。
（3）力求简单、经济、使用及维修方便
一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在
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（4）适应发展的需要
由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O 点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。
2、PLC控制系统设计的基本原则
（1）所编的程序要合乎所使用的PLC的有关的规定
主要是对指令要准确地理解，正确地使用。各种PLC指令多有类似之处，但还有些差异。对于有PLC使用经验的人，当选用另一种不太熟悉的型号进行编程设计时，一定要对新型号PLC的指令重新理解一遍，否则容易出错。
（2）要使所编的程序尽可能简洁
简短的程序可以节省内存，简化调试，而且还可节省执行指令的时间，提高对输入的响应速度。要使所编的程序简短，就要注意编程方法，用好指令，用巧指令，还要能优化结构。要实现某种功能，一般而言，在达到目的的相同时，用功能强的指令比用功能单一的指令，程序步数可能会少些。
（3）要使所编的程序尽可能清晰
这样既便于程序的调试、修改或补充，也便于别人了解和读懂程序。要想使程序清晰，就要注意程序的层次，讲究模块化、标准化。特别是在编制复杂的程序时，更要注意程序的层次，可积累自己的与吸收别人的经验，整理出一些标准的具有典型功能的程序，并尽可能使程序单元化，像计算机中的常用的一些子程序一样，移来移去都能用，这样，设计起来简单，别人也易了解。
（4）要使所编的程序合乎PLC的性能指标及工作要求
所编程序的指令条数一定少于所选用的PLC内存的容量，即程序在PLC中能放得下，所用的输入、输出点数要在所选用PLC的I/O点数范围之内，PLC的扫描时间要少于所选用PLC的程序运行监测时间。PLC的扫描时间不仅包括运行用户程序所需的时间，而且还包括运行系统程序，如I/O处理、自监测所需的时间。
（5）所编程序能够循环运行
PLC的工作特点是循环反复、不间断地运行同一程序。它的运行从初始化后的状
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4.3 自动售货机PLC控制方案设计
1、通过分析，由于程序内部的联锁、互动关系较为复杂，故采取步进指令较为简单。
2、本自动售货机可使用5角硬币，给计总金额数带来麻烦，可对除5角识别器以外的所对应INC指令的计数器中的值乘2 计算来方便计算总钱数，即将所有“元”转化为多少个“5角”。
3、由于实验室PLC型号三菱FX2N-48MR对某些指令无法识别，所以需将所有用脉冲执行型的功能指令都使用PLS指令进行转化，即通过PLS指令驱动辅助继电器M，实现程序功能。
4、找余时，可找1元与5角，故需对剩余总金额寄存器中的数目除以2 和取模2，除2结果即为当前要找1元的数目，取模2结果即为当前要找5角数目。
5、PLC 选用继电器输出型。
6、任务书要求实现顾客的循环购买，故需实现控制程序的跳转（向后跳转）。当顾客再次购买时，余额寄存器（为了退币，该寄存器中值已除2）中值要先乘2，以便与商品价格比较（商品价格已转化为多少个5角），再进入下次购买。
7、退币结束时，使用SET指令恢复初始态，并置位所有寄存器，以准备下一个顾客购买饮料，防止出现错误。
4.4 PLC选型
4.4.1 PLC概述
1、PLC的由来
在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。继电器控制系统有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状，1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此特拟定了十项公开招标的技术要求，即：
1）编程简单方便，可在现场修改程序；
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2）硬件维护方便，最好是插件式结构；
3）可靠性要高于继电器控制装置；
4）体积小于继电器控制装置；
5）可将数据直接送入管理计算机；
6）成本上可与继电器柜竞争；
7）输入可以是交流115V；
8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀；
9）扩展时，原有系统只需做很小的改动；
10）用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。
根据招标要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC （PDP—14型），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。从此可编程控制器这一新的控制技术迅速发展起来，而且在工业发达国家发展很快。
2、PLC的定义
在PLC的发展过程中，美国电气制造商协会（NEMA）经过4年的调查，于1980年把这种新型的控制器正式命名为可编程序控制器（Programmable Controller），英文缩写为PC，并作如下定义：“可编程序控制器是一种数字式电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序控制以对各种机械或生产过程进行控制。”国际电工委员会（IEC）曾于1982年11月颁布了可编程序控制器标准的草案第一稿，1985年1月又发表了草案第二稿，1987年2月颁布了草案第三稿。该草案中对可编程序控制器的定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备等都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充起功能的原则设计。”定义强调了PLC应直接应用于工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应和应用能力。
3、PLC的特点
（1）抗干扰能力强、可靠性好
PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路。I/O系统设计有完善的通道保
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1）隔离：这是抗干扰的主要措施之一。PLC的输入、输出接口电路一般采用光电耦合器来传递信号。这种光电隔离措施，使外部电路与内部电路之间避免了电的联系，可有效的抑制外部干扰源对于PLC的影响，同时防止外部高电压串入，从而减少故障和误操作。
2）滤波：这是抗干扰的另一个主要措施。在PLC的电源电路和输入/输出电路中设置了多种滤波电路，用以对高频干扰信号进行有效的抑制。
3）对内部电源还采用了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，保护供电质量。另外使输入输出接口电路电源彼此独立，以避免电源之间的干扰。
4）内部设置了连锁、环境检测与诊断、watchdog（“看门狗”）等电路，一旦发现故障或程序循环执行时间超过了警戒时钟（WDT）规定时间（预示程序进入了死循环），立即报警，以保证CPU可靠运行。
5）利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测，并采用信息保护和恢复措施。
6）对用户程序及动态工作数据进行电池备份，以保障停电后有关状态或信息不丢失。
7）采用密封、防尘、抗震的外壳封装结构，以适应工作现场的恶劣环境。
8）以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点，以保障高可靠性，而采用循环扫描的工作循环方式，也提高了抗干扰能力。
（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是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，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。梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言现象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可在短时间内学会。
（4）功能完善
PLC的输出/输入功能完善，性能可靠，能够适应与任何形式和性质的开关量和模
一、绪论 自动售货机是可完成无人自动售货,集光、机、电一体化的商业自动化设备。自动售货机不受任何场地限制,方便快捷,可以每天24h售货,因此深受上班族的欢迎。很多城市的公共场所里面都放置有自动售货机。出售的商品五花八门,从饮料、零食、香烟、糖果、牙刷、方便面、自动照相机。近年来,我国的自动售货机行业突飞猛进:在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区都能找到自动售货机的踪迹。这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐,同时也是现代化城市配套设施的需求。传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心,这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作,而且系统的抗干扰性也比较差。可编程序控制器(PLC)是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置,它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点,已在工业控制领域得到广泛地应用。因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施,要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。本论文就详细地介绍一种用PLC实现的自动售货机控制系统的硬件设计和软件设计。 （一）自动售货机的应用与研究现状 自上世纪70年代以来,自动售货机在国际上迅速发展起来而成为一个新兴的产业,特别是在服务和商业领域日益发展。随着自动售货机的普及,也逐渐被应用于其他的领域。 随着中国经济的发展、行业运作的变革和入世的到来，自动售货机在中国的普及和应用是必然趋势。纵观近年来国内自动售货机市场，从92年开始从日、韩等国引进旧机器摆放国内市场以来，到自行研制和生产国产化自动售货机，各厂家、商家蹒跚起步、艰难守业，已为国内零售业撑起一片蔚蓝的晴空。据来自国内自动售货机市场行情分析报告表明：目前国内自动售货机市场走势已逐渐明晰，自动售货机逐步从沿海经济发达地区和各大中城市向内陆和次发达地区延伸，逐步从高级宾馆、地铁、机场等豪华高档场所向高中档社区普及，大有星火燎原之势。 自动售货机的普及在某种程度上能反映一个国家的科技发展水平，是一个国家文明程度的象征。实践和直觉告诉我们，自助服务在中国的横空出世，必将为国内的电信、公用事业、食品、香烟、饮料等诸多行业发展带来新的契机，中国的现代文明又将自助服务设备的应用和普及开启一个新的里程碑！
一、实训题目: 自动售货机控制 实训目的及要求: 1、掌握欧姆龙PLC的指令，具有独立分析和设计程序的能力 2、掌握PLC梯形图的基本设计方法 3、培养分析和解决实际工程问题的能力 4、培养程序设计及调试的能力 5、熟悉传输带控制系统的原理及要求 实训设备：PLC设备器 二、总体方案设计 自动售货机设计中，从控制角度来说可采用继电器控制、单片机控制和可编程控制器控制。 （一）方案论证 1．方案一继电器控制 它的控制思想是以继电器为核心，采用硬接线方式把各种继电器、定时器、接触器及其触点按照一定逻辑关系连接起来组成控制系统，控制相关生产机械工作。例如要通过接触器实现两台电机设备的同步运行,采用继电器控制,其控制系统简图如图1。 SF1 KF 电电 源源 母母 线线 图1 继电器控制系统简图
由图可知它的三条支路是并行工作的，当按下按钮SF1，中间继电器KF得电，KF的两个触点闭合，接触器QA1、QA2同时得电并产生动作，所以其控制逻辑关系为由继电器、接触器硬接线（硬件）方式。 2．方案二单片机控制 它的控制系统是基于芯片级的系统，设计开发一个单片机系统，需要先设计硬件系统，画硬件电路图，制作印刷电路板，购置各种所需的电子元器件，焊接电路板，进行硬件调试，进行抗干扰设计和测试的大量工作；需要使用专门的开发装置和低级编程语言编制控制程序，进行系统联调。 3．方案三可编程控制器控制 它的控制思想是采用可编程的存储器，用来在其部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。PLC是一种工业控制计算机，故它的工作原理是建立在计算机工作原理基础之上，即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的，这种方案的控制功能接线图如图2。
课程设计课程名称：工控组态软件控制设计 题目：自动售货机PLC控制 专业班次： 姓名： 指导教师： 日期：
摘要 自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。能分为三种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机。自动售货机是可完成无人自动售货,集光、机、电一体化的商业自动化设备。近年来,我国的自动售货机行业突飞猛进:在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区纷纷涌现出自动售货机的踪迹。这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐,同时也是现代化城市配套设施的需求传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心,这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作,而且系统的抗干扰性也比较差。可编程逻辑控制器（Programmable Logical Controller），简称PLC。可编程序控制器是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置,它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点,已在工业控制领域得到广泛地应用。因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施,要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。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/CAM) 之一。PLC 的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的。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。目前，可编程控制器在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各行各业。
基于PLC的自动售货机设计
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电气控制课程设计 评语： 考勤(１0) 守纪（10) 过程(40）设计报告(3０）答辩(1０) 总成绩（100) 专业: 班级： 姓名： 学号: 指导教师: 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2０１4年0７月１1日
基于PＬC的自动售货机的设计 1问题描述 一台用于销售汽水和咖啡的自动售货机,具有钱币识别、币值累加、自动售货、找钱等功能,此售货机可接受的钱币为1元、5元和１0元。汽水的售价为12元，咖啡的售价为15 元。在该机中有两种已经配制好的饮料液,一种为汽水,另一种为咖啡。 控制任务和功能要求： （１)此自动售货机可以投入1元、5元或10元钱币，可以判断钱币真伪,若为假币，退出假币,５秒后复位。 (２）当投入的钱币总值超过12元时,汽水指示灯亮,当投入的硬币总值超过15元时,汽水和咖啡的指示灯都亮。 （3）当汽水指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水从汽水出口排出，8s后自动停止,并且排出时相应指示灯闪烁。 (4)当咖啡指示灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡从咖啡出口排出，8s后自动停止，并且排出时相应指示灯闪烁。 （５）当按下找钱按钮后，如果投入的钱币总值超过所需钱数时,找钱指示灯亮，售货机自动退出多余的钱。 (6)具有销售数量度和销售金额的累加功能。 (7）由于本设计受时间化条件的限制，设计中忽略了各种故障以及缺货等因素的影响。 2 ＰLC选型及硬件配置 采用S7-３0０硬件配置如表1所示。 表１ＰLＣ选型及硬件配置 插槽模块订货号ＭPI地址I地址Q地址 1ＰＳ３07 10A 6ES７3０7-1KＡ００ -0AＡ0 2ＣＰU３1４6ＥS7 314-1ＡE０１-0AB ０ 2 3 ４DI16×DC24V ６EＳ7 ３2１-1BＨ１0-0 ＡA０ 0……１ ５ＤO16×DC24V/０. ５Ａ ６ES７322-１BＨ00－ 0AA0 4 (5) ３编程元件的地址分配 编程元件地址分配如表2所示。 表２编程元件地址分配
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
摘要 基于PLC控制的自动售货机 摘要 本文设计一套基于PLC的自动售货机控制系统，阐述了自动售货机的发展背景与前景，详细分析其功能和特点，提出了总体设计方案；选用型号为L293D 的步进驱动电机，设计了平面式贮币、电磁阀退币的货币处理装置，双螺旋式的送出机构，为降低成本和开发周期，创造性的选用了集成键盘、显示、设置功能的控制面板；以三菱FX2N-32MR型PLC为主控制器，基于FXGP/WIN-C编程软件，采用顺序控制的程序设计思路，设计了系统控制程序，包括投币程序、比较选择购买程序和退币程序。 该设计提高了自动售货机的可靠性和执行效率，且系统维护容易，维修简单，有一定的市场推广价值。 关键词：自动售货机，可编程序控制器，梯形图
Based on PLC automatic vending machine system design ABSTRACT Chooses PC machine in the design to take the host workstation on position machine, the lower position machine uses PLC to make the controller, three PLC controllers respectively be from the workstation 1, from the workstation 2, from the workstation 3, in the article exhaustively introduced the automat various hardware composition, and has completed the PLC exterior wiring diagram. In the article has manufactured on the position machine user management contact surface. The present paper key point places the PLC various hardware part the design and the introduction, the PLC trapezoidal chart Defers to in the ov erall design process “asks the question, the analysis question, solves the problem” the guiding ideology, has made the careful elaboration to the overall system design work. KEY WORDS: the vending machine，Programmable controller，Ladder diagram
《电气控制与PLC》综合训练 说明书 专业名称：电气自动化技术 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 日期：年月日
《电气控制与PLC》综合训练课程设计评阅书
本实验设计基于西门子S7-200系列PLC进行自动售货机控制系统的设计，阐述了自动售货机系列设计的基本原理及工作流程，按后以一次交易过程为例，把交易分成了几个程序模块，分别用PLC进行编写。文中的梯形图使用西门子PC梯形图编译软件STEP7来进行编写，并完成了PLC外部接线图。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：售货机；PLC；控制系统
1课题描述 (1) 2设计过程 (2) 2.1自动售货机的设计要求 (2) 2.2控制系统的I/O点及地址分配 (2) 2.3 PLC系统选型 (2) 2.4 PLC外围接线图 (5) 2.5系统程序设计 (6) 3总结 (9) 4参考文献 (10)
1 课题描述 自动售货机的概况 自动售货机（vending machine），能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。近几年，随着我国商品市场的不断繁荣和城市现代化程度的不断提高，自动售货机也已悄然步入了我国的大中城市。在国家相关政府部门的大力支持下，我国的自动售货机产业以超常规的速度迅猛发展，并带动了一批新的服务业、物流运输配送业的快速发展，丰富了我国的商业产业结构，开创了一个全新的自动销售和自助服务时代。我国自动售货机市场到2008年以后将进入发展期。 本文介绍一种能自动销售汽水和咖啡的售货机的PLC控制系统。主要从控制要求、控制系统的I/O点及地址分配、PLC系统选型、电气控制系统原理图、系统程序设计、PLC的安装、电源设计、系统的接地、PLC 输出端保护等方面来展开说明与论述。
毕业设计（论文） 基于PLC的饮料 自动售货机控制系统设计 专业（系）电气工程系 班级铁道自动化101班 学生姓名 指导老师 完成日期2013.6月
2013届毕业设计任务书 一、课题名称：基于PLC的饮料自动售货机控制系统设计 二、指导教师：陈庆 三、设计内容与要求 1、课题概述： 本课题采用三菱FX2N系列PLC对饮料饮料自动售货机控制系统进行设计，首先对饮料饮料自动售货机结构进行简单介绍，然后根据系统的设计要求对饮料自动售货机控制系统、检测系统进行分析，给出饮料自动售货机控制系统的总体设计思路，并通过I/O列表、I/O接线图、梯形图、指令表等对其控制系统进行了程序设计，控制程序经上机调试运行，其结果基本符合要求。 2、设计内容与要求： 1）简单介绍饮料自动售货机结构； 2）分析饮料自动售货机的控制系统、检测系统，确定其控制系统的总体设计思路； 3）采用FX2N系列PLC作为饮料自动售货机控制PLC，正确选取PLC型号，设计出其控制程序。 4）控制程序上机调试。 5）所设计的饮料自动售货机控制程序，应符合饮料自动售货机运行规则。如饮料自动售货机收到识币信号后，自动进行累计、外部金额显示、顾客按键后自动推出商品和发出退币找零等信号的电控系统。 6）设计说明书要有硬件原理连接图，I/O分配图，程序梯形图、指令表及相应的说明。要求文字流畅，图形清晰，便于阅读。有条件的设计方案要求在实验室验证其正确性。
四、设计参考书 1、《PLC控制系统设计与维护》刘小春华满香主编高等教育出版社 2、《流行PLC实用程序及设计(三菱FX2系列)》贺哲荣主编西安电子科技大学出版 3、《三菱FX系列PLC设计与开发--原理、应用与实训》张还主编机械工业出版社 五、设计说明书要求 1、封面 2、目录 3、内容摘要(200~400字左右，中英文) 4、引言 5、正文（设计方案原理、特点、分析、比较、论证，PLC程序的设计及调试，调试结果的说明及特点，实验结果的说明及特点） 6、结束语 7、附录(参考文献、图纸、材料清单等) 六、毕业设计进程安排 第1周：资料准备与借阅，了解并熟悉课题思路。 第2周：设计要求说明及课题内容辅导。 第3-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。 第7周：第一次检查，了解设计完成情况。 第8周：修改完善设计，并作好毕业答辩准备。 七、毕业设计答辩及论文要求 1、毕业设计答辩要求 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始数据或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。 答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。 2、毕业设计论文要求
湖南工学院课程设计说明书 课题名称：自动售货机的控制设计 专业名称：自动化 学生班级：自本0701 学生学号： 410070131 学生姓名：冯源 指导老师：陆秀令
课程设计任务书 自动售货机的控制设计 一、控制要求 1．自动售货机有3个投币孔，分别为1元、5元和10元。 2．售货共有3种饮料供选择，分别为汽水、花茶和咖啡。 3．如投币总额超过销售价格，将可由退币钮找回余额。 4．投币总额或当前值显示在7段数码管上。 5．投币值等于或大于12元时，汽水指示灯亮，表示只可选择汽水。 6．投币值等于或大于15元时，汽水和花茶指示灯亮，表示只可选择汽水和花茶。 7．投币值等于或大于20元时，汽水、花茶和咖啡指示灯亮，表示3种均可选择。 8．按下要饮用的饮料按钮，则相对应的指示灯开始闪烁，3s后自动停止，表示饮料已经掉出。 9．动作停止后按退币钮，可以退回余额，退回金额如果大于10元，则先退10元再退1元，如果小于10元则直接退1元的。 二、设计任务 学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动售货机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括： 1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； 2. 系统有启动、停止功能； 3. 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序； 4. 程序结构与控制功能自行创新设计； 5. 进行系统调试，实现自动售货机的控制要求。
三、设计报告 课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
各位老师，上午好！我叫---，来自--级自动化-班，我的论文题目是无人售货机的自动控制系统，论文是在---老师的悉心指点下完成的，在这里我向我的老师表示深深的谢意（鞠躬），向各位老师不辞辛苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢（鞠躬）。下面我将本论文设计的目的、研究意义和主要框架及各部分的主要内容向各位老师作一汇报，恳请各位老师批评指导。 首先，我想谈谈这个毕业论文设计的目的及意义。 作为PLC应用的一部分,PLC控制系统对自动售货机进行控制，具有无法比拟的优点,它极大地提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定效率的运行。因此，PLC控制的售货机有着广泛的市场前景和实际的应用价值。这就是我为什么要选择该课题的原因。 其次，我想谈谈这篇论文的基本结构和主要内容。 本文分成五个部分. 第一部分是绪论。 这部分论述本设计研究的目的和意义，并介绍了自动售货机的国内外发展情况和采用PLC控制售货机的原因。 第二部分是PLC的概述。 这部分主要介绍PLC的定义、特点、产生、发展、可实现的功能和基本结构组成及各部分的作用，还介绍了PLC的工作原理及其机型和容量的选择。 第三部分是自动售货机的总体方案设计。 这部分主要介绍了本售货机研究设计的总体方案，通过对自动售货机的功能和整体结构的研究，设计出了本设计的基本思想和设计的主要内容，及自动售货机设计的一般步骤。 第四部分是PLC控制自动售货机的硬件设计。 这部分介绍自动售货机硬件设计的研究，通过分析PLC控制系统硬件设计的基本内容和基本原则设计了本售货机研究的主要硬件系统的组成和I/O模块的选择，并设计出了自动售货机PLC硬件控制电路。 第五部分是PLC控制自动售货机的软件设计。 这部分介绍售货机研究的软件设计，通过对售货机控制过程的各个子系统的研究及控制系统总体的软件设计的研究和定时器的分析，进一步完成了自动售货机的总体研究。 最后，我想谈谈这篇论文和系统存在的不足。
题目：基于plc的自动售货机程序设计 1 PLC的硬件组成 PLC的硬件主要由中央处理器（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1-1。 图1-1 PLC硬件结构图 2 PLC控制自动售货机的主要硬件及选型 2.2.2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对被控对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理的结果送给被控对象，以实现控制目的。本次自动售货机I/O点的分配表如表3-1所示。 输入信号PLC地址输出信号PLC地址 找零按钮x0 找零y0 一元饮料按钮x1 咖啡出口y1 五元饮料按钮x2 汽水出口y2 十元元饮料按钮x3 汽水指示灯y3 咖啡饮料按钮x4 咖啡指示灯y4
2.2.3自动售货机的I/O接口图 此次自动售货机的I/O接口如图3-1所示，SB2-SB7是物品选择按钮，当投入货币物品绿灯亮（Q1.0-Q1.5）。按下SB2-SB7其中一个，对应的KM线圈得电，电机转动出相应的物品（Q0.1-Q0.6）；当有物品售完，其行程开关断开，物品绿灯不亮并同时向总部发送物品销售完的信息；当购买物品总值低于投入总值时，可按找零按钮SB1后KM1得电，电机转动找零（Q0.0）。 图3-1自动售货机PLC控制I/O接口图 4.1.2 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4-2）分别执行下列运算：IN1+IN2=OUT，IN1-IN2=OUT，IN1*IN2=OUT，IN1/IN2=OUT。 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，OUT-IN1=OUT，IN1*OUT=OUT，OUT/IN2=OUT。 表4-2 加减乘除指令
（上海电机学院统一印制开题报告） 基于PLC的自动售货机控制系统设计
摘要：自动化技术可以将工人从劳动中解救出来，节省劳动力，可以更稳定的控制机械、机器。本毕业设计将把售货过程分为了几个模块，完成它的梯形图，按照设计要求画出顺序功能图，分配I/O接线图，完成基于PLC的自动售货机控制系统。 关键词：可编程控制器，自动售货机，控制系统,PLC 1 文献综述 自动售货机的销售领域非常广泛，是发达国家商品零售的一种主要方式。近十年，自动售货机渐渐地被越来越多的消费者所认可。但由于售货机分布比较分散、范围较广阔的特点，自为经营者在监控、管理、维护和运营等方面带来很大的不便。以前的自动售货机较简陋，运行的各种情况都需要由人工判断包括缺货、缺零钱、售货机机械故障等，经营者需要采用人工定时巡回视察的办法，既费时又费力，又没办法及时准确获取消费者的喜好程度，给经营者增加了管理成本和难度，缺货也给人们带来不便[1]。 PLC控制系统可以设计并且实现让自动售货机的经营者根据网络统计的销售情况，进行商品销售状况的分析，预测哪种商品会因热销而缺货，进而生成合理的采购和配送策略，以获得最高的利润。同时售货机的一些故障信息和警报信息可以通过网络的途径传送到运营人员的手上，从而可以在第一时间内发现并解决问题[2]。 据说世界上最早的自动售货机出现在公元前3 世纪，那是埃及神殿里的投币式圣水出售机。在自动售货机历史的长河中，日本开发出实用型的自动售货机，那是在进入本世纪后的事。日本第一台自动售货机是1904 年问世的“邮票明信片自动出售机”，它是集邮票明信片的出售和邮筒邮寄为一体的机器。自动售货机的真正普及是在第二次世界大战以后。50 年代，“喷水型果汁自动售货机”大受欢迎，果汁被注入在纸杯里出售。后来，由于美国的饮料大公司进入日本市场，1962 年出现了以自动售货机为主体的流通领域的革命。1967 年，100日元单位以下的货币全部改为硬币，从而促进了自动售货机产业的发展[3]。 现在，自动售货机商业产业正在走向信息化并进一步实现优化。例如文献[4]实行了联机方式，通过网络将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中。从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相比，它能够节约10%-15%的电力。进入21世纪后，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展[5]。 2 选题背景及其意义 从自动售货机是一种全新的商业零售模式，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就布有50 万台饮料自动售货机。在中国,自动售货机1999 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[6]。 自动售货机能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备,它不受时间、地点的限制,能节省人力、方便交易。文献[7]公元1 世纪,希腊人希罗
I 基于 PLC 的自动售货机系统设计 摘要 本论文基于西门子 S7-200 系列 PLC 进行自动售货机控制系统的设计,阐述了自动售货机系统设计的基本原理及工作流程,然后以一次交易过程为例,把交易过程分为几个程序块,分别对程序块进行编程。在 PLC 梯形图的编写时,文中采用的是西门子 PLC 梯形图专用编译软件 STEP7来进行编写,并完成了 PLC 外部接线图。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 ;自动售货机;控制系统 1、格式存在错误,如段前段后间距、字体大小等等 2、整个文章太简单,基本上没什么内容,可以适当填充 3、总结有错 4、参考文献有错 The System Design for Automatic Vending Machine Based on PLC Tutor: Guilin liu II Abstract Professional Electrical automation 2008 No.200812713 Name :wei yuan The design of this paper is based on Siemens S7-200 series automatic vending machine PLC control system, explains the vending system design principle and workflow, and then to a course of dealing, for example, the transaction process is divided into several blocks on blocks, respectively. In the preparation of the PLC ladder diagram, the text is a Siemens PLC
自动售货机的系统设计 题目： PLC控制自动售货机专业：机电一体化 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
PLC控制自动售货机 摘要 本文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。 关键词自动售货机；可编程序控制器；
目录 .绪论 (1) .1自动售货机的介绍 (4) .1.1自动售货机功能分析 (4) .1.1.1自动售货机的基本功能 (5) 1.2 PLC的基本结构及原理................................................................................................. (5) .1.3 PLC的选型原则 (5) .2PLC系统设计............................................................................................ .7.2.1可编程序控制系统设计的基本原则 (7) .2.1.1控制系统设计原则 (7) .2.1.2控制系统设计的基本内容 (7) .2.1.3控制系统设计的一般步骤........................................................................ .8.2.1.4程序设计的步骤. (8) .3自动售货机PLC程序设计 (10) .3.1仿真实验中售货机的分析 (10) .3.2设计任务的确定 (10) .3.3程序设计部分 (11) .3.3.1程序设计说明 (11) .3.3.2PLC程序设计 (11) .3.4仿真界面与PLC (20) .3.5数据连接 (24) .3.5.1定义I/O设备 (24) .3.5.2设计 (26) .3.5.3运行 (29) .4结束语 (29) ·参考文献……………………………………………………………………………………… .30 绪论 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。 从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，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。 现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，
辽宁工程技术大学 电气控制技术与PLC 课程设计 设计题目基于PLC的自动售货机控制系统的设计指导教师陈伟华 院（系、部）电气与控制工程学院 专业班级 学号 姓名 日期2014年6月23日
电气控制技术与PLC课程设计任务书
目录 摘要 (1) 1系统概述 (2) 2 控制要求及设计思路 (3) 2.1控制要求 (3) 2.2方案设计 (4) 2.3控制流程图 (4) 3. 自动售货机的相关设备参数的选定 (5) 3.1PLC的选择 (5) 3.2硬币识别器 (6) 3.3开关电源 (6) 3.4电磁阀 (6) 3.5液位开关 (7) 4软件设计 (7) 4.1I/O口分配 (7) 4.2 控制接线图 (8) 4.3 程序设计 (9) 4.3.1计币部分 (9) 4.3.2比较部分 (10) 4.3.3选择和饮料供应部分 (10) 4.3.4余额计算部分 (11) 4.3.5退币部分 (12) 4.3.6报警部分 (13) 5系统调试 (13) 6结论 (14) 参考文献 (16)
摘要 自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备，它不受任何场地限制，方便快捷，可以每天24h售货，在我国也越来越普及。传统的自动售货机采用单片机作为控制核心，但这样在输入输出接口上消耗很大。PLC不但可以实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点。本售货机系统主要是针对纯净水、汽水和咖啡的自动销售。 自动售货机的普及在某种程度上能反映一个国家的科技发展水平，是一个国家的文明程度的象征，实践和直觉告诉我们，自动售货机在中国的横空出世，必将国内的食品、香烟、饮料等诸多行业的发展带来新的契机。 设计以三菱PLC设计自动售货机控制系统，简要介绍PLC各硬件选型，软件的设计，并具体的进行了PLC梯形图的编写和系统的调试，仿真证明该系统切实可行。 关键词:自动售货机；PLC；调试 1系统概述 自动售货机是可完成无人自动售货，集光、机、电一体化的商业自动化设备。
基于PLC的自动售货机毕 业论文 目录 第1章绪论 1.1 自动售货机简介 (1) 1.2 采用PLC控制售货机 (2) 1.3 自动售货机设计的主要容 (3) 1.4 自动售货机设计的基本思路 (3) 第2章自动售货机的结构组成 2.1 自动售货机的设计要求 (4) 2.2 箱体外观 (4) 2.3 商品样品展示窗 (5) 2.4 商品贮存部分 (6) 2.5 商品驱动机构 (6) 第3章 PLC控制柜设计 3.1 PLC的简介 (7) 3.2 PLC的工作原理 (7) 3.3 PLC的硬件组成 (8) 3.4 PLC选型以及I/O点分配表 (9) 3.5 控制柜部设计 (10) 3.6 电气接线图设计 (10) 第4章自动售货机的PLC程序设计 4.1 自动售货机控制系统总体设计 (17) 4.2 复位程序设计 (18) 4.3 投币程序设计 (18)
4.4 找零程序设计 (20) 4.5 商品选购和出货程序设计 (21) 4.6 报警程序设计 (23) 第5章模拟仿真运行调试 5.1 仿真软件简介 (24) 5.2 现实情况仿真 (24) 5.3 仿真情况分析 (29) 结论 (30) 参考文献 (31) 附录 (32) 后记 (56)
第1章绪论 在实际生活中，我们见到的售货机可以销售一些简单的常用物品，如饮料、矿泉水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，并做出相应的反应，自动售货机是可完成无人自动售货，集光、机、电一体化的商业自动化设备。自动售货机不受任何场地限制，方便快捷，很多城市的公共场所里面都放置有自动售货机。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。 从广义来讲自动售货机就是在投入钱币后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，使用消费环境和消费模式发生变化，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、有吸引人们购买的好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。 1.1 自动售货机简介 据说世界上最早的自动售货机出现在公元1世纪，那是希腊科学家希罗为教堂发放圣水设置的投币式圣水出售机。17世纪，英国的小酒吧里设有了香烟的自动售货机。日本第一台自动售货机是1904年问世的―邮票明信片自动出售机，它是集邮票明信片的出售和邮筒投函为一体的机器。1925年美国研制出售香烟的自动售货机，50年代，―喷水型果汁自动售货机大受欢迎，果汁被注入在纸杯里出售。1967年，100日元单位以下的货币全部改为硬币，从而促进了自动售货机产业的发展。现代自动售货机的种类、结构和功能依出售的物品而异，主要有食品、饮料、香烟、邮票、车票、日用品等自动售货机。售货机由钱币装置和售货装置两部分组成。钱币装置是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的种类，计算金额；售货装置是售货机的根本，售货装置的可靠性关系到运营商与用户的利益，售货装置接收出售指示信号，把顾客选择的商品送至付货口。贮藏装置保存商品，指示装置用以指示顾客所选商品的品种。自动售货机是一种全新的商业零售形式，是商业自动化的常用设备，20世纪70年代自日本和欧美发展起来，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，省时方便快捷，又被称为24小时营业的微型超市。
自动售货机论文
摘要 自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备，它不受任何场地限制，方便快捷，在我国也越来越普及。传统的自动售货机采用单片机作为控制核心，但这样在输入输出接口上消耗很大。PLC不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点。本文设计的是以西门子公司的S7-300PLC为基础，自动出售汽水和咖啡这两种饮料的自动饮料机。它的售货过程是：首先顾客投入足够的钱，当钱数超过12元时，可按下汽水按钮，售货机自动售出汽水，当投入钱数超过15元时，可按下咖啡按钮，售货机自动售出咖啡，购物结束后，使用者按下找钱按钮，售货机自动找零，结束使用，售货机自动复位，等待下次使用。 关键词：自动售货机，自动化，PLC，S7-300 I
目录 摘要 ............................................................................... I 设计任务 (1) 设计原理及电气控制图 (2) 2.1 设计原理 (2) 2.1.1原理 (2) 2.1.2 采取的措施 (2) 2.2 I/O分配表 (2) 2.3 I/O接线图 (3) 2.4 组态视图 (4) 调试结果及分析 (5) 3.1 调试现象及分析 (5) 3.2 功能实现程序图 (5) 3.2.1 输入钱币总数 (5) 3.2.2 输入价格和汽水或饮料价格比较 (6) 3.2.3 符合条件的出相应饮料电路 (7) 3.2.4 闪烁电路 (8) 3.2.5 出饮料相应指示灯闪烁电路 (8) 3.2.6 购买饮料花费的钱数 (10) 3.2.7 找钱电路 (11) 总结 (12) 参考文献 (12)
自动售货机的系统设计 题目：ＰＬC控制自动售货机专业：机电一体化 班级： 10级（１)班 姓名: 曾繁宇 学号： 20１０3０32５137 指导老师: 黄礼万
摘要: 本文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。 关键词自动售货机；可编程序控制器; 目录 ·绪论........．...．.............．.．．．...........．.．.．..．．....．...．.．．..．....１ ·１自动售货机的介绍…………………………………………………………………………．.?4·1.１自动售货机功能分析……………………………...………………………．………………４·1．1.1自动售货机的基本功能……………………………………………………………..．．..．.5 1.2PＬC的基本结构及原理．......．．....．.....．.....．．...．.．．．........．．..．...．..．....．..．．．...．...．...．..．．...．.．..．.．．.... ...５ .１.3PLC的选型原则.......................................................................................５.2PLC系统设计............................................................................................．7.２.１可编程序控制系统设计的基本原则 (7) .2.1.1控制系统设计原则 (7) .2.１.2控制系统设计的基本内容......................................................................... ７.2.1．３控制系统设计的一般步骤........................................................................．8.2．1．4程序设计的步骤....................................................................................．8.３自动售货机PLＣ程序设计............................................................................．10.3．1仿真实验中售货机的分析............................................................................１0.３.2设计任务的确定.......................................................................................．10.３．3程序设计部分. (11) ·3.3．1程序设计说明……………………………………………………………………………．．１1·３.3.２PLC程序设计……………………………………………………………………………..1１·3.4仿真界面与PLC……………………………………………………………………………2０·３.５数据连接……………………………………………………………………………………２4·3.5.1定义I／O设备…………………………………………………………………………….．24·3.5.2设计………………………………………………………………………………………２6·３.５.3运行………………………………………………………………………………………２9·4结束语……………………………………………………………………………………….．.29