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摘 要

本文研究的是基于西门子S7-200 系列PLC对自动售货机控制系统进行的设计，本文描述了自动售货机的起源与发展，以及其在国内外的发展现状，介绍了PLC的基本特征，组成以及工作原理，并对基于西门子S7-200 系列PLC构成的自动售货机系统整体的设计过程进行了比较详细的阐述。

文中详细介绍了自动售货机的各硬件组成，并完成了PLC的外部接线图。在PLC梯形图的编写时，本文采用的是西门子PLC梯形图专用编译软件STEP7来对其进行编写的。介绍了自动售货机的基本原理和其工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为若干块，然后分模块进行编程。体现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运行中的绝大部分过程。利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定运行。

关键词 : 自动售货机 PLC 梯形图 I/O点的分配

PLC-based design for control system of vending machine

Abstract

In this paper, a vending machine control system based on the Siemens S7-200 PLC is designed. The paper describes the origin and development of the vending machine as well as its present situation at home and abroad. Also, the basic composition, characteristics and working principle of PLC are described in this paper. And the process of designing a vending machine system based on Siemens S7-200 PLC is detailed.

This paper introduces the hardware composition of vending machines and the PLC external hookup in detail. When programming a PLC ladder diagram, I used the special software of the Siemens PLC ladder diagram which is called STEP7. This paper introduces the basic principle and work process of vending machines and then takes a transaction process which can be divided into several modules as an example to realize modular programming. The program involves most process of vending machines which can show us the functions of PLC in the vending machines. Vending machines used PLC are more stable and can run for a long time.

Key Words : Vending machines; PLC; Ladder diagram; I/O point distribution

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2自动售货机的发展概况和现状 1

1.3毕业设计的研究内容及意义 2

第二章 自动售货机概述 4

2.1 自动售货机的功能分析 4

2.2自动售货机的工作原理 5

2.3自动售货机设计的控制要求 6

第三章 自动售货机硬件的选择 8

3.1硬件电路组成图 8

3.2 主要硬件选择 9

3.2.1 PLC的选择 9

3.2.2 CPU的选型 9

3.3 PLC的外围接线图设计 10

3.4 系统资源分配 10

3.4.1 输入地址分配 10

3.4.2 内部元件地址分配 11

第四章 PLC概述 13

4.1 PLC 的产生 13

4.2可编程控制器 14

4.2.1可编程控制器的基本概念 14

4.2.2可编程控制器的基本结构 14

4.2.3 PLC的工作原理 16

4.2.4 PLC 的工作过程 17

4.2.5 PLC的特点 18

4.2.6 PLC的一般工作流程图 19

4.2.7 S7-200系列PLC 20

第五章 自动售货机的软件设计 22

5.1 编程软件 22

5.2 程序流程图设计 22

5.3 梯形图编写 24

5.4 梯形图程序段落分析 26

第六章 系统仿真 32

6.1 S7-200 V4.0的仿真软件 32

6.2 仿真测试 33

6.3仿真结果分析 36

第七章 组态界面的设计 38

7.1 MCGS简介 38

7.2 MCGS组态过程设计 39

7.3 运行和调试 43

结论 46

结束语 47

致谢 48

参考文献 49

附录一 50

启动脚本： 51

循环脚本： 52

第一章 绪论

1.1选题背景

自动售货机是根据投入的钱币自动付货的机器，它是一种全新的商业零售形式，因其不受时间地点的限制，能节省能力，方便交易，能够24 小时为人们提供服务，而被人们称为24 小时营业的微型超市。它分为三种：饮料自动售货机，食品售货机，综合自动售货机。

自动售货机不仅保障了惬意的工休时间，也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段。特别是在24小时无休工作状态中的办公场所，使用独具魅力的迷你型饮料冲饮机，解决了不间断提供咖啡饮品服务的问题，这种服务加速了自动售货机与咖啡饮品服务的融合。从自动售货业的发展历程看,其具有快速发展的潜力。而利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性^[1]，也保证了自动售货机能够长期稳定地运行。

1.2自动售货机的发展概况和现状

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^[2]。

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^[3]。公元1 世纪,希腊人希罗制造的自动出售圣水的装置是世界上最早的自动售货机。1925 年美国研制出售香烟的自动售货机,此后又出现了出售邮票、车票的各种现代自动售货机。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。

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