摘 要本课题主要以基于S7-200的自动售货机作为研究对象，对其进行设计全方面设计，设计了一款能够实现对商品A和B的自动售卖的控制系统，使用西门子公司推出的S7-200型控制器来对售货过程进行控制，采用梯形图语言对投币功能、指示灯驱动、选择商品功能、余额计算、计时处理以及遭到破坏时的报警功能进行设计，并且要实现下列指标功能。为了能够达到对顾客所投硬币或纸币进行识别，本课题选择了四种不同类型的传感器来检测一元硬币、一元纸币、五元纸币和十元纸币，并且能够通过电机实现对商品A和B的自动推出，实现掉落。经过了多次的优化和改进，本课题设计的这款自动售货机系统能够满足预期各项功能指标，适合推广。
目录
一、 引言 1
二、 自动售货机的硬件系统设计 3
（一） I/O口的分配 3
（二） 自动售货机I/O 接口图 3
（三） 工作流程设计 4
三、 软件系统设计 6
（一） 投币功能检测功能设计 6
（二） 指示灯驱动功能设计 8
（三） 选择商品功能设计 9
（四） 余额自动计算功能设计 11
（五） 计时处理功能设计 12
（六） 遭到破坏时报警功能设计 14
参考文献 16
致 谢 17
附录 程序代码 18
引言
本课题将对一款自动售货机进行设计全方面设计，能够实现对商品A和B的自动售卖，使用西门子公司推出的S7200型控制器来对售货过程进行控制，采用梯形图语言对投币功能、指示灯驱动、选择商品功能、余额计算、计时处理以及遭到破坏时的报警功能进行设计，并且要实现下列指标功能。
实现对顾客投币的币值进行检测，能够对一元硬币、一元纸币、五元纸币以及十元纸币进行快速高准确度识别。
当投币成功后，金额满足商品的标价时能够通过指示灯点亮的方式来提示用户可以购买该商品。
当用户按下商品购买按键并且所投金额满足购买需求后，售货机内电机将推动商品进行掉落。
能够实现余额自动计算功能，当购买成功后剩余金额将自动计算并更新显示。
能够通过定时器对一些关键过程进行计时，如电机 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
在推动商品过程的时间以及售货机未被操作的时间等。
具有高性能的报警功能，当检测到售货机被破坏后，能够通过传感器检测到破坏动作、立即引起报警效果。
自动售货机的硬件系统设计
I/O口的分配
本课题选用的这款S7200型可编程控制器具有充沛的输入输出管脚资源，能够方便的完成对外部传感器和电机等重要负载的连接，下表为本课题设计的这款自动售货机控制系统的管脚连接图，由于选用了四种不同币值的钱币识别传感器，分别为一元硬币、一元纸币、五元纸币以及十元纸币四种，这四种传感器能够通过输出高低电平来表示硬币识别成功信号，本课题将这四个传感器分别连接在S7200的I0.0~I0.3四个输入管脚上。
用于提供给顾客购买A和B两种商品的按键分别连接在PLC的I0.4和I0.5两个管脚上。用于检测售货机收否收到破坏的感应传感器能够通过输出高低电平来表示是否发生破坏，这个传感器连接在PLC的I0.6管脚上。退币按钮链接在I0.7管脚上。
接下来是输出管脚的连接关系，其中用于指示破坏报警指示的LED灯连接在PLC的Q0.0管脚上，达到购买商品A和B时的指示灯分别连接在PLC的Q0.1和Q0.2两个管脚上。用于驱动商品A和B进行推动的电机连接在PLC的Q0.3和Q0.4两个管脚上。用于进行钱币退出的开关连接在PLC的Q0.5管脚上。
表1 I/O口的分配表
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自动售货机I/O 接口图
下图是根据上文设计的管脚连接关系配置的S7200可编程控制器与外部器件之间连接关系的IO接口图。
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图1 自动售货机I/O 接口外部接线图
工作流程设计
下图为自动售货机系统的工作流程图，在使用时顾客首先投入钱币，通过识别传感器对投入的硬币或纸币进行识别，随后将币值累加起来，接着将已投金额与商品A和B的标价进行对比，若超过某个商品的价格那么系统将该商品的指示灯进行点亮，提示用户可以购买该商品。随后检测用户是否按下了购买商品的按键，若按下那么通过电机将商品推出。接着检测用户是否按下了退币按键，如果按下则执行退币操作过程。


图2 自动售货机工作流程图设计
软件系统设计
经过了上文对自动收货机的硬件电路设计以及PLC可编程控制器各个管脚与传感器的连接关系，接下来就可以通过梯形图语言编写代码来对各项功能进行实现了，论文本部分将对自动售货机系统的投币检测、商品输出指示、选择商品功能、余额计算以及遭到外力破坏时的报警功能进行设计。
投币功能检测功能设计
首先需要对投币检测功能进行设计，本课题设计的这款自动售货机配置了一元硬币、一元纸币、五元纸币以及十元纸币四种传感器，用于检测这四种币值，当用于投入了钱是真的时候，这四个传感器将分别输出有低到高的电平跳转，这四个不同功能的传感器分别连接在S7200型PLC控制器的I0.0~I0.3四个输入管脚上，这四个管脚将通过检测这四个传感器的电平来实现对是否投币的检测。
下面首先对投入一元硬币的处理过程进行设计，一元硬币的检测传感器连接在I0.0管脚，当检测到顾客投入了一个一元硬币后，该传感器将输出一个高电平给I0.0管脚，此时网络1最左侧的I0.0控制的常开型触点将实现闭合，接着通过第二个上升沿检测指令P对I0.0由低到高的上升沿进行检测，随后信号流过这两个触点后执行累加指令ADD_I，将变量AC0的值加10（变量ACC用于保存顾客投入的全部金额），这样就完成了一元硬币笔投入后的处理过程。
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接着对投入一元纸币的处理过程进行设计，一元纸币的检测传感器连接在I0.1管脚，当检测到顾客投入了一张一元纸币后，该传感器将输出一个高电平给I0.1管脚，此时网络2最左侧的I0.1控制的常开型触点将实现闭合，接着通过第二个上升沿检测指令P对I0.1由低到高的上升沿进行检测，随后信号流过这两个触点后执行累加指令ADD_I，将变量AC0的值加10，这样就完成了一元纸币笔投入后的处理过程。
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接着对投入五元纸币的处理过程进行设计，五元纸币的检测传感器连接在I0.2管脚，当检测到顾客投入了一张五元纸币后，该传感器将输出一个高电平给I0.2管脚，此时网络3最左侧的I0.2控制的常开型触点将实现闭合，接着通过第二个上升沿检测指令P对I0.2由低到高的上升沿进行检测，随后信号流过这两个触点后执行累加指令ADD_I，将变量AC0的值加50，这样就完成了五元纸币笔投入后的处理过程。

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