PLC课程设计---自动售货机控制系统的设计
基于PLC的自动售货机控制系统的设计
基于PLC的自动售货机控制系统的设计一、引言自动售货机作为一种便捷的购物方式，已经深入到人们的日常生活中。
随着科技的发展，自动售货机的功能越来越强大，可以实现多种支付方式、商品种类的丰富以及智能化的控制等。
本文将重点研究基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动售货机控制系统的设计，以满足市场需求和提高自动售货机的性能。
二、PLC控制系统的基本原理1.1 PLC的定义与分类PLC(Programmable Logic Controller)即可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业自动化控制的数字计算机。
它可以根据预先编写的程序，对各种输入信号进行采集、处理和输出，实现对生产过程的自动控制。
根据PLC的工作原理和应用领域，可以将其分为以下几类：(1)离散型PLC:其内部采用晶体管作为基本元件，具有体积小、结构简单、接线少等特点，适用于单机运行和较小规模的控制系统。
(2)连续型PLC:其内部采用电容式或电感式触点作为基本元件，具有较高的可靠性和抗干扰能力，适用于大规模的工业自动化系统。
(3)混合型PLC:结合了离散型和连续型PLC的优点，既具有离散型PLC的结构简单、接线少的特点，又具有连续型PLC的高可靠性和抗干扰能力。
1.2 PLC控制系统的主要组成部分PLC控制系统主要由以下几个部分组成：输入设备、中央处理器(CPU)、存储器、输出设备和通讯接口。
其中，输入设备负责采集外部环境的各种信息，如温度、湿度、压力等；中央处理器负责对采集到的信息进行处理和运算；存储器负责存储程序和数据；输出设备负责将处理后的结果输出到外部设备，如电机、阀门等；通讯接口负责与其他设备进行数据交换和通信。
三、基于PLC的自动售货机控制系统设计2.1 系统需求分析为了满足市场需求，自动售货机控制系统需要具备以下功能：(1)多种支付方式：支持现金、银行卡、移动支付等多种支付方式，方便用户购买商品。
(2)商品种类丰富：提供各类饮料、零食、日用品等商品，满足不同用户的需求。
基于PLC的自动售货机控制系统的设计
基于PLC的自动售货机控制系统的设计自动售货机是一种自动化的货物销售设备，广泛应用于餐厅、便利店等各类商铺。
它能够通过电子支付方式自动售卖商品，并具备库存管理、销售数据统计、远程监控等功能。
为了实现自动售货机的正常运行，需要设计一个基于PLC（可编程逻辑控制器）的控制系统。
首先，我们需要对自动售货机的功能进行分析，确定所需的控制模块。
自动售货机的主要功能包括：1.商品选择与交付：用户通过触摸屏或按键选择商品，机器自动将所选商品交付给用户。
3.库存管理：自动售货机需要准确管理商品的库存，当商品数量不足时，需要提醒操作员补充。
4.销售数据统计：自动售货机需要对商品销售情况进行统计，包括销售数量、销售额等数据。
5.远程监控：自动售货机可以通过网络与远程服务器建立连接，实现远程监控和管理。
基于以上功能，我们可以将PLC的控制系统设计如下：1.输入模块：包括触摸屏、按键等，用于接收用户选择商品、支付方式等输入信息。
2.输出模块：包括商品出货口、屏幕显示等，用于将商品交付给用户，并显示交互信息。
3.电子支付模块：用于连接支付系统，处理用户支付请求，进行实时的支付验证和交易记录。
4.库存管理模块：通过传感器检测商品数量，当商品数量不足时，发出报警信号并提醒操作员补充商品。
5.销售数据统计模块：通过PLC中的计数器功能，统计每个商品的销售数量和销售额，并将数据保存到存储器中。
6.通信模块：用于与远程服务器建立连接，传输销售数据、库存信息等，并接收远程的监控指令。
在设计控制系统时，我们需要考虑到以下几个方面：1.系统的稳定性和可靠性：PLC是一种可靠的工控设备，可以提供稳定的控制功能。
同时，我们需要设置适当的备份机制，确保系统在故障时可以正常运行。
2.用户交互的友好性：通过触摸屏、显示屏等人机界面，提供友好的交互方式，使用户能够方便、快速地选择商品，并了解交易结果。
3.安全性：自动售货机控制系统需要具备一定的安全保障措施，防止恶意攻击和非法操作。
基于PLC自动售货机控制系统设计
基于PLC自动售货机控制系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和智能化趋势的日益明显，自动售货机作为一种新型的零售模式，正逐渐改变着人们的消费习惯。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的自动售货机控制系统设计，旨在通过自动化和智能化的技术手段，提高售货机的运营效率，优化用户体验，并满足现代零售市场的需求。
本文将对基于PLC的自动售货机控制系统设计进行深入探讨，从系统架构、功能实现、软硬件集成等方面进行全面分析，旨在为相关领域的研究与实践提供有益的参考。
本文将首先介绍自动售货机的发展历程和现状，分析基于PLC的控制系统设计的必要性和优势。
随后，详细阐述控制系统的总体设计方案，包括硬件选型、软件编程、系统网络构建等关键环节。
在此基础上，进一步探讨控制系统的核心功能，如商品识别、交易处理、库存管理、远程监控等，并阐述如何实现这些功能的自动化和智能化。
本文还将关注控制系统的安全性、稳定性和可扩展性等方面的设计考虑，以确保售货机在实际运营中的可靠性和持久性。
通过案例分析或实验验证，对基于PLC的自动售货机控制系统的实际效果进行评估，并提出改进和优化建议，以期为推动自动售货机技术的进一步发展提供有益的借鉴。
二、PLC控制系统设计基础在设计基于PLC的自动售货机控制系统时，理解PLC控制系统的基本原理和设计方法是至关重要的。
PLC（可编程逻辑控制器）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。
它采用可编程存储器，用于执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或过程。
我们需要明确PLC控制系统的基本构成，这通常包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出模块、电源以及编程设备等。
CPU是PLC的核心，负责执行用户程序，处理数据，以及与其他模块通信。
存储器则用于存储用户程序、数据和工作状态等信息。
输入/输出模块负责与外部设备进行连接，实现数据的输入和输出。
基于PLC自动售货机控制系统设计
基于PLC自动售货机控制系统设计引言自动售货机作为一种便捷的零售方式，已经广泛应用于各种场景，如商场、学校、车站等。
为了提高自动售货机的功能和性能，PLC（可编程逻辑控制器）被引入到控制系统中。
PLC作为一种可编程的电子设备，能够根据预定的程序和逻辑来控制各种设备和过程。
本文将详细介绍基于PLC自动售货机控制系统设计的相关内容。
一、PLC控制系统概述1.1 PLC基本原理PLC是一种用于工业自动化领域的电子设备，它能够根据预定的程序来实现各种控制功能。
其工作原理是通过输入模块接收外部信号，经过处理后通过输出模块输出信号来实现对设备和过程的控制。
1.2 PLC在自动售货机中的应用在传统自动售货机中，通常使用微处理器或嵌入式系统来实现对设备和过程的控制。
然而，这些传统方式存在着功能有限、扩展性差等问题。
而使用PLC作为自动售货机的控制器，则可以克服这些问题，并且具有更好的稳定性和可靠性。
二、PLC自动售货机控制系统设计2.1 系统结构设计PLC自动售货机控制系统的结构主要包括输入模块、处理单元（CPU）、输出模块和外部设备。
其中，输入模块用于接收外部信号，CPU用于处理信号并执行相应的控制程序，输出模块用于输出信号，外部设备包括货道、显示屏等。
2.2 系统功能设计PLC自动售货机控制系统的功能主要包括货道管理、库存管理、支付管理和故障处理等。
其中，货道管理功能用于管理各个货道上商品的存放和取出；库存管理功能用于实时监测商品库存并生成相应的报表；支付管理功能用于接收用户支付信息并完成交易；故障处理功能用于检测设备故障并进行相应的处理。
2.3 系统程序设计PLC自动售货机控制系统的程序设计是实现各个功能的关键。
在程序设计中，需要考虑到各个输入信号和输出信号之间的关系，并编写相应的逻辑代码。
此外，还需要考虑到异常情况下的处理方式，并编写相应代码进行异常处理。
三、PLC自动售货机控制系统实现3.1 硬件实现PLC自动售货机控制系统的硬件实现主要包括PLC设备的选择和配置，输入模块和输出模块的连接，以及外部设备的接入等。
完整版PLC课程设计(自动售货机)
目录摘要 (1)1 绪论 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计要求 (2)1.3 PLC可编程控制器简介 (3)1.3.1 PLC的基本概念 (3)1.3.2 PLC的基本结构 (3)2 总体设计和系统框图 (4)2.1 控制程序流程图设计 (4)2.2 控制程序时序图设计 (4)2.3 控制程序设计思路 (5)3 设计方案 (6)3.1 PLC与上位监控软件通讯 (6)3.2 上位监控系统组态设计 (7)3.2.1 仿真系统组成 (7)3.2.2 仿真实验的售货分析 (7)3.3 系统变量定义及分配表 (8)4 系统仿真和调试 (9)4.1 硬件和软件调试 (9)4.2 梯形图 (10)总结 (14)致谢 (15)参考文献 (16)摘要本文简要介绍了PLC可编程控制器的基本概念和基本结构，又简要分析了自动售货机的基本功能及工作方式。
设计了一个基于PLC的自动售货机控制系统。
本设计使用三菱公司开发的可编程控制器实现对自动售货机的控制，设计了1元、5元和10元三种投币方式。
自动售货机内有12元、15元和20元三种商品，当投入币值大于或等于商品价格时，则可以购买该商品。
当自动售货机内还有剩余钱额时，则可以实现退币功能。
设计实现了货币的自动加、减和比较功能。
关键词：自动售货机；PLC；可编程控制器1 绪论1.1 设计任务设计一台完整的销售汽水和咖啡的自动售货机，具有硬币识别、币值累加，自动售货、自动找钱功能，此售货机可接受的硬币为1元、5元和10元。
有三个钱币输入按钮，X0代表1元，X1代表5元，X2代表10元，当投入的硬币总值超过12元时，汽水指示灯Y3亮。
当投入的硬币超过15元时，汽水指示灯Y3和花茶指示灯Y4亮。
当投币超过20元时，汽水和花茶及咖啡指示灯Y5都亮。
如果要汽水则按汽水按钮X3，这时汽水输出指示灯Y3亮，输出汽水，然后汽水指示灯闪烁，5 s后停止。
如果要花茶则按花茶按钮X4，这时花茶输出指示Y4亮，输出花茶，然后花茶指示灯闪烁，5s后停止。
基于PLC的自动售货机控制系统的设计
基于PLC的自动售货机控制系统的设计一、引言自动售货机作为一种便捷的购物方式，已经在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
随着科技的发展，自动售货机的功能也得到了不断的升级和优化。
本文将重点研究基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动售货机控制系统的设计，通过对PLC的基本原理、功能模块以及应用场景的分析，为自动售货机的控制系统设计提供理论支持和技术指导。
二、PLC基本原理及功能模块1.1 PLC基本原理PLC是一种专门用于工业自动化控制的数字计算机，它采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，以执行对各种输入或输出设备的控制。
PLC的主要特点是具有较高的可靠性、灵活性和可编程性。
它可以根据实际需要，对控制程序进行修改和调整，以满足不同生产环境的需求。
1.2 PLC功能模块PLC的功能模块主要包括输入/输出模块、中央处理器模块(CPU)、存储器模块和通信模块等。
其中，输入/输出模块负责接收外部设备的信号，并将其转换为PLC可以识别的电平信号；中央处理器模块是PLC的核心部件，负责执行用户编写的控制程序；存储器模块用于存储程序代码、数据和参数等；通信模块则负责与其他设备进行数据交换和通信。
三、基于PLC的自动售货机控制系统设计2.1 系统架构设计基于PLC的自动售货机控制系统主要由以下几个部分组成：输入设备检测模块、货物存储管理模块、销售结算模块和人机交互模块。
其中，输入设备检测模块主要用于检测用户的操作行为，如按下取票按钮、投币/刷卡等；货物存储管理模块负责管理货物的进出库、库存数量等信息；销售结算模块则负责计算用户的购买金额，并进行找零处理；人机交互模块则负责与用户进行实时沟通，提供相关信息和服务。
2.2 功能模块设计2.2.1 输入设备检测模块该模块主要包括传感器和执行器的配置，以及相应的控制程序。
传感器可以检测到用户的动作，如按下取票按钮、投币/刷卡等；执行器则根据传感器的信号执行相应的操作，如打开货门、出货等。
基于PLC的自动售货机控制系统设计
基于PLC的自动售货机控制系统设计自动售货机是一种在商场、办公楼、车站等公共场所广泛使用的自动销售设备，它能够提供各种商品的购买服务。
随着科技的发展，自动售货机的功能也不断提升，从最初简单的商品销售到现在的多功能服务。
为了实现自动售货机的高效运行和灵活控制，PLC技术被广泛应用于自动售货机控制系统中。
本文将从系统设计、硬件选型、软件编程等方面对基于PLC的自动售货机控制系统进行深入研究。
一、系统设计1.1 系统功能需求基于PLC的自动售货机控制系统应具备以下功能：商品库存管理、投币找零功能、商品选择和交付功能等。
1.2 系统结构设计基于PLC的自动售货机控制系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括投币器、找零器、显示屏和取物口等设备；软件部分包括程序设计和逻辑控制。
二、硬件选型2.1 PLC选型选择适合自动售货机应用场景的PLC型号，考虑到运行稳定性和扩展性等因素。
2.2 投币器选型选用高精度的投币器，能够准确辨别硬币的面值，并能够自动找零。
2.3 找零器选型找零器应能够根据投入的金额自动计算找零，并确保找零的准确性和速度。
2.4 显示屏选型选择高清晰度、易读性好的显示屏，用于显示商品信息、价格和操作指引等。
2.5 取物口设计设计合理的取物口，确保商品能够顺利交付给用户，并考虑到商品大小和重量等因素。
三、软件编程3.1 程序设计根据系统功能需求，编写相应的程序代码。
程序代码应包括商品库存管理、投币找零功能、商品选择和交付功能等模块。
3.2 逻辑控制通过PLC对硬件设备进行逻辑控制，实现自动售货机各项功能。
例如，通过读取投币器传感器信号来判断用户投入金额是否足够购买商品，并根据判断结果控制找零器进行找零操作。
四、系统测试与优化4.1 系统测试对基于PLC的自动售货机控制系统进行全面测试，包括硬件设备的功能测试和软件程序的功能测试。
4.2 问题分析与优化根据测试结果分析系统存在的问题，并进行相应的优化调整。
基于PLC的自动售货机控制系统的设计
基于PLC的自动售货机控制系统的设计在当今快节奏的社会生活中，自动售货机作为一种便捷的零售方式，已经在我们的日常生活中随处可见。
从地铁站、商场到学校、医院，自动售货机为人们提供了随时随地购买商品的便利。
而其背后的控制系统则是实现这一便捷服务的关键，基于 PLC（可编程逻辑控制器）的自动售货机控制系统更是以其稳定、可靠和高效的特点，成为了自动售货机领域的重要技术支撑。
一、自动售货机的工作原理及功能需求自动售货机的工作原理并不复杂。
顾客通过选择商品、投入货币或使用电子支付方式，控制系统接收到相应的信号后，驱动出货机构将所选商品送出，并进行找零或完成支付确认。
为了实现这些功能，自动售货机的控制系统需要具备以下几个主要功能：1、商品选择与识别功能能够准确识别顾客选择的商品，并将选择信息传递给后续的控制模块。
2、货币接收与识别功能可以接收和识别各种货币形式，包括硬币、纸币以及电子支付方式，如微信支付、支付宝等，并准确计算投入的金额。
3、出货控制功能根据顾客的选择和支付情况，精确控制出货机构，确保所选商品能够顺利送出。
4、库存管理功能实时监测商品库存数量，当库存不足时及时发出警报，以便管理人员进行补货。
5、故障诊断与报警功能能够自动检测系统故障，如出货机构故障、货币识别器故障等，并及时发出报警信号，通知维护人员进行维修。
二、PLC 在自动售货机控制系统中的优势PLC 作为一种专门用于工业控制的计算机，具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、维护方便等诸多优点，非常适合用于自动售货机这种需要长时间稳定运行的设备控制系统中。
1、可靠性PLC 采用了先进的硬件和软件技术，具有很强的抗干扰能力，能够在恶劣的环境下稳定工作，保证自动售货机的正常运行。
2、编程灵活性PLC 的编程语言简单易懂，编程人员可以根据自动售货机的具体控制要求，灵活编写控制程序，实现各种复杂的控制逻辑。
3、扩展性PLC 具有良好的扩展性，可以方便地与其他设备进行连接，如触摸屏、打印机、读卡器等，以满足自动售货机不断升级和扩展的需求。
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电气控制技术课程设计任务书课程设计说明书
名称自动售货机控制系统的设计院系
班级
姓名
学号
系主任
教研室主任
指导教师
一任务描述：
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：首先由顾客按下商品选择开关时，然后顾客投入的硬币(投入硬币的面值和剩余值由PLC驱动数码管显示)经过光传感器感应，再由光传感器驱动硬币识别传感器识别硬币（由于能力有限，在识别硬币上不做具体研究）。
如果是无效币则使继电器打开阀门，将硬币退出；如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮币腔，并经硬币识别传感器将信号送给PLC。
最后经顾客选择，同时PLC控制，使PLC的输出口上有相应的信号输出。
若贮币腔内无硬币（红外检测器感应）、饮料的量位小于设定值（红外传感器感应）、售货机遭损，系统就报警【7】。
大体运行如图2-1：
图2-1自动售货机控制系统硬件组成示意图
图2-2是自动售货机简单示意图。
在该机中有两种已经配制好的饮料储液桶（未画出来），一种为汽水，另一种为咖啡。
汽水出口和咖啡出口分别代表由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种的饮料出口。
退币按钮汽水按钮咖啡按钮
退币口投币口
退币指示灯汽水指示灯咖啡指示灯投币不足指示灯
汽水出口咖啡出口
图2-2自动售货机简单示意图
二控制要求
（1）自动售饮料机可投入1角、5角、1元的硬币。
（2）所售饮料标价：汽水——2元，咖啡——3元。
（3）投币总额或现在值显示在7段数码管上。
（4）当投入的硬币总值超过所购饮料的标价时，所有可购买饮料的指示灯均亮，作可购买提示。
（如：当投入的硬币总值超过2
元，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过3元时，汽水、咖
啡指示灯均亮）。
（5）当汽水指示灯亮时，按选择汽水按钮，则排出汽水，7s后自动停止。
在这段时间内，汽水指示灯闪烁。
（6）当咖啡指示灯亮时，按选择咖啡按钮，则排出咖啡，7s后自动停止。
在这段时间内，咖啡指示灯闪烁。
（7）系统根据顾客投入的硬币，判断硬币是否足够，若足够则根据顾客的要求自动售货，投币不足则给出提示。
（8）购买饮料后，系统自动计算剩余币值，并根据剩余币值提示可购买的饮料（指示灯亮）。
（9）若投入的硬币总值超过所需的钱数（汽水2元，咖啡3元），则找钱指示灯亮,当按退币控制按钮时，退出找回的钱。
（10）在报警系统中，PLC只起到开关连接的作用。
三系统配置及输入/输出继电器地址分配
1 I/O口分配
I/O口分配表
2控制接线图
本系统是一个小型集中控制系统，PLC选型主要取决于控制系统输入、输出开关信号的数量、用户程序的长短及相关的功能。
根据控制要求，I/O点数在48个左右，选择性能价格比较高的三菱FX2n-48MR，其中其输入点为24点，输出点为24点，该PLC为继电器输出型。
了解各个控制对象的驱动要求，分析对象的控制要求，完成PLC硬件结构配置。
本设计中，退币按钮、各种饮料按钮和饮料出口（驱动电磁阀）等均为开关量。
根据上述要求，因条件所限输出均用指示灯代替，由此绘制出PLC
控制电路接线图，如图所示：
售货机遭破坏感应器
咖啡液位感应汽水液位感应1元剩余钱币感应5角剩余钱币感应1角剩余钱币感应退币控制按钮
1元退币感应器
5角退币感应器1角退币感应器咖啡按钮
汽水按钮1元钱币输5角钱币输1角钱币输报警
控制控制控制
灯
控制接线图
3 系统的流程图
四程序设计
根据自动售货机控制系统的流程可以知道自动售货机的主
要系统包括：计币部分、比较部分、选择和饮料供应部分、余额计算部分、退币部分、报警部分。
1 计币部分
当有顾客购买饮料时，投入硬币时经过光传感器感应，然后由光传感器驱动硬币识别器识别硬币,如果是假币则系统自动退出硬币,如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮存腔,并经光传感器感应，然后在PLC内进行数据运算，否则认为是假币并退出系统，梯形图如图4-3：
2 比较部分
投币完成后，系统会将D1内钱币数据和可以购买的饮料价格进行区间比较：若投币<2元，则指示灯Y24亮，显示投币不足，此时可以继续投币或退币；若2元≤投币<3元，则汽水选择指示
灯长亮，此时可以选择汽水或退币；若投币≥3元,则汽水和咖啡指示灯长亮,此时可以选择汽水、咖啡或退币。
梯形图如图：
3 选择和饮料供应部分
比较完成后，按下指示灯长亮的选择按钮，相应的电磁阀（Y12或Y13）起动，并且相应的选择指示灯由长亮转为以1s为周期的闪烁直至饮料供应完毕后闪烁停止。
当饮料输出达到7s时，电磁阀关断。
梯形图如图：
4 余额计算部分
饮料输出的同时减去相应的购买币数。
梯形图如图：
5 退币部分
顾客可在购完饮料后，由退币指示灯Y23可知是否可以退币，指示灯亮，则可以退币，当按下退币控制按钮后，数据寄数器D1内的币数除以10，商的整数部分是需要退回1元的个数并储存在D2中；D3的数据除以5，商的整数部分是需要退回的5角钱的个数，并储存在D4中，依次类推选择退币的同时起动3个退币电动机。
3个感应器开始计数，当感应器记币的个数等于数据寄存器退回的币数时，退币电动机停止运转。
PLC编程梯形图如图：
6报警部分
PLC在报警系统中，只起到开关连接的作用，具体梯形图如图：
整体运行梯形图
梯形图程序调试
由于实验室没有相应的实物控制模型(自动售货机)，因此，在调试系统控制程序时，所有的输入信号均用开关信号和复位按钮来代替，所有的输出均用指示灯来表示。
调试时，首先按控制系统PLC接线图完成硬件接线，并仔细检查接线是否有误，特别要注意接线时不能出现短路、断路及反接等情况，否则会造成硬件损坏及人身意外。
开始程序调试：首先将PLC控制程序写入到PLC机器中，再选择监控状态，使PLC处于“RUN”状态，然后逐一按投币感应器（即硬币识别机构用复位按钮信号来表示硬币的输入），观察有没有进行累加币值；或按选择按钮，观察输出指示灯是否按预计效果闪灭（即显示饮料选择提示、饮料送出、送出时间和退币提示），并通过监控状态观察程序的运行过程及输入输出信号、内部描述实际出现的问题及解决方案。
对报警部分进行调试，只需给相应的输入端口信号，然后相应的指示灯变亮即可。
要对照设计控制要求，逐一检验设计功能是否能有效的实现，并对程序进行改进和完善。
例如，调试过程中，发现重复线圈问题，需将程序进行合并，避免重复线圈等等。
总而言之，对程序必须要反复调试，不断改进，以获得既完全实现功能，而又简单、严谨性
高的PLC控制程序。
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