任务3 自动售货机
1．掌握字元件、位组合元件的使用； 2．理解自动售货机控制系统设计；
3．掌握数据运算指令等功能指令的编程方法及使用。 自动售货机在我们的日常生活中，已经非常的普遍，它经常被设置在一些大商场门口、繁华街道两旁、公园入口处以及其它热闹的场所。因为其在节省人力资源、节约运营成本及全天候营业、智能化操作等特点，深受广大人民特别是年轻人的喜爱。
本文通过介绍自动售货机的基本原理以及工作流程，结合交易过程实例，把交易过程分为几个动作，然后分别对它们进行模块化编程。利用PLC的相关功能指令实现对自动售货机的控制。
任务目标 任务描述
图6-24 自动售货机
一、算术运算指令学习
可编程控制器中有两种四则运算，即整数四则运算和实数四则运算。前者指令比较简单，参加运算的数据只能是整数。非整数参加运算需先取整，除法运算的结果为商和余数。当整数进行较高准确度要求的四则计算时，需将小数点前后的数值分别计算再将数据组合起来，出发运算时，则要对余数做多次运算才能形成最后的上，这就使程序的设计比较繁琐。而实数运算是准确度高的浮点运算。 1．算数运算指令
任务过程 学一学 （1）指令类型：
算数运算指令包括二进制数的加法、减法、乘法、除法运算等，根据所操作的方式和数的长度不同，可分为扫描型、脉冲型（P）、16位和32位（D）。 （2）功能和助记符，如下表所示：
①加法指令ADD是将两个源操作数[S1]和[S2]中的二进制数相加，结果送到指定的目标操作数[D]中去。每个数据的最高位作为符号位（0为正，1为负），运算是二进制代数运算。该指令有三个操作数：两个源操作数[S1]和[S2]，一个目标操作数[D]。
②减法指令SUB是将制定两个算操作数[S1]和[S2]中的二进制数相减，结果送到指定的目标操作数[D]中去。减法指令的各种标志的动作、32位运算中软元件的指定方法等与ADD指令相同。
③乘法指令MUL 是将两个源操作数 [S1]和[S2]中的二进制数相乘，乘积送到指定的目标操作数[D]中去。如果为16位数乘法，则乘积为32位，如果为32位数乘法，则乘积为64位,并且数据的最高位是符号位（0为正，1为负）。
④除法指令DIV是将两个源操作数 [S1]和[S2]中的二进制数相除，[S1]为被除数，[S2]为除数，商送到指定的目标操作数[D]中去，余数送到[D]的下一个目标元件[D+1]中。除法指令使用也分16位和32位两种情况，和乘法指令类似。
表6-11 二进制数算数运算指令的助记符和功能
操 作 数 助记符 功 能 [S1] [S2] [D] 程 序 步 ADD、 ADD(P)： ADD 把[S1]和[S2]进行KnX、KnY、KnM、KnY、KnM、7步 加法指令 相加，结果送到KnS、T、C、D、V、KnS、T、C、(D)ADD、（FNC20） [D] Z、K、H D、V、Z (D)ADD(P)： 13 步 SUB、 SUB（P）： SUB 把[S1]和[S2]进行KnX、KnY、KnM、KnY、KnM、7步 减法指令 相减，结果送到KnS、T、C、D、V、KnS、T、C、(D)SUB、（FNC21） [D] Z、K、H D、V、Z (D)SUB(P)： 13 步 MUL、 MUL（P）： MUL 把[S1]和[S2]进行KnX、KnY、KnM、KnY、KnM、7步 乘法指令 相乘，结果送到KnS、T、C、D、V、KnS、T、C、(D)MUL、（FNC22） [D] Z、K、H D、V、Z (D)MUL(P)： 13 步 DIV、 DIV（P）： DIV 把[S1]和[S2]进行KnX、KnY、KnM、KnY、KnM、7步 除法指令相除，商送到[D]，KnS、T、C、D、V、KnS、T、C、(D)DIV、（FNC23） 余数送到[D+1] Z、K、H D、V、Z (D)DIV(P)： 13 步 (3)使用说明：
①指令是二进制数代数加减乘除运算，数据的最高位为符号位且0为正，1为负。 ②进行16位加减运算时，数据范围为－32768～＋32767；32位运算时，数据范围为－2147483648～＋2147483647。
③运算结果为0时，零标志置位（M8020=1）；运算结果大于＋32767（或＋2147483647）时，进位标志置位（M8022=1）；运算结果小于－32768（或－2147483648）时，借位标志置位（M8021=1）。
④乘法指令中如将位组合元件用于目标操作数时，限于n的取值，只能得到低位32位的结果，不能得到高位32位的结果。这时应将数据移入字元件再进行计算。
温馨提示：①若源元件和目标元件号相同且采用连续执行的ADD、（D）ADD指令时，加法的结果在每个扫描周期都会改变，此时ADD指令一般采用脉冲执行方式。
②四则运算都是代数运算。
③除法运算中，除数为0时，有运算错误，不执行指令。如[D]为指定元件，
则得不到余数。
2．二进制数加1、减1运算指令 （1）指令类型：
二进制数加1、减1运算指令根据所操作的方式和数的长度不同，可分为扫描型、脉冲型（P）、16位和32位（D）。
（2）功能和助记符，如下表所示：
①二进制数加1指令是将目标元件[D]中的二进制数自动加1，若用连续指令时，则每
个周期加1。
②二进制数减1指令是将目标元件[D]中的二进制数自动减1，若用连续指令时，则每个周期加1。
表6-12 二进制数加1、减1运算指令的助记符和功能
助记符 功 能 操 作 数 [S] [D] 程 序 步 INC 加1指令 目标元件加1 （FNC24） DEC 减1指令 目标元件减1 （FNC25） (3)使用说明：
INC、INC(P)： KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、3步 Z（V、Z不能做32位操作） (D)INC、(D)INC(P)：5 步 DEC、DEC（P）： KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、3步 (D)DEC(P)： Z（V、Z不能做32位操作） (D)DEC、5步 ①二进制数加1指令的意义是目标元件的当前值[D]+1→[D]中，二进制数减1指令的意义是目标元件的当前值[D]－1→[D]中。
②在16位运算中，+32767加1则成为—32768。在32位运算中，+2147483647加1则结果为—2147483648。 二、算数运算指令使用举例
1．二进制数的加法、减法、乘法、除法运算
分析下图中的各个指令，并计算经过指令执行后的D3、D4、D5、D10数值分别是多少？
(a) 梯形图
(b) 指令语句表
图6-25 代数运算指令的梯形图和语句指令表
上图中，当按下X0时，数据传送指令MOV把十进制数K20送到目标元件D0中，同时把K30送到目标元件D1中，当X1有OFF→ON时，执行加法指令ADD，即[D0]+ [D1] →[D3]， 计算结果为20+30=50。当X2有OFF→ON时，执行减法指令SUB，即[D1] ﹣ [D0] →[D4] ,计算结果为30﹣20=10。当X3有OFF→ON时，执行乘法指令MUL，即[D0]* [D1] →[D5]，计算结果为20×30=600。注意：此时若[D0]、[D1]为16位，则运算结果为32位，目标元[D5存放低16位地址，D6存放高16位地址（64位同理）。当X4有OFF→ON时，执行除法指令DIV，即[D1]* [D0] →[D10]，计算结果为30÷20=1，余数为10若[D1]、[D0]为16位，则商存放在D10中，余数存放在D11中。通过上述分析，我们可知执行运算后的结果为[D3]=50，[D4]=10，[D5]=600，[D10]=1，[D1]=10。 2．加1、减1指令使用举例
分析下图的工作过程，加深对加1指令及减1指令的理解。
(a) 梯形图
(b) 指令语句表
图6-26 加1、减1指令的用法
上图中，每当X0闭合，D1的当前值就加1，每当X1闭合，D2的当前值就减1.