基于PLC控制的自动售货机设计文档格式.docx

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2009年3月20日

声明

本人所呈交的基于PLC控制的自动售货机设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：

日期：

2010-03-20

【摘要】

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台服务的独立设施，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。

本次设计的在以PLC为核心的自动售货机控制系统中，当需要增加可选择的商品数量时，该控制系统的硬件只需要增加相应的输入信号，其硬件的原有接线不需要改变，软件则可以根据不同的控制要求进行修改，具有较强的适应性，因此在自动售货机行业中得到了广泛的。

【关键词】：

PLC；

自动售货机；

硬件设计；

软件设计；

梯形图

ABSTRACT

ProgrammableLogicController（PLC）isacombinationofcomputertechnology,automaticcontroltechnologyandcommunicationtechnologydevelopedanewtypeofindustrialcontroldevices,ithashighreliability,programmingsimple,convenientmaintenance,etc.,havebeenintheindustrialcontrolareastobewidelyused.BecausevendingmachinesasasocialcommodityretailandComprehensivecompletedtheself-deskservice,askingittostructuremustbereliable,stableandefficientimplementation.Inthispaper,adetaileddescriptionofavendingmachinewithPLCcontrolsystemtoachievethehardwaredesignandsoftwaredesign.

ThedesignofthecoreinordertoPLCcontrolsystemforavendingmachine,whentheneedtoincreasethenumberofalternativeproducts,thecontrolsystem'

shardwareisonlytheneedtoincreasethecorrespondinginputsignal,thehardwaredoesnotrequiretheoriginalwiringchanges,thesoftwarecancontrolrequirementsaccordingtodifferentmodifications,withastrongadaptability,sovendingmachineindustryhasbeenextensive.

【KEYWORD】:

PLC;

vendingmachines;

hardwaredesign;

softwaredesign;

Ladder

目录

引言01页

一、PLC简介及自动售货机现状01页

（一）可编程控制器概述01页

（二）自动售货机现状02页

二、自动售货机的硬件设计03页

（一）结构组成03页

（二）控制原理和要求04页

（三）硬件接线图05页

三、自动售货机的软件设计06页

（一）软件结构06页

（二）程序流程图及运行调试07页

四、总结09页

致谢10页

参考文献10页

引言

PLC是在继电器控制基础上以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的一种新型工业自动控制装置。

目前PLC已基本替代了传统的继电器控制系统，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱的首位。

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设备。

自动售货不受任何场地限制，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、到牙刷、方便面、自动照相机。

近年来，我国的自动售货行业突飞猛进；

在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地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自动装置，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的应用。

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。

一、PLC简介及自动售货机现状

（一）可编程控制器概述

1.PLC的发展历史

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程控制器，成ProgrammableController（PC）。

个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可变成控制器的功能特点，可编程控制器定名为ProgrammableController（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。

PLC的定义有许多种，国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：

可编程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，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易扩充其功能的原则设计。

2.PLC的硬件和软件

（1）PLC的硬件构成：

PLC是专为工业控制而设计，采用了典型的计算机结构，主要由CPU、存储器、采用扫描方式工作的I/O接口电路和电源等组成。

（如图1所示）

图1

（二）自动售货机现状

中国自1993年开始从日，韩等国引进自动售货机并投放中国市场。

1995年笫一台国产自动售货机在北京诞生．1999年国产自动售货机形成规模生产并批量

投放市场。

相对于日本、美国等发达国家．中国目前市场运营的自动售货机数量还很少，只有3万余台．至2000年初．中国自动售货机研发、制造和运营的企业有10多家，以天津南开戈德集团规横最大，约占中国自动售货市场份额的80％。

在自动售货机运营商方面，主要是由制造企业的关联或下属企业运营，如戈德集团的卫德移动商务公司、澳珂玛集团的澳鸿自动商务公司等，中国目前还没有产生独立的运营商。

据来自中国自动售货机市场行情分析报告表明：

目前中国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。

有关报道显示，戈德移动商务公司已经在上海地铁一号线、南京东路、人民广场，轻轨沿线、大中学校等地带放了约2000台，在上海地铁二号线布放了30台，并准备于2002年在商业街、旅游景点、车站码头、高档写字楼布放500台。

2000年仅广州市区就摆放各种品牌的自动售货机1500台，而这个数量还不足以满足地铁和公交车站的摆放。

自动售货机这种全新的零售方式已逐渐被国人所接受和信赖。

二、自动售货机的硬件设计

（一）结构组成

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。

面向顾客的机具正面，是完成商品价格介绍、接受授币、显示金额、推出商品和退币整个售出过程的表体部分。

图2为几款常见自动售货机的图片。

图2

2.商品样品显示窗

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。

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视在自动销售过程中，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”。

（二）控制原理和要求

在本控制系统中，自动售货机只售3种商品，自动销售汽水、果汁和咖啡。

自动售货机可识别5角、l元、5元硬币；

自动售货机可退币5角、l元、5元硬币。

1.控制原理

首先由顾客按下商品选择开关，然后顾客投入钱币，经钱币识别传感器后将信号送给PLC，由用户编写的PLC程序运行可以识别出钱币的真伪以及币值，并显示投入钱币的数值，并同时与商品的价格比较，当投入的钱币满足某商品的购买价格后，则可以购买该商品的指示灯亮，PLC通过计算还可以显示出消费数值和余额数值，商品驱动机构收到控制信号后即出货电磁阀动作，送出商品，若有余额，则退币电动机动作，可以退出余额数值的相应币值，同时完成内部清零过程。

这样就完成一次商品提货过程。

其控制系统的硬件组成示意图见图3。

图3

2.控制要求

（1）当投入的硬币总值等于或超过1.5元时，汽水按钮指示灯亮；

当投入的硬币总值等于或超过3元时，汽水按钮和果汁按钮同时亮；

当投入的硬币总值等于或超过5元时，汽水按钮、果汁按钮和咖啡按钮同时亮。

（2）当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水10S后自动停止，同时汽水按钮指示灯闪烁10S。

（3）当果汁水按钮灯亮时，按果汁按钮，则果汁10S后自动停止，同时果汁按钮指示灯闪烁10S。