完整版基于PLC自动售货机控制系统毕业论文设计40论文41.docx

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完整版基于PLC自动售货机控制系统毕业论文设计40论文41

编号

淮安信息职业技术学院

毕业论文

题目

基于PLC的自动装卸料系统的设计

学生姓名

学号

院系

电气工程系

专业

电气自动化

班级

指导教师

顾问教师

二〇一四年六月

摘要

自动售货机在中国有着广阔的发展前景，文中介绍了自动售货机的发展历史和现状。

在这次毕业设计中，我查阅了大量资料，以PLC原理为基础设计了自动售货机系统。

按照自动售货机的工作方式，把一次交易过程分为：

运行初期清零过程、投币过程、价格比较过程、选择商品过程、退币过程。

利用梯形图编制各个过程的程序，完成了设计的基本要求

本论文是基于西门子S7-200系列PLC进行自动饮料售货机控制系统的设计的。

本文介绍了PLC的硬件基本组成，特点以及工作原理。

阐述了自动饮料售货机的来源，发展及系统设计的基本原理及工作流程。

在PLC梯形图的编写时，文中采用的是西门子PLC梯形图专用编译软件4.0版本的STEP7来进行编写，并完成了PLC外部接线图。

利用PLC控制的自动饮料售货机提高了系统的稳定性，且逻辑上保证无或者尽量减少漏洞，使自动售货机能够长期稳定运行，不需要经常有人维护。

关键词：

自动饮料售货机PLC梯形图西门子

ABSTRACT

VendingmachinesinChinaproject,IreviewedalotofinformationtodesignPLCbasedontheprincipleofautomaticvendingmachinesystem.Vendingmachinesworkaccordingtoatransactionprocessisdividedinto:

Runtheinitialclearingprocess,theprocessofcoin,thepricecomparisonprocess,theprocessofselectionofgoods,coinprocess.Ladderpreparedusingtheprocedureofeachprocesstocompletethedesignofthebasicrequirements.

ThedesignofAutomaticBeverageVendingMachinePLCControlSystemisbasedonSiemensS7-200series.ThepaperintroducesthebasicstructureofPLC,characteristicsandworkprinciple.InthePLCtrapezoidalchartcompilation,thispaperadoptstheSiemensPLCladderspecialcompilersoftwareversion4oftheSTEP7towrite,andcompletedthePLCexternalwiringdiagram.ToimprovethestabilityofthesystembyusingautomaticbeveragevendingmachinePLCcontrollogic,andensurenoorlittleloopholes,thevendingmachinecan,notoftenneedsomeonemaintenance

Keywords:

automaticbeveragevendingmachine；PLC；ladderdiagram；Siemens

摘要1

ABSTRACT2

目录3

第一章．绪论4

1.1自动售货机的发展历史4

1.2自动售货机简介5

1.3自动售货机工作原理5

1.4自动售货机设计要求6

第二章．总体设计方案7

2.1总体设计思路7

2.2、PLC总体设计流程7

第三章．硬件设计9

3.1、IO地址分配9

3.2、中间继电器分配9

3.3、整体系统工作流程10

3.4、硬件接线图11

3.5、实物接线图12

第四章．软件设计13

第五章．程序调试25

第六章．结论26

致谢27

参考文献28

第一章．绪论

1.1自动售货机的发展历史

据说世界上最早的自动售货机出现在公元前3世纪，那是埃及神殿里的投币式圣水出售机。

17世纪，英国的小酒吧里设有了香烟的自动售货机。

在自动售货机历史的长河中，日本开发出实用型的自动售货机，那是在进入本世纪后的事。

日本第一台自动售货机是1904年问世的“邮票明信片自动出售机”，它是集邮票明信片的出售和邮筒投函为一体的机器。

自动售货机的真正普及是在第二次世界大战以后。

50年代，“喷水型果汁自动售货机”大受欢迎，果汁被注入在纸杯里出售。

后来，由于美国的饮料大公司进入日本市场，1962年，出现了以自动售货机为主体的流通领域的革命。

1967年，100日元单位以下的货币全部改为硬币，从而促进了自动售货机产业的发展。

现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。

例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。

并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。

在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相比，它能够节约10－15％的电力。

进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。

因经济复苏缓慢，社会对扩大就业与工作场所提供茶点饮料的福利事业更为关注。

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。

1999年的全美自动售货机协会和全美咖啡服务协会的合并使人们更直观地看到了这种融合现象。

日本是自动售货机的天堂。

除鸡蛋、米饭之外，报纸、杂志、一次性相机、干电池、磁带、刮胡刀、袜子、花及宠物食品等各种商品都通过自动售货机进行销售。

连熟知自动售货机的美国游客在日本看到10台自动售货机排成一列的景象后，也是连声称奇。

韩国大约有78万台自动售货机，是除了日本、美国、英国之外自动售货机使用数量最多的国家。

从不同的种类来看，咖啡茶的自动售货机约占全部售货机的40%以上；另外，还有冰饮料自动售货机、听装饮料自动售货机、办公咖啡自动售货机和照片胶粘标签自动售货机、票类自动售货机、手机充电自动售货机、成人用品自动售货机、生活用品自动售货机、烟、方便面自动售货机等多种。

主要的设置场所包括学校、楼房、公共机关、地铁等，公共汽车站、公园、体育场、展示场、工厂等。

运营自动售货机产业的公司在全国大约有800余个，而销售自动售货机原料、商品流通、机械销售的公司大约达到了1150个。

1.2自动售货机简介

自动售货机是集声、光、机电一体化的高新智能化产品，在我国也开始得到应用。

在中国人们可以看到现代化的自动售货机摆放在一些大商场门口、繁华街道两旁、公园入口处以及其它热闹的场所。

自动售货机在中国有着广阔的发展前景。

从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。

大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。

从广义来讲自动售货机就是在投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。

从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。

1.3自动售货机工作原理

1）从投币口送入货币，然后经过传感器采集数据、识别器判别人民币的真伪并判别面值。

2）识别器把信息数据传给通信模块。

3）通信模块与售货机的主控系统通信，主控系统显示面值，启动售货机的面板键，显示出哪个货道有货，哪个货道已售完，并等待顾客按键选择商品。

4）顾客选择商品后，根据售出的商品包装类型的不同，采用不同的驱动技术把商品送出。

此次设计的售货机主要出售易拉罐装饮料，是利用电磁阀带动翻版驱动的。

5）显示余额，如果金额足够多，顾客可以选择找币或继续买商品；如果款额不足，售货机经过延时予以退币。

退币分两种情况：

一种是由纸币识别器完

成退纸币，另一种是由硬币的通信模块完成退硬币。

6）系统复零，完成售货。

1.4自动售货机设计要求

1）自动售货机有3个投币孔，分别为1元、5元和10元。

2）售货共有3种饮料供选择，分别为汽水、花茶和咖啡。

3）如投币总额超过销售价格，将可由退币钮找回余额。

4）投币总额或当前值显示在7段数码管上。

5）投币值等于或大于12元时，汽水指示灯亮，表示只可选择汽水。

6）投币值等于或大于15元时，汽水和花茶指示灯亮，表示只可选择汽水和花茶。

7）投币值等于或大于20元时，汽水、花茶和咖啡指示灯亮，表示3种均可选择。

8）按下要饮用的饮料按钮，则相对应的指示灯开始闪烁，3s后自动停止，表示饮料已经掉出。

9）动作停止后按退币钮，可以退回余额，退回金额如果大于10元，则先退10元再退1元，如果小于10元则直接退1元。

第二章．总体设计方案

2.1总体设计思路

自动售货机的基本功能就是对投入的钱币数进行计算，然后根据运算结果做出相应的判断，看看哪种商品可以进行购买，哪种商品不能购买，本次课程设计的要求是可识别三种钱币，分别是1元、2元、5元，采用三个按钮进行模拟，自动售货机共出售四种货物，其价格分别定为1元、3元、4元、6元，当投币数大于等于货物价格时且售货机里有这种货物时，指示灯亮，表示可以进行购买，四种货物分别用四个小灯代替进行模拟。

除此之外，本次设计还涉及了显示、找零、送货等功能的实现，其中显示部分采用数码管进行显示，显示投币总数和购买后的余额；当按下找零按钮后，数码管显示进行清零，采用从高到低递减的形式进行清零，例如：

当余额为17元时，按下找零按钮后，先找三个五元数码管分别显示12、7、2，然后再找2元，清零。

送货部分采用小车直线运动进行模拟，将四种货物分别送到四个不同的地点，采用四个光电开关分别代表四个不同的送货地点，当按下不同的送货按钮后，小车会以其对应的光电开关为终点做直线往返运动，表示送货过程

由于售货机的全部功能是在上位机上模拟的，所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟替代的这些并不会影响实际程序的操作，完全能模拟现实售货机的运行。

2.2、PLC总体设计流程

以下为PLC的一般工作过程流程图。

图一PLC工作过程流程图

第三章．硬件设计

我们本次采用的是西门子公司的S7—200系列PLC，它可以提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元，其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。

3.1、IO地址分配

本次课程设计的主要IO分配如下：

表一IO地址分配

输入单元

PL