基于PLC和触摸屏自动售货机设计.docx

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论文题目基于PLC和触摸屏自动售货机设计

touchscreen

ThevendingmachinedesignbasedonPLCand

（英 文）

摘要

自动售货机的样式有很多，大多数放在短时间人口流动又比较大的公共场所，比如学校、食堂、车站、医院等。

在这些地方，它不仅吸引人眼球，更是为人们提供了一种便捷的购物方式。

这次设计的是一个出售饮料的自动售货机。

有许多元件可以对自动售货机实现售货功能，需要一个合适的主控单元，这可以从价格、功能、可靠性等多方面考虑来做出选择。

相对于别的元件，PLC具有的优势明显，选择用它来实现控制。

根据售货性质，设计售货机的结构，确定它可以实现的功能，是如何工作的，选择相应的硬件（电机、货币识别器等）。

然后对I/O进行分配，考虑编写程序需要的存储容量，确定PLC的型号，画出控制电路接线图。

对所选型号的PLC进行进一步的了解并熟悉的相关指令功能，弄懂自己要用的指令，根据控制要求，在“GXDeveloper”中编写合理的程序。

此次设计还涉及到触摸屏的运用，首先需要对触摸屏有一定的了解，明白它的工作原理，最后进行触摸屏仿真，做出相关触摸屏设计。

关键词：

自动售货机；PLC；梯形图；触摸屏

ABSTRACT

Agreatvarietyofvendingmachineismostlyplacedinthepublicarealikeschools、dining-hallandhospitalsetc.Intheseplaces,thevendingmachinenotonlyattractspeople’sattention,butalsobringspeopleanewwaytogoshopping.Itisdesignedforsellingdrinks.

Thoughthefunctionofthevendingcanbeimplementedbymanycontrollers,weneedtomakearightchoice.Soweshouldtaketheprice、functions、reliabilityandotheraspectsintoconsideration.PLChasgreatadvantages,itismoresuitable.Sowecanuseittocontrolthe

vendingmachine.Onthebasisofitssales,thestructureofthevendingmachinecanbedesigned.Andmakesurethatitcanachievethefunction.Youshouldalsoknowhowitworks

andselectsuitablehardware（motor、currency,etc.）.Then,wemakeadistributionbetweeninputandoutputandconsidertheneededstoragecapacityforwritingtheprogram.ThetypeofPLCneedstobedetermined.Anddrawthewiringdiagramofthecontrolcircuit.Makea

furtherunderstandingoftheselectedPLCandbefamiliarwithrelatedinstructionfunction.Also,theseinstructionsneedtobeusedwell.Thenwriteareasonableprogramthrough“GXDeveloper”accordingtothecontrolrequirements.Intheprocessofthedesign,the“Touch

ScreenTechnology”shouldalsobeused.Firstly,someknowledgeabouttouchscreenshould

beacquired.Thenattempttoknowitsprinciplesofworking.Finally,makeitssimulationandcompletetherelevantdesign.

Keywords:

Vendingmachine;PLC;ladderdiagram;touchscreen

目录

1绪论 1

1.1自动售货机的研究背景及意义 1

1.2研究自动售货机的目的 1

1.3本设计研究的内容 1

2自动售货机的功能分析 3

2.1自动售货机主控单元的确定 3

2.2自动售货机的售货方法 5

2.3自动售货机的空间结构 6

2.4自动售货机的功能 7

2.5自动售货机的购物使用流程 8

3自动售货机的硬件部分 10

3.1控制电路硬件组成框图 10

3.2确定自动售货机使用的PLC类型 10

3.3货币识别器选型 13

3.3.1硬币的识别原理 13

3.3.2纸币的识别原理 15

3.4自动售货机电机及其它选择 15

4自动售货机的软件设计 17

4.1自动售货机的控制系统 17

4.2自动售货机的程序部分 18

4.2.1程序中用到的部分指令 18

4.2.2自动售货机的控制程序 18

5触摸屏设计 28

5.1触摸屏简介 28

5.2触摸屏的工作原理 28

5.3触摸屏界面设计 28

结论 37

参考文献 38

致谢 39

附录 40

1 绪论

1.1自动售货机的研究背景及意义

由于资本主义国家很早就完成了工业革命，售货机最先出现在资本主义社会。

当时美国工业水平不及英国，但是还是有一定量的自动售货机，基本是出售糖果类小物品。

而英国当时已经可以运用售货机贩卖杂货，从日用生活用品香烟、食品等到文化商品唱片。

随着时间推移，通过自动售货机贩卖物品这种方式被周围各国借鉴，他们也相继研究和生产自己的自动售货机。

从20世纪80年代以来，自动售货机作为一种很新颖的售货方式，在欧美、日本等发达国家基本上已经普及。

尤其在日本，除了鸡蛋、米饭不能贩卖，自动售货机几乎可供销售各种生活用品。

与商店工作人员售货比较，尽管种类不及店铺齐全，但它有自己的有优势。

它可以实现24小时无人售货，售货方便，节省人工和成本。

目前，大多数自动售货机的价格仍然非常贵，全世界在工作的自动售货机也只有两千万左右，其中日本就占了大部分。

中国在方面起步较晚，只是在繁华城市偶尔可以看见自动售货机。

近些年，自动售货机在我国的大中城市发展得相当快，尤其是在一线城市，在大学校园、食堂、车站、小区这些地方都可以看到自动售货机。

现代生活的节奏越来越快，忙碌的工作使得人们很少有机会去超市购物，倘若可以在居民小区里设置一些自动售货机，这无疑可以缓解上班族的购物压力。

虽然它的价格目前仍然昂贵，但是随着经济发展，它会普及的。

自动售货机不仅丰富了人们的购物方式，更是给消费者提供了方便。

它的使用可以节省社会能源和人力资源，符合节约型社会发展要求。

1.2研究自动售货机的目的

自上世纪70年代以来,自动售货机在全球得到了飞快的发展并成为一个新兴的产业，在生活中不断普及,也逐渐被应用于其他的领域。

随着中国经济的快速发展、行业运作方式需要改革。

我国是人口大国，有着大量生产、大量消费的社会环境。

传统的去店铺、百货、超市等地方购物已经无法充分满足人们的需求，人们需要更多的购物渠道。

自动售货机不仅可以提供一个购物平台，也给消费者带来了方便。

这种购物方式深受人们喜欢。

尽管现在中国拥有的自动售货机数量还不算很多，但是我国人口多、零售业的发展相当快，自动售货机行业的发展前景还是很好。

1.3本设计研究的内容

对自动售货机进行设计，可以从硬件和软件两大部分着手：

40

（1）根据售货机实现的功能，确定出货方式，选择继电器、电机等。

（2）选择货币识别器：

包括纸币和硬币。

（3）通过I/O分配以及程序所需的存储容量来确定PLC的型号，做出硬件连接图。

（4）掌握所选型号PLC的有关指令功能，在“GXDeveloper”中编写合理的程序。

（5）学习掌握触摸屏的原理及应用，完成控制系统的模拟仿真。

2自动售货机的功能分析

2.1自动售货机主控单元的确定

对自动售货机实现售货功能，需要一个合适的主控单元。

可以满足需求的元件有很多，但最适合的需要通过功能、价格、可靠性等各方面进行比较才可以确定。

2.1.1PLC的部分功能

PLC是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其实质是一种工业控制用的专用计算机。

因此，它的组成与一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。

硬件系统和软件系统组成了一个完整的PLC系统，它们相辅相成，缺一不可。

PLC的硬件系统主要有主机、输入/输出扩展单元、外部设备组成，各部分之间通过总线连接。

其中主机由中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出电路、外部设备接口、电源几大部分组成。

中央处理单元是PLC的核心部件，它的功能是：

（1）接受、存储用户通过变编程器等输入设备输入的程序和数据。

（2）以扫描方式接收来自输入单元的输入变量、状态数据，并存入相应的数据存储区

（3）利用错误校验技术监控存储和通信状态、诊断内部电路的工作状态、电源状态和用户编程中的语法错误。

（4）执行用户程序，完成各种数据处理、传输和存储，并根据数据处理结果，刷新有关标志的状态位的状态和输出状态寄存器的内容，产生相应内的内部控制信号，以完成用户指令规定的各种操作。

（5）响应各种外围设备的要求。

存储器是PLC的另一主要部分，存储器主要用来存放系统程序、用户程序和数据。

根据存储器在在系统中的作用，可将其分为系统存储器和用户存储器。

系统程序存储器用来存放制造商为用户提供的监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其他关，管理程序。

系统程序直接影响着PLC的整机性能。

系统程序需要永久保存在PLC中，不能因关机、停电或其它部分出现故障而改变其内容。

因此，系统程序需固化在只读存储器ROM中，作为PLC的一部分提供给用户，用户无法改变系统程序的内容。

用户数据存储器是专门提供给用户存放程序和数据的，用户存储器游客分成用户程序存储器和用户数据存储器。

用户程序存储器用来存储用户编写的程序，用户数据存储

器用来存储控制过程成中不断改变的信息，如输入/输出信号、各种工作状态、计数值、定时值、运算的中间结果等。

输入模块用来接受和采集输入信号，输入信号有两类：

一类是按钮开关、行程开关、数字拨码开关、接近开关、压力继电器等提供的开关量输入信号；另一类是从电位器、热电、测速电机、各种变送器变送来的连续变化的模拟量输入信号。

输入模块还需要将这些不同的电平信号转换成CPU能识别的数字信号。

输出模块的作用是接收中央处理器处理过的数字信号，并把它转换成现场执行部件能接收的信号，用来控制接触器、电