基于PLC的自动售货机的设计.docx

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基于PLC的自动售货机的设计

摘要

随着科技的发展，PLC在工程中的应用大家都有目共睹，PLC在各个领域都已占有一席之地，并且将有更好的发展，我国人口数量庞大，自动售货机在人们的生活中扮演越来越重要的角色，从长远来看其具有广阔的发展空间，本论文设计的是基于西门子S7-200系列PLC构成的自动售货机系统，而且阐述了自动售货机的来源与发展以及其在国内外发展的现状，然后介绍了PLC的基本组成、自动售货机的结构以及自动售货机工作的基本原理以及工作流程，明白自动售货机的贩卖过程，以便为硬件的选择做准备，通过对自动售货机的功能分析做出硬件框图，再根据I/O分配表选择PLC的型号，把交易过程分为几个模块，然后分别对模块进行编程，更加清晰的说明了可编程序控制器

PLC在自动售货机中的作用，利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行,此次控制系统设计就是充分利用了PLC、MCGSE组态软件实现了对自动售货机的控制，达到了设计的目的,进行了对自动售货机的独立仿真，文中采用的是西门子PLC梯形图专用编译软件STEP7来进行编写，并且系统具有启动、停止功能，运用功能指令进行PLC控制程序设计，还进行了系统调试，仿真，实现自动售货机的控制要求。

关键词：

自动售货机；可编程序控制器PLC；梯形图

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THEDESIGNOFTHEAUTOMATICVENDINGMACHINEBASEDONPLC

ABSTRACT

Thisarticleintroducedvendingmachine'sbasicprincipleaswellastheworkflow.intodayfactories,programmablelogiccontrollershavebecomethekeybuildingblocksofindustrialautomation,somebasicknowledgeofprogrammablelogiccontrollerisintroducedinthispaper.

Forexample,thisprocessdividesintoseveralblocksthetransactionprocessand thencarriesontheprogrammingseparatelytotheblock.

Explainedtheprogrammablelogiccontroller'sinvendingmachinefunctionspecifically.Theprocedureinvolvedthevendingmachineworkmajorpartprocess.Enhancedsystem'sstabilityusingthePLCcontrol'svendingmachine,itcanguaranteethevendingmachineabletokeepthelong-termstabilitymovement.

Keywords:

vendingmachine;Programmablelogicalcontroller;ladderdiagram

目录

摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

Abstract„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅱ

I

目录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅲ

第1章绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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1.1引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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1.2研发背景及意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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1.3国内外研究现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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1.4自动售货机基本功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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第2章 PLC的概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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2.1PLC的简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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2.2PLC的组成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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第3章PLC 控制系统设计的原则和步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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3.1控制系统设计的基本内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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3.2系统硬件结构图框„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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3.3PLC选型原则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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第4章自动售货机的系统设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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第5章4.1程序设计的注意事项及步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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4.2控制子系统简述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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4.3自动售货机的原理及工作流程„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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4.4自动售货机的控制方案设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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4.5I/O分配表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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4.6自动售货机的梯形图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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第5章仿真调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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5.1MCGS组态软件的仿真„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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5.2仿真调试结果„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

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第1章 绪 论

1.1引言

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换，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，自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了，自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器，是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易，是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市，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，传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心，这样会在输入和输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性也比较差，可编程序控制器[1]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的应用，因此结合PLC技术的自动售货机作为社会上完成商品和综合服务的独立设施，因其结构可靠、稳定和执行效率高，正逐步取代传统的自动售货机，在市场上占有广阔的空间。

1.2研发背景及意义

随着人类近代文明的进步，自动售货机已成为人类日常生活一种不可缺少的销售与自助购物的工具，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小时自动售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少，面积小，有吸引人们购买的好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点，而且由于人们生活水平的提高，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，自动售货机不仅保证了惬意的公休时间，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，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，在不久的将来，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及向高功能化的方向发展。

1.3国内外研究现状

自动售货机最早出现在二十世纪五、六十年代的西欧，英国是较早实行自动售货机售货的国家之一，1942年，在食品销售中首先推广了自动售货的销售方式，1950年，英国食品杂货行有500家采用自动售货机售货，1969年，采用自动售货机售货的商家增加到23000家，销售的商品扩展到文化用品、唱片、香烟、食品等多个方面，进入

70年代后，约有40多万家香烟、饮料店采用自动售货机，1980年英国有50余万台自动售货机，年销售额达8.81亿英镑，70年代后，日本、欧美等发达国家和地区自动售货机迅猛的发展，短短30年，发达国家自动售货机产业已发展到相当大规模，自动售货机实现了商品需求化、性能多样化的发展，又由原来的只能出售有限商品品种，转变为继百货公司、超级市场、便民店之后，以消费者与售货机“一对一”自动售货的无店铺销售状态。

目前，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，自动售货机的新奇、文明、高档、昼夜服务、占地小、灵活方便深受许多地区市民的青睐，甚至出现许多排队购买的现象，专家测算中国的自动售货机在市场容量最保守算应该有四十七万台，一年的销售额可达三百五十亿元，若按人均台数计算全年可达五百亿，自动售货机在日本达到平均每二、三十人一台，在美国达到每四十人一台，在欧洲每六十人一台，由于中国经济与上述国家还有一定差距，按每五百人一台计算，因此，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；而大型的超市、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。

1.4自动售货机的基本功能

在进行上、下位机程序编写之前，首先要做的工作是确定自动售货机本身所具备的功能及在进行某种操作后所具有的状态。

自动售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应,举一个简单的例子来说明，例如：

售货机中有4种

商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为1元，02商品为3元，03商品为3

元，04商品为5元，其余类推。

现投入1个1元硬币，当投入的货币超过或等于01商品的价格时，01商品的选择按钮处应有变化，提示可以购买，其他商品同此。

当按下选择01