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1、基于PLC的饮料自动售货机的控制基于PLC的饮料自动售货机的控制摘要随着人们生活节奏的加快和PLC技术与自动控制的不断发展，饮料自动售货机也已深入到人们的生活当中去。本论文主要阐述了有关自动售货机的背景、目的和意义，以及目前在世界上的分布状况；对PLC的有关知识进行概述；完成饮料自动售货机的硬件结构和控制系统，运用西门子S7-200系列的PLC所编写的梯形图实现了自动售货机的货币累加、价格比较、商品选择和找零退币的功能。采用PLC控制的饮料自动售货机，编程简单、维护方便、高效可靠，既保证了它的可靠运行也让它在市场上占据了优势地位，奠定了未来发展的基础。关键词：PLC；饮料自动售货机；硬件结构；
2、控制系统Based on the control of the PLC Beverage vending machineSummaryWith the accelerated pace of life and the continuous development of PLC technology and automatic control, the beverage vending machines are becoming more and more visible to peoples lives. This paper mainly elaborates the background,
3、 purpose and significance of the vending machine, and the current distribution in the world. The knowledge of the PLC is summarized. The hardware structure and control system of the beverage vending machine are completed. The Siemens S7-200 Series of PLC prepared by the ladder to achieve the vending
4、 machines currency accumulation, price comparison, commodity selection and change the function of the coin. PLC-based beverage vending machine system, simple programming, easy maintenance, efficient and reliable, both to ensure its reliable operation also let it occupy a dominant position in the mar
5、ket, laid the foundation for future development.Key words：PLC; beverage vending machine; hardware structure; control system目录第1章 绪论11.1 研究背景11.2 自动售货机的目的和意义11.3 国内外自动售货机的发展现状2第2章 PLC概述32.1 PLC的简介32.2 PLC的基本组成42.3 PLC的工作原理7第3章 饮料自动售货机的硬件结构设计93.1 机体外观设计93.2 PLC的型式设计103.3 电机的设计113.4 商品送出机构设计113.5 货币处理装
6、置的设计14第4章 饮料自动售货机的控制系统设计164.1 饮料自动售货机的功能分析164.2 PLC控制系统的设计原则174.3 I/O地址分配174.4 硬件接线图194.5 程序设计194.5.1 程序流程设计194.5.2 梯形图设计204.5.3 饮料自动售货机的完整程序23第5章 饮料自动售货机的仿真245.1 S7-200软件简介245.2 下载程序255.3 模拟调试26第6章 结论29参考文献30致谢31附录32第1章 绪论1.1 研究背景自动售货机作为国内的新兴产业之一，在实现了全天24h不间断无人售货的同时也为新时代下的我们提供了一种全新的销售理念,不仅充分地利用了人力资
7、源，也能够很快地适应消费模式、减少运营资本和占地面积，同时解决了人工费上升的问题，引起人们购买的好奇心。由于城市化进程的不断加快，随处可见的自动售货机在很多公共场合大大地解决了人们的需要。这也就说明了它已经在社会上被很多人所接受了。现在自动售货机已经在发达国家和发展中国家中被广为宣传和普及。自动售货机经历了单片机控制和PLC控制两个阶段。前者需要在输入输出接口做很多的准备，结构设计上也比较复杂；而以PLC作为控制系统的自动售货机输入输出接口电路编程简单、维护方便，在弥补了单片机控制系统抗干扰性、可靠性和稳定性差的缺点的同时也综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术的优点，提高了其在工业控制和社
8、会生活上的应用。PLC的优点刚好都能够满足作为独立服务设施的自动售货机的设计要求。因此，将PLC系统应用于自动售货机，不仅保证了它的稳定运行，也促进了它的飞速发展。1.2 自动售货机的目的和意义科学技术的不断成熟和发展不仅提高了人们的生活质量也刺激了人们对自动化设备的依赖。在日常的生活当中，我们在公共场合都可以看到自动售货机出现在我们的身边。它是一种能够根据钱币支付的多少自动给货的机器设备，一整天不停歇的营业是它的主要优点，而且还不用设专人看管，方便又快捷。同时由于其产品种类繁多，结构多样，出售商品的不同等特点逐渐被社会广泛使用，使用时将足够钱币投入自动售货机，便能够选择售货机里面的商品，并根
9、据是否有剩余的钱自动找余。自动售货机的出现，俨然已成为了文明城市的标志之一，它不仅为我们的生活带来便利，也为我们的城市带来美化，受到了人们的欢迎。目前，在美国、日本等国家中，人们已经潜移默化的将自动售货机当做他们生活中的一部分，其发展速度可见非常之快。因此，对于拥有14亿人口的中国来说，这是一个巨大的市场发展空间。 PLC控制系统不仅需要用到通信网络技术，也需要用到控制技术和数学技术等高新技术。将PLC应用于自动售货机，同时结合高新技术，不仅能够更好地推动它们之间的发展也能够更好的推动自动售货机在未来的发展。1.3 国内外自动售货机的发展现状从自动售货机最开始的出现（1962年），到它在发达国
10、家（如日本，美国）被广泛使用仅仅只需要20来年的时间，之后就被开始散布于世界各地。由此可见人们对它的依赖和喜欢。随着贸易全球化的不断加快，自动售货机因其快捷方便的特点现已应用于各个行业，在许多国家和地区快速发展和普及。在中国, 百货商店和超市也正在面临着严峻的考验。2004年开始，自动售货机便开始在中国生根发芽，它不仅可以出售货物，还可以做广告传播。人们称自动售货机在国内的发展是中国的第三次零售业革命，可想而知它在中国的市场有多大。每年自动售货机的需求量都在增加，截止2015年中国饮料和食品的自动售货机投入使用的台数已达到18万台，但相比于整体零售环境，还是滞后的。因此，还存在着巨大的市场空缺
11、。但我们也相信，市场需求的不断扩大，自动售货机功能的不断完善，以及政府企业之间的合作等，定能让自动售货机在中国的发展有一个革新的变化。对比国内，国外的发展则成熟很多，主要消费群体是年轻人，已在全世界近64个国家和地区得到了发展和应用。20世纪70年代日本便开始普及自动售货机，发展到今天，已拥有了五百万台，其中两千多种机型，六千多种商品，单单销售饮料就有一万多亿元，这是一个惊人的数目。比起日本，美国也是不相上下，目前来说也有差不多五百万台被人们所使用。在法、意、英、德等欧盟国家也已达到了三百多万台，每年可达一百多亿欧元的销售额。由此可见，在众多的零售业当中，自动售货业在几年之后也将是零售行业当中
12、的佼佼者，它的发展是势不可挡的。第2章 PLC概述2.1 PLC的简介PLC全称为Programmable Logic Controller，中文名为可编程逻辑控制器。20世纪60年代末美国GM公司根据他们提出取代继电器控制装置的要求成功研制出了世界上公认的第一台采用程序化手段应用于电气控制的PLC。从此，PLC在世界上被广泛应用于工业领域，开创了工业领域的新时代。目前德、美、日是生产PLC的主要厂家。美国的PLC厂家主要有GE公司、A-B公司等，如图2.1所示的美国GE Fanuc PLC模块输出输入模块；日本的主要PLC品牌有三菱、富士、日立等，图2.2所示为三菱PLC；德国主要是西门子，
13、图2.3所示。 经过了几十年的发展，PLC功能越来越强大，种类越来越多。其应用领域非常广泛，包括了逻辑控制、运动控制、闭环工程控制、数据处理以及通信联网等领域。1、PLC的特点PLC实质上是一种数字运算操作电子系统1。之所以能够广泛应用主要依赖于其具有以下的特点： （1）编程简单，使用方便；（2）高效可靠，抗干扰强度高；（3）功能强大，性价比高； （4）硬件齐全，应用灵活； （5）低功耗，小体积； （6）功能完善，维修量小。因此，对现在越来越复杂的工业生产，PLC都能够根据不同的控制要求去适应。2、PLC的基本功能PLC具有以下的基本功能： （1）定时和计数功能； （2）数据处理和联网通信功能
14、； （3）数模转换和模数转换功能； （4）逻辑控制功能； （5）控制系统监控。3、PLC的分类目前市场上PLC的品牌、结构、种类很多，将其进行分种类一般来说是根据其大小、型号或者功能的不同进行大概的分类。（1） 按开关量的点数分类（如表2.1所示）表2.1 按开关量的点数分类PLC的大小输入/输出点数小型PLC128点以下中型PLC128512点之间大型PLC512点以上（2） 按结构型式分类（如表2.2所示）表2.2 按结构型式分类结构型式优点整体式结构输入/输出点数少、体积小模块式结构输入/输出点数自由配置、模块组合灵活叠装式结构集合了整体式和模块式两种优点于一身2.2 PLC的基本组成市
15、场上PLC种类繁多，组成结构各有不同。但是一般组成主要包括这五大部分：中央处理器（CPU）、存储器、电源、输入/输出接口和编程器1。其组成结构如图2.4所示，各个结构的功能和分类如表2.3所示。表2.3 各个结构的功能和分类编程器（PLC最重要的外围部分）简易编程器（用于小型PLC）功能：将程序送入存储器，检查程序和修改程序以及监视PLC的工作状态智能编程器（用于大型PLC）存储器（半导体集成电路）系统程序存储器功能：主要存放系统软件，由厂家编写的能够控制和完成PLC功能的程序用户程序存储器功能：主要存放应用软件，由用户根据生产过程和设计要求进行编写程序中央处理器CPU（PLC的控制中枢）在PLC的运行过程中完成以下任务：1）接收和存储程序和数据2）诊断工作状态，检查程序语法错误3）扫描接收输入信号，存入I/O和数据寄存器4）从程序存储器逐条读取程序，执行逻辑运算和算数运算5）将运算结果传送到相应的输出装置6）循环运行，直到停止运行输入输出接口（I/O接口，实现电平转换）输入接口作用：现场接口界面和PLC之间的输入通道组成：光电耦合电路和微
