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1、 题目 基于组态软件的 PLC 控制自动售货机系统的设计学生姓名 学号系 别 专 业 电气工程及其自动化 班级 开题时间 答辩时间 指导教师 职 称 基于组态软件的 PLC 控制自动售货机系统的设计作 者 指导教师防灾科技学院毕业设计(论文、综合实践报告）1摘要 随着社会的发展，越来越多方便人 们使用的东西出 现了，自动售货机就是其中之一。自动售货机的新奇、高档、灵活、方便等深受广大人们的青睐。为此，本文 设计了一个基于组态王 6.53 作为上位机监控画面，PLC 作为下位机的 简易自动售货机的控制系 统。简易自动售货机能出售 2.5 元/瓶的可乐，1.5 元/瓶的纯水，3 元/ 瓶的牛奶和
2、3.5 元/瓶的酸奶。机器有三个投币口，能识别 5 角、一元、5 元的硬币。当投入的钱足够购买饮 料后， 顾客可选择要购买饮 料，售货机会自动售出等等。设计实现了组态王画面能实时监控售货机，画面与 实际控制同步，美观形象，功能齐全，画面易于切换，同时有实时报表，历史报表和报 警记录等。关键词：自动售货机;组态软件;可编程序控制器 目 录引言 .11 自动售货机系统概述 .11.1 自动售货机的背景与实际意义.11.2 自动售货机的功能分析.21.3 自动售货机监控系统设计的基本思路.22 自动售货机系统 .32.1 下位机 PLC 程序 .32.1.1 PLC 概念、功能及基本结构和原理 .3
3、2.1.2 可编程序控制系统设计原则及步骤.42.1.3 程序设计以及说明.62.2 上位机组态监控画面.9 2.2.1 组态王软件.92.2.2 组态王监控画面的制作.103 结果分析 .233.1 下位机 PLC 程序运行结果 .233.2 上位机组态王画面仿真结果.24结论 .25致谢 .26参考文献 .26附录 .27防灾科技学院毕业设计(论文、综合实践报告）1引言自动售货机是可以完成无人售货，集机、电一体化的商业自动化设备，自动售货机可以不受任何场地限制，方便快捷，可以每天 24 小时售货，因此深受上班族们的欢迎，很多城市的公共场所里都放置着自动售货机，出售的商品五花八门。近年来，我
4、国的自动售货机行业突飞猛进，在汽车站、商场、医院等地方纷纷涌现出了自动售货机的踪迹。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要求 1。可编程序控制器（PLC）是以微机技术为核心的通用工业控制装置，具有功能强大，环境适应性好、编程简单、使用方便等优点，因此，近年来在工业自动控制、改造传统产业等方面得到广泛的应用。组态软件是一种通用的工业监控软件，它集过程控制、现场操作以及工厂资源管理于一体，实现最优化管理。本设计就是一种采用了 PLC 实现的自动售货机控制系统以及使用组态王实现监控系统的设计。1.自动售货机系统1.1 自动售货机的背景与实际意义从自动售货机的发展趋
5、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 2。在中国,自动售货机 1999 年开始进入中国市场。如今，在机场、地铁、商场、公园等客流较大的场所，已不难发现自动售货机的身影。从广义来讲，自动售货机是投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械；从狭义来讲，自动售货机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
6、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，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。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，自动售货机也将进一步向节省资防灾科技学院毕业设计(论文、综合实践报告）2源和能源以及高功能化的方向发展 3。1.2 自动售货机的功能分析1. 自动售货机有 3 个投币孔，分别为 5 角、1 元和 5 元。2售货共有 4 种饮料供选择，分别为纯水、可乐、牛奶和酸奶
7、。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 1.5 元时，纯水指示灯亮，表示只可选择纯水。6投币值等于或大于 2.5 元时，纯水和可乐指示灯亮，表示只可选择纯水和可乐。7投币值等于或大于 3 元时，纯水、可乐和牛奶指示灯亮，表示 3 种饮料可选择。8投币值等于或大于 3.5 元时，纯水、可乐、牛奶和酸奶的指示灯都亮，表示 4种饮料可选择。9按下要饮用的饮料按钮，则相对应的指示灯开始闪烁，2s 后自动停止，表示饮料已经掉出。10动作停止后按退币钮，可以退回余额，退回金额如果大于 1 元，则先退 1 元再退 5 角，如果小于 1
8、元则直接退 5 角的。1.3 自动售货机监控系统设计的基本思路上位机组态王监控画面和下位机 PLC 程序不必一口气完成，可以分步进行设计。PLC 程序设计思路如下：编写硬币识别程序，识别投入硬币面值并保存，编写数码管显示程序，能显示投入的钱数，编写指示灯程序，自动判断投入钱数点亮相应指示灯，编写售货程序，当投入钱数足够购买货物时，可选择购物，编写计时程序，作指示灯亮灭的计时。各步程序的编写都是基于上一步完成的程序上，最后修善可得完整的控制程序。组态王监控画面设计思路如下：建立监控主画面，设置相应变量及动画效果，建立报表、报警等画面，并完成相关设置。组态王各画面要美观形象、易于切换。2 自动售货
9、机监控系统2.1 下位机 PLC 程序防灾科技学院毕业设计(论文、综合实践报告）32.1.1 PLC 概念、功能及基本结构和原理1.PLC 的概论PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 具有体积小、结构简单、操作方便、可靠性好等特点 4。2.PLC 的基本功能(1).条件控制功能(2).定时/计数控制功能(3).数据处理功能(4).A/D 与 D/A 转换功能(5).运动控制功能(6).过程控
10、制功能(7).扩展功能3.PLC 基本结构和原理PLC 采用了典型的计算机结构，主要是由 CPU，RAM ，ROM ，和专门设计的输入/输出接口电路组成 5。PLC 的硬件结构如图 2.1.1。防灾科技学院毕业设计(论文、综合实践报告）4图 2.1.1 PLC 硬件结构图PLC 采用循环扫描的工作方式，从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后返回第一条指令，如此周而复始不断循环。2.1.2 可编程序控制系统设计原则及步骤1.控制系统设计原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控制对象（生产设备活生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计 PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则：(1)最大限度的满足被控制对象的控制对象。设计前，应深入现场进行调查研究，收集资料，并于
