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1、 基于PLC的自动售货机监控系统设计摘 要随着当前城市规模的增大，很多公共场合都放置有自动售货机，极大的满足了人们的即时性需求，为人们进行简单物品的采购提供了一种便利。传统的自动售货机多采用单片机控制方案，系统硬件设计复杂，抗干扰能力相对较差，很难保证系统的可靠性和稳定性，维护维修困难。本文设计一套基于PLC的自动售货机控制系统，阐述了自动售货机的发展背景与前景，详细分析其功能和特点，提出了总体设计方案；选用型号为L293D的步进驱动电机，设计了平面式贮币、电磁阀退币的货币处理装置，双螺旋式的送出机构，为降低成本和开发周期，创造性的选用了集成键盘、显示、设置功能的控制面板；以三菱FX2N-48
2、MR型PLC为主控制器，基于FXGP/WIN-C编程软件，采用顺序控制的程序设计思路，设计了系统控制程序，包括投币程序、比较选择购买程序和退币程序。该设计提高了自动售货机的可靠性和执行效率，且系统维护容易，维修简单，有一定的市场推广价值。关键词：自动售货机，可编程序控制器，梯形图Based on PLC automatic vending machine system designABSTRACTThe present paper design was by the microcomputer - PLC constitution automat supervisory system, thi
3、s article elaborated automat and the development, as well as it in the domestic and foreign development present situation, the characteristic as well as the principle of work basically, to carried on a more careful elaboration by the microcomputer - PLC constitution vending machine system overall de
4、sign process.Chooses PC machine in the design to take the host workstation on position machine, the lower position machine uses PLC to make the controller, three PLC controllers respectively be from the workstation 1, from the workstation 2, from the workstation 3, in the article exhaustively introd
5、uced the automat various hardware composition, and has completed the PLC exterior wiring diagram. In the article has manufactured on the position machine user management contact surface. The present paper key point places the PLC various hardware part the design and the introduction, the PLC trapezo
6、idal chart Defers to in the overall design process “asks the question, the analysis question, solves the problem” the guiding ideology, has made the careful elaboration to the overall system design work. KEY WORDS: the vending machine， Programmable controller， Ladder diagram目录前言1第1章 自动售货机的介绍21.1自动售货
7、机概述21.2自动售货机功能分析31.3自动售货机前景分析4第2章 总体设计方案62.1自动售货机系统需求62.2系统硬件结构框图72.3 总体方案设计8第3章 自动售货机硬件结构设计103.1 硬件选择103.1.1 电机的选择103.1.2 货币处理装置103.1.3 送出机构113.1.4 按钮装置113.1.5 显示装置11第4章 自动售货机控制系统设计134.1 基于PLC的自动售货机控制系统134.1.1自动售货机硬件系统的组成部分及工作流程134.1.2自动售货过程的控制子系统简述144.1.3 基于PLC的自动售货机控制154.2 PLC控制系统设计编程要求及基本原则164.2
8、.1 PLC控制系统设计编程要求164.2.2 PLC控制系统设计的基本原则174.3 自动售货机PLC控制方案设计184.4 PLC选型184.4.1 PLC概述184.4.2 I/O点估算214.4.3 PLC选型214.5程序设计224.5.1 I/O地址设计224.5.2 流程设计234.5.3 PLC与现场器件的连接254.5.4 投币程序设计264.5.5 比较、选择、购买程序设计284.5.6 退币程序设计304.5.7 主程序设计324.5.8 梯形图程序调试34结论35谢 辞36参考文献37附 录39外文资料翻译45IV前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
9、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。现在，自动售
10、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1015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
11、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。 第1章 自动售货机的介绍1.1自动售货机概述自动售货机是可完成无人售货、光机电一体化的商业自动化设备。自动售货机不受任何场地限制，方便快捷，可以每天24小时售货，因此深受上班族的欢迎。很多城市的公共场所都放置有自动售货机，出售的商品五花八门，从饮料、零食、香烟、糖果，到牙刷、方便面、自动照相机等。近年来，我国的自动售货机行业
12、突飞猛进，在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区纷纷涌现出自动售货机的踪迹。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需求。常见的自动售货机如图1-1所示。图1-1 自动售货机自动售货机最早出现在二十世纪五、六十年代的西欧，当时在美国的地铁系统中，人们可以用1美分在自动售货机上买到一块口香糖。上个世纪60年代以来，随着电子计算机的应用和发展，以信息革命为中心的第四次产业革命引发了零售业巨大的变革，表现之一就是发达国家商品流通领域内自动售货机的出现与迅速发展。随着人们生活方式向快节奏、高效率变化，时间的价值显著提高，消费者在购物时更加注重便利性、即时性。随着自动售
13、货机数量的增加、商品包装的定量化和标准化、出售商品的多样化，自动售货的便利性日益显现。同时，被称为“永不下班的超级营业”的自动售货机在满足人们的即时性需求方面是其它零售方式不可替代的。据美国2002年4月5日出版的幸福杂志介绍美国2001年自动售货业利润增长率为21.4，在发展最快的行业中居第四位；在1996-2001年年度中，自动售货业以78.4的年平均利润增长率雄居发展速度最快的行业榜首。如此多的优点使得自动售货机在世界范围内得到广泛的应用。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
14、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1015的电力。进入21世纪后，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。1.2自动售货机功能分析在进行上、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。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
15、：售货机中有8种商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为2.50元，02商品为3.50元，其余类推。现投入1个1元硬币，当投入的货币超过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商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。此时售货机继续等待外部命令，如继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。自动售货机的工作流程图如图1.2所示。图1-2 自动售货机工作流程图1.3自动售货机前景分析自动售货机是现代社会中的一种商务工具，2004年以后，中国的自动售货机产业实现了快速增长，奥运会和世博会为自动售货机市场带来了巨大商机，2008年后进入了发展期，自动售货即将在中国零售业掀起继百货商店、超市之后的第三次零售业革命。现在，中国自动售货机市场已经进入了发展期。另外，各个大型城市的改造使得很多小店小铺消失，同时随着金融支付手段的增多，IC卡、手机移动支付等技术使自动售货机提供便利服务成为可能，这些自动售卖平台的创新模式无疑为国内的自动售货业迅速成长创造了条
