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1、 . . . 摘要本文阐述了自动售货机的设计概论、研究意义以及它的发展历史,对自动售货机的方案进行了论证。本设计采用西门子s7-200系列PLC作为控制系统,介绍了PLC的基本组成、发展以及特点。文中详尽地介绍了自动售货机的原理以及各硬件组成,PLC外部接线图,并与按钮指示灯相结合进行人机交互,以完成交易。本设计编程部分采用了西门子专用编译软件进PLC梯形图的编写。基于西门子s7-200系列PLC控制的自动售货机具有很高的稳定性,保证自动售货机能够长期运行。关键词：PLC,自动售货机,梯形图AbstractThis paper expounds the introduction to the
2、design of the vending machine, the research significance and the development history of it, and demonstrates the scheme of it. This design scheme adopts the Siemens s7-200 series PLC as the control system, and introduces the basic structure, development and characteristics of the PLC. This paper int
3、roduces the principle of the vending machine and the hardware composition and PLC external wiring diagram, and combined with buttons and indicator lights for human interaction in order to complete the transaction. This design programming part adopts Siemens compiler software into the writing of the
4、PLC ladder diagram. The Siemens PLC control-based vending machine has high stability to ensure the vending machine can run for a long time.Keywords: PLC, vending machine, ladder diagram目录1 绪论11.1课题研究背景、目的以及意义11.2自动售货机的历史沿革与发展前景11.3本设计的基本要求31.4 自动售货机设计的基本思路32 PLC概述52.1 PLC的产生以及定义52.2 PLC发展趋势62.3 PLC的
5、硬件组成与工作原理82.4 PLC的编程语言93 自动售货机的整体设计103.1自动售货机控制面板图103.2电机的选择113.4钱币识别器123.5电磁阀的选择164控制系统设计174.1 控制电路硬件组成框图174.2 工作流程图174.3自动售货机I/O点分配194.4自动售货机的接线图205 PLC程序设计21结论25致26参考文献27附录 程序图29 / 1 绪论1.1课题研究背景、目的以及意义近年来,中国的经济发展十分迅猛,随着人们生活水平的提高,人们对物质与精神的需求越来越高,所以很需要一些能提高人们生活品质的东西,譬如在营业时间外的时候,我很需要一瓶饮料来止渴,这时候如果有一台
6、制动售货机,那将很大的提升我的幸福感。在中国,自动售货机就算在大城市也并不是十分多见,而且主要集中在地铁、学校、车站等人员密集的地方。在20XX奥运会的时候,我国的自动售货机市场开始萌芽,并且数量快速的增长。随着人们对自动售货机的认可度与满意度的提高,我国每年新增加的自动售货机数量也迅猛增长,在20XX增加的数量为一万台,而在20XX增加数量为三万台,据我预计在未来几年里的增长速度至少在一万台每年甚至更多。自动售货机不但给人们的生活带来了极大的方便,而且也成为现代化城市的一道亮丽的风景线。自动售货机是一种全新的商业零售模式,20世纪70年代自日本和欧美发展起来。它又被称为24小时营业的微型超市
7、。其特点是科技含量高,集光、机、电、防伪识别、数字密码、智能软件等技术于一体；24小时服务,售货便利,无需专人盯守,省人工,省成本；售货围广,人们通过自动售货机不仅可以买到食品、香烟、饮料、报纸、票、卡,甚至鲜花和小宠物等物品；此外它还是一种新颖独特的广告媒体。在日本,70%的罐装饮料是通过自动售货机售出的,根据日本麒麟啤酒公司调查,一台自动售货机每年可售出上万罐清凉饮料,比一般不太繁忙的小商品销量还要大；在西班牙,全国通过自动售货机售出的商品销售额占全国零售业的六成以上,并以每年10%的速度递增。；全球著名饮料商可口可乐公司在全世界就布有50万台饮料。中国是在自动售货机市场公认的最具有市场潜
8、力的国家,有着增长速度最快的市场,所以对自动售货机的设计势在必行。1.2自动售货机的历史沿革与发展前景公元1世纪,希腊人希罗制造的自动出售圣水的装置是世界上最早的自动售货机。1925年美国研制出售香烟的自动售货机,此后又出现了出售邮票、车票的各种现代自动售货机。现代自动售货机的种类会因为所出售的物品不同而有不同的功能,主要有糖果、饮料、报纸等自动售货机。一般的情况下自动售货机主要有这几个部分,货币系统、指示系统、出货系统。货币系统是售货机的核心,它的主要功能是验钞辨伪,计算投币的数量金额等。指示系统可以给消费者各种操作提示等。出货系统可以储存物品,等待信号传过来,把消费者选择的物品送到出货口。
9、一般来说售货机的货币系统由投币口、选别部分、验钞的部分、统计货币金额装置和找零装部分成。1970年之后,陆续出现了各种以计算机微控制系统的新型的自动售货机和增加了刷银行卡的功能并与网络连接的更大规模的无人售货系统,如无人自选商场、车站的自动售票和检票系统、银行的现金自动支付机等。17世纪,英国的小酒吧里设有了香烟的自动售货机。在自动售货机历史的长河中,而日本人所开发的自动售货机是在这个世纪里面发生的事情。1904年发明的邮票明信片自动售货机是第一台日本的自动售货机,它不仅仅可以出售邮票以及明信片,还能作为一种邮筒方便人们投递信件等。在世界第二次大战以后自动售货机才被广泛的使用起来。在50年代期
10、间里,喷水型果汁自动售货机获得了人们的高度认可,出售的果汁被放入纸杯中来售卖。后来,由于美国的饮品巨头企业如可口可乐等闯入到日本市场里,1962年,在流通领域爆发的革命就是以自动售货机为主力军的。再1967年,100日元单位以下的货币全部改为硬币,从而促进了自动售货机产业的发展。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。由于销售环境的大幅度变化比如大量的生产和大量的消费以及消费模式,急需要一种新的销售流通渠道；而和大型超市、百货大楼等新兴的销售方式的流行,极加大了销售成本,费用不断地上升；而且有着它这种模式固有的弊端,例如场地的局限性和购物的便利
11、性等问题的制约,所以无人自动售货机这种新型的销售机器就应运而生了。以广义的角度来讲这种机器就是投入货币或者信用卡刷卡后就可以售卖货物的一种机械,以狭义角度来说就是自动销售商品的机械。从售货的方式上来说这种机器可以大大的弥补人力资源紧缺的问题而且减少了费用成本,更加的适合消费模式和消费环境的改变,全天24小时的无人自动售货的系统可以使销售更便捷,销售所需的成本低廉、并且占地非常的小,可以有效地吸引到消费者的购买欲望,并且完美的解决掉了人工费太高的问题。自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。比如说使用了机机相连的方式,通过某些线路将自动售货机的货物剩余量等信息及时地传送各营业点的计算机中
12、,从而确保了货物的发货、补给以及物品选择的快速进行。并且,为了低碳环保,自动售货机的开发更加注重能源的节省,节能型饮料自动售货机在行业中成为了主流。在夏季电力使用非常大的高峰时期,节能型自动售货机即使在切断制冷装置的时候也能保持相当低的温度,与老式的自动售货机比,它可以节约掉1015%的电能。在新的世纪里面,自动售货机将会进一步地向节省资源以及能源和高效率化多功能化的方向发展。自动化是未来的发展趋势,不论是制造业、服务业还是零售业。我们都将看到更多的设备取代人工。在这样一个大的趋势下,自动售货机行业的前景时光明的。1.3本设计的基本要求本设计的目的是设计一个基于西门子s7-200系列PLC的可
13、靠性强、方便快捷的自动售货机,该售货机具有自动辨别若干种饮料,并对投币币值进行累计,根据币值选择商品。而且商品并可以随时退币。具体容如下：1自动售货机有两种类型的进币口,分别为1元硬币, 5元、10元纸币。2售货共有6种饮料供选择,饮料种类如下：康师傅矿泉水1元、农夫山泉2元、可口可乐3元、果汁3元、佳得乐四元和雀巢咖啡5元。投币总量等于或大于商品价格时,对应商品指示灯亮,表示可以选择该商品。3按下要买的食品按钮,则相对应的指示灯闪烁,自动售货机开始动作,进行饮料的吐出。4动作停止后余额会显示在7段数码管上。5当对应商品售光时,对应红灯亮。6按退币钮,则可以退出余额,交易完成。1.4 自动售货
14、机设计的基本思路对于自动售货机的整体结构设计首先利用相关图形软件对自动售货机的外观构造进行模型设计。然后对部的各个装置,如投币口、选别装置、确认钱币真伪的检查装置、计算金额的计算装置和找钱装置等进行粗略的介绍。对于PLC控制部分本设计重点部分本次采用的是西门子公司的S7200系列PLC,它可以提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元,它的系统构成主要有下面几个部分：基本的单元、扩展的单元、存储卡、编程器、文本的显示器和写入器等。PLC控制部分包括以下几个部分。1自动售货机控制流程图设计 2控制电路硬件组成框图 3工作流程图 4I/O点统计与分配5外部接线图设计6 程序梯形图设计。2 PLC概
15、述2.1 PLC的产生以及定义20世纪60年代,在汽车生产的领域中还在使用着以继电器为核心的控制装置,由于汽车的每一次的升级换代、更改外观部件等都要使当时的继电器控制系统重新的设计连接和安装。随着生产水平的不断发展,汽车升级换代的频率越来越快,这样下来继电器控制系统就要频繁的大幅度更改,既要重新的设计又要重新的安装连接,十分的不方便,而且耗费的人力和物力十分的巨大,非常的不经济,甚至这会拖慢了汽车更新的速度。所以工厂上十分的迫切地改变这一现状,美国通用汽车公司在1969年公开招标,要求用新的控制装置取代继电器控制装置,并提出了十项招标指标,即： 1编程方便,现场可修改程序。 2便于修理,使用模块化模式。 3相比于继电器来说可靠性大大增强。 4相比于继电器来说体积大幅度减小。 5可直接与计算机相连,方便数据传输。 6性价比较于继电器来说并无劣势。 7可以输入交流150V以上。 8输出为交流115V,容量要求在2A以上,可以直接与电磁阀、接触器相连接,方便控制。 9扩展十分方便,不需要大幅度改动系统。 10用户存储器容量能扩大到4KB以及以上适应当时汽车装配过程的需要。
