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1、 摘要 基于PLC控制的自动售货机摘 要 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-32MR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：
2、自动售货机，可编程序控制器，梯形图 Based on PLC automatic vending machine system designABSTRACT 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 worksta
3、tion 2, from the workstation 3, in the article exhaustively introduced 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 vari
4、ous hardware part the design and the introduction, the PLC trapezoidal 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
5、， Programmable controller， Ladder diagramIII河南城建学院本科毕业设计(论文) 目录 目录第1章 绪论11.1课题研究背景11.2自动售货机设计目的和意义21.3自动售货机功能分析21.3自动售货机发展趋势3第2章 自动售货机硬件结构设计4 2.1PLC的硬件组成4 2.2电机的选择42.3货币处理装置72.4送出机构72.5按钮装置102.6 显示装置102.7 本章小结11第3章 总体设计方案12 3.1自动售货机系统12 3.1.1硬件系统的组成部分及工作流程12 3.1.2控制子系统简述13 3.1.3PLC的选择13 3.2 PLC控制系统设
6、计编程要求及基本原则14 3.2.1编程要求143.2.2基本原则153.3 系统硬件结构框图16第4章 自动售货机控制系统设计184.1自动售货机控制方案设计18 4.2 PLC选型184.2.1PLC概述184.2.2PLC的主要功能19 4.2.3 I/O点估算和PLC选型204.3 I/O地址设计214.4 流程设计224.5PLC与现场器件的连接244.6 程序设计254.6.1比较指令和运算指令254.6.2 投币程序264.6.3价格比较程序26 4.6.4根据投入的钱数指示灯显示的程序274.6.5选择商品和送出部分程序274.6.6找钱退币程序284.6.7梯形图和指令表29
7、第5章 仿真305.1GX7CH软件的简介 305.2 具体事例的分析31结论38参考文献39致 谢40附 录41河南城建学院本科毕业设计（论文） 绪论第1章 绪论1.1课题研究背景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化设备。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。自动售货机行业长期以来在美国、日本等国家得到迅猛发展，目前已在45个国家得到广泛普及。据业内人士估计，中国的自动售货机拥有量仅有2万台，相对于13亿的人口大国和零售业态发展的趋势而言，中国自动售货机行业的发展空间将更加广阔。
8、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。 可编程序控制器( PLC)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、程序简单、维护方便等优点，已在工业控制领域得到广泛地应用，因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施，要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。利用三菱FX-2N 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。本文就详细地介绍一种用三菱FX-2N PLC 实现的自动售货机控制系统的硬件设计和软件设计，并编写了系统程序
9、总框图和一个具体的梯形图，经实践验证该控制系统是可行的。1.2自动售货机设计目的和意义面对当前快速商品社会，人们的时间观念越来越重，如何才能更快的购买到顾客自己所需的商品，这都是顾客和商家共同面临的问题。随着科技的发展及人们生活水平的提高，自动售货机市场的发展越来越呈现出多元化及个性化的需求。通过自动售货机进行自助购物正逐渐成为市民的一种新的消费时尚，快捷方便的购物方式满足了人们在当今科技高速发展的现代社会追求高品质生活的需要。自动售货机在城市商业区、写字楼大厅、风景区、车站、码头、繁华街道等公共场所的布设能够美化亮化城市环境，方便群众生活，已经成为城市各角落的一道亮丽风景线。自动售货机已在国
10、内普及，并成为城市现代文明程度的一种象征性标志。PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术的发展推动了PLC的发展，而PLC得发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了他们的发展。本次设计就在于结合PLC的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足，利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定的运行。1.3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
11、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1.1所示。 图
12、1-1自动售货机工作流程1.4自动售货机发展趋势现在，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。从自动售货机的发展趋势来看，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，在加上场地的局限性和购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机
13、作为一种必须的机器也就有了其相当可观的前景。 5河南城建学院本科毕业设计（论文） 自动售货机硬件结构设计第2章 自动售货机硬件结构设计2.1PLC的硬件组成PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成。其中，CPU是PLC的核心；输入单元/输出单元是CPU与现场输入/输出设备之间的接口电路；通信接口用于连接编程器、上位计算机等外部设备，其硬件结构图如图2-1硬件结构图2-12.2 电机的选择 电动机选择的参考因素主要包括：电动机型式、电压与转速；电动机型式种类；电动机防护型式的选择；电动机电压和转速。 1、电动机型式、电压与转速的选择
14、 合理选择电动机型式、电压与转速的具体内容及一般步骤 首先要根据生产机械对电力传动提出的要求，如起动与制动的频繁程度，有无调速要求等等来选择电动机的电流种类，即选用交流电动机还是选用直流电动机；其次应结合电源情况选择电动机额定电压的大小；再由生产机械所要求的转速及传动设备的要求选取它的额定转速；然后根据电动机和生产机械的安装位置和周围环境情况来决定电动机的结构型式和防护型式；最后由生产机械所需要的功率大小来决定电动机的额定功率（容量）。综合以上方面考虑，最后在电机产品目录中选择与要求相符的电动机，如果产品目录中所列电动机不能满足生产机械的某些特殊要求，则可向电机生产厂家单独定制。 2.电动机型式种类的选择 选择电动机是从交流和直流、机械特性、调速与起动性能、维护及价格等方面来考虑的，所以选择时要遵循下列原则： 首先考虑选用三相鼠笼型异步电动机。因为它具有简单、坚固耐用、工作可靠、价格低廉和维护方便等优点，但是它的缺点是调速困难、功率因数低、起动电流较大和起动转矩较小。因此主要适用于作为机械特性较硬而无特殊调速要求的
