1、 編號 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題 目 基于plc自動售貨機控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名 學(xué) 號41101015系 部電氣工程系專 業(yè)電氣自動化技術(shù)班 級411010指導(dǎo)教師 顧問教師 二零一二年十月摘要 摘要本文介紹了自動售貨機的基本原理以及工作流程,然后以一次交易過程為例,把交易過程分為幾個程序塊,然后分別對程序塊進(jìn)行編程。論文闡述了自動售貨機各主要部件的選擇,具體說明了可編程序控制器在自動售貨機中的作用。本文程序涉及到了自動售貨機工作的絕大部分過程。利用西門子plc控制的自動售貨機提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保證自動售貨機能夠長期穩(wěn)定運行,可實現(xiàn)類似控制功能,還具有可靠性高、編程簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點

2、。關(guān)鍵詞：自動售貨機； s7-200plc； plc設(shè)計； 23第一章 緒 論目錄第一章 緒論11.1 自動售貨機的發(fā)展情況11.2 自動售貨機的發(fā)展前景31.3 本次設(shè)計的主要目的及主要內(nèi)容4第二章 plc的介紹52.1 plc的概論52.1.1 plc的產(chǎn)生52.1.2 plc的定義62.1.3 plc的發(fā)展趨勢62.1.4 plc的特點62.1.5 plc的基本功能72.2 plc的基本結(jié)構(gòu)和原理7第三章 自動售貨機功能分析103.1 自動售貨機的基本功能103.2 自動售貨機控制要求10第四章 自動售貨機控制系統(tǒng)的plc設(shè)計124.1 整體系統(tǒng)工作流程124.2 i/o地址分配表124

3、.3 硬件接線圖144.4 程序設(shè)計144.4.1 中間輔助繼電器分配表144.4.2 典型程序分析154.5 程序調(diào)試19第五章 總結(jié)與展望21致 謝22參考文獻(xiàn)23第一章 緒論1.1 自動售貨機的發(fā)展情況自動售貨機最早出現(xiàn)在二十世紀(jì)五、六十年代的西歐,英國是較早實行自動售貨機售貨的國家之一。1942年,在食品銷售中首先推廣了自動售貨的銷售方式。1950年。英國食品雜貨行有500家采用自動售貨機售貨。1969年,采用自動售貨機售貨的商家增加到23000家,銷售的商品擴(kuò)展到文化用品、唱片、香煙、食品等多個方面。進(jìn)入70年代后,約有40多萬家香煙、飲料店采用自動售貨機。1980年英國有50余萬臺

4、自動售貨機,年銷售額達(dá)8.81億英鎊。70年代后,日本、美歐等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)自動售貨機迅猛發(fā)展,短短30年,發(fā)達(dá)國家自動售貨機產(chǎn)業(yè)已發(fā)展到相當(dāng)大規(guī)模。自動售貨機被廣泛地布放于車站、油站、碼頭、機場、賓館、寫字樓、娛樂場所及大街小巷和公路旁,人們通過自動售貨機可以買到食品、香煙、飲料、報紙、票、卡甚至鮮花和小寵物等物品。自動售貨機實現(xiàn)了商品需求化、性能多樣化的發(fā)展, 又由原來只能出售有限商品品種, 轉(zhuǎn)變?yōu)槔^百貨公司、超級市場、便民店之后, 以消費者與售貨機“一對一”自動售貨的無店鋪銷售業(yè)態(tài)。自動售貨, 給人們的生活帶來了極大的方便。 從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看,它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造

5、向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費以及消費模式和銷售環(huán)境的變化,要求出現(xiàn)新的流通渠道,而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生,人工費用也不斷上升,再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約,無人自動售貨機作為一種必須的機器便應(yīng)運而生了。從廣義來講投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷售商品的機械,從狹義來講就是自動銷售商品的機械。從供給的條件看,自動售貨機可以充分補充人力資源的不足,適應(yīng)消費環(huán)境和消費模式的變化,24小時無人售貨的系統(tǒng)可以更省力,運營時需要的資本少、面積小,有吸引人們購買好奇心的自身性能,可以很好地解決人工費用上升的問題等各項優(yōu)點。據(jù)說世界上最早的自動售

6、貨機出現(xiàn)在公元前3世紀(jì),那是埃及神殿里的投幣式圣水出售機。17世紀(jì),英國的小酒吧里設(shè)有了香煙的自動售貨機。在自動售貨機歷史的長河中日本開發(fā)出實用型的自動售貨機，那是在進(jìn)入本世紀(jì)后的事。日本第一臺自動售貨機是1904年問世的“郵票明信片自動出售機”它是集郵票明信片的出售和郵筒投函為一體的機器。自動售貨機的真正普及是在第二次世界大戰(zhàn)以后。50年代，“噴水型果汁自動售貨機”大受歡迎，果汁被注入在紙杯里出售。后來，由于美國的飲料大公司進(jìn)入日本市場，1962年，出現(xiàn)了以自動售貨機為主體的流通領(lǐng)域的革命。1967年，100日元單位以下的貨幣全部改為硬幣，從而促進(jìn)了自動售貨機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 日本是自動售貨機的

7、天堂。除雞蛋、米飯之外，報紙、雜志、一次性相機、干電池、磁帶、刮胡刀、襪子、花及寵物食品等各種商品都通過自動售貨機進(jìn)行銷售。連熟知自動售貨機的美國游客在日本看到10臺自動售貨機排成一列的景象后，也是連聲稱奇。在日本，70,的罐裝飲料是通過自動售貨機售出的。全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有50萬臺飲料自動售貨機。在日本全國各地，共設(shè)有550萬臺自動售貨機,據(jù)1998年的統(tǒng)計，銷售額達(dá)6兆8969億4887萬日元，為世界第一。在售貨機的顯示屏幕上進(jìn)行操作，輸入商品號碼和購買數(shù)量，并投入錢幣后，商品就會從取貨口出來，甚至從食品自動售貨機上還能買到熱呼呼的面條和米飯團(tuán)。可口可樂高級執(zhí)行副總裁望

8、月建樹介紹，作為世界上最大的自動售貨市場，日本擁有423萬臺自動售貨機，通過自動售貨機出售的商品多達(dá)6000余種，包括飲料、香煙、雜志、藥品甚至牛仔褲等大件商品去年，僅飲料的銷售額相當(dāng)于1593億元人民幣。韓國大約有78萬臺自動售貨機，是除了日本、美國、英國之外自動售貨機使用數(shù)量最多的國家。從不同的種類來看，咖啡茶的自動售貨機約占全部售貨機的40%以上另外，還有冰飲料自動售貨機、聽裝飲料自動售貨機、辦公咖啡自動售貨機和照片膠粘標(biāo)簽自動售貨機、票類自動售貨機、手機充電自動售貨機、成人用品自動售貨機、生活用品自動售貨機、煙、方便面自動售貨機等多種。主要的設(shè)置場所包括學(xué)校、樓房、公共機關(guān)、地鐵等，公

9、共汽車站、公園、體育場、展示場、工廠等。運營自動售貨機產(chǎn)業(yè)的公司在全國大約有800余個，而銷售自動售貨機原料、商品流通、機械銷售的公司大約達(dá)到了1150個。 中國國內(nèi)在1993年時,從日本、韓國等引進(jìn)自動售貨機并投放到中國市場。1995年第一臺國產(chǎn)自動售貨機在北京誕生,1999年時國產(chǎn)自動售貨機形成規(guī)模生產(chǎn)并批量投入市場。相對于日本和美國等發(fā)達(dá)國家,中國目前市場上運行的自動售貨機的數(shù)量還是很少的。自動售貨機在西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)發(fā)展成為一個相對成熟的零售業(yè)態(tài),但是中國還是處于導(dǎo)入期。至2000 年初,中國自動售貨機研發(fā)、制造和運營的企業(yè)有10 多家,以天津南開戈德集團(tuán)規(guī)模最大,約占中國自動售貨市場

10、份額的80 %。在自動售貨機運營商方面,主要是由制造企業(yè)的關(guān)聯(lián)或下屬企業(yè)運營,如戈德集團(tuán)的戈德移動商務(wù)公司、澳珂瑪集團(tuán)的澳鴻自動商務(wù)公司等,中國目前還沒有產(chǎn)生獨立的運營商。據(jù)來自中國自動售貨機市場行情分析報告表明:目前中國自動售貨機市場走勢已逐漸明晰,自動售貨機逐步從沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和各大中城市向內(nèi)陸和次發(fā)達(dá)地區(qū)延伸,逐步從高級賓館、地鐵、機場等豪華高檔場所向高中檔社區(qū)普及。有關(guān)報道顯示,戈德移動商務(wù)公司已經(jīng)在上海地鐵一號線、南京東路、人民廣場、輕軌沿線、大中學(xué)校等地布放了約2000 臺,在上海地鐵二號線布放了30 臺,并準(zhǔn)備于2002 年在商業(yè)街、旅游景點、車站碼頭、高檔寫字樓布放500 臺

11、。2000 年僅廣州市區(qū)就擺放各種品牌的自動售貨機1500 臺,而這個數(shù)量還不足以滿足地鐵和公交車站的擺放。自動售貨機這種全新的零售方式已逐漸被國人所接受和信賴。其實,自動售貨機的技術(shù)壁壘并不高。在中國一般的紙幣器只能接收5元、10元或者20元人民幣不能接收更高面額的紙幣。但這只是一個應(yīng)用的問題,因為目前中國市場上的自動售貨機主要賣一些飲料、小食品。 1.2 自動售貨機的發(fā)展前景現(xiàn)在,自動售貨機產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實現(xiàn)合理化。例如實行聯(lián)機方式,通過電話線路將自動售貨機內(nèi)的庫存信息及時地傳送各營業(yè)點的電腦中,從而確保了商品的發(fā)送、補充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且,為防止地球暖化,自動售貨機

12、的開發(fā)致力于能源的節(jié)省,節(jié)能型清涼飲料自動售貨機成為該行業(yè)的主流。在居季電力消費高峰時,這種機型的自動售貨機即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫,與以往的自動售貨機相比,它能夠節(jié)約10,15的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時,自動售貨機也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。同時因經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇緩慢,社會對擴(kuò)大就業(yè)與工作場所提供茶點飲料的福利事業(yè)更為關(guān)注。自動售貨機不僅保障了愜意的工休時間,也是最廉價、提高職工工作效率最有效的手段。特別是在24小時無休工作狀態(tài)中的辦公場所,使用獨具魅力的迷你型飲料沖飲機,解決了不間斷提供咖啡飲品服務(wù)的問題,這種服務(wù)加速了自動售貨機與咖啡飲品服務(wù)的融合。 從自動售貨業(yè)的

13、發(fā)展歷程看,其具有快速發(fā)展的潛力 1 、自動售貨技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了自動售貨業(yè)的成長。 自動售貨機作為一種集聲、光、機電一體化的高新智能化產(chǎn)品,一般由識別系統(tǒng)、找?guī)畔到y(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、制冷(恒溫) 系統(tǒng)組成。隨著防偽識別技術(shù)、數(shù)碼技術(shù)、軟件技術(shù)和制冷技術(shù)的發(fā)展,自動售貨機運行的可靠性大大提高,減少了貨物出售和貨幣識別的誤差,有效地維護(hù)了運營商和消費者雙方的權(quán)益。自動售貨機從僅能識別硬幣到準(zhǔn)確的識別紙幣,方便了消費者的購買行為,為自動售貨業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。 2 、自動售貨機的分布密度高,滿足了消費者的便利性和即時性需求。 隨著人們生活方式向快節(jié)奏、高效率變化,時間的價值顯著提高,消費者在購物時更加

14、注重便利性、即時性。隨著自動售貨機數(shù)量的增加,商品包裝的定量化和標(biāo)準(zhǔn)化,出售的商品多樣化,自動售貨的便利性日益顯現(xiàn)。同時,被稱為“永不下班的超級營業(yè)員”的自動售貨機在滿足人們的即時性需求方面是其它零售方式不可替代的。3 、滿足運營商獲取高收益的要求。零售業(yè)各業(yè)態(tài)日趨激烈的競爭,使得商家不斷尋求新的投資機會,而自動售貨業(yè)態(tài)恰好符合投資的風(fēng)險收益原則。由于自動售貨機的銷售效率高(平均每臺自動售貨機銷售額達(dá)到1 萬美元) ,運營商規(guī)模大(一般擁有10多萬臺甚至100 多萬臺) ,加上自動售貨機本身具有的節(jié)約勞動力與場地等優(yōu)勢,從而降低了經(jīng)營成本,提高了投資收益。專家預(yù)測,未來幾年中國市場上的自動售貨

15、機將每年增加 510萬臺。中國沿海比較富裕的地區(qū),將大約有3.5億人口經(jīng)常使用自動售貨機。目前按人均臺數(shù)計算,自動售貨機在日本達(dá)到每臺25人,在美國達(dá)到50-60人,在歐洲每臺50-120人,而中國的人均擁有量卻很低,若按每臺500人計算,中國城市人口3.6億,中國自動售貨機的潛在容量為73萬臺,以每天銷售200元計,73萬臺自動售貨機的全年銷售額可達(dá)500億。因此加快發(fā)展中國自動售貨業(yè),對提高投資效益具有重要的意義。1.3 本次設(shè)計的主要目的及主要內(nèi)容本次設(shè)計的主要目的能夠?qū)崿F(xiàn)自動售貨機的自動控制系統(tǒng)的plc設(shè)計，進(jìn)一步增強和完善學(xué)生自我的創(chuàng)新與動手能力。主要內(nèi)容是首先整個控制系統(tǒng)的設(shè)計思路

16、，從硬件到軟件的資料收集，對一些硬件以及自動售貨機內(nèi)部接線電路都逐一進(jìn)行了研究學(xué)習(xí)。包括投幣系統(tǒng)、驗鈔系統(tǒng)、交易系統(tǒng)以及退幣系統(tǒng)的制作，在某些環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的保護(hù)設(shè)置，這樣對機器本身和顧客都有了安全保障。其中錢幣裝置是售貨機的核心，其主要功能是確定投入錢幣的真?zhèn)危诸愬X幣的種類，計算金額，在程序設(shè)計里都有介紹。第二章 plc的介紹第二章 plc的介紹2.1 plc的概論plc是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置，它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過

17、程。plc具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可靠性好等特點。2.1.1 plc的產(chǎn)生20世紀(jì)20年代起，人們把各種繼電器，定時器，接觸器及其觸點按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)。由于它結(jié)構(gòu)簡單，容易掌握，價格便宜，在一定的范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位。但是機電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點：設(shè)備體積大，可靠性差，動作速度慢，功能少，難與現(xiàn)實較復(fù)雜的控制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活性較差。20世紀(jì)60年代末期，

18、美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對整個開展系統(tǒng)重新配置，1968年美國通用汽車公司公開向社會招標(biāo)，對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是： 1， 編程方便，可現(xiàn)場修改程序 2， 維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu) 3， 可靠性高于繼電器控制盤 4， 體積小于繼電器控制盤 5， 數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機 6， 成本可與繼電器控制盤競爭 7， 輸入可以是交流150v以上 8， 輸出為交流115v，容量要求在2a以上，可直接驅(qū)動接觸器、電磁閥等 9， 擴(kuò)展時源系統(tǒng)改變最小 10，用戶存儲器至少能擴(kuò)展到4kb（適應(yīng)當(dāng)時汽車裝配過程的需要）

19、2.1.2 plc的定義美國國際電工委員會（iec）在1987年對可編程序控制器作出以下定義：可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部進(jìn)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等功能的面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入活輸出，控制各種類型的機械或產(chǎn)生過程。可編程序控制器及其相關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)展的原則而設(shè)計。 定義還強調(diào)了plc是“數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)”，他也是一種計算機，它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的”工業(yè)計算機。這種工業(yè)計算機采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。它能完成

20、邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力。并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體”，易于“擴(kuò)充”。2.1.3 plc的發(fā)展趨勢 plc總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在以下幾個方面。 （1）向小型化、專用化、低成本方向發(fā)展 （2）向大容量、高速度方向發(fā)展 （3）智能型i/o模塊的發(fā)展 （4）基于pc的編程軟件取代編程器 （5）plc編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化 （6）plc通信的易用化 （7）組態(tài)軟件與plc的軟件化 （8）plc與現(xiàn)場總線相結(jié)合 （9）開發(fā)新型特殊功能模塊 （10）cpu的處理速度進(jìn)一步加快

21、 2.1.4 plc的特點 （1）抗干擾能力強，可靠性好 （2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強 （3）編程方便，易于使用 （4）功能完善 （5）體積小，維護(hù)操作方便 （6）易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化 （7）可實現(xiàn)三電一體化 2.1.5 plc的基本功能 1， 條件控制功能 2， 定時/計數(shù)控制功能 3， 數(shù)據(jù)處理功能 4， a/d與d/a轉(zhuǎn)換功能 5， 運動控制功能 6， 過程控制功能 7， 擴(kuò)展功能 2.2 plc的基本結(jié)構(gòu)和原理 plc的工作原理與計算機的工作原理基本是一致的，可以簡單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。如圖2-1所示。 圖2-1 plc工作原理（1）中央處理器 cp

22、u是由控制器和運算器組成的。運算器也稱為算術(shù)邏輯單元，它的功能就是進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算。控制器的作用是控制整個計算機的各個部件有條不紊的工作，它的基本功能是從內(nèi)存中取出指令和執(zhí)行性指令。它的重要功能如圖2-2所示。 圖2-2 結(jié)構(gòu)圖（2）存儲器 plc的儲器分為兩大部分： 一大部分是系統(tǒng)存儲器，用來存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及其系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)。 而大部分使用戶存儲器，包括用戶程序存儲區(qū)及工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。 （3）輸入輸出接口電路 plc通過輸入輸出（i/o）接口電路實現(xiàn)與外圍設(shè)備的連接。輸入接口通過plc的輸入端子接受現(xiàn)場輸入設(shè)備的控制信號，并將這些信號轉(zhuǎn)換成cpu所能接受和處理的數(shù)字信號。 （

23、4）電源 plc的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足plc的cpu、存儲器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。 （5）輸入輸出i/o擴(kuò)展接口 若主機單元的i/o點數(shù)不能滿足輸入輸出點數(shù)需要時，可通過此接口用扁平電纜線將i/o擴(kuò)展單元與主機單元相連接。 （6）plc的基本工作原理 plc采用的是循環(huán)掃描工作方式。對每個程序,cou從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，知道遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。plc的掃描周期全過程如圖2-3所示。具體過程如下： （1）輸入刷新階段 在輸入刷新階段，cp

24、u掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。 （2）程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 （3）輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成plc的實際輸出。 圖2-3 plc的掃描周期第三章 自動售貨機功能分析3.1 自動售貨機的基本功能在進(jìn)行上、下位機程序編寫之前,首先要做的工作是確定自動售貨機本身所具備的功能及在進(jìn)行某種操作后所具有的狀態(tài)。 在

25、實際生活中,我們見到的售貨機可以銷售一些簡單的日用品,如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。售貨機的基本功能就是對投入的貨幣進(jìn)行運算,并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品,并作出相應(yīng)的反應(yīng)。舉一個簡單的例子來說明,例如,售貨機中有4中商品,其中01號商品代表第一種商品,價格為1元,02商品為3元,其余類推。現(xiàn)投入1個1元硬幣,當(dāng)投入的貨幣超過01商品的價格時,01商品的選擇按鈕處應(yīng)有變化,提示可以購買,其他商品同比。當(dāng)按下選擇01商品的價格時,售貨機進(jìn)行減法運算,從投入的貨幣總值中減去01商品的價格同時啟動相應(yīng)的電機,提取01號商品到出貨口。此時售貨機繼續(xù)進(jìn)行等待外部命令,如繼續(xù)交易,則同上

26、,如果此時不再購買而按下退幣按鈕,售貨機則要進(jìn)行退幣操作,退回相應(yīng)的貨幣,并在程序中清零,完成此次交易。由此看來,售貨機一次交易要涉及加法運算、減法運算以及在退幣時的除法運算,這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。本次自動售貨機控制系統(tǒng)采用plc作為控制核心,具有抗干擾能力強,可靠性好,控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,通用性強,編程方便,易于使用,功能完善,設(shè)計、施工、調(diào)試的周期短,體積小,維護(hù)操作方便,易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò),可實現(xiàn)三電一體化等功能,這在現(xiàn)代化商業(yè)社會的今天尤為重要。3.2 自動售貨機控制要求該自動售貨機可識別三種錢幣，分別是1元、2元、5元，采用三個按鈕進(jìn)行模

27、擬，自動售貨機共出售四種貨物，其價格分別定為1元、3元、4元、6元，當(dāng)投幣數(shù)大于等于貨物價格時且售貨機里有這種貨物時，指示燈亮，表示可以進(jìn)行購買，四種貨物分別用四個小燈代替進(jìn)行模擬。除此之外，本次設(shè)計還涉及了顯示、找零、送貨等功能的實現(xiàn)，其中顯示部分采用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，顯示投幣總數(shù)和購買后的余額；當(dāng)按下找零按鈕后，數(shù)碼管顯示進(jìn)行清零，采用從高到低遞減的形式進(jìn)行清零，例如：當(dāng)余額為17元時，按下找零按鈕后，先找三個五元數(shù)碼管分別顯示12、7、2，然后再找2元，清零。送貨部分采用小車直線運動進(jìn)行模擬，將四種貨物分別送到四個不同的地點，采用四個光電開關(guān)分別代表四個不同的送貨地點，當(dāng)按下不同的送貨按鈕

28、后，小車會以其對應(yīng)的光電開關(guān)為終點做直線往返運動，表示送貨。第四章 自動售貨機控制系統(tǒng)的plc設(shè)計 第四章 自動售貨機控制系統(tǒng)的plc設(shè)計4.1 整體系統(tǒng)工作流程 圖4-1 工作流程4.2 i/o地址分配表 表4.1 i/o分配表輸入單元plc地址輸出單元plc地址投幣1元i0.1a貨物顯示q1.0投幣2元i0.2b貨物顯示q1.1投幣5元i0.3c貨物顯示q2.0送貨（a貨物）i0.4d貨物顯示q2.1送貨（b貨物）i0.5找零出口q2.2送貨（c貨物）i0.6出貨口q2.3送貨（d貨物）i0.7電機正轉(zhuǎn)q2.6找零i0.0電機反轉(zhuǎn)q2.5數(shù)碼個位顯示q0.0q0.3數(shù)碼十位顯示q0.4q0

29、.7限位開關(guān)s1i1.0限位開關(guān)s2i1.1限位開關(guān)s3i1.2限位開關(guān)s4i1.34.3 硬件接線圖 圖4-2 硬件接線圖 4.4 程序設(shè)計 4.4.1 中間輔助繼電器分配表 表4.2 中間輔助繼電器分配表 輔助繼電器功 能輔助繼電器功 能m0.0送a貨m1.2電機反轉(zhuǎn)m0.1限位開關(guān)s1m1.3電機正轉(zhuǎn)m0.2限位開關(guān)s2m1.4電機正轉(zhuǎn)m0.3送b貨m1.5電機反轉(zhuǎn)m0.4送c貨m1.6電機正轉(zhuǎn)m0.5限位開關(guān)s3m2.0送貨延時m0.6送d貨m2.1送貨延時m0.7限位開關(guān)s4m2.2送貨延時m1.0電機反轉(zhuǎn)m20.0找零m1.1電機正轉(zhuǎn)4.4.2 典型程序分析 開始程序，先進(jìn)行程序初

30、始化，具體程序如圖4-3所示。 圖4-3 初始化程序每投入一種錢幣就執(zhí)行一次與mw3里面的數(shù)相應(yīng)的加一次，并在此寄存在mw3中，直到投幣結(jié)束為止，具體程序如圖4-4所示。 圖4-4 錢幣相加程序顯示當(dāng)前投入的錢幣可以購買的貨物程序如圖4-5所示。 圖4-5 顯示程序確定購買貨物后，進(jìn)行延時等待再將貨物送到出貨口處，如圖4-6所示。 圖4-6 送貨程序每當(dāng)購買某種貨物一次，就進(jìn)行一次這種貨物的計數(shù)，分別由計數(shù)器c1、c2、c3進(jìn)行計數(shù)，具體程序如圖4-7所示。 圖4-7 貨物計數(shù)程序購買貨物后如有剩余錢幣，按下找零按鈕i0.0，程序立即會將所投進(jìn)的總錢數(shù)與購買的貨物花費的錢數(shù)相減，將剩余的錢進(jìn)行

31、區(qū)間比較，最后再將相應(yīng)的錢數(shù)進(jìn)行i_bcd碼的轉(zhuǎn)換，通過傳送指令由數(shù)碼管qb0輸出顯示，具體程序如圖4-8所示。 圖4-8 顯示剩余錢數(shù)程序4.5 程序調(diào)試在整個程序的調(diào)試過程中，我遇到了一些問題，最初的設(shè)計比較簡單，只是將投幣，購買的過程考慮進(jìn)去，而沒有將購買之后送貨的過程加進(jìn)設(shè)計的方案中，后來在老師的提醒之下，我又將送貨的過程采用了小車直線運動進(jìn)行模擬，將四個光電開關(guān)模擬成四種貨物的送貨地點，分別在按下四個送貨按鈕之后，將貨物送到四種地點，使得整個系統(tǒng)更加完善，功能更加強大。在數(shù)碼顯示的過程中也遇到了一些問題，數(shù)碼顯示時數(shù)據(jù)的傳輸所用到的中間繼電器和后來送貨時的中間繼電器發(fā)生了沖突，使得程

32、序運行過程發(fā)生了紊亂，后來在同學(xué)的幫助下，我明白了問題的關(guān)鍵，將其解決，使數(shù)碼顯示功能順利實現(xiàn)。在最后的送貨過程中，由于有四個地點，所以要對電機的正反轉(zhuǎn)分別進(jìn)行控制，最初我是將所有的正轉(zhuǎn)輸入都采用了q2.6進(jìn)行驅(qū)動，所有的反轉(zhuǎn)輸入都采用了q2.5進(jìn)行驅(qū)動，當(dāng)程序運行時，發(fā)現(xiàn)得不到預(yù)期的現(xiàn)象，經(jīng)檢查程序沒有問題，后來經(jīng)過考慮和同學(xué)的提醒，采用中間繼電器進(jìn)行驅(qū)動，現(xiàn)象就出現(xiàn)了，實現(xiàn)了最初預(yù)想的送貨過程。在找零階段，最初只是按下找零按鈕后直接將數(shù)碼顯示清零，后來經(jīng)過思考和老師的提醒，將找零部分又逐步進(jìn)行了完善，將找零的過程在數(shù)碼管上顯示了出來先找大面額的錢幣，后找小面額的錢幣，其內(nèi)部進(jìn)行減法運算，使

33、得整個找零的過程清晰可見。在購買貨物的過程中最初忽略了如果貨物售完該怎么辦，后來經(jīng)過完善將貨物的數(shù)量進(jìn)行了設(shè)定，只有當(dāng)投幣金額大于等于所要購買的貨物時，且貨物數(shù)量大于零時才能進(jìn)行購買，這使得整個過程更加完善。第五章 總結(jié)與展望第五章 總結(jié)與展望 目前,可編程序控制器、機器人、cad/cam已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。在以plc為核心的自動售貨機控制系統(tǒng)中,當(dāng)需要增加可選擇的商品數(shù)量時,該控制系統(tǒng)的硬件只需要增加相應(yīng)的輸入信號,其硬件的原有接線不需要改變,軟件則可以根據(jù)不同的控制要求進(jìn)行修改,具有較強的適應(yīng)性,因此在自動售貨機行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。 根據(jù)日本、美國等國家的經(jīng)驗,自動售貨機將

34、在全球范圍內(nèi)得到更大的普及,其未來的發(fā)展趨勢主要有如下3點: （1）自動售貨機的機體內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)相當(dāng)完善,影響其普及的關(guān)鍵因素:在現(xiàn)有的各種通信網(wǎng)絡(luò)平臺上如何讓自動售貨機形成一種銷售連鎖網(wǎng),為其提供更方便的營銷方式和管理機制,能最大限度地降低生產(chǎn)、運營成本。目前,無論是基于internet還是基于移動通信網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)平臺,其運作的機制都不太成熟,不過這并不影響自動售貨機的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼?自動售貨機未來的發(fā)展趨勢是將其納入到一個更廣闊、更便利的移動商務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺。 （2）社會將會更加需要能夠合理利用能源的工業(yè)產(chǎn)品,因此自動售貨機的發(fā)展也會向著這個方向發(fā)展,節(jié)能、環(huán)保型的自動售貨機將是未來社會所需要的主流產(chǎn)品。 （3）自