自動售貨機畢業(yè)設(shè)計

I本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）題目 基于 PLC 的自動售貨機的設(shè)計 學 院 電氣與自動化工程學院 年 級 專 業(yè) 電氣工程及其自動化班 級 學 號 學生姓名 指導教師 職 稱 論文提交日期 II基于 PLC 的自動售貨機的設(shè)計摘 要隨著現(xiàn)在城市的發(fā)展規(guī)模越來越大，在很多公共場所都放置了自動售貨機，方便快捷的滿足了人們的需求，為人們在對簡單物品采購的時候提供了一種便利。傳統(tǒng)的一些自動售貨機大多采用的是單片機控制方式，抗干擾的能力相對較差，系統(tǒng)硬件設(shè)計比較復雜，系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性很難得到保證，維修和維護困難。本次設(shè)計一套基于 PLC 的自動售貨機的控制系統(tǒng)，簡單闡述了自動售貨機的發(fā)展前景與背景，詳細分析其主要功能和特點，提出了總的設(shè)計方案；此次設(shè)計基于WinCC 和西門子 S7-300PLC，主要是對自動售貨機的硬件方面和軟件方面進行仿真設(shè)計，采用了順序控制的程序設(shè)計思路，設(shè)計了系統(tǒng)的控制程序，包括投幣程序、購買程序和退幣程序。關(guān)鍵詞：售貨機 PLC 自動化 WinCCIIIThe design of the vending machine based on PLCAbstractNow with the development of the city scale is more and more big, the vending machines were placed in many public places, convenient, satisfy peoples demand for people at the time of purchase of simple items provides a convenient.Some of the traditional vending machine is mostly USES a single-chip computer control mode, anti-interference ability is relatively poor, the system hardware design is more complex, it is hard to guarantee the stability and reliability of the system, repair and maintenance difficulties.The design of a vending machine based on PLC control system, simple expounds the development foreground and the background of the vending machine, detailed analysis of its main functions and characteristics, puts forward the total design scheme;This design based on WinCC and Siemens S7-300 PLC, mainly to the vending machine hardware and software aspects of simulation design, used the sequence control program design thinking, design the system control program, including the coin program, purchasing procedures and refund money.Key words:Vending machine; PLC;automation;WinCCIV目錄前 言 .1第 1章 自動售貨機的介紹 .21.1 自動售貨機概述 .21.2 自動售貨機前景分析 .31.2 自動售貨機功能分析 .4第 2章 總體設(shè)計方案 .52.1 系統(tǒng)整體設(shè)計方案 .52.2 自動售貨機的組態(tài)設(shè)計方案 .52.3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 .62.4 總體方案設(shè)計 .7第 3章 自動售貨機硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 .93.1 硬件選擇 .93.1.1 電機的選擇 .93.1.2 貨幣處理裝置 .93.1.3 送出機構(gòu) .93.1.4 按鈕裝置 .103.1.5 顯示裝置 .10第 4章 自動售貨機控制系統(tǒng)設(shè)計 .114.1 基于 PLC 的自動售貨機控制系統(tǒng) .114.1.1 自動售貨機硬件系統(tǒng)的組成部分及工作流程 .114.1.2 自動售貨過程的控制子系統(tǒng)簡述 .114.1.3 基于 PLC 的自動售貨機控制 .134.2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計編程要求及基本原則 .134.2.1 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計編程要求 .134.2.2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 .14V4.3 自動售貨機 PLC 控制方案設(shè)計 .154.4 PLC 選型 .164.4.1 PLC 的介紹 .164.4.2PLC 概述 .174.4.3 I/O 點估算 .194.4.4 PLC 選型 .194.5 程序設(shè)計 .194.5.1 I/O 地址設(shè)計 .194.5.2 流程設(shè)計 .214.5.3 投幣程序設(shè)計 .224.5.4 購買程序設(shè)計 .23第五章 上位機部分軟件設(shè)計 .295.1 WinCC 軟件簡介 .295.2 人機界面（HMI）設(shè)計 .305.2.1 新建工程 .305.2.2 自動售貨機的界面設(shè)計 .315.3 與 PLC 建立通信 .315.4 變量的連接 .345.4.1 對按鈕進行變量連接 .34第六章 系統(tǒng)調(diào)試與運行監(jiān)控 .386.1 系統(tǒng)調(diào)試 .38結(jié) 論 .39參考文獻 .40謝 辭 .41常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文）1前 言根據(jù)自動售貨機目前的發(fā)展情況來說，它出現(xiàn)的主要原因是因為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由勞動密集型向技術(shù)密集型發(fā)生轉(zhuǎn)變。由于消費環(huán)境、銷售模式的轉(zhuǎn)變以及大量消費和大量生產(chǎn)，使得新的流通渠道很有必要的出現(xiàn)；相對來說，由于購物中心，超市，百貨公司等購買渠道的出現(xiàn)，伴隨著往往是人工費的增加；而且，在場地上也會受到很大的限制，在一些環(huán)境里，比如說醫(yī)院，學校之類購物的便利性很難得到體現(xiàn)，而無需人工售賣的自動售貨機將會是一種應運而生的必要產(chǎn)物。從狹義的角度來說就是一種可以實現(xiàn)無人販賣的一種自動化販賣，從廣義角度來說進行信用卡、投幣等操作后可以販賣商品的一種機器。按照供給條件來講，自動售貨機可以 24 小時不間斷的無人售貨的系統(tǒng)非常方便，適應消費模式和消費環(huán)境的變化，使得人力的不足得到充分補充，經(jīng)營時所需要的面積小、資本少，人工費用增長的問題可以得到很好地解決，能夠吸引人們好奇心從而促使他們購買的自身性能等各種優(yōu)點。目前，自動售貨機正在進一步實現(xiàn)合理化、信息化。例如，在通過電話線路將售貨機的庫存信息傳輸?shù)綘I業(yè)點的計算機，以確保貨物的補充，保證自動售貨機，及時補充和發(fā)送商品，同時在某些時候還可遠程控制售貨機無償販賣，同時，為了防止全球氣候變暖，在研究自動售貨機時，在節(jié)能方面，將會投入更多，節(jié)能的自動售貨機將成為業(yè)界的主流。與此同時，在夏季用電高峰的時候、 此節(jié)能型自動售貨機可以在關(guān)閉冷卻器的同時商品卻還能保持足夠的溫度。跟傳統(tǒng)的自動售貨機相比較，這種節(jié)能型的自動售貨機將會節(jié)省差不多 10%的電力資源。進入 21 世紀后，自動售貨機的發(fā)展方向?qū)枪?jié)約資源和能源，以及提供更多功能。由于經(jīng)濟緩慢復蘇，社會更為關(guān)注的是對在工作場合提供飲料、零食的福利事業(yè)。自動售貨機是提高職工工作效率最有效的手段，也是最廉價、最方便的手段，而且很好的保障了愜意的工休時間。尤其是在一些全天無休、不間斷工作的一些辦公場所之中，為了解決能夠不間斷的喝道咖啡飲品的問題，使用方便快捷的小型飲料沖飲機變得尤為重要，而在這種情況之下導致咖啡飲品與自動售貨機的快速融合。更為直觀的體現(xiàn)在于 1999 年的全美咖啡服務協(xié)會和全美自動售貨機協(xié)會的合并。常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文）2第 1 章 自動售貨機的介紹1.1 自動售貨機概述自動售貨機是一種商業(yè)自動化設(shè)備，用來完成自動購買。自動售貨機沒有任何空間的限制，可以方便快捷的銷售一整天，深受大家的喜愛。自動售貨機在很多城市的各個角落都有放置，銷售的商品也多種多樣，從點心、飲料、牙膏牙刷，到藥品、香煙等等。多年以來，自動售貨機行業(yè)在中國快速發(fā)展，汽車站，商業(yè)建筑，廣場，工廠，街道，學校，醫(yī)院都有出現(xiàn)售貨機的痕跡。這也變得越來越受人歡迎與喜愛的一種快捷購買方式，這也是一個現(xiàn)代城市發(fā)展設(shè)施的要求。常見的自動售貨機如圖 1-1 所示。圖 1-1 自動售貨機自動販賣機首次出現(xiàn)在上世紀中期年代的歐洲和美國，那個時候在美國，人們可以使用在自動售貨機上買到1美分一塊的口香糖。從上世紀中期在到現(xiàn)在，由于迅速發(fā)展和應用的計算機，第四次工業(yè)革命在以信息技術(shù)革命作為中心使零售行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，其中之一就是發(fā)達國家的商品流通領(lǐng)域中自動售貨機的出現(xiàn)以及迅速發(fā)展。隨著人們生活方式的改變，在快節(jié)奏的，效率高的變化，表現(xiàn)在時間上的價值尤為重要，消費者更加注重購買時候的方便，直接。隨著越來越多的自動售貨機，貨物的包裝已經(jīng)成為一種定量和標準化，銷售商品的多樣化，體現(xiàn)出自動售貨機更多亮點。于此同時，自動售貨機在即時性消費需求方面是其它零售方式無可替代的。2002年4月5日在美國出版的幸福雜志講到美國在2001年自動售貨常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文）3行業(yè)利潤增長率在發(fā)展最快的行業(yè)之中居第四位，具體增長率為21.4%；從1996年到2001年這幾年當中，自動售貨行業(yè)的平均年利潤增長率為78.4%，是增長最快的行業(yè)。由于擁有如此巨大的優(yōu)勢所以使得自動售貨機廣泛應用于全世界。1.2 自動售貨機前景分析自動售貨機是一種能夠自動自動付貨的機器，根據(jù)所投入的錢幣，可以購買相應的商品。在商業(yè)自動化的設(shè)備中自動售貨機是其中一種常用設(shè)備，它能方便交易、節(jié)省人力，不受地點、時間的限制。它被稱作是24小時不間斷營業(yè)的微型超市，是一種全新的商業(yè)零售形式。可以分成三種：綜合自動售貨機、食品自動售貨機、飲料自動售貨機。未來的發(fā)展趨勢是自動化，不論是服務業(yè)、零售業(yè)還是制造業(yè)。我們相信越來越多的設(shè)備將會取代現(xiàn)在的人工。在這種情況之下，自動售貨機行業(yè)的前途是無限光明的。智研數(shù)據(jù)研究中心發(fā)布的2013-2018年中國自動售貨機市場調(diào)研與發(fā)展前景預測報告共十二章。首先介紹了中國的自動售貨機產(chǎn)業(yè)運行環(huán)境、全世界自動售貨機產(chǎn)業(yè)運行狀況等，接著再介紹了自動售貨機產(chǎn)業(yè)在中國的市場競爭格局，然后分析了自動售貨機產(chǎn)業(yè)在中國的運行狀況。隨后，報告還對重點企業(yè)的經(jīng)營狀況進行了分析，最后分析了自動售貨機產(chǎn)業(yè)在中國的投資預測與發(fā)展前景。如今，自動售貨機產(chǎn)業(yè)在中國已經(jīng)開始邁向了蓬勃的發(fā)展階段。此外，很多小店鋪由于各個大城市的改造而被迫消失，同時隨著各種各樣的支付方式的出現(xiàn)，例如，手機移動支付、IC 卡等技術(shù)使得自動售貨機為人們提供服務成為了一種很好的方式，由于這種自動售貨平臺模式的創(chuàng)新，導致了國內(nèi)自動售貨行業(yè)的迅猛發(fā)展。在當今社會中自動售貨機是一種購買工具，從 2004 年開始，自動售貨機產(chǎn)業(yè)在中國發(fā)生了巨大的變化，發(fā)展的越來越快，由于世博會和奧運會的成功舉辦，導致自動售貨機在中國擁有了巨大的商機，自動售貨機進入了發(fā)展期是在 2008 年以后，以自動售貨為主的第三次零售業(yè)革命也即將在中國的零售行業(yè)掀起一股颶風。2009 年中國自動售貨機產(chǎn)品專項調(diào)研及未來五年投資分析預測報告是總結(jié)了歷年來自動售貨機在中國市場的變化規(guī)律，同時，深入的調(diào)查和研究了自動售貨機產(chǎn)品中的企業(yè)群體，采取定量以及定性的科學研究方法編撰而成的。對自動售貨機產(chǎn)品在我國目前的行業(yè)投資環(huán)境、常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文）4產(chǎn)品進出口、生產(chǎn)經(jīng)營、品牌競爭、產(chǎn)品市場、可持續(xù)發(fā)展以及市場環(huán)境等問題進行十分詳細地分析和預測，并且在此基礎(chǔ)上，為企業(yè)經(jīng)營管理、制定發(fā)展戰(zhàn)略和進行投資決策提供了可靠、權(quán)威的決策依據(jù)。報告數(shù)據(jù)主要采用商務部采集數(shù)據(jù)、國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)、海關(guān)總署問卷調(diào)查數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)庫。1.2 自動售貨機功能分析在編寫程序之前, 首先是對自動售貨機擁有的各種功能進行全面了解以及確定對其操作后所產(chǎn)生的狀態(tài)。自動售貨機的基本功能是對金錢的總額進行計算，并確定是否有足夠金錢的購買售貨機當中的商品，并且能夠發(fā)生某種變化使得人們知道該商品可以購買。例如：售貨機中有 6 種商品，其中一號商品價格為 1 元，二號商品為 2 元，以此類推。如果把 一個 一 元的硬幣投進去，然后一號商品的可以購買的指示燈將會點亮，顯示可以購買，但是二號商品的指示燈卻不會點亮，繼續(xù)投入一個一元硬幣，那么二號商品指示燈將會點亮，另外的商品同樣也是如此。當按下一元商品的購買按鈕，自動售貨機會將總金額減去一元，同時將一號商品提取到出貨口。在這個時候，自動售貨機將會繼續(xù)等待外部命令，如想要繼續(xù)購買商品，只要按下可夠奶商品的按鈕，商品將繼續(xù)提取出來，如果你不