四川大学本科毕业论文
基于PLC的自动售货机的设计
摘要
本论文设计的是三菱FX1N-24MR型PLC构成的自动售货机。这篇论文叙述了关于自动售货机的起源和在现在到未来的发展情况与前景，重点讲述了自动售货机是怎么工作的、工作原理是什么。并通过自动售货机设计方案的比较和选择确定了本论文使用的自动售货机系统，然后通过一次交易，把交易过程拆分为程序块，按照顺序给每一个程序块进行编程，详细的介绍了自动售货机中可编程逻辑控制器部件的作用。设计这个控制系统是通过使用接口电路、可编程逻辑控制器和显示模组来控制自动售货机，完成设计任务的。还详细地阐述了PLC的基本构成、特征以及工作原理，对基于三菱FX1N-32MR型PLC组成的自动售货机系统整体设计过程进行了较为细致的阐述。通过接线图、梯形图、硬件软件调试、仿真调试等一系列过程，完成了自动售货机的控制要求。
关键词：PLC；自动售货机；梯形图
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Based on PLC automatic vending machine system design
Abstract
In this paper，the design of automatic vending machine is based on the Mitsubishi PLC FX1N-24MR. In this paper, the history of vending machines and it in the domestic and foreign research status, and the system described the work principle and work flow of automatic vending machine, and through the comparison and choice of the vending machine design, the paper determines the use of this paper vending machine system.and then through a transaction, the transaction process is split into a a program block, followed by the program block programming, detailed demonstration ueses of the PLC in the vending machine.The control system design is to make full use of the PLC, interface circuit chip and display module, to achieve the control of the vending machine, to achieve the purpose of the design. The basic structure, features and working principle of PLC are described in detail, and the whole design process of the automatic vending machine system based on Mitsubishi PLC FX1N-24MR is described in detail. Through the wiring diagram, ladder diagram, simulation debugging,hardware and software debuggingand a series of process, completed the automatic vending machine control requirements.
Key words：PLC；vending machine；Trapezoidal chart
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目 录
第1章 绪论…………………………………………………………………………………4
1.1 引言??????????????????????????????42 1.2论文设计背景及意义?????????????????????????5 1.3 国内外研究现状?????????????????????????5 1.4 主要研究内容???????????????????????7 第2章 系统设计方案的论证??????????????????????????4
2.1 自动售货机的原理及工作流程????????????????????4 2.2 自动售货机设计方案的比较和选择??????????????????5 2.2.1 自动售货机的设计方案 ?????????????????????6 2.2.1 自动售货机方案的比较和确定????????????????????6 第3章 系统的硬件设计????????????????????????????6
3.1 系统设计的PLC简介????????????????????????6 3.1.1 PLC的介绍???????????????????????????6 3.1.2 PLC的选择 ??????????????????????7 3.2 系统硬件的选择????????????????????????9 3.3 PLC输入输出接口电路???????????????????????9 第4章 系统的软件设计………?????????????????????9
4.1 系统的软件简介 ????????????????????9 4.2 自动售货机系统的主程序流程图 ??????????????????11 4.3 自动售货机系统的子程序流程图??????????????????12 4.4 系统的程序设计 ???????????????????12 第5章 系统的仿真调试……………………????????????????????23
5.1 系统硬件调试 ??????????????????????23 5.2 系统软件调试 ?????????????????????????27 5.2.1 组态王软件的仿真??????????????????????23 5.2.2 仿真调试的结果 ???????????????????????27 结论 ??????????????????????????????????28 致谢??????????????????????????????????30 参考文献????????????????????????????????29 附录??????????????????????????????????31
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第1章 绪论
1.1 引言
回顾自动售货机的发展历程，因为工业结构从劳动密集型变成技术密集型，所以产生了自动售货机。随着生产和消费都变得大规模化，消费的方法和营销的背景发生改变，这时候就要求新型的销售途径，顺应而生的商铺、购物超市和超级市场等途径又增加了人工成本；还有购物时是否方便和场所的约束性等原因的制衡，所以能够有效解决上述问题的自动售货机就产生了。自动售货机是一种常用的商业工具，通过放入不同数量的货币来销售货物的机器，它的优点是能够节约人工成本，随时随地的就能够进行交易活动，方便快捷，被人们称赞为不休息的微型商超。自动售货机是通过利用光学、机械学和电子学来进行人机交互，自动进行商业行为的机器。和以前的自动售货机不同的是，新型的自动售货机的控制系统放弃使用单片机当做操控中枢，而是利用可编程逻辑控制器，这样不光能够减少在输入输出接口上花费的时间，还能够提高操作系统的抗干扰能力。可编程逻辑控制器是一种实现了电子技术、自动控制技术和信息工程技术，PLC因为它较高的可靠性、简单的编程、便利的使用和维护从而在工业控制领域里获得了普遍的使用。综上所述，使用可编程逻辑控制器技术的自动售货机，正在慢慢代替以前老式的自动售货机，正是因为具有结构牢固、产品工作稳定等优点，以完成生活中商业服务等为定位的新型自动售货机在市场上占据广阔的发展空间。 1.2 论文设计背景及意义
人类社会不断的在进步，自动售货机也在人类生活中变得不可代替，它不光是一种自动售货的商业机械，还能够降低商业活动中人力资源的占用率，降低人工成本。在小面积和低成本的销售背景下，这种全天候的销售机器还能够利用人们内心中的好奇来进行商业活动，遵循消费背景和方式的变化规律。因为人类的生活水平不断的提高，人们把目光注意到了工作场地的甜点饮品这一方面。自动售货机能够全天候不间断的工作，让员工闲暇的休息时间变得更加的舒服，在花费最小的条件下，更有效的提高了员工的工作能力。目前，自动售货机不光通过联机的办法，把售货机的状况及时的利用网络传送到终端，保证售货机能够顺利并及时补充商品，这表明了自动售货机行业开始进行信息化，让销售过程变得更加的适宜。因为地球的温室效应，所以需要节约资源，尤其在夏天，电力资源经常不足，所以在断电后也可以保证较低温度的节能型自动售货机正在占据更大的市场，研究表明，节能型自动售货机比普通售货机节约1成的电。综上所述，自动售货机正在变得更加的节能，更加的多样化。
1.3 国内外研究现状
二十世纪五六十年代，自动售货机在英国等西欧国家开始流行。在英国，自动售货机首先应用在食品行业，经过近十年的发展，自动售货机在食品行业的应用已经很普及，又进经过了近二十年，自动售货机已经渗透到了英国的各行各业，整个英国的自动售货机的数量也变得极为庞大，这些售货机也带来了大量的财富。又经过三十年的时光，自动售货机走向了更多的发达地区。自动售货机通过人和机器的交互，进行商品的交易行为，改变了商超、便利店、超级市场等商品销售场所的格局，自动售货机也顺势变得多种多样
目前，自动售货机作为一种集光、机、电于一身并且可以实现无人自动交易的商业自动机器，在我国也开始快速发展。在我国各种超市、商店、街道等人员
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密集的场所都能找到自动售货机的存在。自动售货机的方便、快捷、新奇、文明、占地小等无不成为众多市民的追捧的原因，甚至出现排队购买的现象。有研究表明，自动售货机在Japan、America、Europe等发达地区的普及度很高，人均台数很低，而我国经济还有待发展，人均台数差距很大，尽管如此，自动售货机在我国产生的GDP也高达数百亿。综上所述，我国的自动售货机产业，具有很大的发展前景和市场。 1.4 主要研究内容
本文共分5章，系统的介绍了自动售货机系统从设计方案，操作逻辑到系统硬件，系统软件等各个环节的设计及系统调试的方法和原则。本文首先说明了一下自动售货机的发展空间，其次在第二章分析了一下系统构造，然后第三章论述如何设计该系统的硬件，第四章分析并研究了自动售货机系统的软件设计，最后讲解了如何对设计好的程序进行测试修改。
第二章 系统设计方案论证
本章内容主要是根据需要自动售货机要具有什么样的功能，通过对比不同种类自动售货机控制程序，研究出符合要求的系统程序。 2.1 自动售货机的原理及工作流程
自动售货机的利用机械学、电子学等专业知识，实现机电一体化的一种自动装置。
自动售货机在收到货币以后，通过触摸面板的控制把信号输入到控制器内，然后控制器启动机械装置进行一系列运动，将货物输出。也就是顾客只需要进行投币、选货、退币等简单的操作选择，就能够方便快捷的购买到自己想要的商品。
其基本操作流程为：
① 消费者在入钞口放入钞票，然后启动钞票鉴别装置鉴别钞票； ② 操作中枢把开启消费者投入的钞票能够购买货物的选择指示灯，让消费
者能够容易选择能购买的货物；
③ 消费者选择想要购买商品的按键，将信息输入到操作中枢，然后操作中
枢控制机械装置，把消费者购买的货物送出至出口；
④ 如果还有足够的余额，则可继续购买。消费者取出货物后，操作中枢发
出信号，将余额退还，或者由消费者操作退币按钮来完成； ⑤ 消费者取出余额后完成交易活动。 通过上述表达做出售货机的工作示意图