基于PLC的自动售货机设计

基于PLC的自动售货机设计

摘要

在科技日新月异的现在社会，自动售货机的应用已经越来越广泛，随着自动售货机的广泛应用，对于它的性能要求越来越高，因此如何设计更为简易便捷的自动售货机显得尤为重要。

本论文以西门子S7-300系列PLC来实现自动售货机的功能控制。本课题设计的售货机能实现投币、购物、退币等功能，且可以进行远程监控。论文首先根据需求对系统做出总体设计；然后对各主要硬件进行了选型且对I/O进行分配；接着根据系统的硬件连接情况编写相应程序实现要求功能；最后编写组态王程序实现系统的远程监控。

关键词：自动售货机 PLC 组态王

I

PLC-based vending machine design

Abstract

In the ever-changing technology and now social, vending machines applications has become increasingly widespread, with extensive use of vending machines, for its performance requirements are high, so how much more simple design is especially convenient vending machines important.

In this thesis, Siemens S7-300 series PLC to achieve functional control of the vending machine. Design of this project can be realized coin vending machines, shopping, coin and other functions, and can be remotely monitored. Firstly, according to the needs of the system to make the overall design; then all the major hardware and a selection of I / O assignment; then write the corresponding program to achieve functional requirements based on the system's hardware connections; finally written procedures for system configuration king remote monitoring.

Key words：Vending machine；PLC；KingView

II

目录

1绪论 .......................................................................................................................... 1

1.1课题的研究背景和意义 ..................................................................................... 1 1.2自动售货机国内外研究现状 ............................................................................. 1 1.3课题研究的安排 ................................................................................................. 3

2自动售货机的整体设计 ..................................................................................... 4

2.1控制系统总框图 ................................................................................................. 4 2.2自动售货机的组成及工作原理 ......................................................................... 4 2.2.1自动售货机的组成 ..................................................................................... 4 2.2.2自动售货机的工作原理 ............................................................................. 6 2.3本章小结 ............................................................................................................. 6

3系统的硬件设计 ................................................................................................... 7

3.1系统硬件结构框图 ............................................................................................. 7 3.2 传感器选型 ........................................................................................................ 7 3.3电动机的选型 ..................................................................................................... 8 3.4 显示屏选型 ........................................................................................................ 8 3.5 PLC的选型 ......................................................................................................... 9 3.5.1 PLC的定义 ................................................................................................. 9 3.5.2 PLC控制系统中的I/O点数计算与分配 ............................................... 10 3.5.3 PLC的选择依据 ....................................................................................... 12 3.6本章总结 ........................................................................................................... 13

4系统的软件设计 ................................................................................................. 14

4.1 软件系统结构框图 .......................................................................................... 14

III

4.2 系统流程图 ...................................................................................................... 14 4.3投币环节设计 ................................................................................................... 15 4.4选择环节设计 ................................................................................................... 16 4.5比较环节 ........................................................................................................... 18 4.6退出环节设计 ................................................................................................... 19 4.7 本章总结 .......................................................................................................... 20

5自动售货机的实现 ............................................................................................ 21

5.1组态王通讯 ....................................................................................................... 21 5.1.1 外部设备定义 .......................................................................................... 21 5.1.2变量动画的连接 ....................................................................................... 22 5.2主界面的设计 ................................................................................................... 24 5.3 实物的实现 ...................................................................................................... 25 5.4本章总结 ........................................................................................................... 27

6 总结与展望 ......................................................................................................... 28

6.1 总结 ................................................................................................................... 28 6.2 展望 ................................................................................................................... 28

参考文献 .................................................................................................................. 29 附录 ............................................................................................................................ 30 致谢 ............................................................................................................................ 42

IV

1绪论

1.1课题的研究背景和意义

自动售货机是一种全新的零售模式。它的起源是在二十世纪七十年代的日本和欧美地区。自动售货机被称为二十四小时营业的微型超市。在日本有四分之三的瓶装饮料是通过自动售货机出售的，类似像全球著名的饮料公司可口可乐公司也有五十万台自动售货机。

自动售货机从1999年进入国内市场，如今，在公园、学校、商场、地铁等人流量较多的地方几乎都可以见到自动售货机的身影。自动售货机的出现是必然趋势，随着日新月异消费模式和销售环境，必然出现新的销售渠道，特别是人流量较大的超市等地方，由于场地限制和便利性要求等因素，自动售货机作为一种必要的销售模式而出现在众人的视线中。

在现今人力资源不足的时代，自动售货机可以很好的填补人力资源不足的空缺，全天候的自动售货机可以更便捷、占地少、成本低的优势。从自动售货机上市以来的实践告诉我们，自动售货机将会很好的契合中国国内的市场需求，必将为国内的饮料等零售商品带来新的商品价值。自动售货机的出现必然将中国的现在文明推入一个更高的水平，因此我认为自动售货机的设计是非常重要的，特别是如何设计更便捷、很实用的自动售货机。

一般的自动售货机都是采用单片机作为控制系统核心，通过单片机作为控制系统将会在输入和输出接口上花费大量的时间，并且该系统的抗干扰能力相对较差。可编程控制器是一种由计算机、自动控制和通讯3种技术综合而来的的新兴工业控制系统技术。可编程控制系统已经在工业控制领域得到了很大程度上的普及，它相比于其他技术拥有更高的可靠性、简单实用且方便等特点。PLC采用可以编制程序的存储器，其中可以分为系统程序与用户程序两种存储器，可以用来执行多种多样的指令，例如逻辑顺序与算术运算、计时、计数等不同种类的指令，它能够通过数字和模拟式来实现输入、输出，控制各种各样的工程器械和运作过程。PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、功能强大、易学易用、体积小、价格便宜等丰富且实用的特点。这些特点与自动售货的现在与未来发展需求向吻合。

1.2自动售货机国内外研究现状

自动售货机在1960年就已经出现在世界上了。当时美国的人们在地铁上就可以在自动售货机上购买口香糖了。这便是最早的自动售货机。自动售货机作为一种新型的销售模式。自动售货机自20世纪80年代以来在美国、日本等发达国家发展迅速，很快的得到普

1