自动售货机毕设开题

基于PLC的自动售货机的电气设计

摘要：文章首先简述了自动售货机系统的意义和发展现状以及PLC语言的特点，然后介绍了自动售货机的设计要求、设计思路，并给出了总体设计框图，通过分析设计写出PLC程序源代码，将代码在软件平台上进行编译、执行基本符合设计要求。最终完成的自动售货机系统具有商品选择，投币处理、出货找零、异常退币等主要功能，整个系统的开发体现了在软件平台上用PLC设计数字控制系统的实用性。

关键词：自动售货机，可编程控制器（PLC），货币识别找零系统，货物传送系统

1文献综述

随着社会的不断发展，从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。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；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了[1]。

1.1自动售货机介绍

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。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。

1.2 PLC的介绍

随着微处理器、计算机对数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性。可编程序控制器（Programmable logic controller）正是顺应这一要求出现的，它是以微处理

器为基础的通用工业控制装置。

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，其基本构成为：电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等几部分组成。它的工作原理可分为以下几部分：（1）扫描技术、（2）用户程序执行阶段、（3）输出刷新阶段。PLC常用的编程元件有以下几种：输入继电器，输出继电器和辅助继电器，特殊辅助继电器，定时器，计数器，数据存储器，状态器，还有一些包括标志跳转，中断，子程序程序入口等等。

可编程控制器（PLC）的特点

1）可靠性高，抗干扰能力强

2）配套齐全，适应性强，应用灵活

3）编程方便，易于使用

4）功能强，拓展能力强，性价比高

5）PLC控制系统设计、安装、调试方便

6）维修方便，维修工作量小

7）PLC体积小、能耗低，易于实现机电一体化。

2.选题背景及其意义

2.1背景

自动售货机（Vending Machine）起源于公元前215年的古埃及，当时用于人们在神庙里用金币购买圣水。19世纪70年代，自动售货机在美国、日本迅猛发展，如今已成为世界上最大的现金交易市场。作为一种前卫的零售方式，自动售货机已在45个国家广泛普及。据统计，日本平均每23人就拥有一台自动售货机，美国平均每40人拥有一台自动售货机，美国自动售货机的零售营业额高达293亿美元，日本每个消费者每年在自动售货机上的消费金额达5.5元。全世界每年通过自动售货机销售商品的总额已达2000亿美元。

近些年，随着我国商品市场的不断繁荣和城市现代化程度的不断提高，自动售货机也已悄然步入了我国的大中城市。自动售货机在北京、上海、大连、沈阳、西安开始出现，成为不少年轻人时髦的购物选择。在国家相关政府部门的大力支持下，中国的自动售货机产业以超常规的速度迅猛发展，并带动了一批新的服务业、物流运输配送业的快速发展，丰富了中国的商业产业结构，开创了一个全新的自动销售和自助服务时代。

2.2意义

自动售货机是一种全新的商业零售形式。随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对自动售货机的安全性、可靠性的要求越来越高。PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以安全可靠性、运行稳定、编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点。在自动售货机控制系统过程中得到了广泛的应用。自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。自动售货机解放了人力，方便了生活，创造了效益，方便广大的市民。实践和直觉告诉我们，自动售货机在中国的横空出世，必将为国内的食品、香烟、饮料等诸多行业带来新的契机，中国的现代文明又将以自动售货机的应用和普及开启一个新的里程碑！所以设计自动售货机是非常必要的。

3.研究内容

3.1研究目标

此次设计的是基于PLC控制的自动售货机设计。其要求为：对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能购买某种商品，并做出相应的反映。因此，售货机应能够辨识机内包含的商品，能够现实已投入的币值，以及再投入货币累计显示，同时提示可以购买的商品。当按下选择商品的按钮时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去该商品的价格，同时起动相应的电机，提取该商品到出货口，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，则按下退币按钮，售货机进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。

（1）此自动售货机可投入5角或1元硬币；

（2）投入硬币在限定时间内（30）不按任何按键，自动售货机退还硬币；

（3）投入硬币的总值等于大于物品价值时，对应的物品指示灯亮绿灯；

（4）当物品对应的指示灯亮绿灯时，按下相应的按键，相应的物品排出，同时指示灯绿灯闪烁；

（5）超出物品总值时，将自动退还余款；

（6）当购买成功一件物品，20秒无操作，将自动退还；

（7）投入钱币以后，不想购买，按退款键，钱币自动退还；

（8）当物品不足时，对应的物品指示灯亮红灯，按键无反应，并向总部发送所缺物品信息。

3.2控制面板设计及功能