西门子plc的自动售货机的设计
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
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
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199
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
9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，很快的得到普及。自动售货机具有科学技术含量高，集光学、机械、电气、安全防伪识别、数字密码、智能软件配套的特点；自动售货机能够24小时全天候的服务，方便快捷，不需要专人盯守售货，可以节省人力资源、节省成本；并且自动售货机的售货范围广泛，它会出现在各种人流量多的地方，人们通过它可以买到食品、香烟、饮料等快捷物品，并且它还可以当成一种新颖的广告模式，各类广告媒体可以在自动售货机上粘贴各种各样的广告。目前，自动售货机已经在越来越多的国家得到了发展。据不完全统计在现今日本、美国、欧洲分别每23、40、60人就可以拥有一台自动售货机。在日本的饮料销售市场中有百分之七十的易拉罐式饮料是通过自动售货机售出的，也就是说相当于每个人一年在自动售货机上就要投入几百美元；根据调查所得，每台自动售货机每年可以售出上万罐不同种类的饮料。据调查美国可口可乐公司在世界各地拥有几十万套自动售货机；据不完全统计，目前为止全世界有1800万台左右的自动售货机已经投入使用，自动售货机的整个行业年销售额已经达到并赶超2500亿美元，由此可以看出自动售货业已成为零售行业中销售额增长最快的行业之一。
我国的自动售货机有百分之七十五都是采用继电器控制的，这类自动售货机的可靠性比较差，程序的设计也相对复杂。从制定方案到控制程序的设计再到具体实施的设计，其工作量繁重，总体设计周期过长。采用PLC来控制自动售货机可以很大程度的缩短总体设计的周期。设计者可以方便的利用编程器上的屏幕显示来设定或修改相应的环节，使控制系统准确无误地反馈到生产要求上。当有新产品出现时，设计人员可以依据新产品的特性对应的在自动售货机上做出相应的修改，修改的内容将会存储到控制系统中，这样操作人员可以方便的做出相应的措施。因此用PLC来控制自动售货机会比用继电器优化很多，这样提高的自动售货机的质量，简便了开发人员与操作人员，同样也方便了顾客的使用，因此开发PLC对自动售货机进行控制是非常具有实际意义。
21世纪的今天，经济随着科技的革新而飞速发展，市场经济的竞争也越来越多，自动售货机的出现很好的符合了这一点。如果自动售货机采用电力机械的方式来控制的，其产生的利润将会大大降低，也会浪费许多不必要的资源；如果使用液压系统来作为自动售货机的控制系统，因为这一技术的硬件软件的要求比较高，并且反应速度比较缓慢，当用于自动售货机时，将会大大降低自动售货机的便利性并且会提高自动售货机的成本。当然还有使用单片机来作为自动售货机的控制核心的，但使用该方法的话会在输入输出接口上花费大量的人力物力，并且该系统的抗干扰性也相对较差。而PLC是一种通过计算机技术、自动控制技术和通讯技术结合而来的一种新兴工业控制技术，它不但可以实现上述几种技术可以实现的功能，而且还具有较高的可靠性、编程简易、维护方便等特点。此技术已经在工业控制领域得到了很广的运用。自动售货机作为商品零售的独立设备，那就必须要求它有较高的可靠性，性能稳定并且工作效率高。因此选用PLC作为自动售货机的控制核心可以提高自动售货机的可靠性和稳定性。
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
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
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199
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
9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，很快的得到普及。自动售货机具有科学技术含量高，集光学、机械、电气、安全防伪识别、数字密码、智能软件配套的特点；自动售货机能够24小时全天候的服务，方便快捷，不需要专人盯守售货，可以节省人力资源、节省成本；并且自动售货机的售货范围广泛，它会出现在各种人流量多的地方，人们通过它可以买到食品、香烟、饮料等快捷物品，并且它还可以当成一种新颖的广告模式，各类广告媒体可以在自动售货机上粘贴各种各样的广告。目前，自动售货机已经在越来越多的国家得到了发展。据不完全统计在现今日本、美国、欧洲分别每23、40、60人就可以拥有一台自动售货机。在日本的饮料销售市场中有百分之七十的易拉罐式饮料是通过自动售货机售出的，也就是说相当于每个人一年在自动售货机上就要投入几百美元；根据调查所得，每台自动售货机每年可以售出上万罐不同种类的饮料。据调查美国可口可乐公司在世界各地拥有几十万套自动售货机；据不完全统计，目前为止全世界有1800万台左右的自动售货机已经投入使用，自动售货机的整个行业年销售额已经达到并赶超2500亿美元，由此可以看出自动售货业已成为零售行业中销售额增长最快的行业之一。
我国的自动售货机有百分之七十五都是采用继电器控制的，这类自动售货机的可靠性比较差，程序的设计也相对复杂。从制定方案到控制程序的设计再到具体实施的设计，其工作量繁重，总体设计周期过长。采用PLC来控制自动售货机可以很大程度的缩短总体设计的周期。设计者可以方便的利用编程器上的屏幕显示来设定或修改相应的环节，使控制系统准确无误地反馈到生产要求上。当有新产品出现时，设计人员可以依据新产品的特性对应的在自动售货机上做出相应的修改，修改的内容将会存储到控制系统中，这样操作人员可以方便的做出相应的措施。因此用PLC来控制自动售货机会比用继电器优化很多，这样提高的自动售货机的质量，简便了开发人员与操作人员，同样也方便了顾客的使用，因此开发PLC对自动售货机进行控制是非常具有实际意义。
21世纪的今天，经济随着科技的革新而飞速发展，市场经济的竞争也越来越多，自动售货机的出现很好的符合了这一点。如果自动售货机采用电力机械的方式来控制的，其产生的利润将会大大降低，也会浪费许多不必要的资源；如果使用液压系统来作为自动售货机的控制系统，因为这一技术的硬件软件的要求比较高，并且反应速度比较缓慢，当用于自动售货机时，将会大大降低自动售货机的便利性并且会提高自动售货机的成本。当然还有使用单片机来作为自动售货机的控制核心的，但使用该方法的话会在输入输出接口上花费大量的人力物力，并且该系统的抗干扰性也相对较差。而PLC是一种通过计算机技术、自动控制技术和通讯技术结合而来的一种新兴工业控制技术，它不但可以实现上述几种技术可以实现的功能，而且还具有较高的可靠性、编程简易、维护方便等特点。此技术已经在工业控制领域得到了很广的运用。自动售货机作为商品零售的独立设备，那就必须要求它有较高的可靠性，性能稳定并且工作效率高。因此选用PLC作为自动售货机的控制核心可以提高自动售货机的可靠性和稳定性。
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