plc的自动售货机控制系统设计(附件)【字数：16896】
摘 要摘 要作为商用独立设备，自动售货机在自助购物方面给人们创造了便利。针对自动售货机控制核心的选择，市场上提供了不同的解决方案。出于长期稳定可靠运行的考虑，本课题提出了一种采用PLC作为控制核心的自动售货机控制系统方案。通过对比分析，舍弃了传统的以单片机为控制核心的方案，转而以组态王和S7-200 PLC为平台，对自动售货机控制系统进行了设计。同时，针对自动售货机用户和管理者的不同需求，对整体的设计方案进行了分析。提出了自动售货机包含的商品选择、价格修改、购买提示、自动出货和自助找零等基本功能。同时，对I/O进行了分配，并编写了PLC的控制程序。最后，利用组态软件对整个方案进行仿真验证和实时监控。 本课题在实现基本功能的同时，又增加了防破坏报警和商品销量统计等实用的新功能，最后的仿真效果符合设计要求。同时，在文末对自动售货机的功能提出了新的要求。关键词PLC；自动售货机；组态王；
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题的研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 自动售货机的研究和现状 2
1.2.2 PLC的研究和现状 3
1.3 论文研究主要工作 4
1.4 本章小结 5
第二章 自动售货机控制系统的总体设计方案 6
2.1 设计思想 6
2.2 控制要求 6
2.3 结构设计 8
2.4 控制核心比较 9
2.4.1 单片机与PLC的对比 9
2.4.2 PLC分类 9
2.5 本章小结 11
第三章 自动售货机控制系统PLC设计 12
3.1 PLC选型 12
3.1.1 S7224PLC 12
3.1.2 EM223模块 13
3.2 编程准备 14
3.2.1 STEP7Mirco/WIN 14
3.2.2 流程图设计 14
3.2.3 I/O点的分配 16
3.3 PLC程序设计 16
3.3.1 编程语言 16
3.3.2 程序设计思路 17
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/> 3.4 本章小结 20
第四章 上位机监控系统设计 21
4.1 设备配置 21
4.2 构建数据库 22
4.2.1 定义数据类型 22
4.2.2 构建数据变量 23
4.3 组态监控画面设计 24
4.3.1 前台画面设计 24
4.3.2 后台画面设计 26
4.4 仿真测试 28
4.5 本章小结 31
结 论 32
致 谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
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[1]。现代社会中，人们注重生活的质量与效率，自助服务行业因此而蓬勃发展。大都市中，人们的生活节奏越变越快，生活办公的时间和地点越来越多样化。为了满足现代人对常用商品的快捷购买这一需求，自动售货机便由此诞生了，并且越来越受到人们的欢迎。自动售货机是自助服务行业中重要的组成部分，越来越被服务业重视，在现代生活中的应用领域也更加广泛了。其产品特点是科技含量高；24h服务，售货便利；无需专人盯守，省人工，省成本；售货范围广泛[2]。由于它不需要人力成本，节省了一大笔费用，十分符合现代商业社会的需求。
在现代社会，人力成本越来越昂贵，无人值守的自动化设备，大大节约了人力成本，在商业上具有远大的前景。研发成本更低、可靠性更高、功能更加强大的便捷的自动售货机也就更加有必要了，这对于提高现代社会生活的高效和便利有着极大的促进作用。近年来，国外巨头也准备挖掘中国的自动售货机市场。在日本，自动售货机可供开发的市场越来越小。日本自动售货机行业老大日本富士电气集团、世界最大的自动售货机运营商日本饮料公司都看好中国的自动售货机市场。与此同时，美国deamertek集团、恒新集团等行业巨头也开始在中国开疆拓土[3]。在国外厂商大力看好中国自动售货机市场的大环境下，对于中国这个新兴市场的发展也要加以重视。尽快推出满足顾客需求的新型自动售货机，替代以前的老旧产品。
自动售货机在西方发达国家以及日本、韩国等已发展成为一个相对成熟的零售业，而中国尚处于导入期[4]。我国1992年在市场中投入第一批自动售货机，发展到现在已经过去了20多年。可以将这20年的发展历程分成两阶段来看，在2008年以前自动售货机行业发展缓慢，从事研发、制作和运营的企业寥寥无几，而且在这些企业中发展的程度也不尽相同、市场份额的占比呈两极分化状态。其中天津戈德集团的产品与市场中同类产品相比表现十分出色，抢占了绝大部分市场。而在2008年以后随着行业的发展，自动售货机的功能也越来越丰富。
现代自动售货机是综合应用了控制论、系统论和新理论等多种学科为一体的最新成果[5]。随着“以消费者为中心的”观念的深入人心，人们对于自助服务的商品化和多样化也提出了更多的要求。为了方便人们的购买，这就要求自动售货机的投放场所灵活多变，覆盖范围全面。它可以出现在大城市地铁系统中、大型企业的办公楼、大学校园的教学楼以及户外公园的休息区等，如图11所示。
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图11 地铁站内自动售货机
所以为了应对越来越复杂的使用环境和长时间不间断的特殊工作环境，自动售货机需要在提供便捷服务的同时，能够适应不同的环境，能够有可靠的稳定性，能够长时间、不间断地提供便捷服务。自动售货机在国内市场上还有很大的发展潜力，与之相匹配的配送货体系也还有进一步提高和完善的空间。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 自动售货机的研究和现状
公元1世纪，希腊人制造的自动出售圣水的装置是世界上最早的自动售货机。1925年美国研制出售香烟的自动售货机，以后又出现了出售邮票，车票的各种现代化自动售货机[6]。
从20世纪80年代开始，自动售货机在日本、美国等发达国家中快速流行起来。由于自动售货机的覆盖面十分广，人们可以很方便地购买饮料、卡片等多种商品，这一良好的购物体验，让人们很快就接受了这一购物方式。自动售货机购物方便，适应性强，几乎可以放置于任何环境下，同时它也可以作为一种广告媒体，进行商业推广。在国外，自动售货机发展相对成熟。日本的自动售货业已经发展到成熟阶段，有2000多种机型、6000多种商品。在美国，运营商就多达10800家，并且他们还具备与大饮料商、大食品商的经验[3]。由于自动售货机的便利性和普遍性，在日本等发达国家十分受忙碌的人的欢迎。自动售货机作为“24小时营业的自助小超市”，目前已经成为前卫的零售方式[7]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题的研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 自动售货机的研究和现状 2
1.2.2 PLC的研究和现状 3
1.3 论文研究主要工作 4
1.4 本章小结 5
第二章 自动售货机控制系统的总体设计方案 6
2.1 设计思想 6
2.2 控制要求 6
2.3 结构设计 8
2.4 控制核心比较 9
2.4.1 单片机与PLC的对比 9
2.4.2 PLC分类 9
2.5 本章小结 11
第三章 自动售货机控制系统PLC设计 12
3.1 PLC选型 12
3.1.1 S7224PLC 12
3.1.2 EM223模块 13
3.2 编程准备 14
3.2.1 STEP7Mirco/WIN 14
3.2.2 流程图设计 14
3.2.3 I/O点的分配 16
3.3 PLC程序设计 16
3.3.1 编程语言 16
3.3.2 程序设计思路 17
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/> 3.4 本章小结 20
第四章 上位机监控系统设计 21
4.1 设备配置 21
4.2 构建数据库 22
4.2.1 定义数据类型 22
4.2.2 构建数据变量 23
4.3 组态监控画面设计 24
4.3.1 前台画面设计 24
4.3.2 后台画面设计 26
4.4 仿真测试 28
4.5 本章小结 31
结 论 32
致 谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
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[1]。现代社会中，人们注重生活的质量与效率，自助服务行业因此而蓬勃发展。大都市中，人们的生活节奏越变越快，生活办公的时间和地点越来越多样化。为了满足现代人对常用商品的快捷购买这一需求，自动售货机便由此诞生了，并且越来越受到人们的欢迎。自动售货机是自助服务行业中重要的组成部分，越来越被服务业重视，在现代生活中的应用领域也更加广泛了。其产品特点是科技含量高；24h服务，售货便利；无需专人盯守，省人工，省成本；售货范围广泛[2]。由于它不需要人力成本，节省了一大笔费用，十分符合现代商业社会的需求。
在现代社会，人力成本越来越昂贵，无人值守的自动化设备，大大节约了人力成本，在商业上具有远大的前景。研发成本更低、可靠性更高、功能更加强大的便捷的自动售货机也就更加有必要了，这对于提高现代社会生活的高效和便利有着极大的促进作用。近年来，国外巨头也准备挖掘中国的自动售货机市场。在日本，自动售货机可供开发的市场越来越小。日本自动售货机行业老大日本富士电气集团、世界最大的自动售货机运营商日本饮料公司都看好中国的自动售货机市场。与此同时，美国deamertek集团、恒新集团等行业巨头也开始在中国开疆拓土[3]。在国外厂商大力看好中国自动售货机市场的大环境下，对于中国这个新兴市场的发展也要加以重视。尽快推出满足顾客需求的新型自动售货机，替代以前的老旧产品。
自动售货机在西方发达国家以及日本、韩国等已发展成为一个相对成熟的零售业，而中国尚处于导入期[4]。我国1992年在市场中投入第一批自动售货机，发展到现在已经过去了20多年。可以将这20年的发展历程分成两阶段来看，在2008年以前自动售货机行业发展缓慢，从事研发、制作和运营的企业寥寥无几，而且在这些企业中发展的程度也不尽相同、市场份额的占比呈两极分化状态。其中天津戈德集团的产品与市场中同类产品相比表现十分出色，抢占了绝大部分市场。而在2008年以后随着行业的发展，自动售货机的功能也越来越丰富。
现代自动售货机是综合应用了控制论、系统论和新理论等多种学科为一体的最新成果[5]。随着“以消费者为中心的”观念的深入人心，人们对于自助服务的商品化和多样化也提出了更多的要求。为了方便人们的购买，这就要求自动售货机的投放场所灵活多变，覆盖范围全面。它可以出现在大城市地铁系统中、大型企业的办公楼、大学校园的教学楼以及户外公园的休息区等，如图11所示。
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图11 地铁站内自动售货机
所以为了应对越来越复杂的使用环境和长时间不间断的特殊工作环境，自动售货机需要在提供便捷服务的同时，能够适应不同的环境，能够有可靠的稳定性，能够长时间、不间断地提供便捷服务。自动售货机在国内市场上还有很大的发展潜力，与之相匹配的配送货体系也还有进一步提高和完善的空间。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 自动售货机的研究和现状
公元1世纪，希腊人制造的自动出售圣水的装置是世界上最早的自动售货机。1925年美国研制出售香烟的自动售货机，以后又出现了出售邮票，车票的各种现代化自动售货机[6]。
从20世纪80年代开始，自动售货机在日本、美国等发达国家中快速流行起来。由于自动售货机的覆盖面十分广，人们可以很方便地购买饮料、卡片等多种商品，这一良好的购物体验，让人们很快就接受了这一购物方式。自动售货机购物方便，适应性强，几乎可以放置于任何环境下，同时它也可以作为一种广告媒体，进行商业推广。在国外，自动售货机发展相对成熟。日本的自动售货业已经发展到成熟阶段，有2000多种机型、6000多种商品。在美国，运营商就多达10800家，并且他们还具备与大饮料商、大食品商的经验[3]。由于自动售货机的便利性和普遍性，在日本等发达国家十分受忙碌的人的欢迎。自动售货机作为“24小时营业的自助小超市”，目前已经成为前卫的零售方式[7]。
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