畢業(yè)設(shè)計(jì)---自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1、緒論</b></p><p><b>　　1.1、設(shè)計(jì)背景</b></p><p>　　公元1世紀(jì),希臘人希羅制造的自動(dòng)出售圣水的裝置是世界上最早的自動(dòng)售貨機(jī)。1925年美國(guó)研制出售香煙的自動(dòng)售貨機(jī)，此后又出現(xiàn)了出售郵票、車票的各種現(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)。現(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)和功能依出售的物品而異，主要有食品、飲料

2、、香煙、郵票、車票、日用品等自動(dòng)售貨機(jī)。一般的自動(dòng)售貨機(jī)由錢幣裝置、指示裝置、貯藏售貨裝置等組成。錢幣裝置是售貨機(jī)的核心，其主要功能是確認(rèn)投入錢幣的真?zhèn)危诌x錢幣的種類，計(jì)算金額。如果投入的金額達(dá)到購(gòu)買物品的數(shù)值即發(fā)出售貨信號(hào)，并找出余錢。指示裝置用以指示顧客所選商品的品種。貯藏售貨裝置保存商品，接收出售指示信號(hào)，把顧客選擇的商品送至付貨口。一般售貨機(jī)的錢幣裝置由投幣口、選別裝置、確認(rèn)錢幣真?zhèn)蔚臋z查裝置、計(jì)算金額的計(jì)算裝置和找錢裝置組成

3、。70年代以來(lái)，出現(xiàn)了采用微型計(jì)算機(jī)控制的各種新型自動(dòng)售貨機(jī)和利用信用卡代替錢幣并與計(jì)算機(jī)連接的更大規(guī)模的無(wú)人售貨系統(tǒng)，如無(wú)人自選商場(chǎng)、車站的自動(dòng)售票和檢票系統(tǒng)、銀行的現(xiàn)金自動(dòng)支付機(jī)等</p><p><b>　　1.2、應(yīng)用前景</b></p><p>　　現(xiàn)在，自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過(guò)電話線路將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及

4、時(shí)地傳送各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且，為防止地球暖化，自動(dòng)售貨機(jī)的開發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)高峰時(shí)，這種機(jī)型的自動(dòng)售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動(dòng)售貨機(jī)相比，它能夠節(jié)約10－15％的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。</p><p>　　從自動(dòng)售貨

5、機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，大量生產(chǎn)，大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道，而相對(duì)的超市，百貨購(gòu)物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升，在加上場(chǎng)地的局限性和購(gòu)物的便利性等這些因素的制約，無(wú)人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器也就有了其相當(dāng)可觀的前景。</p><p>　　1.3、設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　PLC的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通

6、信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，這些高新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了PLC的發(fā)展，而PLC得發(fā)展又對(duì)這些高新技術(shù)提出了更高更新的要求，促進(jìn)了他們的發(fā)展。本次設(shè)計(jì)就在于結(jié)合PLC的種種優(yōu)點(diǎn)聯(lián)系實(shí)際情況來(lái)彌補(bǔ)原有系統(tǒng)的不足，利用PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證了自動(dòng)售貨機(jī)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。</p><p><b>　　2、總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　

7、2.1、總體設(shè)計(jì)思路</p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)投入的錢幣數(shù)進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果做出相應(yīng)的判斷，看看哪種商品可以進(jìn)行購(gòu)買，哪種商品不能購(gòu)買，本次課程設(shè)計(jì)的要求是可識(shí)別三種錢幣，分別是1元、2元、5元，采用三個(gè)按鈕進(jìn)行模擬，自動(dòng)售貨機(jī)共出售四種貨物，其價(jià)格分別定為1元、3元、4元、6元，當(dāng)投幣數(shù)大于等于貨物價(jià)格時(shí)且售貨機(jī)里有這種貨物時(shí)，指示燈亮，表示可以進(jìn)行購(gòu)買，四種貨物分別用四個(gè)小燈代替

8、進(jìn)行模擬。除此之外，本次設(shè)計(jì)還涉及了顯示、找零、送貨等功能的實(shí)現(xiàn)，其中顯示部分采用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，顯示投幣總數(shù)和購(gòu)買后的余額；當(dāng)按下找零按鈕后，數(shù)碼管顯示進(jìn)行清零，采用從高到低遞減的形式進(jìn)行清零，例如：當(dāng)余額為17元時(shí)，按下找零按鈕后，先找三個(gè)五元數(shù)碼管分別顯示12、7、2，然后再找2元，清零。送貨部分采用小車直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，將四種貨物分別送到四個(gè)不同的地點(diǎn)，采用四個(gè)光電開關(guān)分別代表四個(gè)不同的送貨地點(diǎn)，當(dāng)按下不同的送貨按鈕后，小車會(huì)以

9、其對(duì)應(yīng)的光電開關(guān)為終點(diǎn)做直線往返運(yùn)動(dòng)，表示送貨過(guò)程</p><p>　　由于售貨機(jī)的全部功能是在上位機(jī)上模擬的，所以售貨機(jī)的部分硬件是由計(jì)算機(jī)軟件來(lái)模擬替代的這些并不會(huì)影響實(shí)際程序的操作，完全能模擬現(xiàn)實(shí)售貨機(jī)的運(yùn)行。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1、緒論- 1 -</p><p>　　

10、1.1、設(shè)計(jì)背景- 1 -</p><p>　　1.2、應(yīng)用前景- 1 -</p><p>　　1.3、設(shè)計(jì)的目的和意義- 2 -</p><p>　　2、總體設(shè)計(jì)方案- 2 -</p><p>　　2.1、總體設(shè)計(jì)思路- 2 -</p><p>　　2.2、PLC總體設(shè)計(jì)流程- 3 -</p>

11、<p>　　3、硬件設(shè)計(jì)- 4 -</p><p>　　3.1、I/O地址分配- 4 -</p><p>　　3.2、中間繼電器分配- 4 -</p><p>　　3.3、整體系統(tǒng)工作流程- 5 -</p><p>　　3.4、硬件接線圖- 6 -</p><p>　　3.5、實(shí)物接線圖- 7

12、 -</p><p>　　4、軟件設(shè)計(jì)- 7 -</p><p>　　5、程序調(diào)試- 18 -</p><p>　　6、結(jié)論- 19 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 19 -</p><p>　　2.2、PLC總體設(shè)計(jì)流程</p><p>　　以下為PLC的一般工作過(guò)程流程圖。<

13、;/p><p>　　圖一 PLC工作過(guò)程流程圖</p><p><b>　　3、硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　我們本次采用的是西門子公司的S7—200系列PLC，它可以提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元，其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等。</p><p>　　3.1、I

14、/O地址分配</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的主要I/O分配如下：</p><p>　　表一 I/O地址分配</p><p>　　3.2、中間繼電器分配</p><p>　　表二 中間繼電器分配</p><p>　　3.3、整體系統(tǒng)工作流程</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)的整體工作流程如圖二所

15、示</p><p>　　圖二 整體工作流程圖</p><p><b>　　3.4、硬件接線圖</b></p><p>　　圖三 硬件接線圖</p><p><b>　　3.5、實(shí)物接線圖</b></p><p>　　圖四 實(shí)物接線圖</p><p

16、><b>　　4、軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5、程序調(diào)試</b></p><p>　　在整個(gè)程序的調(diào)試過(guò)程中，我遇到了一些問(wèn)題，最初的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，只是將投幣，購(gòu)買的過(guò)程考慮進(jìn)去，而沒(méi)有將購(gòu)買之后送貨的過(guò)程加進(jìn)設(shè)計(jì)的方案中，后來(lái)在老師的提醒之下，我又將送貨的過(guò)程采用了小車直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，將四個(gè)光電開關(guān)模擬成四種貨物的送

17、貨地點(diǎn)，分別在按下四個(gè)送貨按鈕之后，將貨物送到四種地點(diǎn)，使得整個(gè)系統(tǒng)更加完善，功能更加強(qiáng)大。</p><p>　　在數(shù)碼顯示的過(guò)程中也遇到了一些問(wèn)題，數(shù)碼顯示時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸所用到的中間繼電器和后來(lái)送貨時(shí)的中間繼電器發(fā)生了沖突，使得程序運(yùn)行過(guò)程發(fā)生了紊亂，后來(lái)在同學(xué)的幫助下，我明白了問(wèn)題的關(guān)鍵，將其解決，使數(shù)碼顯示功能順利實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　在最后的送貨過(guò)程中，由于有四個(gè)地點(diǎn)，所以要對(duì)

18、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)分別進(jìn)行控制，最初我是將所有的正轉(zhuǎn)輸入都采用了Q2.6進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所有的反轉(zhuǎn)輸入都采用了Q2.5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)得不到預(yù)期的現(xiàn)象，經(jīng)檢查程序沒(méi)有問(wèn)題，后來(lái)經(jīng)過(guò)考慮和同學(xué)的提醒，采用中間繼電器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)象就出現(xiàn)了，實(shí)現(xiàn)了最初預(yù)想的送貨過(guò)程。</p><p>　　在找零階段，最初只是按下找零按鈕后直接將數(shù)碼顯示清零，后來(lái)經(jīng)過(guò)思考和老師的提醒，將找零部分又逐步進(jìn)行了完善，將找零的過(guò)程在數(shù)碼管上顯

19、示了出來(lái)先找大面額的錢幣，后找小面額的錢幣，其內(nèi)部進(jìn)行減法運(yùn)算，使得整個(gè)找零的過(guò)程清晰可見。</p><p>　　在購(gòu)買貨物的過(guò)程中最初忽略了如果貨物售完該怎么辦，后來(lái)經(jīng)過(guò)完善將貨物的數(shù)量進(jìn)行了設(shè)定，只有當(dāng)投幣金額大于等于所要購(gòu)買的貨物時(shí)，且貨物數(shù)量大于零時(shí)才能進(jìn)行購(gòu)買，這使得整個(gè)過(guò)程更加完善。</p><p><b>　　6、結(jié)論</b></p>&l

20、t;p>　　通過(guò)本次PLC課程設(shè)計(jì)使得我對(duì)PLC的操作更加的熟練，同時(shí)掌握了自動(dòng)售貨機(jī)的基本工作原理，對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展也有了一定的了解更加充分的體會(huì)到了PLC在實(shí)際生活中的重要應(yīng)用與在當(dāng)今控制領(lǐng)域的重要地位。</p><p>　　與此同時(shí)，我也對(duì)S7—200系列的PLC有了更進(jìn)一步的了解，同時(shí)對(duì)PLC的高效性和實(shí)用性有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，在遇到問(wèn)題的時(shí)候，我學(xué)會(huì)了如何借助外界的幫助和自

21、身的努力來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，懂得如何進(jìn)行獨(dú)立思考，如何冷靜的面對(duì)要解決的問(wèn)題，這些都是今后學(xué)習(xí)生活的寶貴經(jīng)驗(yàn)，在以后的各個(gè)方面都有著至關(guān)重要的作用。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙相賓.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2002，7</p><p>　　[2]鐘肇新.范建東.可編程控制器原理

22、及應(yīng)用.華南理工大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[3]陳金華.可編程序控制器(PC)應(yīng)用技術(shù).北京電子工業(yè)出版社,1995</p><p>　　[4]陳在平.趙相賓.可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京機(jī)械出版社,2002</p><p>　　[5]廖常初主編.PLC編程及應(yīng)用.北京機(jī)械工業(yè)出版社,2002</p><p>　　[