自动售货机的PLC程序设计开题报告
2020-04-28 20:27:26
1. 研究目的与意义（文献综述）
自动售货机是根据投入的钱币自动付货的机器。它不受时间地点的限制，能节省能力，方便交易，能够24小时为人们提供服务，因此又被称为24小时营业的微型超市。很多城市的公共场所都放置有自动售货机，出售的商品五花八门，从饮料、零食、香烟、糖果，到牙刷、方便面、自动照相机等。自动售货机最早出现在20世纪五六十年代的西欧，当时在美国的系统中，人们可以用1美分在自动售货机上买到一块口香糖。上个世纪六十年代以来，随着电子计算机的应用与发展，以信息革命为中心的第四次产业革命引发了零售业巨大的变革，表现之一就是发达国家商品商品流通领域内自动售货机的出现与迅速发展。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。在日本，70％的罐装饮料是通过自动售货机售出的。在日本全国各地，共设有550万台自动售货机（据1998年的统计），销售额达6兆8969亿4887万日元，为世界第一。
plc是以cpu为核心，综合了计算机技术和通信技术发展起来的一种通用的自动控制装置，是现代工业控制的三大支柱（plc、机器人和cad/cam）之一。目前，许多可编程控制器的生产厂家已经文明于全世界，这其中有美国的rockwell自动化公司所属的a-b（allen-bradley）公司、ge-fanuc公司，日本的三菱公司和立石公司，德国的西门子（siemens）公司，法国的te（telemecanique）公司等。他们的公司已经风行于全世界成为各国工业控制领域中的著名品牌从网络的发展情况来看，可编程控制器和其他工业控制计算机组网，构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向，目前的计算机集散控制系统（distributed control system）及现场总线控制系统中已有大量的可编程控制器的应用，伴随着总线技术及计算机网络的进一步发展，可编程控制器作为自动控制网络或国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心，这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性比较差。可编程程序控制器是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置，它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点，已在工业领域得到广泛的应用。由于自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施，要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。
2. 研究的基本内容与方案
（一）自动售货机的控制要求
自动售货机的基本功能是对投入的钱币进行真假辨别，辨别出钱币的币值，并根据投入的总币值判断是否能购买某种商品并作出相应的反应。例如：某售货机出售2种物品，A商品（1元），B商品（2元）。现投入一张五元纸币时，自动售货机系统进行投入的币值与商品价格比较，满足A，B商品的购买的价钱后， A，B商品的指示灯同时点亮，顾客按下A商品按钮， 启动A商品的电机，自动售货机自动推出A商品至商品排出口。若此时不再购买商品，按下退币按钮，售货机则进行余款计算，退出相应的货币，并在程序中清零，完成此次操作。
选用西门子S7-200 PLC，其特点：
(1) 机械结构特点
1体积小 2重量轻 3DIN导轨安装和安装孔
(2) 电器结构特点
1免维护性 2内配24V/180mA或280Ma直流 3灵活中断输入 4便于扩展 5机内配有高速计数器，CPU 214~CPU 216有两个独立7Khz高速计数器 6模拟电位器外部设定 7CPU 214还有脉冲输出、实时时钟等功能。S7-200系列PLC大致由中央处理器、储存器、电源、输入/输出单元和通信接口5部分组成。
（二）I/O点配置
输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。PLC选型主要取决于控制系统输入输出开关信号的数量，用户程序的长短及相关的功能。根据自动售货机的控制要求设置I/O输入点、输出点个数。拟输入点8个，输出点7个。
预计I/O地址分配表
| 输入地址 | 作用 | 输出地址 | 作用 |
| I0.0 | 投币光电开光按钮 | Q0.0 | 控制矿泉水输出KM1 |
| I0.1 | 矿泉水按钮 | Q0.1 | 控制啤酒输出 KM2 |
| I0.2 | 啤酒按钮 | Q0.2 | 控制冰红茶输出KM3 |
| I0.3 | 冰红茶按钮 | Q0.3 | 控制营养快线输出 KM4 |
| I0.4 | 营养快线按钮 | Q0.4 | 矿泉水指示灯 |
| I0.5 | 矿泉水行程开关 | Q0.5 | 啤酒指示灯 |
| I0.6 | 啤酒行程开关 | Q0.6 | 冰红茶指示灯 |
| I0.7 | 冰红茶行程开关 | Q0.7 | 营养快线指示灯 |
| I1.0 | 营养快线行程开关 | Q1.0 | 找钱设备 |
| I1.1 | 找钱按钮 | Q1.1 | 矿泉水送货指示灯 |
| I1.2 | 找钱光电开关 | Q1.2 | 啤酒送货指示灯 |
| I1.3 | 矿泉水检测开关 | Q1.3 | 冰红茶送货指示灯 |
| I1.4 | 啤酒检测开关 | Q1.4 | 营养快线送货指示灯 |
| I1.5 | 冰红茶检测开关 | / | / |
| I1.6 | 营养快线检测开关 | / | / |
（三）自动售货机系统设计的主要内容（简易化）
（1）此自动售货机只售3种商品，即矿泉水（2元），汽水（4元）和咖啡（6元）。
（2）自动售货机可识别一元，五元硬币，自动售货机可退币一元硬币。
（3）当投入的钱币总值大于等于二元时，矿泉水的指示灯亮，表示只可选择矿泉水。当投入的钱币总值大于等于四元时，矿泉水和汽水的指示灯都亮，表示可选矿泉水和汽水。当投入的钱币总值大于等于六元时，三种商品的指示灯都亮。表示三种商品均可选择。
（4）顾客按下商品按钮后，系统自动退出商品。
（5）如果顾客投入硬币后又不想买物品，按下退币按钮键，自动售货机自动将余款退还给顾客。
3. 研究计划与安排
3月6日~4月30日熟悉plc编程，通过实验室的plc教学设备学习plc编程，同时翻译外文文献。
5月1~5月18日写毕业论文草稿，
5月19日~5月30修改后，上传正式的毕业论文原稿
4. 参考文献（12篇以上）
［1］徐智，杜逸鸣，熊田忠，等．基于西门子s7-200plc控制步进电机的设计及应用[c] ．工程技术，2009.
［2］西门子公司. simatic step7-micro 编程参考手册.
［3］陶权，韦瑞录． plc 控制系统设计、安装与调试[m]． 北京: 北京理工大学出版社，2014．
