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洛阳理工学院毕业设计（论文）

基于PLC的自动售货机控制系统的设计

摘 要

此次设计是基于PLC的自动售货机控制系统,首先分析了无人自动售货机的发展历程及发展前景,然后根据其的功能特点详细设计了在此次设计中所需要实现的功能,根据设计功能进行自动售货机的硬件及软件的设计和选型。在进行硬件设计时选用型号为XINX的步进驱动电机,硬币和纸币识别两种货币处理装置,弹簧推送式的送出机构,需要用到的按钮及指示灯种类,以三菱FX-2N-48MR型PLC为主控制器,软件设计时,基于GX Developer编程软件,采用梯形图进行系统控制程序的设计,包括投币累加、比较选择购买和退币复位程序,并采用GX—Simulator来进行程序的调试,最后使用组态王软件进行自动售货机的仿真。

该设计是基于市场需要进行的相关功能的设计及仿真,提高了可靠性,符合市场的需求。

关键词：自动售货机,可编程序控制器,梯形图

I

洛阳理工学院毕业设计（论文）

The design of the control system for vending machine based on

PLC

ABSTRACT

The design is a vending machine based on PLC control system, the first analysis of the development and development prospects of vending machine, then according to the features of the detailed design in the design of the need to implement the function. According to the functional design of the design and selection of hardware and software of the automatic vending machine. In hardware design selects the type XINX into driving motor, coins and paper currency recognition two currency handling apparatus, spring push the sending mechanism, need to use the buttons and indicator species, with Mitsubishi FX-2N-48MR type PLC based controller, software design, base on the GX developer programming software by ladder diagram of system control program design, including coin accumulation, comparison and selection of purchase and the coin reduction program, and the GX simulator to carry out the program debugging. Finally, Kingview software vending machine simulation.

The design is based on the market need for the relevant functional design and simulation, improve the reliability, in line with the market demand.

KEY WORDS: Vending machine,Programmable controller,Ladder diagram

II

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目 录

前 言 ................................................................................................ 1 第1章 自动售货机介绍 ................................................................... 3

1.1 自动售货机功能分析 ........................................................... 3 1.2 本次设计的主要内容 ........................................................... 4 第2章 自动售货机硬件设计 ........................................................... 5

2.1 自动售货机控制子系统设计 ................................................ 5 2.2 自动售货机硬件组成 ........................................................... 6 2.3 PLC介绍及选择 .................................................................... 6

2.3.1 PLC产生及发展 ........................................................... 6 2.3.2 PLC硬件组成 ............................................................... 7 2.3.3 PLC的工作原理 ........................................................... 7 2.3.4 PLC的功能 ................................................................... 8 2.3.5 PLC的选择 ................................................................... 8 2.4 货币识别器选型 ................................................................. 10

2.4.1 硬币识别 ................................................................... 11 2.4.2 纸币识别 ................................................................... 11 2.5 送出机构 ............................................................................. 12 2.6 电机选择 ............................................................................. 12 2.7 按钮与指示灯选择 ............................................................. 13 2.8 显示装置 ............................................................................. 13 第3章 自动售货机软件设计 ......................................................... 14

3.1 自动售货机控制流程图 ..................................................... 14 3.2 自动售货机程序设计 ......................................................... 14

3.2.1 程序中所需要用到的部分主要指令 ........................ 15 3.2.2 自动售货机的控制程序 ............................................ 17

第4章 程序的调试及仿真 ............................................................. 24

4.1 梯形图调试 ......................................................................... 24

4.1.1调试前期准备 ............................................................ 24

III

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4.1.2 梯形图调试过程 ....................................................... 25 4.2 基于组态王的自动售货机仿真 .......................................... 29

4.2.1 建立组态画面 ........................................................... 30 4.2.2 参数设置 ................................................................... 31

结 论 ................................................................................................ 34 谢 辞 ................................................................................................ 35 参考文献 .......................................................................................... 36 附 录 ................................................................................................ 37 外文资料翻译 .................................................................................. 44

IV

洛阳理工学院毕业设计（论文）

前 言

公元前3世纪埃及神殿中的投币式圣水出售机是世界上出现最早的自动售货机。以此为雏形的自动售货机开始进入大众消费市场,并且作为一种全新的零售方式在美、日等发达国家得到了迅速地普及和发展。随着全球经济的快速发展和当前城市规模的不断扩大,人们对各类商品的需求量不断增大,但因为地域、时间等的限制购买多有不便。自动售货机是可完成无人自动售货并集光、机、电一体化的商业自动化设备,摆脱了时间、地域限制,使人们可以更方便的购买自己所需要的简单的商品。

社会在发展,人们生活水平也在不断提高,人们对自动售货机的需求更趋向于多元化和个性化,而且通过自动售货机购物也已经逐渐成为一种新的消费时尚和一种城市文明的标志。目前自动售货机已经在全球45个国家普及,但是据相关统计资料显示,2013年中国的自动售货机保有量达到30.2万台,但是这些都主要分布在东部经济发达地区,其他地区的普及率较低,零售业所占的市场份额不容小觑。以此来看中国自动售货机行业的发展空间依旧广阔。

传统采用单片机控制的自动售货机,普遍存在系统硬件设计复杂系统可靠性及稳定性较低、维修困难的问题。可编程控制器(PLC)是一种新的工业控制设备,它编程控制的发展不仅综合了多种工业控制、通讯技术,而且在可靠性、程序编写、设备维护等方面比起其他设备都具有相当高的优越性,从工业控制应用领域来看,可编程控制器已经被广泛应用,因为自动售货机是一种需要在无人看管情况下完成商品售卖以及其他相关服务的应用设备,要求他必须具有可靠的结构和高的执行效率。设备更新方面来说,PLC的设计和生产周期都更快捷简单,在设计、安装、调试、生产方面都可以同时进行,不需要进行大的改动就可马上修改投入使用,经济快捷。PLC的发展和计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关,这些高新技术的发展促进了PLC技术的创新,而PLC的发展也对这些高新技术的发展起到了很好的推动作用。

本文详细介绍了利用三菱FX-2N系列PLC控制的自动售货机控制系统

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