基于PLC的自动售货机的设计
第一章绪论
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。自动售货机不受任何场地限制,方便快捷,可以每天24h售货,因此深受上班族的欢迎。很多城市的公共场所里面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、牙刷、方便面、自动照相机。近年来,我国的自动售货机行业突飞猛进:在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区都能找到自动售货机的踪迹。这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐,同时也是现代化城市配套设施的需求。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也比较差。可编程序控制器(PLC)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,已在工业控制领域得到广泛地应用。因为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。本论文就详细地介绍一种用PLC实现的自动售货机控制系统的硬件设计和软件设计。
（一）自动售货机的应用与研究现状
自上世纪70年代以来,自动售货机在国际上迅速发展起来而成为一个新兴的产业,特别是在服务和商业领域日益发展。随着自动售货机的普及,也逐渐被应用于其他的领域。
随着中国经济的发展、行业运作的变革和入世的到来，自动售货机在中国的普及和应用是必然趋势。纵观近年来国内自动售货机市场，从92年开始从日、韩等国引进旧机器摆放国内市场以来，到自行研制和生产国产化自动售货机，各厂家、商家蹒跚起步、艰难守业，已为国内零售业撑起一片蔚蓝的晴空。据来自国内自动售货机市场行情分析报告表明：目前国内自动售货机市场走势已逐渐明晰，自动售货机逐步从沿海经济发达地区和各大中城市向内陆和次发达地区延伸，逐步从高级宾馆、地铁、机场等豪华高档场所向高中档社区普及，大有星火燎原之势。
自动售货机的普及在某种程度上能反映一个国家的科技发展水平，是一个国家文明程度的象征。实践和直觉告诉我们，自助服务在中国的横空出世，必将为
国内的电信、公用事业、食品、香烟、饮料等诸多行业发展带来新的契机，中国的现代文明又将自助服务设备的应用和普及开启一个新的里程碑！
（二）课题研究背景
从西欧、北美、日本和韩国等地区和国家的情况来看,自动售货机在人们日常生活中扮演越来越重要的角色。其产品特点是科技含量高，24小时服务,售货便利，无需专人盯守，省人工,省成本，售货范围广泛；此外还是一种新颖独特的广告媒体。目前，随着移动商务的发展，自动售货机作为一种方便、直观的移动商务工具，开始在全球各地迅速普及和发展。
在中国,自动售货机将成为一个潜在的巨大产业,继百货商店、超市之后掀起第三次零售业革命,其前景非常广阔。售卖的商品可根据摆放场所的需要量身定制,包括冷热饮料、零食、电话卡及国外进口的特色商品等。并且,透过这种智能售货系统,存货、销售、物流信息可以准确、及时地反馈给客户和管理人员。此外,还支持多种交易支付模式,同时方便实现较大金额的支付和交易结算。自动售货机除了更方便售卖货品之外,还被视为一种传播广泛的广告媒介。
它一改往日客户与商家(或服务方)面对面交流或交易的方式，让客户更多地参与交易或交流中来，增强了交互性和自主性。一方面它为客户带来了极大的便利，延拓了服务的空间和时间，使服务具有了无处不在、无时不在的新特征；一方面它也为商家带来了经营方式的变革，为他们的商业经营节省了大量的人力、物力和财力，并提高了操作的准确性和全天候性，使商业运作的信息化、电子化、网络化成为可能；另一方面，在公众社会服务方面，自助式信息查询，提高了社会公众服务的质量和形象，有利于社会精神文明建设。
在自助服务中，自动售货机成为了必不可少的主体设备。
第二章总体方案设计
自动售货机设计中，从控制角度来说可采用继电器控制、单片机控制和可编程控制器控制。
（一）方案论证
1．方案一继电器控制
它的控制思想是以继电器为核心，采用硬接线方式把各种继电器、定时器、接触器及其触点按照一定逻辑关系连接起来组成控制系统，控制相关生产机械工作。例如要通过接触器实现两台电机设备的同步运行,采用继电器控制,其控制系统简图如图1。
SF1KF
电
源
母
线
图1 继电器控制系统简图
由图可知它的三条支路是并行工作的，当按下按钮SF1，中间继电器KF得电，KF的两个触点闭合，接触器QA1、QA2同时得电并产生动作，所以其控制逻辑关系为由继电器、接触器硬接线（硬件）方式。
2．方案二单片机控制
它的控制系统是基于芯片级的系统，设计开发一个单片机系统，需要先设计硬件系统，画硬件电路图，制作印刷电路板，购置各种所需的电子元器件，焊接电路板，进行硬件调试，进行抗干扰设计和测试的大量工作；需要使用专门的开发装置和低级编程语言编制控制程序，进行系统联调。
3．方案三可编程控制器控制
它的控制思想是采用可编程的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，
控制各种类型机械的生产过程。PLC是一种工业控制计算机，故它的工作原理是建立在计算机工作原理基础之上，即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的，这种方案的控制功能接线图如图2。
图2 用PLC实现控制功能的接线示意图
由图可知CPU是以分时操作方式来处理各项任务的，计算机在每一瞬间只能做一件事，所以程序的执行是按顺序依次完成相应各电器的动作，其控制逻辑关系为由内部存储逻辑（软件）方式。
（二）方案比较
1．PLC与继电器控制系统的区别
继电器控制系统虽有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触点，使设备连线复杂，且触点在开闭时易受电弧的损害，寿命短，系统可靠性差。
PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似，主要原因是PLC梯形图大致上沿用了继电器控制的电路元件符号和术语，同时，信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的；但PLC的控制与继电器的控制又有根本的不同之处，主要表现在以下几个方面：
（1）控制逻辑
继电器控制逻辑采用硬件接线逻辑，利用继电器机械触点的穿了或并联，及时间继电器等组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，一旦系统构成后，想再改变或增加功能都很困难。另外，继电器触点数目有限，每个只有4 – 8对触点，因此灵活性和扩展性很差。而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，故称做“软接线”，因此灵活性和扩展性都很好。
（2）工作方式
电源接通时，继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态，即该吸合的都应吸合，不该吸合的都因受某种条件限制不能吸合，它属于并行工作方式。而PLC的控制逻辑中，各内部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算的出，所以它属于串行工作方式。
（3）可靠性和可维护性
继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多。触点开闭时会受到电弧的损坏，并有机械磨损，寿命短，因此可靠性和课维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，体积小、寿命长、可靠性高。PLC还配有自检和监督功能，能检查出自身的故障，并随时显示给操作人员；还能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。
（4）控制速度
继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点的开闭动作一般在几十毫秒数量级。另外，机械触点还会出现抖动问题；而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，属于无触点控制，速度极快，一般一条用户指令的执行时间在微妙数量级，且不会出现抖动。
（5）定时控制
继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。一般来说，时间继电器存在定时精度不高，定时范围窄，且易受环境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题。PLC使用半导体集成电路做定时器，时基脉冲由晶体振荡器产生，精度相当高，且定时时间不受环境的影响，定时范围最小可为0.001S，最长几乎没有限制，用户可根据需要在程序中设置定时值，然后由软件来控制定时时间。
（6）设计和施工
使用继电器控制逻辑完成一项控制工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期长，而且修改困难。工程越大，这一点就越突出。而用PLC完成一项控制工程，在系统设计完成以后，现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行，周期短，且调试和修改都很方便。
2．PLC与单片机控制系统的区别
PLC控制系统和单片机控制系统在很多方面有较大区别，是两个完全不同的概念。
（1）可靠性
单片机控制抗干扰能力较低，从理论所要求的I/O总数来看，不论是MCS51系列还是MCS96系列单片机，都必须进行大规模的扩展，这样系统电路更加复杂，进一步降低了系统的可靠性。而PLC应用于工业理论控制，PLC的可靠性得到了工控业界的认可。
（2）开发成本
单片机本身售价虽不高，但要购入单片机开发装置（如仿真器、烧录器、电源）和还要模拟制板等，都要不少的费用。加上开发周期中所投入的人力物力，其价钱就远远地超过用PLC开发的费用。另外，由于设备是专用特殊设备，其控制系统专用性强，通用性较差，为其投入过多的开发费用不划算。而用PLC进行的设备开发和控制费用都远远低于采用单片机的费用，其系统可大可小，小到几点，大到数千点，甚至上万点，很好解决工业控制过程。
（3）开发周期
从电路设计、模拟制板、编程、仿真、调试等经历非常长的周期，设计中往往要花大部分的时间在硬件设计和编程调试处理上，而对最为重要的工艺工程往往没有更多的时间考虑。而用PLC进行设备控制，不会花太多精力在硬件处理上，采用积木式结构很快可以形成系统电路。大部分精力集中在工艺的了解和程序编写上，有利于设备的快速开发，程序的编辑修改、调试都可随时进行，缩短了开发时间。
（4）修改和维护
利用单片机开发的设备往往是专用的特殊设备，在市场往往不能找到替代的配件，所以不便于维护。而随微电子控制技术，PLC的处理能力也越来越强，其通信能力，运算处理、容量（I/O容量和程序容量）等都有充足的发展。
（三）方案选择
根据以上比较可知，PLC在性能上比继电器控制和单片机控制逻辑优异，特别是可靠性高、通用性强、设计施工周期短、调试修改方便，而且体积小、功耗低、使用维护方便等优点，我们决定选择方案三，以PLC为控制核心设计了自动售货机装置PLC控制系统。
第三章可编程控制器的简单介绍
（一）PLC的基本结构
1．PLC的系统结构
目前PLC种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大致相同，硬件结构与微机相似。主要包括中央处理单元CPU、存储器RAM和ROM,输人输出接口电路、电源、I/O扩展接口、外部设备接口等。其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输.
如图3所示,PLC控制系统由输人量— PLC —输出量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的输人量，它们经PLC外部输人端子输人到内部寄存器中，经PLC内部逻辑运算或其他各种运算，处理后送到输出端子，作为PLC的输出量对外围设备进行各种控制。由此可见，PLC的基本结构由控制部分、输人和输出部分组成。
图3 PLC硬件结构图
2．PLC各部分的作用
（1）中央处理器(central processing unit, CPU)
CPU是由控制器和运算器组成的。是整个PLC的核心，起着总指挥的作用，是PLC的运算和控制中心。其主要功能：
①诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。
②采集由现场输人装置送来的状态或数据，并送入PLC的寄存器中。
③按用户程序存储器中存放的先后顺序逐条读取指令，进行编译解释后，按
指令规定的任务完成各种运算和操作。
④将存于寄存器中的处理结果送至输出端。
⑤响应各种外部设备的工作请求。
（2）存储器
PLC的存储器分为两大部分:
一部分是系统程序存储器。另一部分是用户存储器，包括用户程序存储区及工作数据存储区。
（3）输入输出接口电路
PLC通过输人输出(I/O)接口电路实现与外围设备的连接。
（4）电源
为PLC提供CPU、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的电源。
（5）编程设备
编程设备是人与PLC联系和对话的工具，是PLC重要的外围设备。用户可以利用编程设备来输入、读出、检查、修改和调试用户程序，也可用它监视PLC的工作状态、显示错误代码或修改系统寄存器的设置参数等。
（6）输入输出I/O扩展接口
输入输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础。对软件来说，I/O地址分配以后才可进行编程；对控制柜及PLC的外围接线来说，只有I/O地址确定以后。才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据线路图和安装图安装控制柜。
（二）PLC的基本工作原理
PLC采用循环扫描的工作方式。每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素:一是CPU执行指令的速度；二是执行海条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。
一个循环扫描周期主要可分为3个阶段。
（1）输入采样阶段
在输人采样阶段，CPU扫描全部输人端口，读取其状态并写人输人状态寄存器。完成输人端采样工作后，将关闭输人端口，转人程序执行阶段。
（2）程序执行阶段
在程序执行阶段，根据用户输人的控制程序，从第一条开始逐条执行，并将相应的逻辑运算结果存人对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后，即转人输出刷新阶段。
（3）输出刷新阶段
当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路，并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实
际输出。
由此可见，输人采样、程序执行和输出刷新三个阶段构成PLC一个工作周期，由此环往复，因此称为循环扫描工作方式。PLC的扫描工作过程如图4所示。
图4 PLC的扫描工作过程
采用循环扫描的工作方式是PLC区别干微机和其他控制设备的最大特点，在使用中应引起特别的注意。
（三）PLC的应用场合
随着微电子技术的快速发展,PLC的制造成本不断下降，而其功能却大大增强。目前在先进工业国家中PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业企业，诸如钢铁、冶金、采矿、水泥、石油、化工、轻工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保、交通、建筑、食品、娱乐等各行各业。特别是在轻工行业中，因生产门类多，加工方式多变，产品更新换代快，所以PLC 广泛应用在组合机床自动线、专用机床、塑料机械、包装机械、灌装机械、电镀自动线、电梯等电气设备中。PLC已跃居现代工业自动化三大支柱(PLC,ROBOT,CAD/CAM)的主导地位可编程控制器所具有的功能，使它既可用于开关量控制，又可用于模拟量控制既可用于单机控制，又可用于组成多级控制系统既可控制简单系统，又可控制复杂系统，甚至实现整个工厂生产的自动化。
它的应用可大致归纳为如下几类:
(1)逻辑控制
(2)运动控制
(3)过程控制
(4)数据处理
(5)多级控制
（四）可编程控制器的发展趋势
目前PLC技术发展总的趋势是系列化、通用化和高性能化，主要表现在:
(1)在系统构成规摸上向大、小两个方向发展
(2)功能不断增强，各种应用模块不断推出
(3)产品更加规范化、标准化
（五）PLC的编程语言
PLC作为专为工业控制而开发的自控装置，其主要使用者为工厂的广大电气技术人员，考虑到他们的传统习惯以利于使用推广普及，通常采用梯形图语言、指令助记符语言、控制系统流程图语言、布尔代数语言等。在这些语言中，尤以梯形图、指令助记符语言最为常用。
（1）梯形图语言
PLC的梯形图在形式上沿袭了传统的继电器一接触器控制图，是在原继电器-接触器控制系统的继电器梯形图基础上演变而来的一种图形语言。它将PLC内部的各种编程元件(如继电器的触点、线圈、定时器、计数器等)和各种具有特定功能的命令用专用图形符号、标号定义，并按逻辑要求及连接规律组合和排列，从而构成了表示PLC输人、输出之间控制关系的图形。由于它在继电接触器的基础上加进了许多功能强大、使用灵活的指令，并将计算机的特点结合进去，使逻辑关系清晰直观、编程容易、可读性强，所实现的功能大大超过传统的继电接触控制电路，所以很受用户欢迎。它是目前用得最多的PLC编程语言。
（2）指令助记符语言
助记符语言类似于计算机汇编语言，它用一些简洁易记的文字符号表达PLC 的各种指令。对于同一厂家的PLC产品，其助记符语言与梯形图语言是相互对应的，可互相转换。助记符语言常用于手持编程器中，因其显示屏幕小不便输入和显示梯形图。特别是在生产现场编制、调试程序时，经常使用手持编程器。而梯形图语言则多用于计算机编程环境中。
（六）小结
通过本章对PLC的基本概念、基本结构、工作原理、功能及特点的分析，对自动售货机采用PLC控制的方案有了更明确的认识和目标，同时确立了方案实施的具体措施。
第四章自动售货机控制系统的控制原理
在本控制系统中,自动售货机只售2种商品，即可乐和汽水。自动售货机可识别1元、5角、1角硬币；自动售货机可退币1角硬币。其控制原理是：首先由顾客投入钱币,然后顾客按下商品选择开关,经钱币识别器后将信号送给 PLC。由用户编写的 PLC程序运行可以识别出钱币的真伪以及币值,并显示投入钱币的数值,同时与商品的价格比较。当投入的钱币满足某商品的购买价格后,则可以购买该商品的指示灯亮。PLC通过计算还可以显示出余额数值,商品驱动机构收到控制信号后即出货电磁阀动作,送出商品,若有余额,则退币电动机动作,可以退出余额数值的相应币值,同时完成内部清零过程。这样就完成一次商品提货过程。该自动售货机还具有售货囗故障处理和商品低液位报警等功能。整个过程由1台PLC控制。自动售货机控制原理示意图见图5。
图5 自动售货机控制原理示意图
第五章系统设计部分
（一）系统的硬件设计
1．操作面板设计
如图6：
图6
币值计数电路
出货电路
2．机型选择
本系统是一个小型集中控制系统 , 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。根据此控制系统的要求,I/O点数在34个,输入点为14点,输出点为20点。并且考虑到为以后的I/O扩展,我们选择了性能价格比较高的西门子点数之和为24点的主机CPU224 ,其中输入点为14点,输出点为10点；可以有7个扩展模块，有内置时钟，有更强的模拟量和高速计数的处理功能。
I/O扩展模块选择两个输出扩展模块EM222。
各模块在I/O链中的位置排列方式如图7所示：
图7 模块连接方式
各模块的编址情况如图8所示：
图8 各模块编址
3．I/O点配置
在选择好PLC的机型后,就可以进行该控制系统的硬件接口设计,考虑到编程简单、检查方便和接线容易等因素,我们编制了控制系统的输入输出I/O地址分配表,如表1所示：
4.PLC及扩展模块外围接线图
图9 自动售货机系统PLC及扩展模块接线图
（二）程序的设计
1．软件结构
根据控制系统的工作原理及硬件设计,该系统的软件采用模块化的设计方法,其主要由初始化、投币过程、价格比较过程、商品选择、显示、退币和报警等模块组成,其中一些主要模块的功能如下:
（1）初始化模块
①硬件初始化。对系统中各硬件资源设定明确的初始化状态,包括对可编程器件初始化,各I/O口初始状态设定等。
②软件初始化。包括堆栈初始化、状态变量初始化、各软件标志初始化、各变量存储单元初始化、系统参数初始化。
（2）投币模块
在投币过程中,每投下一枚硬币,经钱币识别器把信号传递给PLC，该模块将完成辨别硬币的真伪和判定具体的币值,可以进行钱币的累加,并显示出相应的币值,余额也增加同样的币值。
（3）价格比较模块
投币完成后,系统会将在总额中钱币数据和可以购买的商品价格进行区间比较：若大于或等于商品1的价格,则可以购买商品1，指示灯1亮；若大于或等于商品2的价格,则指示灯2亮,以此类推。
（4）商品选择系统
此模块可以实现用户对商品的选择购买。
（5）退币模块
系统可在顾客购买完商品后退回余币。在退币过程中 ,最主要的是要完成退币的运算过程,运算结果放在数据寄存器,根据结果起动退币电动机工作,输出相应的钱币,退币结束时还要给程序中使用到的某些寄存器重新赋零。
（6）报警模块
当货物低位或投入硬币是伪币时,系统就报警。
（7）显示模块
可以实现币值显示、余额显示和累计金额显示等。
2．程序总框图
根据系统控制要求,编写了控制系统的程序总框图,如图10所示：
图10 系统程序总框图
3．主程序的设计
根据西门子公司提供的STEP7—Micro/WIN V4.0编程软件,在一台PC机上编写了上述模块的程序。这个主程序主要完成系统复位、币值识别、币值累加、累加值比较、商品的选择、售货口故障判断、余款计算以及低液位判断等功能。利用上面的系统程序总的流程图编写出主程序的梯形图（见附录：程序清单）。4．子程序的设计
该程序一共有四个子程序，分别是显示程序、售货口故障处理程序、余款处理程序、液体低位处理程序（所有程序见附录：程序清单），下面对各子程序做一简单的介绍：
（1）显示程序：用于显示投入的总的币值、退币的数量和每天售出的总金额。
（2）售货口故障处理程序：若某种液体对应的售货口出现故障时，此时就会报警响铃并且对应液体指示灯亮，最后消铃。
（3）余款处理程序：当购买完成后若有余款，则找钱灯闪烁，余款额显示在数码管上同时补余款口打开。补余款后，灯灭，数码管显示0.0 。
（4）液体低位处理程序：当某种液体出现低位时，就会报警即响铃，对应液体的指示灯就会闪烁，数码管显示7 7。由工作人员加入液体后，消铃及灯灭。（三）程序编译修改
利用STEP 7— Micro/WIN V4.0软件编写程序完成以后，进行了程序编译。根据编译结果，对程序中的错误进行了改正。其修改内容是：
（1）个别功能指令的数据类型表达不正确；如：主程序中的网络1中的第三行第六列的传送指令，在编写程序时我用的是“MOV-R”；在进行编译是出现错误：指令操作数的数据长度或类型无效。我把它修改成“MOV-W”之后就正确了。像这样类似的错误，还有几个。进过修改都正确了。
（2）网络复杂的问题；如果出现两条或两条以上指令在同一个网络中，在编译时就会出现“网络太大，无法编译”的错误。当把它分开成几个网络后，就能编译正确了。
经过修改，程序编译获得成功。
第六章系统调试
（一）PLC硬件调试
一台西门子公司生产的S7-200LC实验台，CPU是S7-200系列中的CPU224。还有一台安装有STEP 7— Micro/WIN V4.0编程软件的计算机，编程电缆线一根。（二）PLC程序调试
程序编写完毕后，借助STEP 7—Micro/WIN V4.0版本自带的虚拟运行功能，在PC机中运行该程序，观察各输入输出继电器、状态继电器、辅助继电器的状态，分析在程序运行下各继电器应该出现的状态，再和观察到的状态相比较，若一致则程序基本无误，可以将程序下载到PLC中。
（三）联机调试
首先在PLC试验台上连接好本试验中要用到的输入/输出接口，然后连接计算机与PLC 设备之间的通讯线，连接好之后各自都接通电源。接着在计算机中打开STEP 7— Micro/WIN V4.0编程软件，输入该自动售货机的相关梯形图，然后进行保存、综合、编译、调试、修改等过程确定无误后，下载至PLC中，最后进行硬件调试，在PLC的操作台上进行，一边调试一边观察试验台，看是否可以按我们事先预计的效果运行。
此次自动售货机的联机调试中，出现了三个主要问题是：
（1）投币逻辑失控的问题：调试中发现，正在进行假币处理时，如再投入真币将会出现计算显示投币值的现象，造成投币逻辑失控。
（2）对应液指示灯控制的时候，指示灯闪烁的时间不好控制。
（3）数码管显示不亮的问题。
在调试中对以上出现的问题的解决如下：
（1）投币逻辑失控的问题的解决：在各币值处理的网络中分别串联一个假币取反信号进行封锁，则投币逻辑正常。
（2）针对对应液体指示灯闪烁时间不好控制，我在程序中加了特殊继电器SM0.5，通过SM0.5产生的周期性的脉冲信号来控制，从而达到所要求的闪烁控制时间。
（3）对于数码管显示不亮，主要原因是因为实验台上的LED数码管为共阴极接法，显示时要求公共端应接低电位。将各位译码公共端输出线圈的控制信号由逻辑取指令改为取反指令后，数码管则按要求显示。
第七章结论与展望
目前,可编程序控制器、机器人、CAD/CAM已经成为工业生产自动化的三大支柱。在以PLC为核心的自动售货机控制系统中,当需要增加可选择的商品数量时,该控制系统的硬件只需要增加相应的输入信号,其硬件的原有接线不需要改变,软件则可以根据不同的控制要求进行修改,具有较强的适应性,因此在自动售货机行业中得到广泛的应用。
根据日本、美国等国家的经验,自动售货机将在全球范围内得到更大的普及,其未来的发展趋势主要有如下3点:
（1）自动售货机的机体内部结构已经相当完善,影响其普及的关键因素:在现有的各种通信网络平台上如何让自动售货机形成一种销售连锁网,为其提供更方便的营销方式和管理机制,能最大限度地降低生产、运营成本。目前,无论是基于Internet还是基于移动通信网或其他网络平台,其运作的机制都不太成熟,不过这并不影响自动售货机的发展潜力。因此,自动售货机未来的发展趋势是将其纳入到一个更广阔、更便利的移动商务网络平台。
（2）社会将会更加需要能够合理利用能源的工业产品,因此自动售货机的发展也会向着这个方向发展,节能、环保型的自动售货机将是未来社会所需要的主流产品。
（3）自动售货机的发展目标是为社会和生活带来最大的便利,这就要求不但要具备实现其本身固有的功能,更重要的是要求不会给社会和日常生活带来各种各样的负面影响。
在此次毕业设计完成的过程中，本人对货币的币值与真伪识别也进行了认真的研究，决定采用“图纹重合比较法”来进行。但由于一些必要的条件不具备，故而未能具体实施。今后待条件具备后继续完成。
第八章致谢
首先要衷心感谢我的导师，感谢他两年多来对我的悉心教导和帮助。在大学期间，老师传授给我的学习方法和研究思路都让我终身受益。老师严谨的治学态度、丰富的实践经验、敏锐的洞察力以及渊博的学识都给我留下了深刻的印象，也必将对我以后的人生道路产生重大影响。在此谨向老师表示深深的谢意。
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自动售货机的PLC控制系统设计 摘要：本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。 关键词自动售货机；可编程序控制器；梯形图 Abstract:This paper describes the basic principle of the vending machine and the working process, and then take a transaction process, the transaction process is divided into several block, then respectively for programming block. The concrete expression of the role of programmable controller in the vending machine. Program involves the vending machine work most of the process. Using PLC control of automatic vending machine to improve the stability of the system, and the vending machine to ensure the long-term stable operation. Keywords:The vending machine; Programmable controller; Ladder diagram
1 引言 1.1 设计任务与要求 在一个通风系统中，有4台电动机驱动4台风机运转。为了保证工作人员的安全，一般要求至少3台电动机同时运转。因此，用绿、黄、红三色柱状指示灯来对电动机的运行状态进行指示。要求当3台及以上电动机同时运行时，绿灯亮，表示系统通风良好；当两台电动机同时运行时，黄灯亮，表示通风状况不佳，需要改善；少于两台电动机运行时，红灯亮起并闪烁，发出警告表示通风太差，需要马上排除故障或进行人员疏散。 由控制任务可知，这是一个对通风机运行状态进行监视的问题。显然，必须把4台通风机的各种运行状态的信号输入到PLC中(由PLC外部的输入电路来实现)；各种运行状态对应的显示信号是PLC的输出。 2.PLC概况 首先介绍一下可编程控制器（PLC）和PLC控制系统的基本知识，包括PLC的产生和发展、特点、技术指标、基本结构、工作原理及PLC控制系统等相关知识。 2. 1 PLC的基本概念 可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC
2.2 PLC发展概况 PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。 目前，世界上有200多个厂家生产PLC，较有名的：美国：AB通用电气、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公司；法国：TE 施耐德公司；韩国：三星、LG公司等。 2.3 PLC技术发展动向 1. 产品规模向大、小两个方向发展 大：I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。小：由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。 2. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛 3. 不断加强通讯功能 4. 新器件和模块不断推出 高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。 5. 编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化 有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统。 6. 发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。 7.追求软硬件的标准化。 3.设计过程 为了讨论问题方便，设四台通风机分别为A、B、C、D，红灯为F1, 绿灯为F2.。由于各种运行情况所对应的显示状态是惟一的，故可将几种运行情况分开进行程序设计。
一、绪论 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。自动售货机不受任何场地限制,方便快捷,可以每天24h售货,因此深受上班族的欢迎。很多城市的公共场所里面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、牙刷、方便面、自动照相机。近年来,我国的自动售货机行业突飞猛进:在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区都能找到自动售货机的踪迹。这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐,同时也是现代化城市配套设施的需求。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也比较差。可编程序控制器(PLC)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,已在工业控制领域得到广泛地应用。因为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。本论文就详细地介绍一种用PLC实现的自动售货机控制系统的硬件设计和软件设计。 （一）自动售货机的应用与研究现状 自上世纪70年代以来,自动售货机在国际上迅速发展起来而成为一个新兴的产业,特别是在服务和商业领域日益发展。随着自动售货机的普及,也逐渐被应用于其他的领域。 随着中国经济的发展、行业运作的变革和入世的到来，自动售货机在中国的普及和应用是必然趋势。纵观近年来国内自动售货机市场，从92年开始从日、韩等国引进旧机器摆放国内市场以来，到自行研制和生产国产化自动售货机，各厂家、商家蹒跚起步、艰难守业，已为国内零售业撑起一片蔚蓝的晴空。据来自国内自动售货机市场行情分析报告表明：目前国内自动售货机市场走势已逐渐明晰，自动售货机逐步从沿海经济发达地区和各大中城市向内陆和次发达地区延伸，逐步从高级宾馆、地铁、机场等豪华高档场所向高中档社区普及，大有星火燎原之势。 自动售货机的普及在某种程度上能反映一个国家的科技发展水平，是一个国家文明程度的象征。实践和直觉告诉我们，自助服务在中国的横空出世，必将为国内的电信、公用事业、食品、香烟、饮料等诸多行业发展带来新的契机，中国的现代文明又将自助服务设备的应用和普及开启一个新的里程碑！
单片机课程设计 P L C课程设计报告 学生姓名学号 班级 专业电气工程及其自动化 题目自动售货机控制 指导教师 2012 年 5 月
一、设计指标 1.掌握可逆计数器指令的使用及编程 2.掌握自动售货机控制系统的接线、调试、操作 二、设备 序号名称型号与规格数量备注 1实训装置THPFSM-1/2 1 2实训挂箱A16 1 3导线3号若干 4通讯编程电缆PC/PPI 1 西门子 5实训指导书THPFSM-1/2 1 计算机（带编程 1 自备 6 软件） 三、面板图 +
四、控制要求 1.总体控制要求：如面板图所示，钢板从右侧送入，在M2、M1、M3电机的带动下，经过三次轧压后从左侧送出。 2.打开“SD”启动开关，系统开始运行，钢板从右侧送入，打开“S1”开关，模拟钢板被检测到，MZ1、MZ2、MZ3点亮，表示电机M1、M2、M3正转，将钢板自右向左传送。同时指示灯“A”点亮，表示此时只有下压量A作用。 3.钢板经过轧压后，超出“S1”传感器检测范围，电机“M2”停止转动。 4.钢板在电机的带动下，被传送到左侧，被“S2”传感器检测到后，MF1、MF2、MF3点亮，表示电机M1、M2、M3反转，将钢板自左向右传送。同时指示灯“A”、“B”点亮，表示此时有下压量A、B一起作用。 5.钢板在电机的带动下，被传送到右侧，被“S1”传感器检测到后，MF1、MF2、MF3点亮，表示电机M1、M2、M3反转，将钢板自左向右传送。同时指示灯“A”、“B”“C”点亮，表示此时有下压量A、B、C一起作用。 6.钢板经过轧压后，超出“S1”传感器检测范围，电机“M2”停止转动 7.钢板传送到左侧，被“S2”传感器检测到后，电机“M1”停止转动。 8.钢板从左侧送出后，超出“S2”传感器检测范围，电机“M3”停止转动。 9.“S1”传感器再次检测到钢板后，根据2至8的步骤完成对钢板的轧压。 10.在运行时，断开“SD”开关，系统完成后一个工作周期后停止运行。 五、功能指令使用及程序流程图 1.加法计数器指令使用
塑料模具毕业论文设计 The manuscript was revised on the evening of 2021
毕业论文设计 题目名称： 姓名： 班级： 学号： 系部： 指导教师： 武汉工业职业技术学院 二00一二年 5 月 12 日 绪论 塑料，成为当前人类使用的一大类材料。目前我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已经深入国民经济的各个部门。 塑料工程通常是塑料制造与改性，塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要部分，是塑料工业中不可少的环节。 模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具，如压铸模，浇铸模，非金属制品成型的玻璃模，陶瓷模，塑料模等。 采用模具生产制件具有色、生产效率高，质量好，切削少，节约能源和原料，成本低等优点，模具成型已经成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。模具机械，电子等行业的基础工业，它对国民经济的社会发展起着越来越大的作用。
一个国家面具生产能力的强弱，水平的高低，直接影响许多部门新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。我国为了优先发展模具工业，定制了一系列优惠政策，并把它放在国民经济发展十分重要的战略地位。对塑料模具的全面要求就是能够高效的生产出外观性能符合使用要求的制品。 塑料成型模具是成型塑料制品的工具。塑料模具的应能生产并满足给定的形状，尺寸，外观和内在性能要求的制品。要求模具能被高效的应用，且操作简便，并达到自动化水平要求模具又合理的结构，制造容易且成本低廉。同时，也要求有足够的使用寿命。 近年来塑料模的产量和水平发展十分迅速，高效率，自动化，大型，精密，长寿命模具总产量中所占比例越来越大，在各种塑料模具中看来，注射模在生产中所占比例是最大的，起着十分重要的作用，再世界塑料成型模具产量中的板书以上为注射模。 在这次设计中充分运用所学的专业知识，将所学知识运用到实践中来，本次设计的塑件也是通过使用注射模来成型的。本套设计主要放在塑件结构和模具设计这一环节，如注射机的选用和校核，分型面的选择，模具结构的设计，分流道的设计，浇注系统的设计等等。在设计过程中，首先用Proe进行三维造型，然后用CAD进行模具设计。 在设计过程中，由于经验不足，难免会出现错误，敬请原谅，并给出指正。 制件三视图： 三视图 制件三维图： 立体图
课程设计课程名称：工控组态软件控制设计 题目：自动售货机PLC控制 专业班次： 姓名： 指导教师： 日期：
摘要 自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。能分为三种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机。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。近年来,我国的自动售货机行业突飞猛进:在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区纷纷涌现出自动售货机的踪迹。这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐,同时也是现代化城市配套设施的需求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也比较差。可编程逻辑控制器（Programmable Logical Controller），简称PLC。可编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,已在工业控制领域得到广泛地应用。因为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。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工业自动控制装置, 是现代工业控制的三大支柱(PLC、机器人和CAD/CAM) 之一。PLC 的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的。但是PLC也有它自己的特点, PLC在确定了工作任务, 装入了专用程序后成为一种专用机, 它采用循环扫描工作方式, 系统工作任务管理及应用程序执行都是用循环扫描方式完成的。目前，可编程控制器在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各行各业。
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
电气控制技术课程设计任务书课程设计说明书 名称自动售货机控制系统的设计院系 班级 姓名 学号 系主任 教研室主任 指导教师
一任务描述： 自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备，它不受任何场地限制，方便快捷，在我国也越来越普及。传统的自动售货机采用单片机作为控制核心，但这样在输入输出接口上消耗很大。PLC不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点。本文设计的是售汽水和咖啡这两种饮料的自动饮料机，它的售货过程是：首先由顾客按下商品选择开关时，然后顾客投入的硬币(投入硬币的面值和剩余值由PLC驱动数码管显示)经过光传感器感应，再由光传感器驱动硬币识别传感器识别硬币（由于能力有限，在识别硬币上不做具体研究）。如果是无效币则使继电器打开阀门，将硬币退出；如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮币腔，并经硬币识别传感器将信号送给PLC。最后经顾客选择，同时PLC控制，使PLC的输出口上有相应的信号输出。若贮币腔内无硬币（红外检测器感应）、饮料的量位小于设定值（红外传感器感应）、售货机遭损，系统就报警【7】。大体运行如图2-1： 图2-1自动售货机控制系统硬件组成示意图
图2-2是自动售货机简单示意图。在该机中有两种已经配制好的饮料储液桶（未画出来），一种为汽水，另一种为咖啡。汽水出口和咖啡出口分别代表由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种的饮料出口。 咖啡指示灯投币不足指示灯 图2-2自动售货机简单示意图 二控制要求 （1）自动售饮料机可投入1角、5角、1元的硬币。 （2）所售饮料标价：汽水——2元，咖啡——3元。 （3）投币总额或现在值显示在7段数码管上。 （4）当投入的硬币总值超过所购饮料的标价时，所有可购买饮料的指示灯均亮，作可购买提示。（如：当投入的硬币总值超过2 元，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过3元时，汽水、咖
前言 自从全自动洗衣机诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进。设计方法也开始多种多样，从而使全自动洗衣机显得更加智能化。 可编程控制器（PLC）以微处理器为核心，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展方便，修改灵活，而且结构简单，抗干扰能力强。可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备更是符合全自动洗衣机控制系统的要求与特点。 本设计中，为保证洗衣机及人身安全，设计了蜂鸣报警电路，功率驱动电路由可控硅实施对电动机,进水阀,排水阀的控制.为方便读者更快地了解,熟悉本设计,作为基础知识,还介绍了与全自动洗衣机有关的一些常见的PLC基本功能。
任务 1）控制要求： 启动时，首先进水，到高水位时停止进水，开始洗涤。 正转洗涤15s，暂停3s后反转洗涤15s，暂停3s后再整转 洗涤，如此反复30次。洗涤结束后，开始排水，当水位下 降到低水位时，进行脱水（同时排水），脱水时间为10s。 这样完成一次从进水到脱水的大循环过程。 经过3次上述大循环后（第2、3次为漂洗），洗衣完成，报警10s后结束全过程，自动停机。 2）设计要求： 1、画出I/O分配图 2、画出I/O接线图 3、画出状态转移图 4、画出梯形图 5、指令表 6、运行调试
实物示意图及动作流程 进水口启动按钮停止按钮 洗衣机工作示意图 如图所示，波式全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同意中心安装的。外桶固定，作为盛水用，内桶可以旋转，作为脱水（甩干）用。内桶的四周有许多小孔，使内、外桶的水流相通。洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀控制。进水时，控制系统使进水电磁阀打开，将水注入外桶；排水时，使排水电磁阀打开将水由外桶排到机外。洗涤和脱水由同一台电机拖动，通过电磁离合器来控制，将动力传递给洗涤波轮或甩干桶（内桶）。电磁离合器失电，电动机带动洗涤波轮实现正、反转，进行洗涤；电磁离合器得电，电动机带动内桶单向旋转，进行甩干（此时波轮不转）。水位高低分别由高低水位开关进行检测。启动按钮用来启动洗衣机工作。
你如果认识从前的我,也许会原谅现在的我。 1 绪论 1.1 概述 冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法 用以生产各种板料零件 具有很多独特的优势 其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点 是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术 在制造业中具有很强的竞争力 被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后 已经形成了冲压学科的成形基本理论 以冲压产品为龙头 以模具为中心 结合现代先进技术的应用
在产品的巨大市场需求刺激和推动下 冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用 1.2 冲压技术的进步 进几十年来 冲压技术有了飞速的发展 它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上 如:旋压成形、软模具成形、高能率成形等 更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃[1] 现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式 由于高新技术的参与和介入 冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造(图1-1) 生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展 实现自动化冲压作业 体现安全、高效、节材等优点 已经是冲压生产的发展方向 图1-1 冲压作业方式的进化
冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃 结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果 由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式-计算机集成制造系统 CIMS(Computer Integrated Manufacturing System) 把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体 将会给冲压制造业带来更好的经济效益 使现代冲压技术水平提高到一个新的高度 1.3 模具的发展与现状 模具是工业生产中的基础工艺装备 是一种高附加值的高技术密集型产品 也是高新技术产业的重要领域 其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志 随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展 各行各业对模具的需求量越来越大 技术要求也越来越高 目前我国模具工业的发展步伐日益加快 "十一五期间"产品发展重点主要应表现在 [2]:
摘要 基于PLC控制的自动售货机 摘要 本文设计一套基于PLC的自动售货机控制系统，阐述了自动售货机的发展背景与前景，详细分析其功能和特点，提出了总体设计方案；选用型号为L293D 的步进驱动电机，设计了平面式贮币、电磁阀退币的货币处理装置，双螺旋式的送出机构，为降低成本和开发周期，创造性的选用了集成键盘、显示、设置功能的控制面板；以三菱FX2N-32MR型PLC为主控制器，基于FXGP/WIN-C编程软件，采用顺序控制的程序设计思路，设计了系统控制程序，包括投币程序、比较选择购买程序和退币程序。 该设计提高了自动售货机的可靠性和执行效率，且系统维护容易，维修简单，有一定的市场推广价值。 关键词：自动售货机，可编程序控制器，梯形图
Based on PLC automatic vending machine system design ABSTRACT Chooses PC machine in the design to take the host workstation on position machine, the lower position machine uses PLC to make the controller, three PLC controllers respectively be from the workstation 1, from the workstation 2, from the workstation 3, in the article exhaustively introduced the automat various hardware composition, and has completed the PLC exterior wiring diagram. In the article has manufactured on the position machine user management contact surface. The present paper key point places the PLC various hardware part the design and the introduction, the PLC trapezoidal chart Defers to in the ov erall design process “asks the question, the analysis question, solves the problem” the guiding ideology, has made the careful elaboration to the overall system design work. KEY WORDS: the vending machine，Programmable controller，Ladder diagram
毕业设计（论文） 基于PLC的饮料 自动售货机控制系统设计 专业（系）电气工程系 班级铁道自动化101班 学生姓名 指导老师 完成日期2013.6月
2013届毕业设计任务书 一、课题名称：基于PLC的饮料自动售货机控制系统设计 二、指导教师：陈庆 三、设计内容与要求 1、课题概述： 本课题采用三菱FX2N系列PLC对饮料饮料自动售货机控制系统进行设计，首先对饮料饮料自动售货机结构进行简单介绍，然后根据系统的设计要求对饮料自动售货机控制系统、检测系统进行分析，给出饮料自动售货机控制系统的总体设计思路，并通过I/O列表、I/O接线图、梯形图、指令表等对其控制系统进行了程序设计，控制程序经上机调试运行，其结果基本符合要求。 2、设计内容与要求： 1）简单介绍饮料自动售货机结构； 2）分析饮料自动售货机的控制系统、检测系统，确定其控制系统的总体设计思路； 3）采用FX2N系列PLC作为饮料自动售货机控制PLC，正确选取PLC型号，设计出其控制程序。 4）控制程序上机调试。 5）所设计的饮料自动售货机控制程序，应符合饮料自动售货机运行规则。如饮料自动售货机收到识币信号后，自动进行累计、外部金额显示、顾客按键后自动推出商品和发出退币找零等信号的电控系统。 6）设计说明书要有硬件原理连接图，I/O分配图，程序梯形图、指令表及相应的说明。要求文字流畅，图形清晰，便于阅读。有条件的设计方案要求在实验室验证其正确性。
四、设计参考书 1、《PLC控制系统设计与维护》刘小春华满香主编高等教育出版社 2、《流行PLC实用程序及设计(三菱FX2系列)》贺哲荣主编西安电子科技大学出版 3、《三菱FX系列PLC设计与开发--原理、应用与实训》张还主编机械工业出版社 五、设计说明书要求 1、封面 2、目录 3、内容摘要(200~400字左右，中英文) 4、引言 5、正文（设计方案原理、特点、分析、比较、论证，PLC程序的设计及调试，调试结果的说明及特点，实验结果的说明及特点） 6、结束语 7、附录(参考文献、图纸、材料清单等) 六、毕业设计进程安排 第1周：资料准备与借阅，了解并熟悉课题思路。 第2周：设计要求说明及课题内容辅导。 第3-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。 第7周：第一次检查，了解设计完成情况。 第8周：修改完善设计，并作好毕业答辩准备。 七、毕业设计答辩及论文要求 1、毕业设计答辩要求 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始数据或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。 答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。 2、毕业设计论文要求
《电气控制与PLC》综合训练 说明书 专业名称：电气自动化技术 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 日期：年月日
《电气控制与PLC》综合训练课程设计评阅书
本实验设计基于西门子S7-200系列PLC进行自动售货机控制系统的设计，阐述了自动售货机系列设计的基本原理及工作流程，按后以一次交易过程为例，把交易分成了几个程序模块，分别用PLC进行编写。文中的梯形图使用西门子PC梯形图编译软件STEP7来进行编写，并完成了PLC外部接线图。利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。 关键词：售货机；PLC；控制系统
1课题描述 (1) 2设计过程 (2) 2.1自动售货机的设计要求 (2) 2.2控制系统的I/O点及地址分配 (2) 2.3 PLC系统选型 (2) 2.4 PLC外围接线图 (5) 2.5系统程序设计 (6) 3总结 (9) 4参考文献 (10)
1 课题描述 自动售货机的概况 自动售货机（vending machine），能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。近几年，随着我国商品市场的不断繁荣和城市现代化程度的不断提高，自动售货机也已悄然步入了我国的大中城市。在国家相关政府部门的大力支持下，我国的自动售货机产业以超常规的速度迅猛发展，并带动了一批新的服务业、物流运输配送业的快速发展，丰富了我国的商业产业结构，开创了一个全新的自动销售和自助服务时代。我国自动售货机市场到2008年以后将进入发展期。 本文介绍一种能自动销售汽水和咖啡的售货机的PLC控制系统。主要从控制要求、控制系统的I/O点及地址分配、PLC系统选型、电气控制系统原理图、系统程序设计、PLC的安装、电源设计、系统的接地、PLC 输出端保护等方面来展开说明与论述。
模具设计与制造毕业设计 绪论 {一} 【模具在加工工业中的地位】 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。 对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的
比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。 [二] 【模具的发展趋势】 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：（1）加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。 （2）高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。 （3）大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了
一、实训题目: 自动售货机控制 实训目的及要求: 1、掌握欧姆龙PLC的指令，具有独立分析和设计程序的能力 2、掌握PLC梯形图的基本设计方法 3、培养分析和解决实际工程问题的能力 4、培养程序设计及调试的能力 5、熟悉传输带控制系统的原理及要求 实训设备：PLC设备器 二、总体方案设计 自动售货机设计中，从控制角度来说可采用继电器控制、单片机控制和可编程控制器控制。 （一）方案论证 1．方案一继电器控制 它的控制思想是以继电器为核心，采用硬接线方式把各种继电器、定时器、接触器及其触点按照一定逻辑关系连接起来组成控制系统，控制相关生产机械工作。例如要通过接触器实现两台电机设备的同步运行,采用继电器控制,其控制系统简图如图1。 SF1 KF 电电 源源 母母 线线 图1 继电器控制系统简图
由图可知它的三条支路是并行工作的，当按下按钮SF1，中间继电器KF得电，KF的两个触点闭合，接触器QA1、QA2同时得电并产生动作，所以其控制逻辑关系为由继电器、接触器硬接线（硬件）方式。 2．方案二单片机控制 它的控制系统是基于芯片级的系统，设计开发一个单片机系统，需要先设计硬件系统，画硬件电路图，制作印刷电路板，购置各种所需的电子元器件，焊接电路板，进行硬件调试，进行抗干扰设计和测试的大量工作；需要使用专门的开发装置和低级编程语言编制控制程序，进行系统联调。 3．方案三可编程控制器控制 它的控制思想是采用可编程的存储器，用来在其部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。PLC是一种工业控制计算机，故它的工作原理是建立在计算机工作原理基础之上，即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的，这种方案的控制功能接线图如图2。
各位老师，上午好！我叫---，来自--级自动化-班，我的论文题目是无人售货机的自动控制系统，论文是在---老师的悉心指点下完成的，在这里我向我的老师表示深深的谢意（鞠躬），向各位老师不辞辛苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢（鞠躬）。下面我将本论文设计的目的、研究意义和主要框架及各部分的主要内容向各位老师作一汇报，恳请各位老师批评指导。 首先，我想谈谈这个毕业论文设计的目的及意义。 作为PLC应用的一部分,PLC控制系统对自动售货机进行控制，具有无法比拟的优点,它极大地提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定效率的运行。因此，PLC控制的售货机有着广泛的市场前景和实际的应用价值。这就是我为什么要选择该课题的原因。 其次，我想谈谈这篇论文的基本结构和主要内容。 本文分成五个部分. 第一部分是绪论。 这部分论述本设计研究的目的和意义，并介绍了自动售货机的国内外发展情况和采用PLC控制售货机的原因。 第二部分是PLC的概述。 这部分主要介绍PLC的定义、特点、产生、发展、可实现的功能和基本结构组成及各部分的作用，还介绍了PLC的工作原理及其机型和容量的选择。 第三部分是自动售货机的总体方案设计。 这部分主要介绍了本售货机研究设计的总体方案，通过对自动售货机的功能和整体结构的研究，设计出了本设计的基本思想和设计的主要内容，及自动售货机设计的一般步骤。 第四部分是PLC控制自动售货机的硬件设计。 这部分介绍自动售货机硬件设计的研究，通过分析PLC控制系统硬件设计的基本内容和基本原则设计了本售货机研究的主要硬件系统的组成和I/O模块的选择，并设计出了自动售货机PLC硬件控制电路。 第五部分是PLC控制自动售货机的软件设计。 这部分介绍售货机研究的软件设计，通过对售货机控制过程的各个子系统的研究及控制系统总体的软件设计的研究和定时器的分析，进一步完成了自动售货机的总体研究。 最后，我想谈谈这篇论文和系统存在的不足。
湖南工学院课程设计说明书 课题名称：自动售货机的控制设计 专业名称：自动化 学生班级：自本0701 学生学号： 410070131 学生姓名：冯源 指导老师：陆秀令
课程设计任务书 自动售货机的控制设计 一、控制要求 1．自动售货机有3个投币孔，分别为1元、5元和10元。 2．售货共有3种饮料供选择，分别为汽水、花茶和咖啡。 3．如投币总额超过销售价格，将可由退币钮找回余额。 4．投币总额或当前值显示在7段数码管上。 5．投币值等于或大于12元时，汽水指示灯亮，表示只可选择汽水。 6．投币值等于或大于15元时，汽水和花茶指示灯亮，表示只可选择汽水和花茶。 7．投币值等于或大于20元时，汽水、花茶和咖啡指示灯亮，表示3种均可选择。 8．按下要饮用的饮料按钮，则相对应的指示灯开始闪烁，3s后自动停止，表示饮料已经掉出。 9．动作停止后按退币钮，可以退回余额，退回金额如果大于10元，则先退10元再退1元，如果小于10元则直接退1元的。 二、设计任务 学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动售货机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括： 1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； 2. 系统有启动、停止功能； 3. 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序； 4. 程序结构与控制功能自行创新设计； 5. 进行系统调试，实现自动售货机的控制要求。
三、设计报告 课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
电气控制与PLC 课程设计 题目: 全自动洗衣机梯形图控制系统设计 院系名称：机电工程学院 专业班级：09机械电子工程 学生姓名： 学号： 指导教师：xx 设计地点：xxx 设计时间：xxxx
目录 1 引言 0 1.1 系统背景描述 0 1.2 系统控制要求 (1) 2. 系统设计方案 (2) 2.1 系统功能描述 (2) 2.2 方案的论证 (3) 2.3确定控制方案 (4) 3 硬件电路设计 (5) 3.1 PLC选型 (5) 3.2 水位传感器的选择 (5) 3.3 接触器的选择 (6) 3.4 继电器的选择 (6) 3.5 进水阀的选择 (7) 3.6 排水阀的选择 (8) 3.7 电动机的选择 (8) 3.8 I/O点分配 (9) 3.9 I/O接线图 (10) 4软件设计 (11) 4.1 控制方案 (11) 4.2 全自动洗衣机控制程序流程图 (12) 4.3全自动洗衣机步进梯形图 (13) 4.4 中间变量的记录 (14) 4.5 系统调试 (15) 设计心得 (16) 参考文献 (17) 附录指令表视图 (18)
1 引言 1.1 系统背景描述 从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打……这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是：辛苦劳累。 1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战——有人发明了木制手摇洗衣机。发明者是美国人比尔·布莱克斯。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，是在木筒里装上6块叶片，用手柄和齿轮传动，使衣服在筒内翻转，从而达到“净衣”的目的。这套装置的问世，让那些为提高生活效率而冥思苦想的人士大受启发，洗衣机的改进过程开始大大加快。 1880年，美国又出现了蒸汽洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。 之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。到1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。 电动洗衣机几经完善，在1922年迎来一种崭新的洗衣方式“搅拌式”。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制成功。这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进行周期性的正反摆动，使衣物和水流不断翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。搅拌式洗衣机结构科学合理，受到人们的普遍欢迎。不过10年之后，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。这意味着电动洗衣机的型式跃上一个新台阶，朝自动化又前进了一大步！直至今日，滚筒式洗衣机在欧美国家仍得到广泛应用。 随着工业化的加速，世界各国也加快了洗衣机研制的步伐。首先由英国研制并推出了一种喷流式洗衣机，它是靠筒体一侧的运转波轮产生的强烈涡流，使衣物和洗涤液一起在筒内不断翻滚，洗净衣物。1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。至此，波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。
2011级模具设计与制造专业毕业设计（论文）任务书 冷冲压模具设计任务书 1、零件的工艺分析； 2、毛坯下料尺寸计算； 3、确定零件的成型工艺方案，选定模具种类及模具结构形式； 4、毛坯的排样图及材料利用率的计算； 5、各工序间零件尺寸的确定，各工序有关力的计算； 6、模具主要零件的强度计算及弹性零件的计算与选用； 7、确定模具闭合高度计冲压设备的选定； 8、绘制供生产用的模具总装图及重要零件图（凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板，上模座、下模座需加工部分、垫板等），图纸量相当于2张零号图以上；图纸要求图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，符合工程制图的要求；装配图手工绘制，图幅A1 9、编写设计说明书。说明书内容要求规范化，包括： （1）、设计题目， （2）、设计的任务书， （3）、目录， （4）、内容提要（200字左右），并用英文写出摘要， （5）、前言， 、正文（包括：工艺分析，涉及的方法，设计计算，模具件图，模具安装调）6
（． 整、加工方面应注意的问题，生产时会出现的问题，结束语），要求重点突出、观点鲜明、论据充分、分析清晰、逻辑性强， （7）、致谢， （8）、参考文献或资料， （9）、附录，论文字数不少于7000字，书写格式要符合要求，说明书要求文句通顺，语言流畅，书写工整，无错别字。 10、上交电子文档和打印文档及手工图纸。 冲压模具类型： 题目1：推力滚子轴承外罩冲压工艺与（某一冲压工序）模具设计零件名称：推力滚子轴承外罩的材料：08或10，年产量：6万件。 要求：设计推力滚子轴承外罩的冲压工艺；选某一冲压工序，完成该工序模具的设计计算工作。 题目2：金属手柄冲裁工艺与模具设计