234PLC自动售货机程序设计[1]

基于PLC的自动售货机控制系统的设计在当今快节奏的社会生活中，自动售货机作为一种便捷的零售方式，已经在我们的日常生活中随处可见。

从地铁站、商场到学校、医院，自动售货机为人们提供了随时随地购买商品的便利。

而其背后的控制系统则是实现这一便捷服务的关键，基于 PLC（可编程逻辑控制器）的自动售货机控制系统更是以其稳定、可靠和高效的特点，成为了自动售货机领域的重要技术支撑。

一、自动售货机的工作原理及功能需求自动售货机的工作原理并不复杂。

顾客通过选择商品、投入货币或使用电子支付方式，控制系统接收到相应的信号后，驱动出货机构将所选商品送出，并进行找零或完成支付确认。

为了实现这些功能，自动售货机的控制系统需要具备以下几个主要功能：1、商品选择与识别功能能够准确识别顾客选择的商品，并将选择信息传递给后续的控制模块。

2、货币接收与识别功能可以接收和识别各种货币形式，包括硬币、纸币以及电子支付方式，如微信支付、支付宝等，并准确计算投入的金额。

3、出货控制功能根据顾客的选择和支付情况，精确控制出货机构，确保所选商品能够顺利送出。

4、库存管理功能实时监测商品库存数量，当库存不足时及时发出警报，以便管理人员进行补货。

5、故障诊断与报警功能能够自动检测系统故障，如出货机构故障、货币识别器故障等，并及时发出报警信号，通知维护人员进行维修。

二、PLC 在自动售货机控制系统中的优势PLC 作为一种专门用于工业控制的计算机，具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、维护方便等诸多优点，非常适合用于自动售货机这种需要长时间稳定运行的设备控制系统中。

1、可靠性PLC 采用了先进的硬件和软件技术，具有很强的抗干扰能力，能够在恶劣的环境下稳定工作，保证自动售货机的正常运行。

2、编程灵活性PLC 的编程语言简单易懂，编程人员可以根据自动售货机的具体控制要求，灵活编写控制程序，实现各种复杂的控制逻辑。

3、扩展性PLC 具有良好的扩展性，可以方便地与其他设备进行连接，如触摸屏、打印机、读卡器等，以满足自动售货机不断升级和扩展的需求。

目录第1章自售货机控制工艺流程分析 (1)1.1自动售货机控制过程描述 (1)1.2自动售货机控制工艺分析 (1)第2章控制系统总体方案设计 (2)2.1系统硬件组成 (2)2.2控制方法分析 (2)2.3I/O分配、 (3)2.4系统结线图设计 (3)第3章控制系统梯形图程序设计 (5)3.1控制程序流程图设计 (5)3.2控制程序时序图设计 (5)第4章监控系统设计 (7)4.1PLC与上位监控软件通讯 (7)4.2上位监控系统组态设计 (7)4.3实现效果..................................... 错误！未定义书签。

第5章系统调试及结果分析. (9)5.1系统调试及解决的问题 (9)5.2结果分析 (9)课程设计心得 (11)附录 (13)第1章自售货机控制工艺流程分析1.1自动售货机控制过程描述本次设计的题目是基于PLC自动售货机的系统设计，主要是应用三菱FX-2N型PLC的梯形图来设计控制程序，并简单介绍相关的知识，如：PLC的定义、PLC的编程语言、PLC的硬件组成等。

根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图，再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。

本次设计的重要部分是第四章的设计部分，即自动售货机梯形图的设计。

根据设计内容和控制要求准确画出它的顺序功能图，再根据所画出的顺序功能图准确设计出它的梯形图，这样才能真正理解自动售货机的系统控制原理。

1.2自动售货机控制工艺分析自动售货机是集声、光、机电一体化的高新智能化产品，在我国也开始得到应用。

在中国人们可以看到现代化的自动售货机摆放在一些大商场门口、繁华街道两旁、公园入口处以及其它热闹的场所。

自动售货机在中国有着广阔的发展前景。

从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。

大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。

摘要本论文设计的是基于三菱FX2N系列PLC构成的自动售货机监控系统，本文阐述了自动售货机的来源与发展，以及它在国内外发展的现状，对自动售货机的方案进行了论证，介绍了PLC的基本组成、特点以及工作原理，对基于三菱FX2N 系列PLC构成的自动售货机系统整体设计过程进行较为细致的论述。

文中详尽地介绍了自动售货机的各硬件组成，并完成了PLC外部接线图。

在PLC梯形图的编写时，文中采用的是三菱FX2N的梯形图编译软件FXGPWIN来进行编写。

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: PLC；梯形图；I/O点的分配目录摘要 0第1章绪论 (3)1.1 自动售货机的理论背景与实际意义 (3)1.2 自动售货机的主要内容 (4)1.3 自动售货机的设计思路 (4)第2章 PLC概述 (5)2.1 PLC的定义 (5)2.2 PLC的简介 (5)2.3 PLC的工作原理 (5)2.4 PLC的工作方式 (6)2.5 PLC的硬件组成 (7)2.6 PLC的编程语言 (8)2.7 PLC的特点 (8)第3章自动售货机的设计 (9)3.1 系统的硬件设计 (9)3.1-1 PLC的选型 (9)3.1-2 I/O分配表 (9)3.1-3 PLC的外部接线图 (10)3.2 系统的软件设计 (11)3.2-1 主程序流程图 (11)3.2-2 投币、显示子程序流程图 (12)3.2-3 比较币值子程序流程图 (13)3.2-4 饮料选择子程序流程图 (13)3.2-5 退币子程序流程图 (14)3.3 程序梯形图 (15)3.3-1 主程序梯形图 (15)3.3-2 判键、显示子程序P1及比较币值子程序P2 (16)3.3-3 饮料选择子程序P3 (17)3.3-4 退币子程序P4 (18)第4章仿真与调试 (19)4.1 GX Developer的特点 (19)4.2 程序的仿真过程与步骤 (20)第五章总结 (23)参考文献 (23)第1章绪论1.1自动售货机的理论背景与实际意义自动售货机是一种全新的商业零售形式，20世纪70年代自日本和欧美发展起来。

基于PLC自动售货机系统设计一、设计任务与要求设计自动售饮料机的逻辑电路。

投币口每次只能投入5角和1元的硬币。

1.数码管显示投入硬币的数值，2.投入1.5元硬币后机器自动给出一杯饮料；3.投入两枚1元硬币后，给出饮料的同时再找回一枚5角的硬币。

（用LED模拟出饮料以及找零的操作）二、方案设计与论证1.所选方案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1-1：图1-1自动售货机控制系统硬件组成示意图1.1系统描述与控制要求PLC 控制的自动售货机系统主要有三个可以感受到投币量的传感器，六个按钮开关（分别为启动按钮、停止按钮、退币按钮、汽水选择按钮、花茶选择按钮和咖啡选择按钮）三个指示灯，（分别为汽水指示灯，花茶指示灯和咖啡指示灯），和两个七段数码管。

传感器用来接收投币信号，传送投币量的多少；按钮开关分别对系统功能进行控制，当投入的钱币够某一种饮料时，按下这种饮料的选择按钮时才会有饮料送出，有剩余钱币时，还可以通过按下退币按钮来找回剩余钱币；三个指示灯分别用来只是哪种饮料可以选择，只有投币量大于或等于这种饮料的价格时，这种饮料的指示灯才会亮；同时，还有两个七段数码管，用于显示当前剩余的总钱币。

自动售货机的PLC系统设计自动售货机是一种全新的商业零售形式，20世纪70年代自日本和欧美发展起来。

它的出现是劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。

消费模式和销售环境的变化，要求新的流通渠道，相对于超市、百货购物中心等流通渠道而言，场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。

自动售货机的售货领域非常广泛，是发达国家商品零售的一种主要方式。

近几年，自动售货机逐渐被越来越多的消费者所接受。

采用可编程控制器实现自动售货机的系统设计，不仅编程方便，而且增强了系统的抗干扰能力。

1自动售货机功能分析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。

1.1.1自动售货机的基本功能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。

自动售货机PLC程序设计3.1 仿真实验中售货机的分析由于售货机的全部功能是在上位机上模拟的，所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟代替的。

如钱币识别系统，可以用按某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给PLC发布命令，而传动系统也是由计算机直接模拟的，这些并不会影响实际程序的操作，完全能模拟实际自动售货机的运行。

PLC课程设计说明书课程名称：可编程控制技术专业：电气工程及其自动化一自动售货机的理论背景与实际意义自动售货机是一种全新的商业零售形式，20世纪70年代自日本和欧美发展起来。

它又被称为24小时营业的微型超市。

在日本，70％的罐装饮料是通过自动售货机售出的；全球著名饮料商可口可乐公司在全世界就布有50万台饮料自动售货机。

在中国,自动售货机1999年开始进人中国市场．如今，在机场、地铁、商场、公园等客流较大的场所，已不难发现自动售货机的身影。

从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。

大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了它的售货领域非常广泛，是发达国家商品零售的一种主要方式。

近几年，自动售货机逐渐被越来越多的消费者所接受。

但由于售货机分布零散、范围广阔的特点，自动售货机在为消费者带来方便的同时，也为经营者在监控、管理、维护等方面带来很大的不便。

目前售货机运行的各种情况都需要由人工判断，包括缺货、缺零钱、币箱已满、售货机机械故障等，经营者普遍采用人工定时巡回视察的管理办法，既费时费力，又无法及时准确获取自动售货机状态报告，给经营者增加了管理成本和难度，也有可能给消费者的正常消费造成不便。

本系统的设计和实现可以使自动售货机的经营者可以根据网络统计的销售状况进行商品销售状况分析，预测商品的销售走势，确定合理的采购和配送策略，以期获得最高的投资回报率。

同时售货机的一些故障信息和警报信息可以实时的传送到相应运营人员，从而可以在第一时间内发现并解决问题。

二饮料自动售货机控制系统设计（一）、设计目的1．进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力。

2．掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。

编号:他祈家険毕业论文（设计）题目PLC控制自动售货机的设计指导教师冉玉木 _____________________学生姓名邢生歧学号_________________ 200801702074 ________专业__________________ 08自动化 ____________________教学单位德州学院机电工程系 _____________二O一二年四月xx日德州学院毕业论文（设计）开题报告书xxxx 年xx 月xx 日四、计划进度安排[主要说明：起止时间及分阶段的进度要求。

]1.毕业设计（论文）准备阶段：2011.10.8----2011.10.24 :确定毕业论文课题2011.10.24----2011.10.31 :撰写课题说明书2. 毕业设计（论文）的研究及设计（论文）撰写阶段2011.11.3----2011.12.20 确定设计（论文）题目及撰写开题报告2011.12.21----2012.3.30 毕业学生查询相关资料，完成初稿2012.4.1----2012.4.15 提交中期检查表2012.4.16----2012.4.30 综合老师和自己意见最终定稿2012.5.4----2012.5.10 将设计（论文）交于评阅教师进行评阅，进行毕业答辩3.毕业设计（论文）答辩阶段:2012.5.15----2012.5.28 毕业设计（论文）答辩五、主要参考文献[1]程周，可编程序控制器原理与应用[M],北京：高等教育出版社，2003年[2]王永华,现代电气控制及PLC应用技术.[M],北京：北京航空航天大学出版社，2000年[3]周美兰,周封忘岳宇,PLC电气控制与组态设计[M],北京：科学出版社，2003年[4]吴建强，姜三勇，可编程控制器原理及应用[M],哈尔滨工业大学出版社，2000年⑸ 吴中俊，黄永红，可编程序控制器原理及应用[M],北京：机械工业出版社，2003年⑹ 张万忠，刘明芹,电器与PLC控制技术[M],北京：化学工业出版社，2003年[7]王兆义，可编程序控制器教程[M],北京：机械工业出版社，2001年[8]廖常初,S7-200 PLC基础教程[M],北京：机械工业出版社，2001年[9]裴进灵.,新型自动售货机的研制[J ],科技情报开发与经济，2002年指导教师意见及建议：签名：年月日教学单位领导小组审批意见：组长签名:德州学院毕业论文（设计）中期检查表院（系）：机电工程系专业：自动化XXXX年XX月XX01绪论 ....................................................................................................................................................................... 7...1.1自动售货机的理论背景与实际意义 ............................................................................................................... 7.1.2自动售货机设计的主要内容 ............................................................................................................................ 8.1.3自动售货机设计的基本思路........................................................................................................................... 8.2 PLC的概述 ........................................................................................................................................................... 9..2.1PLC 的定义..................................................................................................................................................... 9..2.2PLC 的简介..................................................................................................................................................... 9..2.3PLC的工作原理................................................................................................................................................ 9.2.4PLC的循环扫描工作 (4)2.5PLC的硬件组成............................................................................................................................................... 5..2.6PLC的编程语言............................................................................................................................................... 6..2.7PLC 的特点..................................................................................................................................................... 6.. 3自动售货机的设计 ................................................................................................................................................ &3.1 西门子 S7-200 PLC特点 ................................................................................................................................ 8.3.2自动售货机设计软元件..................................................................................................................................... 8.3.3自动售货机的基本功能..................................................................................................................................... 9.3.4自动售货机I/O点的分配............................................................................................................................ 1.0 3.5顺序功能图（SFC .......................................................................................................................................... 1.1 3.6 梯形图（LAD .. (13)3.7自动售货机的相关说明 (20)3.8自动售货机的外部接线图 (20)3.9自动售货机仿真 (21)参考文献 (22)致谢.......................................................................................................................................................................... 25.PLC控制自动售货机的设计邢生歧（德州学院机电系，山东德州253023 ）摘要：本论文设计的是基于西门子S7-200系列PLC构成的自动售货机监控系统，本文, 对自动售货机的方案进行了论证，介绍了PLC的基本组成、特点以及工作原理，对基于西门子S7-200系列PLC构成的自动售货机系统整体设计过程进行较为细致的论述。

plc自动售货机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基础知识，掌握自动售货机的基本工作原理；2. 学生能掌握PLC编程的基本指令，并运用这些指令设计简单的自动售货机控制程序；3. 学生能了解自动售货机在生活中的应用，认识到PLC技术在自动化领域的广泛影响。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，独立设计并实现一个简单的PLC自动售货机控制程序；2. 学生通过实际操作，提高动手能力，培养解决实际问题的能力；3. 学生能通过小组合作，提高沟通协调能力，培养团队协作精神。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化技术及PLC控制的兴趣，激发创新意识；2. 学生通过课程学习，认识到自动化技术在生活中的重要性，增强科技改变生活的观念；3. 学生在学习过程中，形成积极向上的学习态度，培养自主学习、探究学习的能力。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为具体学习成果：1. 学生能掌握PLC基本知识，达到90%以上的知识掌握率；2. 学生能独立完成一个简单的PLC自动售货机控制程序设计，实现80%以上的功能；3. 学生在小组合作中，能够积极参与讨论，展示良好的沟通协调能力；4. 学生在学习过程中，表现出对自动化技术的兴趣，形成积极的学习态度。

二、教学内容1. PLC基础知识：- PLC的定义、功能及特点；- PLC的组成结构，包括中央处理单元、输入/输出接口、编程设备等；- PLC的工作原理及运行方式。

2. PLC编程基础：- PLC编程语言，重点掌握梯形图编程；- 常用PLC指令，如逻辑运算指令、定时器、计数器等；- PLC编程软件的使用。

3. 自动售货机控制程序设计：- 自动售货机工作原理及功能需求分析；- PLC在自动售货机中的应用实例；- 学生分组设计并实现自动售货机控制程序。

4. 实践操作：- 搭建自动售货机模型，连接PLC及相关输入输出设备；- 调试并优化PLC控制程序；- 小组展示与评价。

第一章前言1.1自动售货机介绍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。

1.2自动售货机的基本功能在进行上、下位机程序编写之前，首先要做的工作是确定自动售货机本身所具备的功能及在进行某种操作后所具有的状态。

在实际生活中，我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品，如饮料、常用药品和小的生活保健用品等。

售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应。

举一个简单的例子来说明，例如：售货机中有8中商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为2.60元，02商品为3.50元，其余类推。

现投入1个1元硬币，当投入的货币超过01商品的价格时，01商品的选择按钮处应有变化，提示可以购买，其他商品同比。

当按下选择01商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。

此时售货机继续进行等待外部命令，如继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。

由此看来，售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算以及在退币时的除法运算，这是它的内部功能。

还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能1.3 自动售货机发展现状从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。

大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。

从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。

plc自动售货机课程设计设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基础知识，掌握自动售货机的基本工作原理。

2. 学生能够掌握PLC编程的基本指令，并运用这些指令完成自动售货机的简单控制程序编写。

3. 学生能够了解自动售货机在生活中的应用，认识到其对社会生活的便捷性。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成自动售货机控制程序的编写与调试。

2. 学生能够在团队协作中发挥自己的专长，与他人共同完成自动售货机的设计与制作。

3. 学生能够通过实际操作，提高动手能力和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习PLC自动售货机的知识，培养对工程技术学科的热爱和兴趣。

2. 学生在团队协作中，学会互相尊重、沟通与合作，培养团队精神和责任感。

3. 学生能够认识到PLC自动售货机在生活中的作用，激发创新意识，关注科技发展。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践技能的结合，旨在提高学生的动手能力、创新意识和团队协作能力。

在教学过程中，教师应关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。

通过本课程的学习，学生将能够掌握PLC自动售货机的相关知识，为将来的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容1. PLC基础知识：包括PLC的定义、结构、工作原理及其在自动控制系统中的应用。

- 教材章节：第一章 可编程逻辑控制器概述- 内容列举：PLC的发展历程、基本结构、工作原理、性能指标等。

2. PLC编程指令：学习PLC的基本编程指令，如逻辑运算、定时器、计数器等。

- 教材章节：第二章 PLC编程指令与逻辑设计- 内容列举：基本逻辑指令、定时器指令、计数器指令、比较指令等。

3. 自动售货机控制程序设计：以自动售货机为例，学习控制程序的设计与实现。

- 教材章节：第三章 PLC控制系统设计- 内容列举：自动售货机控制需求分析、硬件设计、软件编程、系统调试等。

4. PLC自动售货机实践操作：分组进行自动售货机的设计与制作，进行实际操作。