自动售货机的PLC控制系统设计.doc
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1、 编号: 毕业论文(设计)题 目 自动售货机的PLC控制系统设计 指导教师 学生姓名 学 号 200901702054 专 业 自动化 教学单位 德州学院机电工程系 (盖章) 二Oxx年xx月xx日宋体;三号;日期请严格按照论文时间安排填写。德州学院毕业论文(设计)开题报告书2013年1月13日院(系)机电工程系专 业自动化姓 名刘洋洋学 号200901702054论文(设计)题目自动售货机的PLC控制系统设计一、选题目的和意义为了全面复习,综合运用大学四年所学的基本理论、基础及专业知识,加强对控制系统的认识,提高学生综合运用所学知识分析与解决实际问题的能力,为毕业后从事工程技术和科研工作奠定
2、基础。自动售货机作为自动化商业机械的代表被广泛用于公共场所。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。PLC的发展与计算机技术、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推动了PLC的发展,而PLC的发
3、展又对这些高新技术提出了更高更新的要求,促进了他们的发展。本次设计就在于结合PLC的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足,利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性,保证了自动售货机能够长期稳定的运行。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势自动售货机最早出现在二十世纪五、六十年代的西欧,英国是较早实行自动售货机售货的国家之一。1942年,在食品销售中首先推广了自动售货的销售方式。1950年。英国食品杂货行有500家采用自动售货机售货。1969年,采用自动售货机售货的商家增加到23000家,销售的商品扩展到文化用品、唱片、香烟、食品等多个方面。进入70年代后,约有40多万家香烟、饮料店采用
4、自动售货机。1980年英国有50余万台自动售货机,年销售额达8.81亿英镑。70年代后,日本、欧美等发达国家和地区自动售货机迅猛的发展,短短30年,发达国家自动售货机产业已发展到相当大规模。自动售货机实现了商品需求化、性能多样化的发展,又由原来的只能出售有限商品品种,转变为继百货公司、超级市场、便民店之后,以消费者与售货机“一对一”自动售货的无店铺销售状态。目前自动售货机是集声、光、机电一体化的高新智能化产品,在我国也逐步得到广泛应用,例如地铁、高铁车站等自动饮料销售机。随着拥有13亿人口中国经济社会的快速发展,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
5、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 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。 三、课题设计方案 主要说明:研究(设计)的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。 本次设计的题目是自动售货机主要是应用西门子S7-200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
6、外部接线图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三章的设计部分即自动售货机梯形图的设计。首先就得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本次智能抢答器的控制原理。 自动售货机设计的主要内容 1此自动售货机可以投入五角、一元的硬币 2如果顾客投入硬币在限定的时间内2分钟不按任何按键自动售货机将退还所投硬币 3当投入硬币的总值等于或才超过物品价值时对应的物品指示灯亮绿灯 4当物品对应的指示灯亮绿灯时按下按下相应的按键相应的物品排出同时指示灯绿灯闪烁 5如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时自动售
7、货机会自动将余款退还顾客 6当顾客成功购买完一件物品后20秒无操作自动售货机会自动将余款退还顾客 7如果顾客投入硬币后又不想买物品按下退款按键自动售货机会自动将余款退还顾客 8找零时顾客可选择退一元的还是五角的 9当物品不足时对应的物品指示灯亮红灯顾客按下相应的按键无反应不出物品不减余额并向总部发送所缺物品。四、计划进度安排 主要说明:起止时间及分阶段的进度要求。2012.10.28-2012.11.9拟定设计题目。2012.12.30-2013.1.9设计题目论证:组织专业教师对所有题目进行可行性论证讨论、审核指导教师所出的参考设计题目,并最后确定设计题目。2013.1.10-2013.1.
8、12 指导教师下达工作任务。2013.1.13-2013.1.14 确定设计题目及撰写开题报告:指导教师指导学生对所选择的课题进行调研,完成毕业设计开题报告。2013.1.15-2013.3.30 查询相关资料、进行课题研究,指导教师进行集中第二轮指导。在已完成研究的基础上,撰写毕业设计,完成设计初稿。 2013.4.1-2013.4.15进行毕业设计中期检查。2013.4.16-2013.4.30根据指导教师的修改意见进行设计修改,并最终定稿。2013.5.4-2013.5.10将设计交于评阅教师,根据评阅教师意见,进一步修改设计,准备答辩。五、主要参考文献1 三菱公司FX2n系列PLC软、
9、硬件手册.2003 2 徐益清.可编程序控制器应用技术.西安: 西安电子科技大学出版社.20093 梁耀光、余文休.电工新技术教程.北京:中国社会劳动保障出版社.2007 4 赵红梅. 自动售货机PLC控制系统的设计.工程技术 .2009 5 张凤珊主编.电气控制及可编程控制器.第2版.北京:中国轻工业出版社.2009 6 钟肇新等编.可编程控制器原理及应用.第四版.广州: 华南理工大学出版社,2008 7 廖常初主编.PLC基础及应用.第2版.北京: 机械工业出版社.2008 8 (中国工控网-中国工业控制及自动化领域) 9 (PLC之家) 10廖常初 PLC基础及应用北京:机械工业出版社,
10、2010. 11王兆义可编程序控制器教程北京:机械工业出版社 2009. 12S7-200PLC编程原理与工程实训/李辉主编. 北京:北京航空航天大学出版社 2011. 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: 年 月 日德州学院毕业论文(设计)中期检查表院(系):机电工程系 专业: 自动化 2013 年 3月 22日毕业论文(设计)题目:自动售货机的PLC控制系统设计学生姓名刘洋洋学 号200901702054指导教师赵辉宏职 称讲师计划完成时间:2013年5月1日毕业论文(设计)的进度计划:2010.01-2010.02整理和查询资料并完成开题报告写出
11、论文提纲 2010.02-2010.03整理资料结合所学知识依据修改的提纲撰写论文初稿 2010.03-2010.04在初稿基础上修改论文撰写论文第二稿2010.04-2010.05继续修改论文最后定稿交指导老师 2010.05整理论文资料并装订成册组织小组答辩完成情况:本人经过前一段时间的不断学习及查阅相关学习资料,论文的开题报告及解决问题的基本思路已经形成,煤气泄漏检测及报警系统的相关资料也已经准备完毕。分析确定了系统的设计框架,涉及到以前学过的单片机等相关知识,我的论文草稿目前已经接近尾声。敬请老师对我的论文初稿进行指导!指导教师评议(指出优点和不足,如有其它建议,可另附页) 签 名:
12、年 月 日备 注:目 录宋体; 小二; 加粗; 居中摘要及关键词11 引言11.1 异步电动机的起动问题11.2 选题目的和意义错误!未定义书签。1.3 国内外的研究现状和发展趋势错误!未定义书签。2 软起动器的工作原理及功能错误!未定义书签。2.1 软起动器主电路的工作原理错误!未定义书签。2.2 软起动器的功能及运行模式23 软起动器的硬件设计错误!未定义书签。3.1 DSP微处理器错误!未定义书签。3.2 软起动器主电路的设计错误!未定义书签。3.3 通讯单元电路设计错误!未定义书签。3.4 保护电路设计错误!未定义书签。4 软起动器的软件设计错误!未定义书签。5 软起动器系统的抗干扰措
13、施错误!未定义书签。5.1硬件抗干扰措施错误!未定义书签。5.2软件抗干扰措施错误!未定义书签。参考文献2谢 辞4宋体; 小四; 1.5倍行距; 不能出现三级及三级以上标题;目录要自动生成自动售货机的plc控制系统设计刘洋洋(德州学院机电系)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。论文阐述了自动售货机各主要部件的选择,具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。本文程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。利用西门子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,可实现类似控制功能
14、,还具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点。 关键词:自动售货机; S7-200PLC; PLC设计1引言1.1自动售货机的发展情况自动售货机最早出现在二十世纪五、六十年代的西欧,英国是较早实行自动售货机售货的国家之一。1942年,在食品销售中首先推广了自动售货的销售方式。1950年。英国食品杂货行有500家采用自动售货机售货。1969年,采用自动售货机售货的商家增加到23000家,销售的商品扩展到文化用品、唱片、香烟、食品等多个方面。进入70年代后,约有40多万家香烟、饮料店采用自动售货机。1980年英国有50余万台自动售货机,年销售额达8.81亿英镑。70年代后,日本、美欧等发达国家和地区
15、自动售货机迅猛发展,短短30年,发达国家自动售货机产业已发展到相当大规模。自动售货机被广泛地布放于车站、油站、码头、机场、宾馆、写字楼、娱乐场所及大街小巷和公路旁,人们通过自动售货机可以买到食品、香烟、饮料、报纸、票、卡甚至鲜花和小宠物等物品。自动售货机实现了商品需求化、性能多样化的发展, 又由原来只能出售有限商品品种, 转变为继百货公司、超级市场、便民店之后, 以消费者与售货机“一对一”自动售货的无店铺销售业态。自动售货, 给人们的生活带来了极大的方便。 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,
16、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。从供给的条件看,自动售货机可以充分补充人力资源的不足,适应消费环境和消费模式的变化,24小时无人售货的系统可以更省力,运营时需要的资本少、面积小,有吸引人们购买好奇心的自身性能,可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。 据说世界上最早的自动售货机出现在公元前3世纪,那是埃及神殿里的投币式圣水出售机。17世纪,英国的
17、小酒吧里设有了香烟的自动售货机。在自动售货机历史的长河中日本开发出实用型的自动售货机那是在进入本世纪后的事。日本第一台自动售货机是1904年问世的“邮票明信片自动出售机”它是集邮票明信片的出售和邮筒投函为一体的机器。自动售货机的真正普及是在第二次世界大战以后。50年代“喷水型果汁自动售货机”大受欢迎果汁被注入在纸杯里出售。后来由于美国的饮料大公司进入日本市场1962 年出现了以自动售货机为主体的流通领域的革命。1967年100日元单位以下的货币全部改为硬币从而促进了自动售货机产业的发展。 日本是自动售货机的天堂。除鸡蛋、米饭之外报纸、杂志、一次性相机、干电池、磁带、刮胡刀、袜子、花及宠物食品等
18、各种商品都通过自动售货机进行销售。连熟知自动售货机的美国游客在日本看到10台自动售货机排成一列的景象后也是连声称奇。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。在售货机的显示屏幕上进行操作输入商品号码和购买数量并投入钱币后商品就会从取货口出来甚至从食品自动售货机上还能买到热呼呼的面条和米饭团。可口可乐高级执行副总裁望月建树介绍作为世界上最大的自动售货市场日本拥有423万台自动售货机通过自动售货机出售的商品多达6000余种包
19、括饮料、香烟、杂志、药品甚至牛仔裤等大件商品去年仅饮料的销售额相当于1593亿元人民币。韩国大约有78万台自动售货机是除了日本、美国、英国之外自动售货机使用数量最多的国家。从不同的种类来看咖啡茶的自动售货机约占全部售货机的40%以上另外还有冰饮料自动售货机、听装饮料自动售货机、办公咖啡自动售货机和照片胶粘标签自动售货机、票类自动售货机、手机充电自动售货机、成人用品自动售货机、生活用品自动售货机、烟、方便面自动售货机等多种。主要的设置场所包括学校、楼房、公共机关、地铁等公共汽车站、公园、体育场、展示场、工厂等。运营自动售货机产业的公司在全国大约有800余个而销售自动售货机原料、商品流通、机械销售
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