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1课程设计任务书一、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。2目录第1章绪论……………………………………………………………11.1课题来源及意义……………………………………………………11.2自动售货机发展的国内外现状………………………………………21.3自动售货机的基本功能………………………………………………3第2章PLC控制系统设计……………………………………………52.1PLC控制系统设计编程要求…………………………………………52.1.1最大限度的满足被控对象的控制要求……………………………52.1.2保证PLC控制系统安全可靠……………………………………52.1.3力求简单、经济、使用及维修方便………………………………52.1.4适应发展的需要………………………………………………52.2PLC控制系统设计的基本原则………………………………………62.2.1所编的程序要合乎所使用的PLC的有关的规定……………………62.2.2要使所编的程序尽可能简洁……………………………………62.2.3要使所编的程序尽可能清晰……………………………………62.2.4要使所编的程序合乎PLC的性能指标及工作要求…………………62.2.5所编程序能够循环运作…………………………………………6第3章自动售货机PLC控制…………………………………………73.1自动售货机PLC控制设计要求………………………………………73.2自动售货机PLC控制方案设计………………………………………73.3自动售货机PLC控制电路设计………………………………………83.3.1I/0分配表……………………………………………………83.3.2I/O接线图……………………………………………………83.4自动售货机PLC控制控制程序设计…………………………………9第4章自动售货机系统调试…………………………………………12第5章结束语…………………………………………………………13第6章参考文献………………………………………………………143第1章绪论1.1课题来源及意义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、繁华街道两边、公园入口处以及其他热闹的场所。行人们围在自动售货机前，插上十元或五元的纸币或硬币，伴随着“咋嗓”一声，一罐饮料自动滚下。据了解，这些自动售货机在北京、上海、大连、沈阳、西安也开始出现，成为不少年轻人时髦的购物选择。全国目前达三万多台]1[。自93年生产出能够接受人民币自动售货机开始，由日、韩进入中国广东和上海，目前，这类能接收人民币硬币的自动售货机主要分布在沿海较发达地区。自动售货机的新奇、文明、高档、昼夜服务、占地小、灵活方便深受这些地区市民青睐，甚至出现机前排队购买现象[[2.31。在天津，现在一台自动售货机每天销售额平均为二百元，每年销售额为七万三千元。专家测算，中国自动售货机市场容量最保守算可达四十七万台，一年销售额可达三百五十亿元。若按人均台数计算全年销售可达五百亿，自动售货机在日本达到平均每二十三人一台，在美国达到每四十人一台，在欧洲每六十人一台，由于中国经济与上述国家相比还有距离，按每五百人一台计算。%年中国城市人口为三亿六千万人，这样中国自动售货机的潜在市场容量为七十三万台。加以每台每天销售二百元计，全年销售额可达五百亿元[4.51。政府政策上应予优惠南开大学市场营销学系韩德昌教授分析，自动售货机高(高技术)、新(销售方式新)、大(市场潜力巨大)、真(商品货真价实)等优点，决定这一行业具有广阔发展前景。目前采用这一销售方式的天津微起贸易公司成功的运作说明:自动售货机零售业在中国有巨大的发展前景。与此同时，它还可带动仓储服务、运输中心、配送中心等相关产业的产生和发展，并可安排大量下岗人员就业。南开大学社会学系王处辉教授说，自动售货机零售业在日本销售商品种类多达几百种，成为不少日本人生活中不可缺少的部分。他还建议增加经营品种，除目前的小商品如饮料、小贪品、香烟外，还可增加药品、文化用品、老百姓日常用品等。分布点扩大到公园、旅游景点、写字楼、大学、中学、高档住宅、小区等更广泛区域。他认为，消费者感觉这种销售方式很新奇，符合创新原则[6.71。专家认4为，由于这一全新的销售方式在中国有广阔发展前景，政府有关部门应该在税收政策、银行信贷支持等方面给予优惠;同时，呼吁更多金融机构、商业机构来支持这一行业的发展。1.2自动售货机发展的国内外现状自动售货机从17世纪开始出现在富贵人群之中，到20世纪主要出售邮票、明信片等特定商品，逐步发展到出售几乎所有小型日用商品的普及阶段·特别是20世纪70年代以来，随着“以消费者为中心”的现代市场营销观念确立和科学技术进步，自动售货机实现了商品需求化、性能多样化的发展，又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。目前，自动售货机已进入了五十多个国家的市场。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[10'111.1980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。根据美国“自动时代”统计，目前美国自动售货机拥有量是550万台，平均每40人一台，1998年通过自动售货机销售的商品金额为53”亿美元，日本的拥有量是750万台，平均每23人一台，1998年通过自动售货机销售的金额达608969亿日元，其中罐装饮料占其总销量的40%:欧洲平均60人拥有一台。根据日本麒麟啤酒公司调查，一台自动售货机每年可售出上万罐清凉饮料，比一般不太繁忙的小商店的销量还要大;日本可口可乐公司已拥有近100万台自动售货机，其销量占公司全部产量的70%香烟也是自动售货机的适销产品，自动售烟机销售额占日本香烟销售总额的40%，数量占一半[[12.131日本最大的卷烟生产商日本烟草公司拥有巧万台香烟自售货机。一些发达国家的自动售货机己进口到我国广东和上海等沿海发达地区。5如今，自动售货机科技含量越来越高，据美国媒体报道，可口可乐公司正在研制一种新的自动售货机，它将能够根据气温升高而加价出售可口可乐系列软饮料。新近推出的Roboshop，可谓售货机的新生代，外观看上去很象银行的提款机，有屏幕的键盘，你只要点击选好的商品，自动送货臂就会把你所选商品稳妥送到跟前，不再劳你弯腰拾取。而且一部机器出售不同类别的产品，包括寿司、私人用品，甚至价钱不菲的黄蜂精等。还有另外一种新兴售货机，完全没有找钱币的苦恼，即使你身无分文，你大可以通过无线电话付费。芬兰街头有一款朱古力机，只要你下指令，然后打电话到一指定户口，帐目就会自动转到电话费帐单里，即使没有现金，也可以吃到朱古力。最新颖的自动售货机出售的已不再是食品、百货，而是另一种商品服务。就像东京街头，出现了一种“指甲艺术自动服务机”，爱美的小姐只需将要化妆的手指伸进一个窗口，显示屏上就会出现模拟好的各种指甲图案和相应的价格，投币后按下选择钮，指甲艺术便开始在你的手上自动操作起来;在享受指甲艺术的自动机之外，还有“洗头机”、“擦鞋机”等，都是投币式的自动服务，真可谓生意做到“头”上了。1.3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，并在程序中清零，6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。7第2章PLC控制系统设计2.1PLC控制系统设计编程要求任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：2.1.1最大限度的满足被控对象的控制要求充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计过程中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计之前就要深入现场进行调查研究，充分收集控制现场的资料，同时收集相关国内、国外相关的资料。同时还要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员等紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。2.1.2保证PLC控制系统安全可靠保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程等方面要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC控制程序不仅能在正常条件下运行，而且要在非正常情况下，也能正常工作。2.1.3力求简单、经济、使用及维修方便一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。2.1.4适应发展的需要由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。82.2PLC控制系统设计的基本原则2.2.1所编的程序要合乎所使用的PLC的有关的规定主要是对指令要准确地理解，正确地使用。各种PLC指令多有类似之处，但还有些差异。对