钦州学院
自动控制课程设计报告
设计题目：自动售货机
院 系： 专 业： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师：
2014年 10月
目录
一， 摘要……………………………………………………………………………………2 二， 引言……………………………………………………………………………………3 三， 课程要求………………………………………………………………………….3 四， 触点分配………………………………………………………………………….4 五， 硬件及系统程序设计……………………………………………………….5 六， 过程分析…………………………………………………………………………..6 七， 总结…………………………………………………………………………………...9 八， 参考文献…………………………………………………………………………10
摘要
自动售货机是一种全新的商业零售形式目前，它是世界上最大的销售渠道。
自动售货机于 1999 年开始进入中国市场．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。 本次课程设计可以使自动售货机的经营者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。
引言
1.1 本设计的意义 随着社会不断的进步，人们的物质文化与精神文化都在明显的提高，这样表现在出入各个场所采用信用卡支付现金，一人一部手机，节假日看电影，坐地铁，听音乐 。会，逛步行街。。这个现象都表明在物质生活提高的同时，精神生活也提高了，随处可见的出租车，还有随处可见的售货机，这在繁华的都市也已成为不可缺少的一个为市民提供方便的一部机器，只需要投几个硬币就可以选择自己想要的物品。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。自动售货机解放了人力，方便了生活，创造了效益，方便广大的市民。所以设计自动售货机是非常必要的。
1.2 PLC 的概述 可编程控制器简称 PLC，是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机，其本质是一台工业控制专用计算机。它的软件，硬件配置与计算机极为类似，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。硬件主要由中央处理器 CPU、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成。 PLC 是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统，它是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。PLC 是专门为在工
业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它的种类很多、模块丰富、指令功能强大、编程简单、使用方便，而且随着计算机技术的发展，其功能仍然在不断扩大和完善。 PLC 总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。目前，PLC 的处理速度与计算机相比还比较慢，其高的 CPU 也不过 80486，将来会全面使用 64 位的 RISC 芯片，采用多 CPU 进行处理、分时处理或分任务处理方式，将各种模块智能化，部分系统程序用门阵列电路固化，这样可使 PLC 的处理速度达到纳秒级,
1.3 自动售货机介绍 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。 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 2.50 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。
自动售货机是集声、光、机、电于一体的智能科技产物，进入 21 世纪之后，自动售货机进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。使未来的自动售货机不仅仅具有售货功能，而是更加多元化，以及人性化；如：手机支付、远程联机管理、个性的 LCD 广告显示屏，更节能。 自动售货机的普及在某种程度上反应一个国家的科技水平，是一个国家文明程度的象征。实践和直觉告诉我们，自动售货机在中国的横空出世，必将为国内的食品、香烟、饮料等诸多行业带来新的契机，中国的现代文明又将以自动售货机的应用和普及开启一个新的里程碑！
三，课程要求
⑴此自动售货机可投入 1 元、5 元或 10 元硬币。
⑵当投入的硬币总值等于或超过 12 元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值超过 15 元时，汽水、咖啡按钮指示灯都亮。
⑶当汽水按钮指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出 7 秒后自动停止。这段时
间内，汽水指示灯闪动。
⑷当咖啡按钮指示灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出 7 秒后自动停止。这段时间内，汽水指示灯闪动。
⑸若投入的硬币总值超过所需钱数（汽水 12 元，咖啡 15 元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。
PLC 系统选型
S7-200 系列 PLC 适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系 列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此 S7-200 系 列具有极高的性能/价格比。S7-200 系列出色表现在以下几个方面：
⑴ 极高的可靠性和极其丰富的指令集； ⑵ 易于掌握，便捷的操作； ⑶ 丰富的内置集成功能； ⑷ 实时特性；
⑸ 强劲的通讯能力，丰富的扩展模块。
S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖替代继电器的 简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有 关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
四，触点分配
表I/O分配表
5
，硬件及系统程序设计 5.1自动售货机结构示意
该饮料自动售货机结构示意图中，主要用到的电器元件有光电开关、电磁阀、
图 饮料自动售货机结构示意图
执行机构、指示灯以及按钮。光电开关是用来检测投入的硬币的数目，而电磁阀是用来控制饮料的输出，指示灯作为在各种情况下的操作指示。按钮用来控制复位。
5.2梯形图
七.过程分析
当有顾客购买饮料时，投入硬币时经过光传感器感应，然后由光传感器驱动硬币识别器识别硬币,如果是假币则系统自动退出硬币,如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮存腔,并经光传感器感应，然后在PLC内进行数据运算，否则认为是假币并退出系统，投币完成后，系统会将D5内钱币数据和可以购买的饮料价格进行区间比较：若12元≤投币
八.总结
本次课程设计我们的主要任务是用PLC实现自动售货机的功能。一个平常看似简单使用方便的自动售货机，其实并不是那么容易就做成的。我们本次设计所做的只是PLC编程部分，以此实现它的功能。
在接到题目后，起初感觉无从下手，在思考过一段时间后，我和同组同学通过网络以及去图书馆查阅资料，获得了一些有关自动售货机以及PLC编程方面的信息。基于我们本学期所学习的PLC课程，我们自己尝试着编写了程序。经过多次修改以及调试，我们最终获得成功，实现了预期的功能。在设计中我们用到了光电开关、电磁阀、执行机构等我们没怎么接触过的电子器件，之前我对这些元器件不是很了解，由于在设计中用到了，我查阅了一些资料，对它们的原理以及
应用有了深刻地认识。
经过两个礼拜的学习、研究以及经过老师的指导.终于按时完成了课程设计.设计主要研究的是自动售货机中有关于PLC的部分.自动售货机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。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。所以说,自动售货机是今后小商品和饮料销售方式的一个很好的发展趋势.它的出现将极大的方便人们购买所需要的小商品.
通过这次比较完整的自动售货机系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我查阅文 献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行课程设计的目的所在。
九，参考文献
[1] 朱英韬. 工厂电气控制技术. 北京：工业大学出版社，1991.
[2] 静 康. 实用电工典型线路图例. 北京：中国水利水电出版社,1998.
[3] 杨长能,张兴毅. 可编程程序控制器基础及应用.重庆:：重庆大学出版社,2001.
[4] 漆汉宏，PLC电气控制技术.北京：机械工业出版社，2011.
[5] 邓星钟. 机电传动控制. 武汉：华中科技大学出版社,2001.
[6] 全国电气文件编制和图形符号标准化技术委员会. 电气电工及相关标准汇
编.北京：中国电力出版社,2001.
10
钦州学院
自动控制课程设计报告
设计题目：自动售货机
院 系： 专 业： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师：
2014年 10月
目录
一， 摘要……………………………………………………………………………………2 二， 引言……………………………………………………………………………………3 三， 课程要求………………………………………………………………………….3 四， 触点分配………………………………………………………………………….4 五， 硬件及系统程序设计……………………………………………………….5 六， 过程分析…………………………………………………………………………..6 七， 总结…………………………………………………………………………………...9 八， 参考文献…………………………………………………………………………10
摘要
自动售货机是一种全新的商业零售形式目前，它是世界上最大的销售渠道。
自动售货机于 1999 年开始进入中国市场．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。 本次课程设计可以使自动售货机的经营者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。
引言
1.1 本设计的意义 随着社会不断的进步，人们的物质文化与精神文化都在明显的提高，这样表现在出入各个场所采用信用卡支付现金，一人一部手机，节假日看电影，坐地铁，听音乐 。会，逛步行街。。这个现象都表明在物质生活提高的同时，精神生活也提高了，随处可见的出租车，还有随处可见的售货机，这在繁华的都市也已成为不可缺少的一个为市民提供方便的一部机器，只需要投几个硬币就可以选择自己想要的物品。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。自动售货机解放了人力，方便了生活，创造了效益，方便广大的市民。所以设计自动售货机是非常必要的。
1.2 PLC 的概述 可编程控制器简称 PLC，是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机，其本质是一台工业控制专用计算机。它的软件，硬件配置与计算机极为类似，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。硬件主要由中央处理器 CPU、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成。 PLC 是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统，它是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。PLC 是专门为在工
业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它的种类很多、模块丰富、指令功能强大、编程简单、使用方便，而且随着计算机技术的发展，其功能仍然在不断扩大和完善。 PLC 总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。目前，PLC 的处理速度与计算机相比还比较慢，其高的 CPU 也不过 80486，将来会全面使用 64 位的 RISC 芯片，采用多 CPU 进行处理、分时处理或分任务处理方式，将各种模块智能化，部分系统程序用门阵列电路固化，这样可使 PLC 的处理速度达到纳秒级,
1.3 自动售货机介绍 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。 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 2.50 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。
自动售货机是集声、光、机、电于一体的智能科技产物，进入 21 世纪之后，自动售货机进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。使未来的自动售货机不仅仅具有售货功能，而是更加多元化，以及人性化；如：手机支付、远程联机管理、个性的 LCD 广告显示屏，更节能。 自动售货机的普及在某种程度上反应一个国家的科技水平，是一个国家文明程度的象征。实践和直觉告诉我们，自动售货机在中国的横空出世，必将为国内的食品、香烟、饮料等诸多行业带来新的契机，中国的现代文明又将以自动售货机的应用和普及开启一个新的里程碑！
三，课程要求
⑴此自动售货机可投入 1 元、5 元或 10 元硬币。
⑵当投入的硬币总值等于或超过 12 元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值超过 15 元时，汽水、咖啡按钮指示灯都亮。
⑶当汽水按钮指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出 7 秒后自动停止。这段时
间内，汽水指示灯闪动。
⑷当咖啡按钮指示灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出 7 秒后自动停止。这段时间内，汽水指示灯闪动。
⑸若投入的硬币总值超过所需钱数（汽水 12 元，咖啡 15 元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。
PLC 系统选型
S7-200 系列 PLC 适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系 列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此 S7-200 系 列具有极高的性能/价格比。S7-200 系列出色表现在以下几个方面：
⑴ 极高的可靠性和极其丰富的指令集； ⑵ 易于掌握，便捷的操作； ⑶ 丰富的内置集成功能； ⑷ 实时特性；
⑸ 强劲的通讯能力，丰富的扩展模块。
S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖替代继电器的 简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有 关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
四，触点分配
表I/O分配表
5
，硬件及系统程序设计 5.1自动售货机结构示意
该饮料自动售货机结构示意图中，主要用到的电器元件有光电开关、电磁阀、
图 饮料自动售货机结构示意图
执行机构、指示灯以及按钮。光电开关是用来检测投入的硬币的数目，而电磁阀是用来控制饮料的输出，指示灯作为在各种情况下的操作指示。按钮用来控制复位。
5.2梯形图
七.过程分析
当有顾客购买饮料时，投入硬币时经过光传感器感应，然后由光传感器驱动硬币识别器识别硬币,如果是假币则系统自动退出硬币,如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮存腔,并经光传感器感应，然后在PLC内进行数据运算，否则认为是假币并退出系统，投币完成后，系统会将D5内钱币数据和可以购买的饮料价格进行区间比较：若12元≤投币
八.总结
本次课程设计我们的主要任务是用PLC实现自动售货机的功能。一个平常看似简单使用方便的自动售货机，其实并不是那么容易就做成的。我们本次设计所做的只是PLC编程部分，以此实现它的功能。
在接到题目后，起初感觉无从下手，在思考过一段时间后，我和同组同学通过网络以及去图书馆查阅资料，获得了一些有关自动售货机以及PLC编程方面的信息。基于我们本学期所学习的PLC课程，我们自己尝试着编写了程序。经过多次修改以及调试，我们最终获得成功，实现了预期的功能。在设计中我们用到了光电开关、电磁阀、执行机构等我们没怎么接触过的电子器件，之前我对这些元器件不是很了解，由于在设计中用到了，我查阅了一些资料，对它们的原理以及
应用有了深刻地认识。
经过两个礼拜的学习、研究以及经过老师的指导.终于按时完成了课程设计.设计主要研究的是自动售货机中有关于PLC的部分.自动售货机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。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。所以说,自动售货机是今后小商品和饮料销售方式的一个很好的发展趋势.它的出现将极大的方便人们购买所需要的小商品.
通过这次比较完整的自动售货机系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我查阅文 献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行课程设计的目的所在。
九，参考文献
[1] 朱英韬. 工厂电气控制技术. 北京：工业大学出版社，1991.
[2] 静 康. 实用电工典型线路图例. 北京：中国水利水电出版社,1998.
[3] 杨长能,张兴毅. 可编程程序控制器基础及应用.重庆:：重庆大学出版社,2001.
[4] 漆汉宏，PLC电气控制技术.北京：机械工业出版社，2011.
[5] 邓星钟. 机电传动控制. 武汉：华中科技大学出版社,2001.
[6] 全国电气文件编制和图形符号标准化技术委员会. 电气电工及相关标准汇
编.北京：中国电力出版社,2001.
10