【文章內(nèi)容簡介】 哈爾濱理工大學?？粕厴I(yè)論文 1 第 1章 緒論 自動售貨機的理論背景與實際意義 自動售貨機是一種全新的商業(yè)零售形式， 20 世紀 70 年代自日本和歐美發(fā)展起來。它又被稱為 24 小時營業(yè)的微型超市。在 日本， 70％的罐裝飲料是通過自動售貨機售出的；全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有 50 萬臺飲料自動售貨機。 在中國 ,自動售貨機 1999 年開始進人中國市場．如今，在機場、地鐵、商場、公園等客流較大的場所，已不難發(fā)現(xiàn)自動售貨機的身影 [1]。 從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費以及消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因 素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應(yīng)運而生了 。 它的售貨領(lǐng)域非常廣泛，是發(fā)達國家商品零售的一種主要方式。近幾年，自動售貨機逐漸被越來越多的消費者所接受。但由于售貨機分布零散、范圍廣闊的特點，自動售貨機在為消費者帶來方便的同時，也為經(jīng)營者在監(jiān)控、管理、維護等方面帶來很大的不便。目前售貨機運行的各種情況都需要由人工判斷，包括缺貨、缺零錢、幣箱已滿、售貨機機械故障等，經(jīng)營者普遍采用人工定時巡回視察的管理辦法，既費時費力，又無法及時準確獲取自動售貨機狀態(tài)報告，給經(jīng)營者增加了管理成本和難度，也有可能給消費者 的正常消費造成不便 [2]。 本系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)可以使自動售貨機的經(jīng)營者可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計的銷售狀況進行商品銷售狀況分析，預(yù)測商品的銷售走勢，確定合理的采購和配送策略，以期獲得最高的投資回報率。同時售貨機的一些故障信息和警報信息可以實時的傳送到相應(yīng)運營人員，從而可以在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決問題。 哈爾濱理工大學專科生畢業(yè)論文 2 自動售貨機設(shè)計的主要內(nèi)容 、一元的硬幣 ； （ 2 分鐘）不按任何按鍵，自動售貨機將退還所投硬幣； ，對應(yīng)的物品指示 燈亮綠燈； ，按下按下相應(yīng)的按鍵，相應(yīng)的物品排出，同時指示燈綠燈閃爍； ，自動售貨機會自動將余款退還顧客； 20 秒無操作，自動售貨機會自動將余款退還顧客； ，按下退款按鍵，自動售貨機會自動將余款退還顧客； ； ，對應(yīng)的物品指示燈亮紅燈，顧客按下相應(yīng)的按鍵無反應(yīng)（不出物品，不減余額），并向總部發(fā)送所缺物品。 自動售貨機設(shè) 計的基本思路 本次設(shè)計的題目是 基于 PLC 自動售貨機 的系統(tǒng)設(shè)計 ，主要是應(yīng)用 三菱 FX2N 型 PLC 的梯形圖來設(shè)計控制程序，并簡單介紹相關(guān)的知識，如： PLC 的定義、 PLC 的編程語言、 PLC 的硬件組成等。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù) PLC 的相關(guān)知識設(shè)計出它的外部接線圖，結(jié)合梯形圖和外部接線圖分析說明該設(shè)計的控制原理過程。 本次設(shè)計的重要部分是第 四 章的設(shè)計部分，即自動售貨機梯形圖的設(shè)計。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和控制要求準確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖準確設(shè)計出它的梯形圖，這樣才能真正理解 自動售貨機 的 系統(tǒng) 控制原理。 哈爾濱理工大學專科生畢業(yè)論文 3 第 2章 PLC 的概述 PLC 的特點和應(yīng)用 PLC 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，以用戶需要為主，又采用了先進的微型計算機技術(shù)，所以具有以下幾個顯著特點 [3]。 (1)可靠性高 PLC 由于選用了大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件和軟件的設(shè)計制造過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，所以具有很高的可靠性。 PLC 控制系統(tǒng)平均無故障時間可達 2 萬小時以上。高可靠性是 PLC 成為通用自動控制設(shè)備的首選條件之一。 (2)編成簡單、使用方便 PLC 的編程采用 類似繼電控制系統(tǒng)電器原理的梯形圖，用串聯(lián)、并聯(lián)、定時、計數(shù)等人們所熟悉的概念，使計算機語言大眾化，只要是比較熟練的電工和熟悉工業(yè)和知識的人在幾天內(nèi)就能學會，只是 PLC 得到推廣的重要原因之一。 (3)通用性好，具有在線修改能力 PLC 的硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活的組態(tài)以適應(yīng)不同的控制對象、控制規(guī)模和控制功能的要求，給組成各種系統(tǒng)帶來極大的方便。同一臺 PLC 裝置用于不同受控對象時 ,只是輸入輸出組件、功能模塊和應(yīng)用軟件不同。同時， PLC 控制系統(tǒng)中的控制電路是由軟間編程完成的，只要對應(yīng)用程序進行修改就可以滿足不同 的控制要求，因此 PLC 具有在線修改能力，功能易于擴展，給生產(chǎn)帶來了“柔性”，具有慣犯的工業(yè)通用性。 (4) 短設(shè)計、施工、投產(chǎn)試制周期，維護容易 目前 PLC 產(chǎn)品已實現(xiàn)了系列化、標準化，正朝著通用化方向發(fā)展，設(shè)計人員只需要根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，選用相應(yīng)的模塊進行組件設(shè)計。同時，用軟件編程代替了機電控制的硬連線，大大的減輕了繁重的安裝和接線工作，這不僅提高了可靠性，還極大的縮短了施工周期。 PLC 還具有故障檢測及顯示的功能，使故障處理時間可縮短為 10 分鐘，對維護人員的技術(shù)水平要求也不太高。 (5) 體積小 由于采用 了微型計算機技術(shù)，使 PLC 達到了小型和超小型化，很容哈爾濱理工大學專科生畢業(yè)論文 4 易裝入機械設(shè)備內(nèi)部，便于實現(xiàn)機電一體化。 由于上述特點， PLC 作為通用自動控制設(shè)備，可用于單一機電設(shè)備的控制也可用于工藝過程的控制，而且控制精度相當高，操作簡便，又具有很大的靈活性和可擴展性，使得 PLC 的應(yīng)用越來越廣泛。 PLC 與其它工業(yè)控制裝置的比較 (1) PLC 與集散控制系統(tǒng) PLC 是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，初期的功能是以數(shù)字量的順序控制為主。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展， PLC在邏輯運算、璧還調(diào)節(jié)的功能，運算速度提高，輸入輸 出規(guī)模擴大，并開始與小型計算機聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成以 PLC 為重要部件的初級分散控制系統(tǒng) [4]。 集散控制系統(tǒng)是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來，初期的功能以回路調(diào)節(jié)為主。隨著微處理器和單片機的出現(xiàn)，他把順序控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集、過程控制的模擬量儀表和過程監(jiān)控裝置等有機的結(jié)合在一起，形成了新一代的集散型控制系統(tǒng)。 可見，不論是 PLC 還是集散系統(tǒng)，在發(fā)展過程中，始終是互相滲透，互相補充。新一代的 PLC 增強了模擬量控制功能，可配備各種智能模塊，具有了 PID 調(diào)節(jié)功能和構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、組成分級控制的功能。集散系統(tǒng)既有單回路控制功能， 也有多回路控制功能，同時也有順序控制功能。因此，當今的 PLC 與集散控制系統(tǒng)的發(fā)展越來越接近，很多生產(chǎn)過程的控制既可用 PLC 實現(xiàn)，也可用集散系統(tǒng)來實現(xiàn)。 (2) PLC 與工業(yè)控制計算機 工業(yè)控制計算機是指能夠提供各種數(shù)據(jù)采集和控制功能，能夠和工業(yè)對象的傳感器、執(zhí)行機構(gòu)直接接口，能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠運行的計算機系統(tǒng)。工業(yè)控制機是由通用微機推廣應(yīng)用發(fā)展而來，硬件結(jié)構(gòu)方面總線標準化程度高，品種兼容性強，軟件資源豐富，特別是有實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求快速，實時性強，模型復(fù)雜的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。但是， 使用工業(yè)控制機的人員的技術(shù)水平要求較高，一般具有一定的計算機專業(yè)知識。工業(yè)控制機在整機結(jié)構(gòu)上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，因而，不如 PLC 那樣容易推廣。 PLC 是專為工廠現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計的，結(jié)構(gòu)上采用整體密封或插件組合型，并采用了一系列抗干擾措施，在工業(yè)現(xiàn)場使用有很高的可靠性； PLC 是由電氣控制廠家研制出來