基于PLC的自动售货机控制系统的设计4doc.doc

基于PLC的自动售货机控制系统的设计4【实用文档】doc
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引言
自动售货机是自动化时代的产物,它的出现方便了人们的生活购物.由于地理位置的限制，人工的费用,以及时间的差异,给人们的购物限制了一定的条件，为了方便人们的生产生活，自动售货机便出现在人们的生活中,自动售货机以长时间的不间断工作，占地面积小,维修方便，无需人工监守,在国外得到了快速的发展。但是自动售货机在中国市场的拥有量较小,相对于中国人口较大的购买消费能力,自动售货机在中国市场有很大的发展应用空间。但自动售货机的工作环境复杂工作周期长，这就需要自动售货机有较强的抗干扰能力和稳定的控制系统，目前市场上的自动售货机多以PＬＣ为控制系统，该种售货机操作方便，容易维修,购买操作方便,本设计通过分析自动售货机的销售方式和功能要求,以确定控制系统的设计.通过编程软件编写出对应的系统梯形图,调试分析确认系统无误后，导入PLC仿真软件中，对系统进行仿真模拟，检测系统能否满足设计要求。并对系统不足之处进行修改，满足设计要求后,在试验台上进行接线模拟。最终在试验台上模拟出自动售货机的销售方式和购买流程。随着科技的发展,自动售货机还会不断地改进，能更好的为人们提供服务,方便人们的生活。

第一章 绪论
１。1自动售货机研究的背景
自动售货机的出现是自动化社会的产物。在社会消费水平迅速提高的今天，大量的购买消费可发生在任何时间任何地点.由于时间，地理位置的限制，给人们的购物带来了不便,为了满足商业的需求方便人们的购物消费自动售货机便出现在人们的生活中,自动售货机以其占地面积小，２4小时不间断工作,后期投入少的优势方便着人们的生产生活，可放置在人流量较多的车站,学校餐厅,人群密集的小区,街道。自动售货机在一定程度上为人们提供了购买可能，但在国内自动售货机的数量还远远不足，人均占有量少,只能实现简单的购买交易，人工智能欠缺，国内自动售货机还急待发展。基于ＰLC的自动售货机操作方便，性能稳定,销售种类丰富，在市场的销售中有着良好的发展前景。
1。2 自动售货机国内外发展现状
随着自动化时代的来临，以及商业销售发展的需要，自动售货机出现在人们的生活中，美国在二十世纪初期研究出销售香烟的售货机，后来又逐渐出现了销售不同产品的自动售货机。现在自动售货机逐渐发展完善，销售的种类多种多样,操作方便简单不仅能用货币交易们还支持在线付款网上交易.国内自助售货行业起步晚，发展快,随着自动售货机的不断发展其功能也会逐渐完善，人工智能也会做的更好，目前市场上自动售货机主要由投币系统，通过货币识别器识别出货币的面值、真伪，并通过内部系统对币值进行累加，当投入的货币总数大于商品售价时,可以进行商品的选择购买,购买结束后找出余额。较为先进的自动售货机在投币阶段可以进行付款方式的选择，不仅能进行投币，还可选择在移动端进行网上支付。在商品出货方式上有多种出货方式,可根据销售对象的种类设置不同的出货方式，目前较先进的是通过机械手出货方式出货，能保证物品在销售过程中不受损伤，但由于技术及成本的问题,目前市场上的售货机还没有普及此种出货方式,由于国内自动售货机行业发展时间短,与先进国家还有一段的差距。国内自动售货机在稳定性方面,销售商品的多样性还与国外有一定的差距,在管理方面也有很大的欠缺不足,不能很好的监控到售货机的状态。随着行业的发展售货机逐渐接近成熟支持多种付款方式线上和线下支付，支持较大金额的支付与交易结算,根据销售商品的不同商品的出货方式也不同，根据气候地区的不同自动售货机具有制冷，半制冷，制热功能，同时具有多种监控方式。国内自动售货机不断发展以满足商业需求和人们的购物需求，内部系统和智能方面也逐渐完善,自动售货机也逐渐的出现在人们的生活中,在一些城市校园中我们随处可见，它改变着人们的购物方式.
目前市场上的自动售货机根据操作方式分为两类，一类为先选择商品在投入钱币操作流程如下图：
图1.1 操作流程图
此类售货机根据选择的商品价格投入一定的货币.另一类为先投入钱币在选择商品，操作流程如下:
图１。2 操作流程图
此类先投入一定的货币，根据投入的货币选择可购买的商品,两类售货机在购买流程上有一定的差别。
（1) 当发生交易时，货币从投币入口投入，经过货币识别器识别出货币的真伪。当货币为真时,传感器给ＰＬC传送指令。
（2）　ＰLC接到指令把投入的钱币币值累加到一起,再与商品价格形成对比，当投入的币值大于等于商品售价时，对应的商品显示灯亮可进行购买此类商品。自动售货机内此种商品售空,则无法在进行此种商品的购买，此种商品的缺货指示灯亮。　
(３）当某类商品可购买时,按下对应的商品按钮,就可以在取货口进行取货。
（4）当一次购买结束后，余额会再次和商品价格进行比较，若余额仍大于某些商品售价,则还可进行购买.购买结束则可按退币按钮,进行退币结束交易。
（5）系统复位，完成售货。
１。3 本课题研究的目的及意义
在自动化时代,任何的发展研究都是为更好的服务人们的生产生活。由于时间的和地理位置的因素,商场和超市并不能很好的满足人们的购物要求。为了满足商业的销售,也为了更好的满足人们的购物需求，自动售货机便渐渐的渗透到生活的各个角落,如今在学校图书馆，餐厅，车站候车室,以及人员密集的街道都能看到自动售货机的身影.简易的购物操作，多方式的支付方式，和稳定的控制系统，能为用户带来良好的体验。
１．4 研究的主要内容
自动售货机是一种自动化设备,为人们提供24小时售货服务，其扮演的角色不断方便着我们的生活,也越来越受到人们的喜爱。相比以单片机为控制基础的售货机，以PLＣ为控制基础的售货机更能抵抗外部因素带来的干扰,系统稳定性强，设备维修方便,在程序设计上也比较简便，更加适合在复杂的公共环境下使用.具体研究方法分以下步骤：
（1） 硬件设计：通过对自动售货机的功能分析,了解自动售货机的工作原理，分析出硬件组成结构.
（2） 软件设计：根据自动售货机功能的要求,对系统进行模块分解,逐个分析系统模块,掌握模块系统的基础上对整体的系统进行研究分析，编写出所要求的控制程序以实现自动售货机的功能.
（3） 仿真模拟:通过编程软件STＥＰ 7－Micｒo＿WＩＮ SP9编出对应功能的梯形图，调试确认无误后导出程序，在Ｓ7－200　仿真软件上，对系统进行仿真模拟以分析控制系统是否达到设计要求，并通过模拟反馈完善系统设计。确认系统无误后在实验室进行接线模拟，确认系统在实际运用的可行性。

第二章　系统硬件设计
2.1自动售货机硬件结构
在自动售货机控制系统中,各种硬件设备与PLC连接,当硬币识别器，纸币识别器对钱币识别后给ＰLC一个信号，PLC内部进行货币的加数计算.通过各种按钮进行购买，退币的控制。当购买商品时，按下商品选择按钮,ＰLC输出指令通过接触器控制电机进行商品的出货、退币。该自动售货机可靠性强，使用方便,对投入的钱币有自动识别真伪功能，并能对投入的钱进行累计，根据投入的钱币选择商品，当商品缺货时对应的缺货指示灯亮，交易结束进行自动找零。

图2．１ 硬件结构图

２。２ ＰLC选型设计

图2。2 PＬC控制系统图
本次设计以西门子Ｓ７—20０为内部控制系统。以西门子S7-２０0为基础的控制系统的自动售货机可根据销售对象的种类来选择要扩展的模块。直接读写摸拟量I/O模块，不需要复杂的编程，方便了开发人员的程序设计。普通PＬC温度适用范围为０～５5度，宽温型S7—2０0适用温度范围为－25～+70度，为自动售货机复杂的销售环境提供了可能。S７-2０0以其极高的性价比，在工业控制中占有不可替代的地位.

图2.3　ＰＬC外形图
根据自动售货机的功能要求，对PＬC进行模块化设计
（１）系统初始化功能模块.每当发生一次交易时系统都要进行一定的初始化以方便再次购买。如钱币计数系统的初始化,当售货机内存货不足时要及时补给商品，并对商品数量计数系统进行初始化。
（2）货币的辨识功能模块。当有货币投入时,通过货币识别模块进行对货币的识别，当识别通过后会给PLC发送指令通过累计器对钱币计数.
（3)系统显示功能模块。通过系统显示模块来识别投入的钱币是否能够购买某种商品，和商品是否缺货无法购买。
(４)价格比较功能模块。 通过价格比较模块来比较投入的货币是否能达到购买某种商品。
（5）商品选择功能模块。自动售货机售有4种产品,分别为1元的纯净水、2元的山泉水、３元的红茶，４元的奶茶,当投入的货币币值大于等于商品按钮时只要选择对应的商品按钮就可以购买。　
（6）退币功能模块。当交易结束时按下退币按钮就可以退出余额结束购买。
2．3硬币的识别
硬币的识别主要通过识别硬币的材料和尺寸来判别硬币的真伪,硬币的材质是由特殊的合金制作成的，无法伪造出来,不同币值的硬币在尺寸重量上有很明显的差别。当硬币投入后，硬币通过由电感和电容组成的磁场，由于硬币材料和尺寸上的不同，通过磁场时会影响电感的电感量,电感量的变化引起振荡频率的变化，检测到的振荡频率与系统中存在的频率进行对比,就可判别出钱币的真伪,如果钱币为真则给PLC发送信号,进行货币的计算.当投入假币时，由于假币在振荡频率的不同无法通过硬币识别器被弹了出来。

图2.４ 硬币识别器
2.4 纸币的识别
在纸币的投币过程中,纸币要先经过纸币识别器进行识别。在市场上纸币的识别通常为紫外线识别，由于纸币是由特殊的纸张制作而成，在紫外线下没有荧光反射，可以根据荧光的强度辨别钱币的真伪。不同币值的纸币面积大小有所不同，可通过红外装置来辨别钱币纸张的大小来区分币值，当钱币为真时，钱币可通过纸币识别器，并给PLC一个信号，进行货币的累加计算。如果钱币为假,则吐出假币，无信号输出。

图2。5 纸币识别器
2.５电机的选择
当发生购买后,自动售货机要自动出货，市场上售货机出货方式多种多样,根据售货的种类不同，出货方式也有所不同。市场上的售货机大都是通过电机提供动力出货，在自动售货机内部每种产品的出货都需要一个电机来实现，但自动售货机中电机的功率并不需要多大，但当要求电机通电后能迅速动作，因此在电机选择方面我们选择低电压功率较小的直流电机。
2．6自动售货机出货结构
在市场上自动售货机的出货种类方式较多,不同的出货方式都有其优缺点，下面是市场上的两种种出货机构。
目前市场上出现了一种机械臂出货方式,该方式相对于传统的掉落式出货方式更加智能，当发生购买时,自动售货机内部的机械手便上升到对应商品的位置，在抓取商品后,送到取货口出，即可取出货物,这种出货方式很大程度上保护了商品.适用于易碎易损商品的出售，但成本较高不适合以饮料为出售对象的售货机。
旋转式送出机构,把出售的商品放置在螺旋轨道上,当购买时电机动作带动螺旋轨道旋转,当商品转到货到底部开设的口槽时，便从槽口下货,这种出货方式在市场上占有很大份额，它要求电机的转矩较大,不适用于易碎易损商品的出货方式。但本次的销售对象为抗摔抗破碎商品因此选择旋转式出货机构。

第三章 系统软件设计
3．１自动售货机工作流程图
自动售货机内部系统工作是从投币开始，从退币结束。当投入货币时开始对币值进行累加计数,然后判断投入的币值是否大于等于商品的售价，是否能购买商品，购买后计算出余额，若交易结束按下选择按钮即可结束交易，若继续购买余额继续与商品售价比对,判断是否可以购买。

图３.1工作流程图

3。2自动售货机Ｉ／O分配
表3。1　自动售货机I/O分配表
功能名称
定义点
符号
投1元硬币
I0。0
SB１
投5元纸币
I0.１
ＳB2
投10元纸币
I0.2
ＳB3
纯净水选择按钮
I0.3
SＢ４
山泉水选择按钮
I0.4
SＢ5
　找零按钮
I０。５
ＳB6
红茶选择按钮
Ｉ０.６
SＢ7
果汁选择按钮
I0。7
SB8
纯净水出货
Ｑ0。１

山泉水出货
Q0．２

红茶出货
Q0．3

果汁出货
Q0．4

找零
Q0.5

纯净水绿灯（可购买）
Q0．７

山泉水绿灯（可购买)
Q1．0

红茶绿灯（可购买)
Q1．１

果汁绿灯（可购买)
Q1．2

纯净水红灯（售空）
Q１。3

山泉水红灯(售空）
Q1．４

红茶红灯(售空）
Q１。5

果汁红灯（售空）
Q1。6

在上表中ＳB1,、ＳＢ２、ＳB3为货币投入模拟按钮，SB3、SB５、SB7、SB8为相应的商品选择按钮,当投入的钱币满足购物时只需要按下相应的按钮即可购买。ＳB6为找零按钮。在投入货币后，当货币值大于等于某商品时,此时满足购买此物的条件,对应的指示绿灯亮，表示可以购买.如果商品对应的指示红灯亮表示该商品缺货无法购买。
3。3 PLC外部接线图

图3.2 自动售货机外部接线图

３。4 PLC程序的设计
3.4.１钱币计数系统
当出现交易时，顾客每次投入的钱币都需要经过货币真假识别系统进行识别，若货币为伪假币则系统不给ＰLC传递计币指令。若钱币为真则传感器给ＰLC发送计币指令，ＰLC把接收来的信号指令进行系统的处理,累加币值，当投入１元的货币累加1，投入5元的货币累加5，投入10元的货币累加10。下图3．3是当投入钱币，或购买商品后币值发生变化时，C１的值改变。当投入1元时Ｉ0。０闭合，C1累加1,投入5元时Ｍ0．1闭合5次Ｃ1的值加5，投入10元时M0。3闭合10次，C１的值加１0。当发生购买后，根据对应商品的售价值其对应的控制按钮闭合,Ｃ１的值减去对应商品的值。

图3．3　币值计数
下图是当五元时,I0．1闭合，M0.0闭合，系统处于自锁状态.且当T５1计时时间到时系统断开。

图3。4 多元投币梯形图
当Ｍ0．0闭合后，T51,T5２开始计时,当T51计时结束时系统断开停止计时。在 T５2计时时间到时M0.1输出一个信号，同时T5３开始计时，T53计时时间到后T52断开，并开始计时。此时系统完成一个输出周期。在T51结束计时期间M０.1共输出5次，C1的值加5.只要改变Ｔ51的值就可完成其它多元的投币。
3.４。2商品购买系统
当投币完成后，系统把所投入的货币值累加到一起,系统内部进行货币与商品售价的对比,当投币币值大于等于某商品时,该商品的可购买指示灯亮，此时可以进行购买该商品。 按下相应的商品选择按钮即可在自动售货机出货口内取货,接着再进行价格与余额的比较，若余额符合购物条件还可再次进行购买，相应的指示灯亮,若再一次购买后余额仍大于一些商品的价格则还可以继续购物。不然商品指示灯不亮.　如下图3．5，当投入的金额或余额大于等于该商品售价时则可以摁下商品选择按钮Ｉ0.3就可购买此商品,然后通过加减计数器指令计算出余额并存入C1中.当购买该商品时，按下此商品的选择按钮，T5７开始计时，Ｍ1.3常开触点闭合,当计时结束后，M1．3断开经过下降沿触发Q０.1输出，电机工作商品被抛出。

图3.５ 商品的购买出货

图３．6 商品差价计算
当按下购买按钮后,T57开始计时,同时T5８也开始计时,0。5S后T５9开始计时,T５8常开触点闭合M０。4输出一个信号，加减计数器减1，再过0.５Ｓ后Ｔ59常开触点闭合，常闭触点断开。此时一个周期结束Ｃ1的值减1,在Ｔ57计时结束期间共有一个周期，Ｍ０．4一次输出，Ｃ1的值减1。
３。4.3商品计数系统
自动售货机内商品一次存放的数量都是有限的，当自动售货机内的商品销售缺货时,则无法再进行此类商品的购买。以下是纯净水数量的计数，每发生一次购买Ｑ0。1闭合一次,商品数量减少一次,当购买五次后，则无法再进行购买，需要补充商品。

图3.７ 商品计数

3。4。4商品可购买显示
当投入的金额大于商品的售价时且自动售货机内有该商品时则该商品显示绿灯，Q０.７闭合商品可以购买。

图3。8 商品可购买显示
3.４.５缺货显示系统
当商品被多次购买后，C2从设定的商品数量值减到0则C2常闭触点断开，常开触点闭合，则该商品对应的售空不可购买红灯亮，即使投入的钱币大于等于商品售价,也无法进行购买，商品可购买绿灯不再显示.

图3。9商品缺货显示

3．4。6 找零系统
当购买结束后，按下找零按钮Ｉ０．5,Ｑ0。5闭合，找零电机动作,即可把余额退出。

图3。１0　退币找零系统

第四章 仿真模拟
４.１仿真软件的操作设置
学习PLC最有效的手段就是手动编程和上机调试，由于一些条件的限制缺乏实验条件，编写程序后无法检测是否正确,仿真软件的出现解决了这一现状。S7—200 仿真软件能模拟Ｓ７-200的大多数指令和功能，PLC编程过后通过编译确认系统无误后可通过该软件进行仿真模拟,并确认系统的正确可行性。
在系统配置中选择此次试验的CPU的型号，ＣＰU224。在CＰU的右边是拓展模块,可根据要添加的Ｉ／Ｏ点拓展模块数量。仿真软件不能直接接受Ｓ7－2０0的程序代码，程序编译成功后，在编程软件中导出文件，将程序转换成扩展名为“awl"的文本文件。打开仿真软件,在“程序”中选择“装载程序”,选择要装载的文件。如果仿真软件支持程序中的全部指令和功能，单击工具栏的“运行”按钮,切换到ＲUN模式，此时可对程序进行监控。

图4。1 仿真软件的设置

4.2 系统仿真
在系统的仿真中，系统处于RUN状态，并对程序块进行监控。初始状态下，币值计数Ｃ1的值为0。

图 4。2 投币计数系统模拟

图 ４.3 一元投币计数
当按下I０.0投币按钮后,I0.0常开闭合C１的值加１。当按下5元投币按钮后，Ｉ0．1常开闭合，M０．１输出，C1的值加５。

图4.4 多元投币计数
当投入的钱币大于等于商品售价时商品可购买指示灯亮.

图4。5 商品可购买提示
当商品可购买按下商品选择按钮，通过计时器,控制M0.４的输出，商品售价为1则M0。4输出１次,加减计数器的值减１.同时Q0。1有输出,电机工作商品被送出。
当一次购买出货后，自动售货机内，商品的库存量减一。

图4．６ 商品计数
当商某一商品被售空对应的缺货指示灯亮，此时无法再进行购买该商品。且当余额小于商品售价时,此商品对应的可购买指示灯熄灭，该商品无法购买。
当交易结束时,余额大于0，按下找零按钮I０.5,Q０．5输出,电机工作找零出币，C1值清零 ，交易结束。

图4.7 退币找零

图4．8 系统复位
4。３ 接线模拟

自动售货机代运营合作协议

甲方：

乙方：

甲、乙双方基于各自拥有的独特优势和能力，本着平等合作、互惠互利的原则，就甲方全权授权委托乙方运作自动售货机事宜达成以下协议：
1 合作形式
本协议所称合作，指由甲方提供自动售货机和商品，乙方负责该自动售货机的运营（包括但不限于商品仓的仓储、仓库至自动售货机的物流、自动售货机的补货、自动售货机现金购买的货币管理、自动售货机的维护保养），双方联合经营的模式。
2 合作期限及目标
本合同期限自年月日起至年月日止。
3 合作范围
本合合作协议所指的自动售货机为区域内的品牌自动售货机台。
4 双方的权利与义务
4.1. 乙方依据甲方实际要求组建并管理自动售货机运营团队，并负责合同约定范围内自动售货机的运营工作，包括但不限于商品仓的仓储、仓库至自动售货机的物流、自动售货机的补货、自动售货机现金购买的货币管理、自动售货机的维护保养、投诉售后等日常工作.
4.2. 乙方应保证自贩机在售商品空置率不超过10%，再售商品空置时间不超过两小时.
4.3. 乙方需配置一名或以上人员专门负责自动售货机运营工作，更换运营人员需双方协商后确定。甲方负责运营初次培训费用,由于乙方原因更换运营人员的，乙方须向甲方支付壹仟圆每人的运营培训费用。
4.4. 乙方须根据实际运营需求提供符合食品安全存放要求的仓库，仓储条件已符合国家食品安全存放要求为准,商品仓储期间产生的损失，乙方按市场批发价赔偿甲方。
4.5. 乙方保证其合法经营范围包含且取得食品流通许可证,由于乙方经营资质问题产生的所有损失均由乙方承担。
4.6. 甲方需按照商品配送数量向乙方支付代运营服务费.具体明细如下：饮料商品售价大于等于2元的按0.4元每瓶支付,小于2元的按0。2元每瓶支付；百货类商品0。2元每件；百货组合销售类商品0.4元每件.
4.7. 甲方保证其已通过或取得所销售商品需要的各项审批或许可，对其所售商品享有唯一的合法的所有权，且商品销售和交付未侵犯任何第三方的权利。
4.8. 甲方在协议期间应尽力配合乙方的各项运营工作，并于首次进行免费运营培训，根据营销的实际情况支付运营服务费用,与乙方共同努力创造销售佳绩.乙方将根据每个月的运营数据提交一份运营服务费清单给甲方，甲方确认后将把该笔款项打入乙方指定账号。
4.9. 自动售货机所产生的现金交易由乙方负责收取保管，并由每周二上午12点前将上周现金交易款转入甲方指定账号。
4.10. 甲方与乙方对接各项运营工作，并协助乙方处理好售后问题,如退换货、退款、处理顾客的投诉维权等工作。
4.11. 甲方有权随时对乙方的销售数据及交易行为进行查阅，发现销售数据或交易行为中存在任何问题或怀疑，均有权向乙方发出询问及要求改正的通知等处理.
4.12. 甲方须保证在合同约束区域内独家授权乙方进行运营，未经乙方同意的情况下，不得再另外授权其他任何第三方进行运营或销售其品牌产品。
5 运营服务费及结算方式
5。1运营服务费
自本合同生效之日起,合同期内甲方必须每月按照商品配送数量向乙方支付代运营服务费.具体明细如下：饮料商品大于等于2元的按0.4元每瓶支付，小于2元的按0.2元每瓶支付;百货类商品0。2元每件；百货组合销售类商品0.4元每件。每月25日前，由甲方向乙方支付上月的服务费。
6指定收款账号
甲方指定收款账号：
开户行
开户名：
账号:
己方指定收款账号：
开户行
开户名：
账号:
7 违约责任
7.1协议一方不履行协议义务或者履行义务不符合协议约定而给另一方造成损失的，应承担损害赔偿责任.
7.2甲方因故延迟或拒绝支付相应的服务费的（节假日/特殊原因除外），乙方有权暂停提供甲方的运营服务，在甲方支付后再重新提供服务；如暂停服务1月后甲方仍未支付,则乙方有权立即终止与甲方的合作协议，要求甲方立即支付应付未付金额，并有权按照应付未付金额要求甲方按照日千分之五的标准支付滞纳金。
7.3甲、乙双方之代理人、受任人、受雇人、合伙人、股权所有人之一切行为均代表该方，其一方违反合同之行为视为该方之行为，该方应对此承担连带法律责任。
8 竞争保护
8。1甲方须保证在合同约束区域内独家授权乙方进行运营,未经乙方同意的情况下，不得再另外授权其他任何第三方进行运营或销售其品牌产品。
8。2 乙方须保证在合同约束区域内不得从事与甲方有竞争关系的自贩机运营工作,且不得将甲方的运营数据透露给任何三方。
9协议的终止
9.1协议期限届满，本协议终止。若双方继续合作，须重新签署新的合作协议，本协议不具有延续性.
9.2任何一方均不可在正常运作情况下单方提出解除本协议。除非一方违约，另一方有权解除协议，否则必须经过双方协商并同意后方能解除本协议。
8.3因任何一方与任何第三方之间存在争议，另一方认为其合法权益受到影响时，可以向另一方提出解除本协议。
10不可抗力
10.1协议双方中的任何一方，由于战争或严重的水灾、火灾，台风和地震等自然灾害，以及双方同意的可作为不可抗力的其他事故而影响协议执行时，则延长履行协议的期限,延长的期限相当于不可抗力事件所影响的时间。
10。2受不可抗力影响的一方应尽快将发生不可抗力事件的情况以 方式通知对方，并于七天内以航空挂号信件或中国邮政特快专递（EMS）将有关当局出具的证明文件提交给另一方进行确认。
11争议的解决
10。1执行本协议所发生的或与本协议有关的一切争议，双方应通过友好协商解决。
10.2如双方通过协商不能达成一致时,则应提交乙方所在地的人民法院予以裁决。
10。3在争议的处理过程中，除正在进行诉讼的部分外，协议的其他部分将继续执行.
10.4本协议终止不影响本条款的效力。
11 协议的生效及其他
11。1本协议只限中国境内有效.
11.2本协议的执行中,除另有规定外，对本协议条款的任何变更、修改和增减或者增加相关附件，都须经双方协商同意并签署书面文件，作为本协议的组成部分,与本协议具有同等效力.
11.3本协议签订生效后，协议内容即在甲方和乙方之间产生法律效力.甲方确认在本协议签订前已认真阅读本协议及附件所有内容，对本协议及附件载明的全部内容全部了解并完全接受。
11.4本协议自甲、乙双方签字盖章后正式生效.正本一式两份,甲、乙双方各执壹份，具有同等法律效力。
11。5本协议由双方于 年 月 日在潍坊市潍城区签订。
（以下无正文)

甲 方(盖章）：乙 方(盖章）：
授权代表（签字）:授权代表（签字）：
年月日年月日

辽宁工程技术大学 　　

　　电气控制技术与PLC 课程设计

设　计　题 目 基于PＬＣ的自动售货机控制系统的设计
指　导 教 师 　 　 　陈伟华 　
院（系、部) 电气与控制工程学院
专　业 班 级
学 　号
姓　 　名
日 　期２０14年6月２3日
课程设计成绩评定表
学期
20１３／2014学年第２学期
姓名

专业

班级

课程名称
电气控制技术与PLC
设计题目
基于ＰLC的自动售货机控制系统的设计
成绩
评分项目
优
良
中
及格
不及格
设计表现
1。设计态度
非常认真
认真
较认真
一般
不认真
2.设计纪律
严格遵守
遵守
基本遵守
少量违反
严重违反
3.独立工作能力
强
较强
能独立设计完成
基本独立设计完成
不能独立设计完成
4.上交设计时间
提早或按时
按时
迟交半天
迟交一天
迟交一天以上
设计说明书
５。设计内容
设计思路清晰，结构方案良好，设计参数选择正确，条理清楚，内容完整，结果正确
设计思路清晰,结构方案合理，设计参数选择正确，条理清楚，内容较完整，极少量错误
设计思路较清晰，结构方案基本合理,设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有少量错误
设计思路基本清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确,调理清楚,内容基本完整,有些错误
设计思路不清晰，结构方案不合理，关键设计参数选择有错误，调理清楚，内容不完整，有明显错误
６。设计书写、字体、排版
规范、整洁、有条理，排版很好
较规范、整洁、有条理，个别排版有问题
基本规范、整洁、有条理，个别排版有问题
基本规范、整洁、有条理，排版有问题较多
不规范、不整洁、无条理，排版有问题很大
7.封面、目录、参考文献
完整
较完整
基本完整
缺项较多
不完整
图纸
8。绘图效果
很出色
较出色
一般
较差
很差
９.布局
合理、美观
较合理
基本合理
有些混乱
布局混乱

10．绘图工程标准
符合标准
较符合标准
基本符合标准
个别不符合标准
完全不符合标准
评定说明:
　不及格标准:设计内容一项否决制，即5为不及格，整个设计不及格,其他4项否决；
优、良、中、及格标准:以设计内容为主体,其他项超过三分之一为评定标准,否则评定为下一等级;如优秀评定，设计内容要符合５，其余九项要有４项符合才能评定为优，否则评定为良好,以此类推。
最终成绩： 　 　　 　 　　 　 　　 　 　 　 评定教师签字:

电气控制技术与PLC课程设计任务书

姓名
朱秋明
题目
基于PLＣ的自动售货机控制系统的设计
设计
要求
（１）自动售货机可投入５角、1元的硬币。
(2）所售饮料标价:纯净水——１元,汽水——2。5元，咖啡——3元。
（3）当投入的硬币总值超过所购饮料的标价时，所对应的可购买饮料的指灯亮，作可购买提示.
(４)当物品对应的指示灯亮时，按下相应的按键，相应的物品排出，5s后自动停止,同时指示灯闪烁。
（５)购买饮料后，系统自动计算剩余币值，并根据剩余币值提示可购买的饮料（指示灯亮）。
（6）当顾客成功购买完一件物品后30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)如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时，自动售货机会自动将余款退还顾客。
（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)。

设计的主要内容
（1） 拟定控制系统的设计的技术要求。
（2） 深入了解和分析被控制对象的工艺条件及控制要求。
（3） 选择适合的的PＬC类型。
（4） 分配I/O点。
（5） 设计控制系统梯形图。
（6） 输入并调试程序.

目录

摘要1
1系统概述2
2　控制要求及设计思路3
2.１控制要求３
2.２方案设计4
2。3控制流程图４
3。 自动售货机的相关设备参数的选定5
3．１PＬC的选择5
3．2硬币识别器6
3．3开关电源6
3．4电磁阀6
3.5液位开关7
４软件设计7
４。１I/Ｏ口分配7
4．2 控制接线图８
４.3　 程序设计9
4．３．1计币部分9
4.3.2比较部分10
4.3.3选择和饮料供应部分11
4．3．４余额计算部分１１
4．3。5退币部分１２
4．3。6报警部分13
5系统调试1３
６结论１4
参考文献１5

摘要
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，可以每天２4h售货，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不但可以实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点.本售货机系统主要是针对纯净水、汽水和咖啡的自动销售.
自动售货机的普及在某种程度上能反映一个国家的科技发展水平，是一个国家的文明程度的象征,实践和直觉告诉我们，自动售货机在中国的横空出世，必将国内的食品、香烟、饮料等诸多行业的发展带来新的契机。
设计以三菱PＬC设计自动售货机控制系统,简要介绍PLC各硬件选型，软件的设计,并具体的进行了PLC梯形图的编写和系统的调试，仿真证明该系统切实可行。
关键词：自动售货机；PLC;调试

1系统概述
自动售货机是可完成无人自动售货，集光、机、电一体化的商业自动化设备。自动售货机不受任何场地限制，方便快捷，可以每天24h售货,因此深受上班族的欢迎。随着科技发展和市场繁荣，很多城市的公共场所里面都放置有自动售货机，出售的商品五花八门,从饮料、零食、香烟、糖果，到牙刷、方便面、自动照相机.近年来，我国的自动售货机行业突飞猛进：在汽车总站、商厦、医院、小区、学校等地区纷纷涌现出自动售货机的踪迹。这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐，同时也是现代化城市配套设施的需求。在人口集中的学校、车站、医院等地方，瓶装的饮料造成大量资金与产品的浪费，本课题就研究用ＰLＣ实现散装饮料的自动销售。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。
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[2］。 　本系统的设计和实现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的运营人员，从而可以在第一时间内发现并解决问题.而且本次设计的题目是基于PLＣ的自动售货机控制系统的设计,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的工作原理、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。

2　控制要求及设计思路
2.1控制要求
(1)自动售货机可投入5角、1元的硬币.　
（2）所售饮料标价:纯净水——1元，汽水——2.5元，咖啡—-3元。
（3）当投入的硬币总值超过所购饮料的标价时，所对应的可购买饮料的指灯亮，作可购买提示。
(４）当物品对应的指示灯亮时，按下相应的按键，相应的物品排出，5s后自动停止，同时指示灯闪烁。
(5）购买饮料后,系统自动计算剩余币值，并根据剩余币值提示可购买的饮料（指示灯亮）。
（6）当顾客成功购买完一件物品后３0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）如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时，自动售货机会自动将余款退还顾客.
（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）。

２。2方案设计
（1)通过分析,取最有把握的思路,故采取一般梯形图进行程序设计。
(2）注意点,程序运行开始阶段要有上电复位，让机子清零。
(３)本自动售货机可使用5角、1元硬币，计币时用ADD指令进行累加从而得到一个投币总额;比较币值时使用ＣMP指令来判断是否符合纯净水排出或汽水排出或咖啡排出的条件；余额计算时用SUB指令从投币总额中扣除顾客所消费的币值总额；退币计算时用到触点型比较指令.
（4）ＰLＣ选用继电器输出型。
（５)要求实现顾客的循环购买，故需实现控制程序的跳转。
(6)退币结束时，使用ZＲST指令进行购买完成的复位，以准备下一个顾客购买饮料,防止出现错误.

２.３控制流程图

自动售货机PLC的控制流程图，如图2。