1、 青 岛 工 学 院 毕 业 论 文（设 计） 基于组态王和 PLC 的自动售货机 系统设计 学生姓名 学号 指导教师 学 院 专 业 年级 答辩日期 2015 年 6 月 6 日 青 岛 工 学 院 基于组态王和 PLC 的自动售货机系统设计 完成日期： 指导教师签字： 评阅教师签字： 答辩小组组长签字： 答辩小组成员签字： I 摘 要 随着社会的发展 ， 对饮料类商品需求也在逐渐增加，现今劳动力成本也在 逐渐上升 。 自动售货机是一种根据客户需求 方便快捷购买 物品的机器，自动售货机主要有占地面积小，容易操作 ， 方便购物等优势。自动售货机的应用，不仅可以充分 节省 人力资源，而且还促进了
2、商业贸易发展，给人们的生活带来 诸 多便利。 实验室 PLC 实验箱上有现成的售货机模块， 用 PLC 设计自动售货机控制系统，结合实验箱上的售货机模块 ，模拟自动售货机的功能。 用 组态王 设计人机界面、 监控系统，实现自动售货机内的库存信息及时地传送到电脑中，从而确保组态王对实 验箱的售货机达到全面的监控。 关键词 ： PLC； 组态王 ； 自动售货机； 通讯 II Abstract Nowadays,the labor costs and the demand for beverage products are gradually increasing with the developm
3、ent of the society.Vending machine is a kind of machine which can purchase goods conveniently based on customers requirement.Vending machine has some advantages of small footprint,easy operation and shopping conveniently so on.It can not only save the human resources,but also promote the development
4、 of commercial trade and bring conveniences to peoples life in the application of the vending machine. The laboratory PLC experimental box has the ready-made vending machine module, with the PLC design automatic vending machine control system, with the experiment box on the machine module, simulatio
5、n vending machine function.Use Kingview to design the man-machine interface, the monitor system, vending machines in the inventory information in a timely manner transmitted to the computer, so as to ensure that the configuration of the experimental box vending machine to achieve a comprehensive mon
6、itoring. Keywords: PLC; Kingview; Vending machine; Communication III 目 录 1 绪论 .1 1.1 本设计研究的背景、目的和意义 .1 1.2 本设计所做的主要工作 .1 2 系统总体的设计方案 .3 2.1 自动售货机的工作原理 .3 2.2 自动售货机的 功能介绍 .4 2.3 系统的设计思路 .4 3 自动售货机模块构造 .5 3.1 自动售货机的顺序功能 .5 3.2 PLC 和售货模块接线 .5 4 自动售货机软件的设计 .7 4.1 梯形图设计规则 .7 4.2 程序设计 .7 4.3 组态王人机界面、监控画面设
7、计 .12 5 售货机和组态王通讯 .17 5.1 上位机调试 .17 5.2 下位机调试 .17 5.3 上位机下位机通讯 .17 6 结语 与展望 .18 参考文献 .19 致 谢 .20 附 录 A .20 附 录 B . 错误 !未定义书签。 基于组态王和 PLC的自动售货机系统设计 1 1 绪论 1.1 本设计研究的背景、目的和意义 自动售货机是一种投入现金购买物品的机器 。 它是集声、光、电一体化的高新智能化产品。随着自动化技术的飞速发展，自动售货机在我国开始 慢慢得到广泛的应用。 在 大型商场、繁华街道、公园以和其他热闹繁华的公共场所随处可见，自动售货机的使用，在一定程度上减少了
8、人力物力 消耗 ， 也 让消费者更加方便。 自动售货机会成为我国最有发展潜力的一种销售模式，也会是一个新的挑战内容。人们 地 生活水平在不断的提高，对大多数的商品需求也在不断 地 增加。根据这类 需求，出现新的 售货模式 ，相比现有的大型超市，购物中心等对劳动力需求比较多的 售货模式 要有优越。现今社会由于劳动力在不断的增加，还有现场控制比较局限和购物便捷等因素，自动售货机作为一种节省人力、又避免场地限 制、购物便捷的一种机器，作为一种新的销售渠道很有优势。从国内巨大的销售市场可以看出，自动售货机有更大的发展空间。 随着我国的经济飞速发展，自动售货机在我国的应用将会越来越普遍。 从 国内自动售
9、货机市场的发展趋向来看，自动售货机从我国沿海的一些经济发达的地区向内陆和一线城市向二线城市三线城市发展，慢慢的从高级宾馆、地铁站、飞机场、火车站、汽车站等场所发展到 各种 人口密度比较大的公共场所，大有星火燎原之势，可以说是将来的自动售货机的发展空间非常大。随着社会不断发展，人们对时间的概念 越来越重 ，消费者都希望能够用最少的时 间最省事的方法买到自己所需要的物品。这样就可以看出自动售货机的优越了。自动售货机不仅不受时间地点的限制，而且节省人力、购物便捷，是一种全新的商业零售形式 。 在科技的不断发展中对自动售货机的要求也越来越高，自动售货机要不断的更新换代，让售货机达到更方便、更快捷的让消
10、费者买到自己需要的物品。这样就更能突出在未来的市场上自动售货机的发展前景。在未来的消费市场上使用自动售货机购买商品将会逐步成为消费者购买物品的一种消费形式，自动售货机的这种快速购买商品的销售形势非常符合现今人们的生活需求。 1.2 本设计所做的主要 工作 本设计是 基于组态王和 PLC的自动售货机系统设计进行研究。用 PLC控制售货机模块，采取组态王为主要监控系统，使其可对自动售货机全面的监控，实现自动售货机内的库存信息及时地传送电脑中，从而实现组态王对售货模块的全面监控。研究的是一个 PLC控制 实 验箱上的自动售货机，用组态王设计出人机画面，通过PLC和组态王进行通讯。达到 实 验箱上的售
11、货机和组态王上的人机界面同步。这个系统主要要实现货物的单价设置、 PLC数据计算和定时的功能。每完成一次购物操基于组态王和 PLC的自动售货机系统设计 2 作所涉及到加法运算、减法运算等功能都用 PLC梯形程序图完成。通过 实 验箱 上的操作把数据传递给组态王监控系统。组态王的人机界面要求要要有 实 验箱上的所有的操作同步功能。 本设计的自动售货机模块需要出售 4种商品。纯净水单价定为 1元，可乐、牛奶、酸奶的初始单价为 0，根据市场的单价可以分别用三个按键设置。模拟投币，投币的面值为一元和五元，当投入的模拟金额不够买东西的单价时，设置一个 LED灯亮，提示余额不足。当买完东西还有剩余金额时，
12、有一个控制退币的按键，按下时退币，设置一个 LED灯亮，提示退币。 组态王的人机界面做到和试验箱上的售货机模块同步， 设计隐藏管理员登陆，当管理员在画面的固定位置 点击，出现管理员登陆入口。 设计 登陆管理员后才可看到的 监控页面 ：监控售货机的历史货币交易额，可监控历史总营业额、投入一元张数、投入五元张数、投入总金额、退币总额，记录近一个月的数据，可进行打印；监控历史销售数据，可监控历史销售各种饮料的数量，记录近一周的数据，可进行打印；监控实时交易信息，可监控添加货物后的投币总额、退币总额、销售各种饮料的数量、销售总额，记录近十次的数据，可进行打印；监控售货机机身货物剩余， 售货机库存不足时
13、提示补充。 设计管理员进入后才可操作的饮料单价设置。 设计完进行调试，调试完毕进行通信， 使组态王人机界面和实验箱上售货机同步进行操作。 基于组态王和 PLC的自动售货机系统设计 3 2 系统总体的设计方案 2.1 自动售货机的工作原理 图 2-1 自动售货机模块图 如图 2-1为自动售货机模块图，本设计设计的自动售货机需要出售四种饮料，一种饮料对应一个按键和一个 LED灯泡，用两个按键分别模拟顾客投入一元和五元现金，并用数码管显示出来。假设选择饮料的单价小于 可消费金额 时，按下饮料对应的按键，取物口上的 LED灯泡亮，提示顾客取出货物。假设顾客投入的 可消费金额不够购买饮料时按下了购物按键
14、，余额显示的数码管旁会有一个 LED灯亮，提醒顾客余额 不足。当购买饮料结束后，有余额 时 ，有一个按键控制退币系统，按下退币按钮就能退出余额。退币口有一个 LED灯会闪烁 5秒，提示顾客取出余额。 本设计设计的自动售货机，用 PLC控制售货模块的按键、 LED灯和数码管。内部还有传感器、通讯模块等部件。分别实现售货机数据采集，和信息传递的功能。 下面介绍自动售货机的工作原理 1. 首先按模拟投币按钮，经过传感器采集信息数据。 把接收到的信息数据传送个通讯模块。 2. 通讯模块把接收到的数据传个控制系统，控制系统收到信息之后，启动售货基于组态王和 PLC的自动售货机系统设计 4 模块的按键。显
15、示那个饮料有货，那个饮料 货量不足或售完。 3. 顾客选取商品后，售货系统把饮料送出。 4. 售货机界面显示余额，余额若大于饮料的单价，顾客还可继续买饮料。 5. 买完饮料顾客按退币按键，监控将重新记录实时数据。 2.2 自动售货机的 功能介绍 1. 自动售货机出售四种饮料：纯净水 单价设定为 1元，可乐 单价设定为 2元，牛奶 单价设定为 3元，酸奶 单价设定为 4元。 2. 自动售货机只可以模拟投入 1元和 5元币；投入现金总额小于顾客所需的商品价格，机器正常运行，并显示金额不足。 3. 每按下退币按钮一次，退币口的提示灯闪烁 5秒钟。 4. 当顾客完成正常投币，选择商品后，取物口对应 L
16、ED灯闪亮，提醒取物，即完成购买过程。 5. 一次能购买一种商品中的一个， 如果 需要购买更多商品，需重复操作。 2.3 系统的设计思路 本自动售货机的设计，主要通过组态王人机界面和试验箱上的售货模块同步，实现指令的输入，用 PLC作为核心控制器件，用 RS485总线中的 PPI协议，实现组态王对售货机的控制。这样就实现了自动售货机物品交易。本设计主要是 PLC软件设计、组态王人机界面设计和组态王监控界面设计。 PLC模块选西门子 S7-200PLC，试验箱上的售货机模块 为外部器件。 PLC控制软件根据售货机的设计内容和控制要求精准的绘制出售货机的顺序功能图和梯形图。按照组态王人机界面的要求
17、，设计出符合设计并可以和试验箱上同步的人机界面。设计出监控画面，连接到人机界面动态。实现自动售货机的模拟实验。基于组态王和 PLC的自动售货机系统设计 5 3 自动售货机模块构造 3.1 自动售货机的顺序功能 图 3-1 自动售货机购物顺序功能图 本设计的自动售货机的基本功能是对投入的现金进行加减，根据模拟投入现金面值进行加减，判断投入的总额能不能够买饮料的金额，做出相对 应的操作。如图3-1自动售货机购物顺序功能图，售货机通电时处于初始状态，本设计售货机出售 4种饮料，纯净水卖 1元，可乐、牛奶、酸奶初始为 0，经过对应的单价设置键设置可乐卖 2元、牛奶卖 3元、酸奶卖 4元。设置完单价后，售货机处于正常工作状态。当购物者投入的现金超过购买饮料的单价时，买饮料的对应按键接通，按下相对应的饮料按键，出货口 LED灯亮，提示购物成功。购买完成后，判断是否有余额。没有余额返回等待购物状态，有余额按下退币键，售货机余额清零，然后返回等待购物状态。 3.2 PLC和售货模块接线 现如今最常用的 PLC种类有：西门子、欧姆龙、三菱、台达等。在这么多不同型号的 PLC中，西门子 S7-200型 PLC具有实时性能高，运行速度快及通讯功能强大等特点。硬件上统一采用模块化设计，能够与很多种控制系统联系在一起来适应不开始 投币 购买饮料 是否有余额 N Y 退币
