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基于PLC的自动售货机的毕业设计论文(1)

一、1.引言

随着社会经济的快速发展，人们的生活节奏不断加快，对于便捷、高效的购物方式的需求日益增长。自动售货机作为一种无人值守的零售终端，凭借其24小时不间断服务、操作简便、商品种类丰富等特点，在零售市场中占据了越来越重要的地位。传统的自动售货机多采用单片机控制系统，其功能相对单一，智能化程度不高，难以满足现代消费者对于个性化、智能化的需求。因此，将可编程逻辑控制器（PLC）应用于自动售货机的设计与控制，成为提高自动售货机智能化水平、增强用户体验的关键技术之一。

可编程逻辑控制器（PLC）是一种广泛应用于工业自动化领域的数字运算控制器，具有编程灵活、可靠性高、抗干扰能力强等特点。PLC通过编程实现对各种输入信号的逻辑处理，输出控制信号以驱动执行机构完成相应的动作。将PLC应用于自动售货机的设计，可以实现自动售货机的智能化控制，提高其工作效率和用户体验。本文旨在研究基于PLC的自动售货机系统设计，通过对PLC控制原理和自动售货机工作流程的分析，设计一套具有智能化、高效性、可靠性的自动售货机控制系统。

自动售货机系统设计涉及多个方面，包括硬件选型、软件编程、系统调试等。在硬件选型方面，需要综合考虑自动售货机的功能需求、成本预算、空间限制等因素，选择合适的PLC、传感器、执行机构等硬件设备。在软件编程方面，需要根据自动售货机的工作流程，编写相应的PLC控制程序，实现对商品库存管理、交易处理、故障诊断等功能。在系统调试方面，需要对整个系统进行测试和优化，确保其稳定可靠地运行。本文将详细介绍基于PLC的自动售货机系统设计过程，包括硬件选型、软件编程、系统调试等关键环节，为相关领域的研究和实际应用提供参考。

二、2.基于PLC的自动售货机系统设计

(1)在硬件设计方面，本文所选用的PLC型号为西门子S7-1200系列，该系列PLC具有丰富的I/O接口和较强的数据处理能力，能够满足自动售货机的控制需求。此外，系统还配备了温度传感器、重量传感器、光传感器等，用于实时监测商品库存、商品重量以及交易过程。例如，在商品库存管理模块中，通过温度传感器实时监测商品的存储环境，确保商品的新鲜度和品质；重量传感器用于检测购买商品的实际重量，确保计价准确；光传感器则用于检测用户是否正确放置了商品，防止商品被错误放置导致计价错误。

(2)在软件设计方面，本文采用模块化设计思路，将自动售货机控制系统划分为商品管理、交易处理、故障诊断、用户交互四个主要模块。商品管理模块负责商品的入库、出库、库存查询等操作，实现商品信息的实时更新；交易处理模块负责处理用户的购买请求，包括商品识别、计价、找零等；故障诊断模块负责检测系统异常，并在出现故障时给出相应的报警信息；用户交互模块则通过显示屏和键盘与用户进行交互，提供友好的用户界面。以交易处理模块为例，当用户选择购买商品时，系统会自动识别商品信息，计算出价格，并在用户支付后自动找零，整个过程仅需数秒。

(3)在系统实现过程中，本文采用了以下关键技术：①PLC编程技术，通过编写梯形图程序实现对自动售货机的控制；②传感器数据处理技术，将传感器采集到的数据经过处理，转换为PLC可识别的信号；③通信技术，利用以太网或无线通信技术实现PLC与其他模块之间的数据交换。以通信技术为例，本文采用MODBUSRTU协议进行数据传输，保证了数据传输的稳定性和实时性。在实际应用中，通过对系统进行多次测试和优化，验证了该系统具有以下优点：①系统运行稳定，故障率低；②用户操作简便，购物体验良好；③系统可扩展性强，便于后期功能升级和扩展。

三、3.系统实现与测试

(1)系统实现阶段首先进行了硬件搭建，包括PLC、传感器、执行机构等设备的安装和接线。在搭建过程中，严格按照设计图纸进行，确保各部件连接正确无误。例如，PLC与传感器之间的连接采用屏蔽双绞线，以减少干扰信号的影响。此外，还对PLC的程序进行了初步调试，确保其能够接收传感器信号并正确执行控制指令。

(2)软件开发阶段，采用VisualStudio编程环境，编写了PLC的控制程序。程序首先进行初始化，设置PLC的输入输出端口，并配置传感器和执行机构的参数。在控制程序中，采用状态机设计方法，将自动售货机的运行过程划分为多个状态，如待机状态、商品选择状态、支付状态、找零状态等。每个状态都有相应的处理逻辑，确保系统在各个状态下能够正常运行。例如，在支付状态中，程序会根据用户输入的金额进行计算，并控制找零执行机构完成找零操作。

(3)系统测试阶段，对自动售货机进行了全面的性能测试和功能测试。性能测试主要包括响应时间、准确度、稳定性等方面，确保系统在高速运行时仍能保持良好的性能。功能测试则针对系统各个模块的功能进行验证，包