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课程设计(论文)基于plc的地铁自动售票机控制系统设计毕业

一、引言

随着城市化进程的加快，城市轨道交通系统在我国得到了迅速发展。地铁作为城市公共交通的重要组成部分，其便捷性、准时性和安全性受到了广大乘客的青睐。然而，在地铁运营过程中，自动售票机作为乘客购票的主要设备，其性能的优劣直接影响到乘客的出行体验。传统的地铁自动售票机存在着结构复杂、维护成本高、故障率较高等问题，已无法满足现代城市轨道交通系统的发展需求。为了提高地铁自动售票机的性能，降低运营成本，提高乘客的购票效率，本文提出了一种基于PLC的地铁自动售票机控制系统设计。

随着电子技术的不断发展，可编程逻辑控制器（PLC）在工业自动化领域得到了广泛应用。PLC具有可靠性高、编程灵活、易于维护等优点，将其应用于地铁自动售票机控制系统设计中，有望解决传统自动售票机存在的问题。本文旨在通过对地铁自动售票机控制系统进行优化设计，实现自动售票机的高效、稳定运行，为地铁运营提供有力保障。

地铁自动售票机控制系统设计涉及多个学科领域，包括计算机技术、自动控制理论、电气工程等。本文以PLC为核心，结合现代控制理论，对地铁自动售票机控制系统进行了深入研究。首先，对地铁自动售票机的需求进行了详细分析，明确了系统设计的目标和功能。然后，针对地铁自动售票机的特点，提出了基于PLC的控制系统设计方案。在系统设计过程中，充分考虑了系统的可靠性、实时性和易用性，以确保地铁自动售票机在复杂环境下的稳定运行。最后，通过仿真实验和实际测试，验证了所设计控制系统的可行性和有效性。

二、系统需求分析

(1)地铁自动售票机控制系统设计需满足的基本功能包括票务管理、乘客服务、信息显示、设备监控等方面。票务管理功能要求系统能够实现车票的售出、回收、查询、统计等功能，同时具备防伪、防作弊、防伪钞等功能，确保票务数据的安全可靠。乘客服务功能则需提供清晰易懂的操作界面，便于乘客快速完成购票、查询等操作。信息显示功能要求系统能够实时显示车次信息、票价信息、剩余车票数量等信息，为乘客提供便捷的出行服务。设备监控功能则需实时监测自动售票机的运行状态，确保设备在异常情况下能够及时报警并采取措施。

(2)在性能要求方面，地铁自动售票机控制系统应具备以下特点：首先，系统应具有高可靠性，能够适应各种恶劣环境，保证长期稳定运行。其次，系统应具备较高的实时性，能够在短时间内完成票务交易、乘客查询等操作，提高乘客购票效率。此外，系统应具备较强的容错能力，能够在部分组件出现故障时，仍能保持部分功能的正常运行。最后，系统应具有良好的可扩展性，以便在未来升级和扩展时，能够方便地添加新的功能或更换部分组件。

(3)在安全性要求方面，地铁自动售票机控制系统需遵循以下原则：一是数据安全性，确保乘客的个人信息和票务数据不被泄露；二是操作安全性，防止非法操作导致系统故障或票务损失；三是系统安全性，防止恶意攻击、病毒入侵等安全威胁。为此，系统需采取加密技术、身份认证、访问控制等措施，确保系统安全可靠。同时，系统还应具备故障恢复能力，能够在发生故障时，快速恢复正常运行，减少对地铁运营的影响。

三、系统设计

(1)系统硬件设计方面，采用PLC作为核心控制器，配合人机界面（HMI）、传感器、执行器等组成控制系统。PLC具有强大的数据处理能力和稳定的运行性能，适合用于地铁自动售票机控制。HMI用于显示系统状态、操作提示等信息，方便乘客和工作人员进行交互。传感器用于检测票盒状态、钞票识别等，确保票务交易顺利进行。执行器则负责控制出票机、找零机等设备，实现票务交易和找零功能。

(2)在软件设计方面，系统采用模块化设计，将功能划分为票务管理模块、乘客服务模块、设备监控模块等。票务管理模块负责处理票务交易、车票查询、统计等业务；乘客服务模块负责提供清晰的界面和操作提示，提高乘客购票效率；设备监控模块负责实时监测系统状态，及时发现并处理故障。系统软件采用C语言进行编写，以保证运行效率和稳定性。

(3)系统通信设计方面，采用以太网通信方式，实现PLC与HMI、传感器、执行器等设备之间的数据交换。以太网通信具有传输速度快、距离远、抗干扰能力强等特点，适合地铁自动售票机控制系统的通信需求。同时，系统设计考虑了数据传输的安全性，采用加密技术确保通信过程中的数据安全。

四、系统实现与测试

(1)系统实现阶段，首先搭建了实验平台，对PLC、HMI、传感器、执行器等硬件设备进行了安装和调试。在硬件安装完成后，开始编写软件程序，包括PLC控制程序、HMI界面程序、数据通信程序等。PLC控制程序负责实现票务交易、设备控制、状态监测等功能；HMI界面程序负责显示系统状态、操作提示、信息查询等；数据通信程序负责实现设备间数据交换和传输。在编写过程中，严格按照设