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。
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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。
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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：
选择商品投入钱币取出商品找回零钱图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：
投入钱币选择商品取出商品找回零钱图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
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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。
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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。
指示灯硬币识别器投币PLC纸币识别器按钮接触器电机
图2.1 硬件结构图
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