《基于PLC觸摸屏自動飲料售賣機的控制系統(tǒng)設計》開題報告3200字

基于PLC觸摸屏自動飲料售賣機的控制系統(tǒng)設計開題報告一、選題的背景和意義自動售賣機是可以進行無人售貨的現(xiàn)代機器，集合了光、機、電于一身的自動化商業(yè)設備[1]。自動售貨機的使用場合因其較小的占地面積和其強大的可靠性、穩(wěn)定性，使它幾乎不受任何場地和時間的限制，廣泛存在于城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，深受年輕人和上班族的喜愛。自動售賣機被廣泛用于城市的各種公共場所，上至一線城市，下至六線城市，里面出售的商品五花八門，根據(jù)當?shù)亟?jīng)濟狀況和文化習俗有著較大的不同，從用于商業(yè)的瓶罐飲料、現(xiàn)沖飲料、零食、泡面，到新興一時的街頭自拍機，乃至如今疫情時代大眾的生活必需品——口罩，都被運用于自助售貨機和它的衍生機器。近年來，國內的自助售貨機行業(yè)發(fā)展進步飛快,變化巨大，步行街道、學校、小區(qū)、游戲廳、醫(yī)院、汽車站，都出現(xiàn)了自助售貨機的身影。這樣方便快捷，簡單高效的新型消費方式也逐漸成為主流[2]。作為現(xiàn)在劃時代的產(chǎn)品之一，自動售賣機的出現(xiàn)是社會現(xiàn)代化的標志，一個城市的自動售賣機數(shù)量和密度側面反映了這個城市的繁榮程度。近十年，中國的自動售賣機保有量呈現(xiàn)正比例上升的模型，持續(xù)保持增長。但因為中國發(fā)展的起步相對晚，自動售賣機的發(fā)展起步也晚于西方國家和發(fā)達國家。和作為自動售賣機的主要發(fā)展地區(qū)的歐洲、美國、日本相比，自動售賣機的國內市場存在著巨大的空缺。歐洲的自動售賣機人均占有率在0.083%到2%，美國的人均占有率在0.167%到0.2%，而在日本的人均占有率高達4%[6]，但我國的自動售賣機人均占有率僅有萬分之2.2，若不與人口進行比較，在美國便利店和自動售賣機的數(shù)量成約為1：30的比例，如果我國國內自動售賣機比例要發(fā)展到如此水平，全國就需要接近138萬臺自動售賣機總數(shù)[7]。2020年中國自動售賣機保有量約為67.6萬臺，以此來看，我國的自動售賣機行業(yè)存在著巨大的潛力。在如今的疫情影響下，無人零售行業(yè)更加多姿多彩，自動售賣機非常合時宜地出現(xiàn)在各個會有人口聚集的地方賣起了口罩[8]。除了口罩外，藥品自動售賣機，智能開門柜以及許多自動化設備在現(xiàn)在的新環(huán)境中嶄露頭角。二、研究的基本內容與擬解決的主要問題設計一套基于PLC的自動飲料售賣機的控制系統(tǒng)的設計過程和成品仿真，講解了自動售賣機的發(fā)展背景、發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景。介紹了主控制器的型號選擇原因及其優(yōu)點，程序編寫環(huán)境以及模擬環(huán)境。以自助售貨機實際工作流程以及特點，講解總體的設計思路以及設計方法。以三菱FN2X-48MR型PLC為主控制器，基于三菱GXWorks2編程軟件為環(huán)境，以分模塊設計的思路，完成自助售貨機所要完成的基本功能對程序進行設計，包括了投幣程序、貨物選擇和供給程序、錢幣找補程序三個大模塊。并且將完整程序模擬在觸摸屏模擬軟件上，對各種功能的開發(fā)完成度進行模擬仿真，根據(jù)模擬仿真的具體情況對程序修改及完善。主要問題：自動售賣機根據(jù)實際使用時的內部系統(tǒng)的功能可大致分為三種基本功能，第一種對消費者投入的現(xiàn)金進行準確的運算。根據(jù)投入的現(xiàn)金總額來判斷能否購買某種商品，并給予消費者提示。例如：自動售賣機里提供五種價格不同的商品，價格分別為二元、四元、六元、八元、十元。消費者只投入一元錢時，投入的現(xiàn)金總額達不到任何商品的售價，自動售賣機就沒有提示。如果再投入一元錢，余額達到了二元商品的價格，機器的系統(tǒng)就應提示可以購買二元商品。投入到三元時，余額仍然達到二元價格但未達到四元價格，四元商品還是會沒有提示。投入到四元，余額達到四元商品的價格，系統(tǒng)就應提示可以購買四元商品，與此同時，四元也高于二元商品價格，二元商品也應有可以購買的提示，以此類推，以上的一系列步驟實際上是數(shù)值的加法運算和數(shù)值比較。第二種基本的功能，即是對消費者選擇了被允許購買的商品這一動作做出反應。如果消費者在自動售賣機內共投入了五元，選擇購買了價值四元的商品，自動售賣機應供給出對應的四元商品，同時機器內應扣掉所消費的金額，即扣除了四元。此時還可支配的金額還剩一元，不足以購買任何商品，二元商品和四元商品的提示就應關閉，這一系列步驟實際上是數(shù)值的減法運算，同時也有之前的數(shù)值比較。第三種基本的功能，即是找零退幣。消費者只要投入了錢幣，無論是否進行商品購買，若還有余額的剩余，都應該把所有余額進行退還。對于是否存在余額可進行支配，機器應有提示的必要。從消費者向機器投入現(xiàn)金的那一刻，直到余額為零或進行找零操作，都需要有提示來指引消費者，這一步驟是利用數(shù)值比較而達到“有”或“無”的判斷。如何去實現(xiàn)通過程序的控制達到售賣飲料的目的，將現(xiàn)實中飲料自動售賣機所出售的多種相同價格飲料在程序中進行簡化刪除至一種。為本次設計的主要問題三、研究的方法與技術路線文獻研究法對國內外相關的文獻資料進行搜集整理，主要于PLC，控制系統(tǒng)等關鍵詞，為接下來的研究，提供理論基礎。實驗法通過對整體系統(tǒng)功能進行分析，設計出對應的功能模塊，即能實現(xiàn)通過程序的控制達到售賣飲料的目的，對前文三點的思考，對后續(xù)內容的制作做出以下規(guī)定：（1）將可投入飲料自動售賣機的現(xiàn)金面額分別設定為一元、五元、十元；（2）將飲料自動售賣機可供找零的現(xiàn)金面額分別設定為一元、五元，考慮到消費者有不消費的可能性，將面額十元的現(xiàn)金也納入找零面額；（3）將飲料自動售賣機內可供消費的飲料種類定為四種，分別為礦泉水（二元）、可樂（三元）、脈動（五元）、咖啡（十元）。即以不找零為前提，更多的余額可以有更多種購買方案（10→10=5+5=5+3+2=3+3+2+2）。因設計的主題為程序設計以及模擬，為了能更好得將各個功能做到更直觀的可視化，將部分功能的運行添加指示燈的程序輸出。（1）在消費者給飲料自動售賣機投入現(xiàn)金時，根據(jù)投入設備中的可消費金額，對金額足以購買的商品分別添加了四個指示燈（2）在消費者在自動飲料售賣機通過操作選擇購買商品時，分別給四種商品添加指示燈表示商品供給，同時對應的商品因（1）添加的指示燈進行閃爍以表示程序運行商品供給的運行過程；（3）在整個運行過程中，添加了一個指示燈表示自動飲料售賣機內還有余額可供消費者繼續(xù)購買消費或是找零；（4）為了能在模擬中體現(xiàn)自動飲料售賣機程序中找零的功能，分別用三個指示燈表示了三種現(xiàn)金面額的找零。四、研究的總體安排與進度11月15日前：開始選題，在實踐中與指導老師商討，確定畢業(yè)論文題目及寫作方向。11月25日前：通過查詢資料并結合寫作方向，完成論文任務書的撰寫。12月20日前：完成論文開題報告的撰寫。2月20日前：根據(jù)開題報告和任務書的內容設計，對論文初稿進行撰寫。并在老師的幫助下，修改定稿。3月31日前：論文定稿，準備論文答辯稿4月20日前：完善自己的答辯稿，做好答辯準備。4月至5月：前往學校，進行線下答辯。5月30日前：根據(jù)答辯評委的意見，重新對論文進行修改完善，在學校系統(tǒng)進行終稿上傳。五、主要參考文獻[1]郝志丹.云存儲技術在自助設備行業(yè)中的應用前景[J].現(xiàn)代信息科技,2017.[2]國內自助售貨成消費新寵[J].全國商情(經(jīng)濟理論研究),2015(16):3.[3]OldWorld,HighTech:World'sFirstVendingMachine.[2009-12-08].[4]張津瑋.新零售行業(yè)對傳統(tǒng)零售行業(yè)的優(yōu)勢分析[J].現(xiàn)代商貿工業(yè)，2019，17~19.[5]張建龍,余世明.自動售貨機節(jié)能設計與實現(xiàn)[J].機電工程,2010:59-61.[6]鄭小龍.日本為何偏愛自動售貨機[J].農(nóng)產(chǎn)品市場周刊,2018:58-59.[7]劉月,王忠瑞,李鈺.我國自動售貨機市場發(fā)展分析[J].中國市場,2018,(20):82-83.[8]李禹彤,孫莉儒.口罩自助售貨機進駐校園的可行性[J].百科知識,2021(36):54-55.[9]于瀧.簡析PLC技術在電氣自動控制中的應用[J].中國設備工程,2022(05):195-196.[10]王喜文.工業(yè)3.0是G7的時代，工業(yè)4.0是G20的時代[J].物聯(lián)網(wǎng)技術,2016,6(10):5-6.[11]潘汝濤.淺談PLC的發(fā)展[J].考試周刊,2011(21):148.[12]顧戰(zhàn)松.陳鐵年.可編程控制器原理及應用.國防工業(yè)出版社,1996.[13]滕林,張鵬,陳景光.三菱PLC通信方法的研究[J].工程與試驗,2015,55(02):110-113.[14]MitsubishiFXProgrammableLogicControllers[M].ElsevierLtd:2003-01-01.[15]汪洋.基于三菱FX系列的PLC實驗系統(tǒng)的設計[J].咸寧學院學報,2009:87-89.[16]韓以倫,丁道山,李梅等.基于PLC的廂式貨物自動裝車系統(tǒng)的設計[J].制造業(yè)化,2015:115-118.[17]吳璇,吳學偉.基于三菱PLC控制的自動種子售賣機[J].機電工程技術,2018:162-164.[18]左毅