《基于PLC觸摸屏自動飲料售賣機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》開題報(bào)告3200字

基于PLC觸摸屏自動飲料售賣機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告一、選題的背景和意義自動售賣機(jī)是可以進(jìn)行無人售貨的現(xiàn)代機(jī)器，集合了光、機(jī)、電于一身的自動化商業(yè)設(shè)備[1]。自動售貨機(jī)的使用場合因其較小的占地面積和其強(qiáng)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(jī)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(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)狀況和文化習(xí)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(jī)，乃至如今疫情時代大眾的生活必需品——口罩，都被運(yùn)用于自助售貨機(jī)和它的衍生機(jī)器。近年來，國內(nèi)的自助售貨機(jī)行業(yè)發(fā)展進(jìn)步飛快,變化巨大，步行街道、學(xué)校、小區(qū)、游戲廳、醫(yī)院、汽車站，都出現(xiàn)了自助售貨機(jī)的身影。這樣方便快捷，簡單高效的新型消費(fèi)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(jī)的出現(xiàn)是社會現(xiàn)代化的標(biāo)志，一個城市的自動售賣機(jī)數(shù)量和密度側(cè)面反映了這個城市的繁榮程度。近十年，中國的自動售賣機(jī)保有量呈現(xiàn)正比例上升的模型，持續(xù)保持增長。但因?yàn)橹袊l(fā)展的起步相對晚，自動售賣機(jī)的發(fā)展起步也晚于西方國家和發(fā)達(dá)國家。和作為自動售賣機(jī)的主要發(fā)展地區(qū)的歐洲、美國、日本相比，自動售賣機(jī)的國內(nèi)市場存在著巨大的空缺。歐洲的自動售賣機(jī)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(dá)4%[6]，但我國的自動售賣機(jī)人均占有率僅有萬分之2.2，若不與人口進(jìn)行比較，在美國便利店和自動售賣機(jī)的數(shù)量成約為1：30的比例，如果我國國內(nèi)自動售賣機(jī)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(jī)總數(shù)[7]。2020年中國自動售賣機(jī)保有量約為67.6萬臺，以此來看，我國的自動售賣機(jī)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(jī)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(jī)，智能開門柜以及許多自動化設(shè)備在現(xiàn)在的新環(huán)境中嶄露頭角。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題設(shè)計(jì)一套基于PLC的自動飲料售賣機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程和成品仿真，講解了自動售賣機(jī)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(diǎn)，程序編寫環(huán)境以及模擬環(huán)境。以自助售貨機(jī)實(shí)際工作流程以及特點(diǎn)，講解總體的設(shè)計(jì)思路以及設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的思路，完成自助售貨機(jī)所要完成的基本功能對程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括了投幣程序、貨物選擇和供給程序、錢幣找補(bǔ)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(jìn)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(jī)根據(jù)實(shí)際使用時的內(nèi)部系統(tǒng)的功能可大致分為三種基本功能，第一種對消費(fèi)者投入的現(xiàn)金進(jìn)行準(zhǔn)確的運(yùn)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(fèi)者提示。例如：自動售賣機(jī)里提供五種價(jià)格不同的商品，價(jià)格分別為二元、四元、六元、八元、十元。消費(fèi)者只投入一元錢時，投入的現(xiàn)金總額達(dá)不到任何商品的售價(jià)，自動售賣機(jī)就沒有提示。如果再投入一元錢，余額達(dá)到了二元商品的價(jià)格，機(jī)器的系統(tǒng)就應(yīng)提示可以購買二元商品。投入到三元時，余額仍然達(dá)到二元價(jià)格但未達(dá)到四元價(jià)格，四元商品還是會沒有提示。投入到四元，余額達(dá)到四元商品的價(jià)格，系統(tǒng)就應(yīng)提示可以購買四元商品，與此同時，四元也高于二元商品價(jià)格，二元商品也應(yīng)有可以購買的提示，以此類推，以上的一系列步驟實(shí)際上是數(shù)值的加法運(yùn)算和數(shù)值比較。第二種基本的功能，即是對消費(fèi)者選擇了被允許購買的商品這一動作做出反應(yīng)。如果消費(fèi)者在自動售賣機(jī)內(nèi)共投入了五元，選擇購買了價(jià)值四元的商品，自動售賣機(jī)應(yīng)供給出對應(yīng)的四元商品，同時機(jī)器內(nèi)應(yīng)扣掉所消費(fèi)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(yīng)關(guān)閉，這一系列步驟實(shí)際上是數(shù)值的減法運(yùn)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(fèi)者只要投入了錢幣，無論是否進(jìn)行商品購買，若還有余額的剩余，都應(yīng)該把所有余額進(jìn)行退還。對于是否存在余額可進(jìn)行支配，機(jī)器應(yīng)有提示的必要。從消費(fèi)者向機(jī)器投入現(xiàn)金的那一刻，直到余額為零或進(jìn)行找零操作，都需要有提示來指引消費(fèi)者，這一步驟是利用數(shù)值比較而達(dá)到“有”或“無”的判斷。如何去實(shí)現(xiàn)通過程序的控制達(dá)到售賣飲料的目的，將現(xiàn)實(shí)中飲料自動售賣機(jī)所出售的多種相同價(jià)格飲料在程序中進(jìn)行簡化刪除至一種。為本次設(shè)計(jì)的主要問題三、研究的方法與技術(shù)路線文獻(xiàn)研究法對國內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)資料進(jìn)行搜集整理，主要于PLC，控制系統(tǒng)等關(guān)鍵詞，為接下來的研究，提供理論基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)法通過對整體系統(tǒng)功能進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出對應(yīng)的功能模塊，即能實(shí)現(xiàn)通過程序的控制達(dá)到售賣飲料的目的，對前文三點(diǎn)的思考，對后續(xù)內(nèi)容的制作做出以下規(guī)定：（1）將可投入飲料自動售賣機(jī)的現(xiàn)金面額分別設(shè)定為一元、五元、十元；（2）將飲料自動售賣機(jī)可供找零的現(xiàn)金面額分別設(shè)定為一元、五元，考慮到消費(fèi)者有不消費(fèi)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(jī)內(nèi)可供消費(fèi)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(shè)計(jì)的主題為程序設(shè)計(jì)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(yùn)行添加指示燈的程序輸出。（1）在消費(fèi)者給飲料自動售賣機(jī)投入現(xiàn)金時，根據(jù)投入設(shè)備中的可消費(fèi)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(fèi)者在自動飲料售賣機(jī)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(yīng)的商品因（1）添加的指示燈進(jìn)行閃爍以表示程序運(yùn)行商品供給的運(yùn)行過程；（3）在整個運(yùn)行過程中，添加了一個指示燈表示自動飲料售賣機(jī)內(nèi)還有余額可供消費(fèi)者繼續(xù)購買消費(fèi)或是找零；（4）為了能在模擬中體現(xiàn)自動飲料售賣機(jī)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(jìn)度11月15日前：開始選題，在實(shí)踐中與指導(dǎo)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(jié)合寫作方向，完成論文任務(wù)書的撰寫。12月20日前：完成論文開題報(bào)告的撰寫。2月20日前：根據(jù)開題報(bào)告和任務(wù)書的內(nèi)容設(shè)計(jì)，對論文初稿進(jìn)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(zhǔn)備論文答辯稿4月20日前：完善自己的答辯稿，做好答辯準(zhǔn)備。4月至5月：前往學(xué)校，進(jìn)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(jìn)行修改完善，在學(xué)校系統(tǒng)進(jìn)行終稿上傳。五、主要參考文獻(xiàn)[1]郝志丹.云存儲技術(shù)在自助設(shè)備行業(yè)中的應(yīng)用前景[J].現(xiàn)代信息科技,2017.[2]國內(nèi)自助售貨成消費(fèi)新寵[J].全國商情(經(jīng)濟(jì)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(mào)工業(yè)，2019，17~19.[5]張建龍,余世明.自動售貨機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)電工程,2010:59-61.[6]鄭小龍.日本為何偏愛自動售貨機(jī)[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(jī)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(jī)進(jìn)駐校園的可行性[J].百科知識,2021(36):54-55.[9]于瀧.簡析PLC技術(shù)在電氣自動控制中的應(yīng)用[J].中國設(shè)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(shù),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(yīng)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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