具有移动支付功能的自动售货机控制系统设计
摘要：跟着科学技术的不断发展，PLC在工程领域的应用得到了疾速的发展，且在各个领域中也占据着越来越重要的地位，并将获得更大的发展。我国人口数量庞大，基于我国人口数量的不断加多，自动售货机的需求量越来越大，而且在人们的衣食住行生活中扮演着重要的角色。在现代社会中，移动互联网技术正在时时地进步，这促进了智能手机购买率的提高，使得移动支付功能得到了发展，移动支付在自动售货机中也得到运用，成为主要的支付模式之一。本次设计的自动售货机以饮料自动售货机为例，主要放在短期内人口流动比较大的地方，例如商场，餐厅，学校等。本售货机系统主要销售的产品以饮料为主。
本设计论文采用三菱PLC和MCGS配置设计完成自动售货机控制系统的设计，简要介绍了自动售货机的工作原理和工作流程:简要介绍了PLC结构和自动售货机的硬件组成，通过分析自动售货机的控制要求，进行合理的PLC选择，设计I / O分配表并完成硬件接线图；在研究移动支付时，确定使用支付宝扫描码来完成移动支付功能。最后，使用MCGS完成组态屏幕的绘制。
关键词：自动售货机；PLC；MCGS；移动支付
Design of vending machine control system with mobile payment function
Abstract;With the continuous development of science and technology, the application of PLC in the engineering field has been rapid development, and in various fields also occupy an increasingly important position, and will get greater development. China's large population, based on the continuous increase in the number of our country's population, the demand for vending machines is growing, and in people's basic necessities of life plays an important role. In the modern society,the mobile Internet technology is constantly improving, which promotes the increase of the purchase rate of smart phones, enables the development of mobile payment functions, and mobile payment is also used in vending machines, becoming one of the main payment modes. The vending machine designed in this paper takes the beverage vending machine as an example. It is mainly placed in the places with large population flow in the short term, such as shopping malls, restaurants, schools and so on. This vending machine system mainly sells beverages.
This paper adopt mitsubishi PLC and MCGS configuration design complete vending machine control system design, this paper briefly introduces the working principle of the vending machine and the work flow, this paper briefly introduces the structure and hardware composition of the vending machine PLC, through the analysis of the control requirements of the vending machine, reasonable selection of PLC, the design of I/O allocation table and complete the hardware wiring diagram; When studying mobile payment, it is determined to use alipay scanning code to complete the mobile payment function. Finally, MCGS is used to draw the configuration screen.
Key words: vending machine; PLC; The MCGS. Mobile payment
课题需要完成的任务 现在有一自动售货机，它的控制要求如下：1. 自动售货机可投入5角和1元硬币，1元、5元和10元纸币，投币控制时间是20s。2. 自动售货机有7种饮料可出售，分别为矿泉水（1元），可乐（2.5元），橙汁（2.5元），冰红茶（2.5元），芬达（3.5元），纯牛奶（3.5元），咖啡（10元）。3. 当投入的钱币总数高出或着等于1元时，矿泉水的指示灯亮；投入的钱币总数高出或等于10元时，一切饮料的指示灯都能够亮；投入的钱币总数小于1元时，钱币不足指示灯亮起。4. 按下选择购买的饮料，出货口指示灯亮，则所选择由电磁阀将饮料送出，送出时间为5s。出货结束后出货口的指示灯就会熄灭。5.当投入的金额超过花费的金额时，再次比较其他货币。要再次购买，重复之前的购买方式；如果不购买，按下退币按钮，这时退币指示灯亮起，在6s内退出多余的钱币。
根据控制要求实现：①现金支付功能；②移动支付功能。
一、选题简介、意义
在现在，自动售货机可以出售各种各样的商品，销售产品包括糖果、饮料、纸巾等。自动售货机的组成机构有许多种，但一般的组成机构都有投币、显示和储存商品的能力。
自动售货机是聚集很多很多方面的设备，它具有许多种功能，例如可以在没有人管理的情况下把商品卖出去。因为自动售货机可以在很多很多场合里使用，可以很方便的就可以购买商品，且每天无论什么时候都可以销售货物，所以深受上班族和学生的喜爱，这就促进了自动售货机在商场上的投放。自动售货机出售的商品多种多样且方便人们的使用，自动售货机销售的商品首要是饮料、零食、香烟、纸巾等。这些年以来，我国的自动售货机行业取得了明显的进步，在很多城市都能够看到自动售货机的身影，例如汽车站、商场、医院、小区、学校等。在自动售货机上买东西又快又容易，节省了你买东西的等待时间。因此，越来越多的人认识到在自动售货机买东西的便利性。随着科学技术的不断进步和社会的发展，对具有信息和自动化特征的各种设备的需求越来越大。
在欧洲、美国、日本和韩国等经济发达国家与区域中，在自动售货机上购买饮料已经变成人们日常生活中的一种习惯，因为这种购买方式方便、省时间。自动售货机什么时候都可以买给人们东西，且它还具备销售货物便利、占用场地面积小、不需要派人去专门看守和可以节省人力成本的优势。此外还可以在自动售货机上投放广告的内容。自动售货机机在中国的大中城市随处可见，因此自动售货机得到了推广。从自动售货机购买商品正逐渐成为一种新的消费形式。
过去，当移动技术和无线通信技术的发展不好时，自动售货机的支付方式主要是基于现金支付，有些自动售货机也具有支付卡的功能。然而，这种支付方法是通过手动收集信息来收集信息，这是低效的并且需要很长时间。在自动售货机机械故障或货物不足的情况下，不及时知道，导致自动售货机的正常销售出现问题。多年来，随着移动技术和无线通信技术的不断发展和进步，以及智能手机功能的不断创新，出现了扫描二维码支付等移动支付方式，使得顾客可以不用带现金，单靠用手机扫描二维码就可以完成饮料的购买，这使得顾客的购物体验得到了进一步的上升。针对自动售货机现金支付不足、管理效率低等问题，介绍了一种利用PLC实现自动售货机控制系统的方法，并利用PLC完成了自动售货机的硬件设计和软件设计。本系统以PLC为逻辑控制中心，MCGS组态软件自动监控，不仅可以使用现金购买饮料、零食等商品，还可以通过移动支付功能来购买。
本次毕业设计，不仅可以将学校所学的知识运用于实践中，对我接下来的工作也有很大的提高与帮助。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）主要内容：
本课题是以三菱PLC为设计依据，以MCGS组态与移动支付为基础开发的自动售货设备。
（二）拟解决的主要问题：
1.自动售货机的整体结构设计；
2.自动售货机的硬件介绍及相关设计；
3.自动售货机控制系统的软件设计；
4.自动售货机的MCGS屏幕设计；
5.实现自动售货机的移动支付功能。
（三）预期目标：
根据项目需求，自动售货机可以在触摸屏上模拟实现售货机的饮料选择、投币等功能，实现现金支付功能。在通过对移动支付系统的研究来实现移动支付功能。
（四）研究步骤
本课题的工作步骤分为四个阶段：
第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；
第二阶段：完成系统构架，进行结构设计、软件设计；
第三阶段：进行系统安装调试；
第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。
（五）工作方法及措施：
工作方法：本课题主要采用实验法。
措施：基于实验所获得的实践经验，在教师指导下，以PLC为基础，设计开发自动售货机的现金支付以及移动支付的功能。
目录
第一章 引言 4
1.1 课题来源及研究意义 4
1.2 自动售货机国内外研究现状 5
1.3 自动售货机的功能分析 7
1.4 自动售货机发展趋势 9
1.5 本文的主要研究内容 9
第二章 自动售货机的总体设计 10
2.1 自动售货机的工作原理 10
2.2 自动售货机系统结构 10
2.2.1 自动售货机硬件系统 10
2.2.2 自动售货机自动控制系统 11
2.3 自动售货机的设计要求 12
2.3.1 设计要求 12
2.4 方案设计 13
第三章 自动售货机硬件设计 13
3.1 PLC的介绍及型号选择 13
3.1.1 PLC的组成结构 13
3.1.2 PLC型号的选择 14
3.1.3 通信端口方式 15
3.2 自动售货机结构介绍 15
3.2.1 自动售货机货币识别器 15
3.2.2 送出装置 16
3.2.3 显示装置 16
3.2.4 按钮与指示灯 17
3.2.5 电机的选择 17
3.3 移动支付的实现 17
3.5 I/O分配表 18
3.6 I/O分配表的硬件接线图 20
第四章 自动售货机软件设计 20
4.1 自动售货机工作流程图 20
4.2 自动售货机PLC程序设计 21
第五章 组态系统设计 28
5.1 触摸屏概述 28
5.2 触摸屏选型 28
5.3 触摸屏与PLC的通信 28
5.4 组态画面设计 30
5.4.1 实时数据库 30
5.4.2 用户窗口画面 30
第六章 系统调试 32
6.1 调试方法 32
6.2 问题及解决方法 32
结论与展望 33
致谢 33
参考文献 34
参考文献
1.邓娜娜，王鹏，杨子姜.基于ARM的自动售货机主控制器的设计与开发[J].计算机应用软件，2012.
2.廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社，2005.
3.关祥毅，刘思德，隋承海，郑大宇.自动售货机灌装送出机构设计优化的研究[J].哈尔滨商业大学学报： 自然科学版，2007.
4.赵红梅.自动售货机PLC控制系统的设计[J].工程设计.2009（3）
5.董淑珍.PLC在自动售货机控制系统中的应用[J].上海师范大学学报，2007.
6.周文煜.PLC综合应用技术[M].第2版.北京：机械工业出版社,2015.
7.龚仲华.三菱FX系列PLC应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2010.
8.李燕.由支付宝看我国第三支付平台[J].经济与管理，2009.
9.周美兰，周封，忘岳宇.PLC电气控制与组态设计[M].北京：科学出版社，2003.
10.张明，刘志军.组态软件控制技术[M].北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2006,8.
11.李昌盛，金瓯.基于GPRS网络的自动售货机监控系统的设计实现[J].控制技术，2008（03）.
12.汤金瓯，余世明.基于支付宝的自动售货机网上支付系统[J].机电工程，2010.
13.刘恒娟.基于MCGS组态软件的液位定值控制系统[J].电工技术，2011，2.
14.赵全利.FX系列PLC应用教程[M].北京：机械工业出版社，2018，12.
15.李金城.三菱FX3UPLC应用基础与编程入门[M].北京：电子工业出版社，2016,8.
16.舒新峰.无线网络自动售货机系统设计[J].西安邮电学院学报，2009.
