基于PLC自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目 基于 動售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)名稱 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 畢業(yè)時(shí)間 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 畢業(yè) 任務(wù)書 一、題目 基于 二、指導(dǎo)思想和目的要求 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生對所學(xué)的 傳感器技術(shù)，轉(zhuǎn)換技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制原理、 理與應(yīng)用等自動化專業(yè)知識加深理解和應(yīng)用，著重掌握 制系統(tǒng)的基本知識，包括 定義、特點(diǎn)、分類、技術(shù)指標(biāo)、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、硬件和軟件等相關(guān)知識。 三、 主要技術(shù)指標(biāo) 1、分析和研究自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理以 及 制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)方法 ； 2 設(shè)計(jì)基于 成自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及 選型，建立系統(tǒng)的輸入 輸出點(diǎn)數(shù)的分配表 ； 3 設(shè)計(jì)出基于 自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件原理圖； 4 編寫出 關(guān)的自動售貨機(jī)梯形圖 控制程序； 5 完成系統(tǒng)的整體運(yùn)行分析 ； 6撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 四、進(jìn)度和要求 1、 1集查閱資料； 2、 4成總體方案設(shè)計(jì)； 3、 7完成系統(tǒng)分析和控制器硬件選擇，編制輸入 輸出分配表 ； 4、 9完成系統(tǒng)硬、軟件的設(shè)計(jì)，針對設(shè)計(jì)中存在的缺點(diǎn)和不足，不斷完善設(shè)計(jì)方案； 5、 12成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 . 五、主要參考書及參考資料 (1)王兆義 . 可編程控制器教程 . 機(jī)械工業(yè)出版社， 設(shè)計(jì) 論文 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2)趙燕 , 周新建 . 可編程控制器原理與應(yīng)用 . 北京大學(xué)出版社， 2010 5. (3)張希川 . 臺達(dá) X/列 用技術(shù) . 中國電力出版社 (4)余雷生 . 電氣控制及 用 M 2006. (5) 陳安寶 科技情報(bào)開發(fā)與 經(jīng)濟(jì) J(6) 張文，自動售貨機(jī) J2006. (7)白麗，自動售貨機(jī)第三次零售業(yè)革命 J8) 周美蘭、周封、王岳宇 學(xué)出版社 (9) 王勇華 京航空航天大學(xué)出版社 (10)方承遠(yuǎn) 第二版 )2005 (11)王晉生 中國水利水電出版社 (12)楊振興 原理和應(yīng)用 工業(yè)大學(xué)出版社 (13)呂景泉 高等教育出版社 (14)劉洪濤，黃海編 電子工業(yè)出版社 (15)伊宏業(yè) 編程控制器教程 1997 學(xué)生 指導(dǎo)教師 系主任 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 要 隨著人們生活的高度現(xiàn)代化，全智能自動化的全新模式正在逐步走入我們的日常生活，而自動售貨機(jī)越來越多越來越廣泛的應(yīng)用，更是給人們的生活帶來了極大的便利，因 此，其可靠穩(wěn)定的設(shè)計(jì)，更加凸顯重要性，自動售貨機(jī)是可完成無人自動售貨，集光、機(jī)、電一體化的商業(yè)自動化設(shè)備。自動售貨機(jī)具有不受任何場地限制，方便快捷，可以每天 24對自動售貨機(jī)設(shè)計(jì)一套控制系統(tǒng) ，具有性能可靠、電壓使用范圍寬及編程方便，維護(hù)方便。自動售貨機(jī) 為自動化商業(yè)機(jī)械的代表被廣泛用于公共場所。 傳統(tǒng)的自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制核心這樣不僅會在輸入輸出接口上做大量的工作與配比而且系統(tǒng)的抗干擾性也比較差，維護(hù)起來也非常麻煩，且費(fèi)用高昂。 可編程序控制器 ( 綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動 控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置它具有可靠性高、編程簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn) 。而將這些優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于傳統(tǒng)的自動售貨機(jī)控制程序上，可以大大節(jié)約成本，使得自動售貨機(jī)真正意義上的可以廣泛應(yīng)用。 本文即通過方案比較論證的方式，比較可編程控制器與單片機(jī)等的優(yōu)缺點(diǎn)，并通過西門子 程軟件編寫了自動售貨機(jī)的內(nèi)在主要程序，而其控制核心即主板采用了 列，以達(dá)到在理想的成本的情況下，完成盡可能多的工作任務(wù) ，同時(shí)減輕后期維護(hù)成本，并利于大家的使用，力求在最簡單的操作下完成預(yù)期想要達(dá)成的目標(biāo)。 關(guān)鍵詞 ： 可編程控制器， 梯形圖 ，自動售貨機(jī) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 s is it is to s of to be no of of 4h a to in CM as so do a of is it is to is a of a of in of of of as a it to be be to be in as by of of in 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V a in in to to as as is to s in is to to 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 第一章 緒論 . 8 動售貨機(jī)的研究背景及意義 . 8 究自動售貨機(jī)的目的 . 9 設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容 . 9 第二章 自動售貨機(jī)的功能分析 . 10 動售貨機(jī)主控單元的確定 . 10 . 10 片機(jī)和 . 12 定自動售貨機(jī)的主控單元為 . 15 . 17 . 18 . 19 動售貨機(jī)的售貨方法 . 20 動售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu) . 20 動售貨機(jī)的功能 . 21 動售貨機(jī)的購物使用流程 . 22 第三章 自動售貨機(jī)的硬件部分 . 23 制電路硬件組成框圖 . 23 定自動售貨機(jī)使用的 . 24 第四章 自動售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì) . 27 . 27 動售貨機(jī)的程序部分 . 28 序中用到的部分指令 . 28 動售貨機(jī)完整程序語句 . 31 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 考文獻(xiàn) . 37 致謝 . 38 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) . 39 附錄： 整梯形圖及功能模塊圖 . 41 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 第一章 緒論 動售貨機(jī)的研究背景及意義 自動售貨機(jī)最早出現(xiàn)在 20世紀(jì) 60年代的歐美，當(dāng)時(shí)在美國的地鐵系統(tǒng)中。人們可以用 1 美分在自動售貨機(jī)上購買到一塊口香糖。這便是最早的自動售貨機(jī)。 作為一種全新的零售方式， 20世紀(jì) 80年代以來，自動售貨機(jī)在美、日等發(fā)達(dá)國家得到 了迅速的普及和發(fā)展。其產(chǎn)品特點(diǎn)是科技含量高，集光、機(jī)、電、防偽識別、數(shù)字密碼、智能軟件等技術(shù)于一體； 24 小時(shí)服務(wù)，售貨便利，無需專人盯守，省人工，省成本；售貨范圍廣，人們通過自動售貨機(jī)不僅可以買到食品、香煙、飲料、報(bào)紙、票、卡，甚至鮮花和小寵物等物品；此外它還是一種新穎獨(dú)特的廣告媒體。目前，自動售貨機(jī)已經(jīng)在許多個(gè)國家和地區(qū)使用。根據(jù)美國自動世代統(tǒng)計(jì)，日本每 23 人擁有一臺自動售貨機(jī)、美國每 40 人一臺、歐洲每60人一臺。在鄰國日本，全國市場 70%的罐裝飲料是通過自動售貨機(jī)售出的，每個(gè)人一年投入自動售貨機(jī)用于 購物的貨幣高達(dá) 400多 億 美元；根據(jù)日本麒麟啤酒公司調(diào)查，一臺自動售貨機(jī)每年可售出上萬罐清涼飲料，比一般不太繁忙的小商品銷量還要大，美國可口可樂公司則擁有分布于世界各地的幾十萬飲料售貨機(jī)；在西班牙，全國通過自動售貨機(jī)售出的商品銷售額占全國零售業(yè)的六成以上，并以每年 10%的速度遞增。全世界約有 1800 萬臺自動售貨機(jī)處于運(yùn)營中，包括自動售貨機(jī)制造與運(yùn)營在內(nèi)的整個(gè)行業(yè)年銷售額超過 2500 億美元，自動售貨業(yè)已成為零售業(yè)增長最快的行業(yè)之一。 近幾年，自動售貨機(jī)在我國的大中城市發(fā)展勢頭非常迅猛，車站、碼頭、酒店賓館、大學(xué) 校園、繁華的街道等地方隨處可見自動售貨機(jī)的身影。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 州市區(qū)就擺放了各種品牌的自動售貨機(jī)，而這還不足以滿足地鐵和公交車站的需要。自動售貨機(jī)不但給人們的生活帶來了極大的方便，而且也成為現(xiàn)代化城市的一道亮麗的風(fēng)景線。隨著我國零售業(yè)態(tài)的不斷發(fā)展和 2010 年上海世博會舉行的過程中，我國無店鋪銷售業(yè)態(tài)的發(fā)展獲得了良好的環(huán)境和契機(jī)。尤其是跨國企業(yè)的加入，進(jìn)一步刺激和帶動我國自動售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 究自動售貨機(jī)的目的 從自動售貨機(jī)的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。 大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約。自動售貨機(jī)行業(yè)長期以來在美國、日本等國家得到迅猛發(fā)展，目前已在多個(gè)國家得到廣泛普及。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，但中國的自動售貨機(jī)擁有量還不太多，相對于 13 億的人口大國和零售業(yè)態(tài)發(fā)展的趨勢而言，中國自動售貨機(jī)行業(yè)的發(fā)展空間將更加廣闊。 設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容 本課題采用 西門子點(diǎn)數(shù)之和為 24點(diǎn)的主機(jī) 其中輸入點(diǎn)為 14點(diǎn) ,輸出點(diǎn)為 10點(diǎn) 的 系列 （ 1） 通過與單片機(jī)、繼電器、液壓在各個(gè)方面的比較，確定自動售貨機(jī)的主控單元是 （ 2） 通過對自動售貨機(jī)的售貨方法分析確定采用雙彈簧出貨機(jī)構(gòu)，直流電動機(jī)驅(qū)動。 （ 3） 根據(jù)控制功能圖進(jìn)行 梯形圖設(shè)計(jì)，軟件結(jié)合硬件的性質(zhì)選擇 合適的數(shù)據(jù)寄存器以及根據(jù)功能使用合適的算法。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第二章 自動售貨機(jī)的功能分析 動售貨機(jī)主控單元的確定 實(shí)現(xiàn)自動售貨機(jī)到的售貨功能最主要的是依靠主控單元?？梢宰鳛橹骺貑卧脑泻芏?，但最適合的要通過比較才能確定。 部分功能 實(shí)質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)。因此，它的組成與一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個(gè)完整的 們相輔相成，缺一不可。 圖 2要有主機(jī)、輸入 /輸出擴(kuò)展單元、外部設(shè)備組成，各部分之間通過總線連接。其中主機(jī)由中央處理單元（ 存儲器、輸入 /輸出電路、外部設(shè)備接口、電源幾大部分組成。 圖 2買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 中央處理單元是 核心部件，它的功能是： （ 1）接受、存儲用戶通過變編程器等輸入設(shè)備輸入的程序和數(shù)據(jù)。 （ 2）以掃描方式接收來自輸入單元的輸入變量、狀態(tài)數(shù)據(jù)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲區(qū) （ 3）利用錯(cuò)誤校驗(yàn)技術(shù)監(jiān)控存儲和通信狀態(tài)、診斷內(nèi)部電路的工作狀態(tài)、電源狀態(tài)和用戶編程中的語法錯(cuò)誤。 (4)執(zhí)行用戶程序，完成各種數(shù)據(jù)處理、傳輸和存儲，并根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，刷新有關(guān)標(biāo)志的狀態(tài)位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，產(chǎn)生相應(yīng)內(nèi)的內(nèi)部控制信號，以完成用戶指令規(guī)定的各種操作。 （ 5）響應(yīng)各種外圍設(shè)備的要求。 存儲器是 儲器 主要用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。根據(jù)存儲器在在系統(tǒng)中的作用，可將其分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。 系統(tǒng)程序存儲器用來存放制造商為用戶提供的監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其他關(guān)，管理程序。系統(tǒng)程序直接影響著統(tǒng)程序需要永久保存在 ，不能因關(guān)機(jī)、停電或其它部分出現(xiàn)故障而改變其內(nèi)容。因此，系統(tǒng)程序需固化在只讀存儲器 ，作為一部分提供給用戶，用戶無法改變系統(tǒng)程序的內(nèi)容。 用戶數(shù)據(jù)存儲器是專門提供給用戶存放程序和數(shù)據(jù)的，用戶存儲器游客分成用戶程 序存儲器和用戶數(shù)據(jù)存儲器。用戶程序存儲器用來存儲用戶編寫的程序，用戶數(shù)據(jù)存儲器用來存儲控制過程成中不斷改變的信息，如輸入 /輸出信號、各種工作狀態(tài)、計(jì)數(shù)值、定時(shí)值、運(yùn)算的中間結(jié)果等。 輸入模塊用來接受和采集輸入信號，輸入信號有兩類：一類是按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、接近開關(guān)、壓力繼電器等提供的開關(guān)量輸入信號；另一類是從電位器、熱電、測速電機(jī)、各種變送器變送來的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。輸入模塊還需要將這些不同的電平信號轉(zhuǎn)換成 輸出模塊的作用是接收中央處理器處理過的數(shù)字信號，并把它 轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行部件能接收的信號，用來控制接觸器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等，控制的另一類負(fù)載是指示燈數(shù)字顯示器和報(bào)警裝置等。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 于繼電器，單片機(jī)和 較的方案論證 1方案一 繼電器控制 它的控制思想是以繼電器為核心，采用硬接線方式把各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按照一定邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制相關(guān)生產(chǎn)機(jī)械工作。例如要通過接觸器實(shí)現(xiàn)兩臺電機(jī)設(shè)備的同步運(yùn)行 ,采用繼電器控制 ,其控制系統(tǒng)簡圖如 圖 2 電 源 源 母 母 線 線 2繼電器控制系統(tǒng)簡圖 由圖可知它的三條支路是并行工作的，當(dāng)按下按鈕 間繼電器 觸器 以其控制邏輯關(guān)系為由繼電器、接觸器硬接線（硬件）方式。 2方案二 單片機(jī)控制 它的控制系統(tǒng)是基于芯片級的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，需要先設(shè)計(jì)硬件 系統(tǒng)，畫硬件電路圖，制作印刷電路板，購置各種所需的電子元器件，焊接電路板，進(jìn)行硬件調(diào)試，進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)和測試的大量工作；需要使用專門的開發(fā)裝置和低級編程語言編制控制程序，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。 3方案三 它的控制思想是采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。 它的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)之上，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)的，這種方案的控制功能 接線圖如圖 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 220 220 2 現(xiàn)控制功能的接線示意圖 由圖可知 算機(jī)在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按順序依次完成相應(yīng)各電器的動作，其控制邏輯關(guān)系為由內(nèi)部存儲邏輯（軟件） 方式。 （二）方案比較 1 繼電器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，使設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點(diǎn)在開閉時(shí)易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。 梯形圖與傳統(tǒng)的電氣原理圖非常相似，主要原因是 形圖大致上沿用了繼電器控制的電路元件符號和術(shù)語，同時(shí)，信號的輸入 /輸出形式及控制功能基本上也是相同的；但 要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）控制邏輯 繼電器控制邏輯采用硬件接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的穿了或并聯(lián)，及時(shí)間繼 電器等組合成控制邏輯，其接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每個(gè)只有 4 8 對觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很差。而 用存儲器邏輯， 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 其控制邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，故稱做“軟接線”，因此靈活性和擴(kuò)展性都很好。 （ 2）工作方式 電源接通時(shí)，繼電器控制線路中各繼電器同時(shí)都處于受控狀態(tài)，即該吸合的都應(yīng)吸合，不該吸合的都因受某種條件限制不能吸合，它屬于并行工作方式。而 內(nèi)部器件都處于周 期性循環(huán)掃描過程中，各種邏輯、數(shù)值輸出的結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計(jì)算的出，所以它屬于串行工作方式。 （ 3）可靠性和可維護(hù)性 繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。觸點(diǎn)開閉時(shí)會受到電弧的損壞，并有機(jī)械磨損，壽命短，因此可靠性和課維護(hù)性差。而 量的開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，體積小、壽命長、可靠性高。 檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員；還能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供了方便。 （ 4）控制速度 繼電器控制邏輯依靠觸 點(diǎn)的機(jī)械動作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)的開閉動作一般在幾十毫秒數(shù)量級。另外，機(jī)械觸點(diǎn)還會出現(xiàn)抖動問題；而 由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制，屬于無觸點(diǎn)控制，速度極快，一般一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微妙數(shù)量級，且不會出現(xiàn)抖動。 （ 5）定時(shí)控制 繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。一般來說，時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，且易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難等問題。 基脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度相當(dāng)高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，定時(shí)范圍最小可為 長幾乎沒有限制，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)置定時(shí)值，然后由軟件來控制定時(shí)時(shí)間。 2 （ 1）可靠性 單片機(jī)控制抗干擾能力較低，從理論所要求的 I/論是 必須進(jìn)行大規(guī)模的擴(kuò)展，這樣系統(tǒng)電路更加復(fù)雜，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的可靠性。而 界的認(rèn)可。 （ 2）開發(fā)成本 單片機(jī)本身售價(jià)雖不高，但要購入單片機(jī)開發(fā)裝置（如仿真器、燒錄器、電源）和還要模擬制板等，都要不少的費(fèi)用。加上開發(fā) 周期中所投入的人力物力，其價(jià)錢就遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過用 外，由于設(shè)備是專用特殊設(shè)備，其控制系統(tǒng)專用性強(qiáng)，通用性較差，為其投入過多的開發(fā)費(fèi)用 而后期改良及維護(hù)又是很大一筆開支 。而用 系統(tǒng)可 大可小，小到幾點(diǎn)，大到數(shù)千點(diǎn)，甚至上萬點(diǎn)，很好解決工業(yè)控制過程，后期維護(hù)修改簡單易行，擴(kuò)展性及適應(yīng)性極強(qiáng)。 （ 3）開發(fā)周期 從電路設(shè)計(jì)、模擬制板、編程、仿真、調(diào)試等經(jīng)歷非常長的周期，設(shè)計(jì)中往往要花大部分的時(shí)間在硬件設(shè)計(jì)和編程調(diào)試處理上，而對最為重要的工藝工程往往 沒有更多的時(shí)間考慮。而用 會花太多精力在硬件處理上，采用積木式結(jié)構(gòu)很快可以形成系統(tǒng)電路。大部分精力集中在工藝的了解和程序編寫上，有利于設(shè)備的快速開發(fā)，程序的編輯修改、調(diào)試都可隨時(shí)進(jìn)行，縮短了開發(fā)時(shí)間。 定自動售貨機(jī)的主控單元為 上論證，不難看出 單片機(jī)可以作為自動售貨機(jī)的核心結(jié)構(gòu)，價(jià)格也不太高，但如果電壓不穩(wěn)的話，單片機(jī)就有可能被損壞，所以雖然價(jià)格是選擇方案的一個(gè)因素，而可靠性是選擇時(shí)需要考慮的又一個(gè)因素。從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期長短考慮，不論是老設(shè)備改造，還是設(shè)計(jì)新的生產(chǎn) 機(jī)械設(shè)備，毫無疑問，生產(chǎn)、設(shè)計(jì)周期越短越好，甚至希望能夠邊設(shè)計(jì)、邊安裝、邊調(diào)試和生產(chǎn)，特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)工藝改造，不需改動現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及其外部接線，就能馬上組織生產(chǎn)，這不僅節(jié)約了勞動力，而且新產(chǎn)品能盡快投入市場。這無疑給企業(yè)增加了活力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。如果把這些要求得以實(shí)現(xiàn)，繼電器或半導(dǎo)體都不能滿足，而 是因?yàn)槿粲?要在軟件上做文買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 章就可以了。也就是說只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。這既經(jīng)濟(jì)又簡捷，可以達(dá)到事半功倍的目的。 眾所周知，目前我國 75%的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，都是采用繼電器控制，除了可靠性差外，設(shè)計(jì)程序也很繁雜。從方案的確立到技術(shù)、設(shè)計(jì)以及施工、圖面等方面，工作量很大，這勢必造成設(shè)計(jì)周期長。而采用 至有些文件資料也不必繪制成圖。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無誤地反映生產(chǎn)要求。編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對生產(chǎn)提出的新工藝要求，重新編寫程序并把它存儲在 塊中去，需要加工哪個(gè)產(chǎn)品的程序，操作人員可以隨時(shí)調(diào)用，這既方便、簡單又可保密。開發(fā)這種軟件對優(yōu) 化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，非常具有實(shí)際意義。僅此一點(diǎn)也深受生產(chǎn)及設(shè)計(jì)者的歡迎。 在現(xiàn)在科技成果迅猛發(fā)展的今天，市場經(jīng)濟(jì)的競爭就是利用最小的投資獲取最大的利潤，為了使人們在生活購物中得到方便，就出現(xiàn)了自動售貨機(jī)。對于一臺自動售貨機(jī)，如果采用電力機(jī)械來進(jìn)行控制，會造成售貨機(jī)有用價(jià)值空間少，浪費(fèi)不必要的動力資源；如果采用液壓系統(tǒng)控制，由于液壓系統(tǒng)控制要求技術(shù)高，各種閥體和設(shè)備的組裝較高，反應(yīng)速度相對較慢，用于控制售貨機(jī)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值消費(fèi)高，從利潤價(jià)值觀來考慮不適宜用于控制售貨機(jī)。 采用單片機(jī)作為控 制核心，這樣不僅會在輸入輸出接口上做大量的工作，而且系統(tǒng)的抗干擾性也比較差。但是 可編程序控制器）是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置，它不但可實(shí)現(xiàn)類似控制功能，還具有可靠性高、編程簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因?yàn)樽詣邮圬洐C(jī)作為社會上完成商品零售和綜合服務(wù)的獨(dú)立設(shè)施，要求它的結(jié)構(gòu)必須可靠、穩(wěn)定和執(zhí)行效率高?？梢钥闯觯捎?因此選擇 現(xiàn)在國內(nèi)外 名的有西門子，三菱，歐姆龍等等，但綜合比較對于本文自動售貨機(jī)的控制方面，因?yàn)?用到了 11個(gè)輸入 17個(gè)輸出，故 采用 西門子點(diǎn)數(shù)之和為 24點(diǎn)的主機(jī) 其中輸入點(diǎn)為 14 點(diǎn) ,輸出點(diǎn)為 10 點(diǎn)的 系列 擴(kuò)展性能良好，可以連接多個(gè)外加附件， 對 于本課題中 飲料自動售貨機(jī) 的核心控制完全足夠，且后期維護(hù)外買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 加等各個(gè)方面均優(yōu)于其他同類型產(chǎn)品，同時(shí)，售價(jià)低廉易于更換更是其的最大特點(diǎn)。 基本工作原理 用循環(huán)掃描的工作方式。每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描 周期。掃描周期的長短主要取決于以下幾個(gè)因素 :一是 行指令的速度；二是執(zhí)行海條指令占用的時(shí)間；三是程序中指令條數(shù)的多少。 一個(gè)循環(huán)掃描周期主要可分為 3個(gè)階段 。 （ 1）輸入 采樣 階段 在輸 入 采樣 階段， 描全部輸 入 端口，讀取其狀態(tài)并寫 入 輸 入 狀態(tài)寄存器。完成輸 入 端 采樣 工作后，將關(guān)閉輸 入 端口，轉(zhuǎn)人程序執(zhí)行階段。 （ 2）程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸 入 的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存 入 對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn) 入 輸出刷新階段。 （ 3）輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成 由此可見，輸人 采樣 、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段構(gòu)成 此環(huán)往復(fù)，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。 掃描工作過程如圖 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 圖 2采用循環(huán)掃描的工作方式是 使用中應(yīng)引起特別的注意。 本指令 表示操作開始。 令是并聯(lián)連接的觸點(diǎn) ,執(zhí)行邏輯 “或” 的功能。 常開觸點(diǎn) , 條件成立時(shí)為 件不成立時(shí)為 成支路間的串聯(lián)的功能 ,用于執(zhí)行支路之間 “ 與 ”操作； 成支路間的并聯(lián)的功能 ,用于執(zhí)行支路 之間 “或”操作。 比較指令： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 功能指令編號為 16 位運(yùn)算占 7 個(gè)程序步， 32 位運(yùn)算占 13個(gè)程序步。 傳送指令： 是將源操作數(shù)的內(nèi)容傳送目標(biāo)操作數(shù)。 四則邏輯運(yùn)算指令： (1)二進(jìn)制加法指令 功能號為 是將源操作數(shù) 6位二進(jìn)制數(shù)相加 ,然后運(yùn)算結(jié)果傳送到指定的目標(biāo)操作數(shù)中。 (2) 二進(jìn)制減指令 1 和 6位二進(jìn)制數(shù)相減 ,然后運(yùn)算結(jié)果傳送到 指定的目標(biāo)操作數(shù)中。 (3) 二進(jìn)制乘法指令 功能號為 1 和 6 位二進(jìn)制數(shù)相乘 ,運(yùn)算結(jié)果傳送到指定的目標(biāo)操作數(shù)為首地址的軟元件中。 （ 4）二進(jìn)制除法指令 功能號為 1 和 的 16 位二進(jìn)制數(shù)相除 ,然后運(yùn)算結(jié)果傳送到指定的目標(biāo)操作數(shù) 余數(shù)傳送到 D+1中。 分類 一、 小型 接開關(guān)量 I/O 模塊、模擬量 I/執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、輸入 /輸出點(diǎn)數(shù) 在 128 點(diǎn)以下的 為小型 特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，它可以數(shù)據(jù)處理和傳送、通信聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。 二、 中型 入 /輸出點(diǎn)數(shù)在 128之間的 為中型 除了具有小型機(jī)所能實(shí)現(xiàn)在功能外，還具有強(qiáng)在的網(wǎng)絡(luò)通信功能、更豐富的指令系統(tǒng)、更大的內(nèi)存容量和更快的掃描速度。 三、 大型 入 /輸出點(diǎn)數(shù)大于 512的 具有強(qiáng)大的軟件硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 另外大型 使機(jī)器具有更高的可靠性。 動售貨機(jī)的售貨方法 目前自動售貨機(jī)常用的售貨方法有三種。一種是彈簧出貨型售貨機(jī)，主要通過貨道彈簧的旋轉(zhuǎn)來出貨，是最為常見的商品輸出方式。出貨準(zhǔn)確率高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。只要商品尺寸與出貨彈簧匹配，就可以采用這種出貨方式。另一種使機(jī)械手推貨型售貨機(jī)，主要依靠貨道商品后面的機(jī)械手推貨裝置進(jìn)行售賣。每個(gè)售貨動作均由精確的傳感器來控制，整個(gè)收獲過程精確、高效、自動化。該出貨方式適合售賣尺寸和重量比較大，形狀較為規(guī)則，可以用于正立放置的商品。第三種是升降臺出貨型售貨機(jī)，是一種輔助出貨系統(tǒng) ，可以與彈簧出貨方式或者機(jī)械手推貨方式組合使用，減少商品掉貨時(shí)的損傷，用于易碎商品的售賣。 本次設(shè)計(jì)的自動售貨機(jī)采用的是雙螺旋體出貨機(jī)構(gòu)，即雙彈簧出貨機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以一目了然哪個(gè)貨道有貨無貨，既方便顧客選貨，又方便工作人員即使發(fā)現(xiàn)貨物剩余情況 ,在軟件部分也不用設(shè)置無貨報(bào)警。這種結(jié)構(gòu)主要由驅(qū)動電機(jī)、螺旋體掛輪，螺旋體、貨道等組成。左右兩個(gè)螺旋體通過一對齒輪嚙合，一個(gè)螺旋體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)則另一個(gè)螺旋體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)螺旋體每個(gè)螺距間隔放滿貨物后，螺旋體旋轉(zhuǎn)一圈，即可退出一個(gè)貨物。由于采用雙螺旋體向上旋轉(zhuǎn)，對貨物的作 用力除了有向前推力外還有向上和向貨到兩側(cè)的分力，能夠保證出貨的可靠性。即使將來自動售貨機(jī)售賣液體軟包裝的貨物，也不容易出現(xiàn) “ 卡貨 ” 的現(xiàn)象。 動售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu) 自動售貨機(jī)中儲存有一定量的飲料，每種飲料都要通過貨道而出去，因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)中售 4種飲料，所以該售貨機(jī)可設(shè)置成 4 個(gè)貨道，而且為單貨道，即每種飲料占用一個(gè)貨道，這樣比較方便，如果以后需要擴(kuò)展賣更多種商品的話，根據(jù)商品的擺放設(shè)置多個(gè)雙推進(jìn)彈簧。當(dāng)需要夠買某種飲料時(shí)，電動機(jī)會帶動彈簧轉(zhuǎn)動一圈，將飲料轉(zhuǎn)出，掉如道出貨通道中，滑落到取物口。飲料在售貨機(jī)種的 存放形式為每個(gè)彈簧間隔固定一個(gè)單位飲料，并且每種飲料都要與彈簧螺距尺寸匹配，這樣可將飲料卡緊不致自動掉落。在自動售貨機(jī)上可以儲藏多種飲料，但總體數(shù)量是有限的，所以自動售貨機(jī)也需要及時(shí)的補(bǔ)貨。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 圖 2動售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu)示意圖 動售貨機(jī)的功能 自動售貨 機(jī)能夠?qū)λ度氲膸胖颠M(jìn)行累計(jì) ；然后，把信息傳給 據(jù)所投入的硬幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種飲料，做出相應(yīng)的反應(yīng)。當(dāng)按下選擇飲料的按鈕時(shí)，相應(yīng)的電電動機(jī)啟動，飲料開始供應(yīng)，提取飲料到取物口，顧客取出飲料，完成此次 交易。它具有投幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇和飲料供應(yīng)系統(tǒng)、退幣系統(tǒng)等來實(shí)現(xiàn)完整的售貨功能。售貨機(jī)的基本功能就是對投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。 自動售貨機(jī)進(jìn)行一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。 可把自動售貨機(jī)工作過程分為 5個(gè)狀態(tài)： （ 1） 啟動狀態(tài) （ 2） 投幣狀態(tài) （ 3） 可購買顯示狀態(tài) （ 4） 購買狀態(tài) （ 5） 退幣狀態(tài) 出貨口投幣口退幣口樣品展示窗與按鈕特殊指示燈區(qū)域商品存儲機(jī)構(gòu)商品驅(qū)動機(jī)構(gòu)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 初始狀態(tài)，自動售貨機(jī)內(nèi)部各元件都處于復(fù)位狀態(tài)，內(nèi)部電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，等待投幣操作。 投幣狀態(tài)。自動售 貨機(jī)可以識別硬幣 1 元，識別紙幣 5 元、 10 元、 20 元紙幣，投入錢幣后，自動售貨機(jī)會進(jìn)入貨幣比較狀態(tài)，能夠購買的飲料燈亮。 購買狀態(tài)。按下可以購買的選擇按鈕，所選的商品燈仍然亮，其它可選商品燈滅掉。驅(qū)動電機(jī)啟動，商品通過貨道掉落到取物口。 退幣 狀態(tài)， 自動售貨機(jī)計(jì)算退幣錢數(shù)并退幣。 動售貨機(jī)的購物使用流程 在自動售貨機(jī)上購物 如圖 2首先按下開始按鈕，就可以接著投幣了，如果，投幣后，不選擇飲料，可以直接按退幣按鈕，將會全額出幣。如果買飲料，則按下所需購買飲料的按鈕，按下后等待取物，取物后若需找?guī)?，再按下退幣按鈕即可。 圖 2動售貨機(jī)的使用流程 投幣選購 不選購?fù)藥疟容^開始買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 第三章 自動售貨機(jī)的硬件部分 自動售貨機(jī)的硬件部分包括主電路部分和控制電路部分的硬件?？刂撇糠种羞x型和貨幣識別器的選型的最重要的。根據(jù) I/O 分配表選擇出 列出外部接線圖。最后選擇自動售貨機(jī)上的主電路部分的硬件。 制電路硬件組成框圖 自動售貨機(jī)的控制部分硬件包括 幣識別器、各種按鈕、各種指示燈和接觸器。 圖 3動售貨機(jī)控制部分硬件組成框圖 投幣各指示燈P L 幣識別器買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 定自動售貨機(jī)使用的 型 表 3 I/O 分配表 序號 /按鈕 功能 1 動 2 工復(fù)位 3 閉 4 幣 1元 5 幣 5元 6 幣 10 元 7 零 8 元飲品 9 元飲品 10 元飲品 11 元飲品 12 啟動指示燈 13 人工復(fù)位指示燈 14 1元識別指示燈 15