基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究（整理版）

1、摘 要隨著社會不斷的進(jìn)步，機(jī)械化程度的迅速開展，自動(dòng)化控制已在人們的生活中得到了廣泛的運(yùn)用，給人們帶來了便利。本設(shè)計(jì)利用PLC自動(dòng)控制具有功能完備、靈活性、通用性好，程序輸入方法簡化，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了PLC自動(dòng)控制售貨機(jī)，自動(dòng)售貨機(jī)是一種高智能化的產(chǎn)品，操作簡便，可以充分補(bǔ)充人力資源的缺乏，這種自動(dòng)售貨機(jī)外型結(jié)構(gòu)體積小，安置區(qū)域廣，給人們的生活帶來了具大的方便。該論文設(shè)計(jì)介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，包括投幣控制按鈕、選擇飲料按鈕、退幣按鈕、輸出飲料端口、找錢端口和一些對應(yīng)的指示燈。根據(jù)設(shè)計(jì)需要和經(jīng)濟(jì)綜合因素的考慮，選用FX2N-48MR型PLC的控制，這樣就能夠滿足輸入與輸出控制，在設(shè)

2、計(jì)中給出了控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并用GX Developer軟件進(jìn)行對梯形圖的輸入、調(diào)試與仿真，能夠完全符合設(shè)計(jì)需求。關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī)，機(jī)械化，指示燈，可編程序控制器，梯形圖ABSTRACT Along with the continuous progress of society, the degree of mechanization and rapid development of the already, automation control in peoples life has been widely used, has brought people convenient.Thi

3、s paper using PLC automatic control has excellent function, flexibility, high universality, input method simplified, simple operation etc, designed a PLC automatic control vending machine, automatic vending machine is a kind of high intelligent product, convenient operation, can full complement the

4、lack of human resources, the vending machine exterior structure, small size, resettlement area wide, to the life of people brought great convenience.This paper introduced the vending machine design structure, including coin control button, select drink button, and withdrew money button, output bever

5、age port, change port and some corresponding indicator; According to the design needs and economic comprehensive factors to consider, choose FX2N 48MR type PLC control, so that you can meet the input and output control, in the design of the control system is given in the design of the software and h

6、ardware of GX Developer software, and the input, commissioning ladder diagram with simulation, able to fully comply with the design requirements.KEY WORDS: Vending machine，Mechanization，Indicator light，Programmable logic control，Ladder -diagram目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc388792985 摘 要 PAGERE

7、F _Toc388792985 h I HYPERLINK l _Toc388792986 ABSTRACT PAGEREF _Toc388792986 h II HYPERLINK l _Toc388792987 目 錄 PAGEREF _Toc388792987 h II HYPERLINK l _Toc388792988 引 言 PAGEREF _Toc388792988 h 1 HYPERLINK l _Toc388792989 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc388792989 h 1 HYPERLINK l _Toc388792990 1.1自動(dòng)售貨機(jī)的簡介 PAGEREF

8、 _Toc388792990 h 1 HYPERLINK l _Toc388792991 1.2 采用PLC控制售貨機(jī)的原因 PAGEREF _Toc388792991 h 1 HYPERLINK l _Toc388792992 1.3 自動(dòng)售貨機(jī)的功能 PAGEREF _Toc388792992 h 2 HYPERLINK l _Toc388792993 1.4 自動(dòng)售貨機(jī)工作原理 PAGEREF _Toc388792993 h 6 HYPERLINK l _Toc388792994 自動(dòng)售貨機(jī)工作原理大概流程 PAGEREF _Toc388792994 h 6 HYPERLINK l _T

9、oc388792995 驗(yàn)幣傳感器介紹 PAGEREF _Toc388792995 h 6 HYPERLINK l _Toc388792996 1.5 自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)思路 PAGEREF _Toc388792996 h 7 HYPERLINK l _Toc388792997 第2章 PLC自動(dòng)售貨機(jī)的硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc388792997 h 8 HYPERLINK l _Toc388792998 2.1 設(shè)計(jì)目的 PAGEREF _Toc388792998 h 8 HYPERLINK l _Toc388792999 2.2 自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc3887

10、92999 h 8 HYPERLINK l _Toc388793000 2.3 PLC選型，I/O分配表 PAGEREF _Toc388793000 h 9 HYPERLINK l _Toc388793001 2.3.1 PLC選型 PAGEREF _Toc388793001 h 9 HYPERLINK l _Toc388793002 2.3.2 I/O分配表 PAGEREF _Toc388793002 h 10 HYPERLINK l _Toc388793003 2.4 外部接線圖 PAGEREF _Toc388793003 h 11 HYPERLINK l _Toc388793004 2.

11、5 編程流程圖 PAGEREF _Toc388793004 h 12 HYPERLINK l _Toc388793005 第3章 PLC自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc388793005 h 14 HYPERLINK l _Toc388793006 3.1自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)過程分析 PAGEREF _Toc388793006 h 14 HYPERLINK l _Toc388793007 試驗(yàn)狀態(tài)假設(shè) PAGEREF _Toc388793007 h 14 HYPERLINK l _Toc388793008 一次交易過程分析 PAGEREF _Toc388793008 h 14 HYP

12、ERLINK l _Toc388793009 3.2分布程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc388793009 h 14 HYPERLINK l _Toc388793010 記幣系統(tǒng) PAGEREF _Toc388793010 h 14 HYPERLINK l _Toc388793011 價(jià)格比擬系統(tǒng) PAGEREF _Toc388793011 h 15 HYPERLINK l _Toc388793012 選購商品系統(tǒng) PAGEREF _Toc388793012 h 16 HYPERLINK l _Toc388793013 提貨系統(tǒng) PAGEREF _Toc388793013 h 17 HYPE

13、RLINK l _Toc388793014 退幣系統(tǒng) PAGEREF _Toc388793014 h 18 HYPERLINK l _Toc388793015 其他系統(tǒng) PAGEREF _Toc388793015 h 19 HYPERLINK l _Toc388793016 3.3 梯形圖和指令表 PAGEREF _Toc388793016 h 20 HYPERLINK l _Toc388793017 第4章 具體事例的仿真 PAGEREF _Toc388793017 h 21 HYPERLINK l _Toc388793018 4.1 GX Developer軟件的簡介 PAGEREF _T

14、oc388793018 h 21 HYPERLINK l _Toc388793019 4.2 具體事例的分析 PAGEREF _Toc388793019 h 22 HYPERLINK l _Toc388793020 結(jié) 論 PAGEREF _Toc388793020 h 26 HYPERLINK l _Toc388793021 謝 辭 PAGEREF _Toc388793021 h 27 HYPERLINK l _Toc388793022 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc388793022 h 28 HYPERLINK l _Toc388793023 附 錄 PAGEREF _Toc3887

15、93023 h 30 HYPERLINK l _Toc388793024 附錄A 程序梯形圖 PAGEREF _Toc388793024 h 30 HYPERLINK l _Toc388793025 附錄B 指令表 PAGEREF _Toc388793025 h 37引 言自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無人自動(dòng)售貨,集光、機(jī)、電一體化的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。自動(dòng)售貨機(jī)不受任何場地限制,方便快捷,很多城市的公共場所里面都放置有自動(dòng)售貨機(jī)。從自動(dòng)售貨機(jī)的開展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)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

16、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，無人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了?？删幊绦蚩刂破?PLC)是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而開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),已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。本課題基于PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)長期以來在美國、日本等國家得到迅猛開展，目前已在45個(gè)國家得到廣泛普及。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，中國的自動(dòng)售貨機(jī)擁有量僅有2萬臺，相對于13億的人口大國和零售業(yè)態(tài)開展的趨勢而言，中國自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)的開展空間將更

17、加廣闊。可編程序控制器( PLC)是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而開展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置，它具有可靠性高、程序簡單、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?dòng)售貨機(jī)作為社會上完成商品零售和綜合效勞的獨(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。利用三菱FX-2N PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動(dòng)售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。本文就詳細(xì)地介紹一種用三菱FX-2N PLC 實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，并編寫了系統(tǒng)程序總框圖和一個(gè)具體的梯形圖，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證該控制系統(tǒng)是可行的。第1章 緒 論1.1自動(dòng)售貨機(jī)的簡介在實(shí)際生活中，我們見到

18、的售貨機(jī)可以銷售一些簡單的日用品，如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。售貨機(jī)的根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)值判斷是否能夠購置某種商品，并做出相應(yīng)的反響，自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無人自動(dòng)售貨,集光、 機(jī)、電一體化的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。自動(dòng)售貨機(jī)不受任何場地限制,方便快捷,很多城市的公共場所里面都放置有自動(dòng)售貨機(jī)。從自動(dòng)售貨機(jī)的開展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)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。從廣義來講自動(dòng)售貨機(jī)就是在投入錢幣后便可以銷售商品的機(jī)械，從狹義來講就是自動(dòng)銷售商品的機(jī)械。從供給的條件看，自動(dòng)售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源的缺乏，適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化，24小時(shí)無人

19、售貨的系統(tǒng)可以更省力，運(yùn)營時(shí)需要的資本少、面積小，有吸引人們購置的好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。1.2 采用PLC控制售貨機(jī)的原因價(jià)格僅是選擇PLC品牌的一個(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，不管是老設(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(dòng)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(dòng)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

20、，而PLC那么完全可以實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)榧僭O(shè)用PLC不必改動(dòng)外部設(shè)備接線，只要在軟件上做文章就可以了。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，可以到達(dá)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。從方案確實(shí)立到技術(shù)條件的設(shè)計(jì)以及施工的設(shè)計(jì)，圖面的工作量很大，這勢必造成設(shè)計(jì)周期長。而采用PLC控制可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，甚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

21、程序并把它存儲在EEPROM模塊中去，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(dòng)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)者的歡送。在現(xiàn)在科技成果迅猛開展的今天，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(dòng)售貨機(jī)。對于一臺自動(dòng)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(dòng)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，反響速度相對較慢，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

22、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)的抗干擾性也比擬差。但是PLC即可編程序控制器是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而開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?dòng)售貨機(jī)作為社會上完成商品零售和綜合效勞的獨(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捎肞LC對自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，這在現(xiàn)代化商業(yè)社會的今天尤為重要。1.3 自動(dòng)售貨機(jī)的功能自動(dòng)售貨機(jī)應(yīng)能夠辨識機(jī)內(nèi)包含的飲料，能夠?qū)λ度氲膸?/p>

23、值進(jìn)行累計(jì)，并提供該自動(dòng)售貨機(jī)最根本的功能即對投入的錢幣進(jìn)行感應(yīng)，并根據(jù)所投入的硬幣數(shù)值判斷是否能夠購置某種飲料，做出相應(yīng)的反映。當(dāng)按下選擇飲料的按鈕時(shí)，相應(yīng)的電磁閥起動(dòng)，飲料開始供給，提取飲料到出貨口，顧客取出飲料，完成此次交易。它具有投幣感應(yīng)系統(tǒng)、比擬系統(tǒng)、選擇和飲料供給系統(tǒng)、退幣系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等來實(shí)現(xiàn)完整的售貨功能。自動(dòng)售貨機(jī)的各種動(dòng)作功能和控制要求，給出了完整的自動(dòng)售貨機(jī)操作規(guī)程，售貨機(jī)的根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)值判斷是否能夠購置某種商品，并做出相應(yīng)的反響。售貨機(jī)中有3種商品，汽水2.5元，果汁3元，咖啡3.5元。當(dāng)啟動(dòng)開始按鈕時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)開始工作，投幣完成后，

24、系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)存放器內(nèi)錢幣數(shù)據(jù)和可以購的飲料價(jià)格進(jìn)行比擬，當(dāng)投幣小于2.5元，那么沒有可以購置的商品指示燈亮，表示所投錢幣不能購置任何東西，此時(shí)可以繼續(xù)投幣或退幣；只有投幣在2.5元或以上時(shí)會見到汽水選擇的指示燈長亮，此時(shí)可以選擇購置汽水或退幣；同樣，大于3元的就有果汁的選擇顯示，大于3.5元就出現(xiàn)咖啡的選擇顯示，此時(shí)都是可以選擇購置或退幣。當(dāng)按下果汁按鈕時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去果汁的價(jià)格同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)，提取果汁到出貨口。買汽水和咖啡操作同理。操作完成后不再購置而按下退幣按鈕，售貨機(jī)那么要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。如圖1.1所示。圖1.

25、1自動(dòng)售貨機(jī)工作流程圖由此看來，自動(dòng)售貨機(jī)進(jìn)行一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以及在退幣時(shí)的除法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。可通過操作屬性把把自動(dòng)售貨機(jī)分為四個(gè)過程：(1) 投幣過程 (2) 價(jià)格比擬過程 (3) 選擇商品過程 (4) 退幣過程可把自動(dòng)售貨機(jī)工作過程分為4個(gè)狀態(tài)： (1) 初始狀態(tài)(2) 投幣狀態(tài)(3) 購置狀態(tài)(4) 退幣狀態(tài)初始狀態(tài)，自動(dòng)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)。按下投幣按鈕，顯示投幣框，按下所投幣顯示屏顯示投入、消費(fèi)、余額數(shù)值，當(dāng)所投幣超過商品價(jià)格時(shí)，相應(yīng)價(jià)格選擇按鈕發(fā)生

26、變化，提示可以購置。購置狀態(tài)。按下可以購置的選擇按鈕，所選的商品出現(xiàn)在出貨框中，同時(shí)顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費(fèi)情況相應(yīng)變化，取走商品后出貨框消失。退幣按鈕。按下退幣按鈕，顯示退幣框，同時(shí)顯示出應(yīng)退幣值及數(shù)量。按下確認(rèn)鈕，那么恢復(fù)初始狀態(tài)。到此為止，自動(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過程結(jié)束。隨著社會不斷的進(jìn)步，機(jī)械化程度的迅速開展，自動(dòng)化控制已在人們的生活中得到了廣泛的運(yùn)用，給人們帶來了便利。本論文利用PLC自動(dòng)控制具有功能完備、靈活性、通用性好，程序輸入方法簡化，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了PLC自動(dòng)控制售貨機(jī)，自動(dòng)售貨機(jī)是一種高智能化的產(chǎn)品，操作簡便，可以充分補(bǔ)充人力資源的缺乏，這種自動(dòng)售貨機(jī)外型結(jié)構(gòu)體

27、積小，安置區(qū)域廣，給人們的生活帶來了具大的方便。該論文設(shè)計(jì)介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，包括投幣控制按鈕、選擇飲料按鈕、退幣按鈕、輸出飲料端口、找錢端口和一些對應(yīng)的指示燈；根據(jù)設(shè)計(jì)需要和經(jīng)濟(jì)綜合因素的考慮，選用FX2N-48MR型PLC的控制，這樣就能夠滿足輸入與輸出控制，在設(shè)計(jì)中給出了控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并用GX Developer軟件進(jìn)行對梯形圖的輸入、調(diào)試與仿真，能夠完全符合設(shè)計(jì)需求。自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無人自動(dòng)售貨,集光、機(jī)、電一體化的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。自動(dòng)售貨機(jī)不受任何場地限制,方便快捷,很多城市的公共場所里面都放置有自動(dòng)售貨機(jī)。從自動(dòng)售貨機(jī)的開展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)

28、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，無人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了?？删幊绦蚩刂破?PLC)是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而開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),已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。本課題基于PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)長期以來在美國、日本等國家得到迅猛開展，目前已在45個(gè)國家得到廣泛普及。據(jù)業(yè)內(nèi)人士

29、估計(jì)，中國的自動(dòng)售貨機(jī)擁有量僅有2萬臺，相對于13億的人口大國和零售業(yè)態(tài)開展的趨勢而言，中國自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)的開展空間將更加廣闊。可編程序控制器( PLC)是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而開展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置，它具有可靠性高、程序簡單、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?dòng)售貨機(jī)作為社會上完成商品零售和綜合效勞的獨(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。利用三菱FX-2N PLC控制的自動(dòng)售貨機(jī)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動(dòng)售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。本文就詳細(xì)地介紹一種用三菱FX-2N PLC 實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，并編寫了系

30、統(tǒng)程序總框圖和一個(gè)具體的梯形圖，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證該控制系統(tǒng)是可行的。1.4 自動(dòng)售貨機(jī)工作原理1.4.1自動(dòng)售貨機(jī)工作原理大概流程本文設(shè)計(jì)的是售汽水、果汁和咖啡三種飲料的自動(dòng)飲料機(jī)，它的售貨過程原理是：(1)從投幣口送入貨幣，然后經(jīng)過傳感器采集數(shù)據(jù)、識別器判別人民幣的面值。(2)識別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。(3)通信模塊與售貨機(jī)的主控系統(tǒng)通信，主控系統(tǒng)顯示面值，啟動(dòng)售貨機(jī)的面板鍵，顯示出哪個(gè)通道有貨，哪個(gè)通道已售完，并等待顧客按鍵選擇商品。 (4)顧客選擇商品后，根據(jù)售出的商品包裝類型的不同，采用不同的驅(qū)動(dòng)技術(shù)把商品送出。(5)顯示余額，如果金額足夠多，顧客可以選擇退幣或繼續(xù)買商品；如果款額缺乏，

31、售貨機(jī)經(jīng)過延時(shí)予以退幣。(6)系統(tǒng)復(fù)零，完成售貨。1.4.2驗(yàn)幣傳感器介紹紙鈔識別原理及機(jī)構(gòu)簡述1紙鈔識別原理(1)紙鈔作為一種特殊的印刷品，用來印制它的紙張和油墨都具有特殊性，即在紫外光的照射下，普通的印刷品外表都會發(fā)出熒光，而紙鈔外表那么沒有熒光。紙鈔的識別過程首先通過檢測熒光的強(qiáng)弱，就把紙鈔和普通印刷品區(qū)別開。(2)根據(jù)不同紙鈔的根本顏色，如拾元紙鈔以藍(lán)色為主調(diào)的特點(diǎn),選用特殊敏藍(lán)紫的光敏元件對顏色和幾處圖形進(jìn)行鑒別，把各種不同面額的紙鈔和有價(jià)證券區(qū)別開并自動(dòng)計(jì)數(shù)。(3)用幾組紅外線對管，在紙鈔送進(jìn)過程檢測紙鈔的長寬尺寸和完整性。(4)對大面額帶金屬線和特別熒光數(shù)字的特性再進(jìn)行檢驗(yàn)鑒定。

32、上述方法根本保證了紙鈔真?zhèn)巫R別和自動(dòng)計(jì)數(shù)累計(jì)的功能。2紙鈔識別分配機(jī)構(gòu)由機(jī)電傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和檢測元件組成。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙向微型電機(jī)和捻紙皮帶；檢測元件有熒光檢測元件，光敏電阻和紅外線對管等。當(dāng)有紙鈔投入進(jìn)口時(shí)，入口處紅外線被遮擋，接收管發(fā)出信號電機(jī)正轉(zhuǎn)，捻紙皮帶將紙鈔送進(jìn)識鈔器內(nèi)，在送進(jìn)過程中，各種檢測元件對紙鈔進(jìn)行全面檢測，如是真鈔那么進(jìn)入內(nèi)部駐鈔箱；如檢測不合結(jié)果，那么微電機(jī)反轉(zhuǎn)，將投入鈔假鈔或異物退出。金屬硬幣的識別原理及貯退機(jī)構(gòu)簡述 3、金屬硬幣的識別原理我國目前發(fā)行的1元、5角和1角硬幣的金屬原材料是為造幣而專門使用的特殊合金，因此在它通過投幣入口進(jìn)入由電感和電容組成的特定高頻振蕩電路所產(chǎn)

33、生的磁場是不一樣的，金屬材質(zhì)和體積的差異對電感量的影響大小也出現(xiàn)微弱差異，電感量的變化引起振蕩頻率的變化；再通過檢測頻率的變化，與設(shè)定值進(jìn)行比擬，確定某種硬幣種類后，經(jīng)窄帶選頻率電路將頻率信號變成電壓信號輸出，完成對金屬硬幣的識別。4、硬幣的貯存和退幣機(jī)構(gòu)金屬硬幣識別器種類繁多，但貯幣退幣機(jī)構(gòu)根本上分為兩類:一類是平面式貯幣、電磁閥退幣；另一類是圓筒式貯幣、步進(jìn)電機(jī)退幣，當(dāng)硬幣投入后經(jīng)過識別識出電信號后，偽幣和異物被排出，真幣按面值由幾組分布電磁閥分配到不同駐幣腔內(nèi)備用。當(dāng)收到退幣找零電信號后，通過退幣電磁閥或退幣電機(jī)拉桿。將駐幣腔內(nèi)下部硬幣依電信號程序退出，完成自動(dòng)售貨機(jī)的退幣找零功能。國產(chǎn)

34、化識幣傳感器和控制系統(tǒng)應(yīng)用前景國產(chǎn)化紙鈔硬幣識別傳感器和控制系統(tǒng)是以國內(nèi)流通鈔幣的識別為目的，在引進(jìn)國外技術(shù)的根底上，經(jīng)艱苦探索和實(shí)踐而成功的。該系統(tǒng)已到達(dá)進(jìn)口產(chǎn)品的根本功能，且大幅度降低本錢，生產(chǎn)周期短，易于維護(hù)，在各種國內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)等系列產(chǎn)品的應(yīng)用中，具有廣泛的開展前途。 1.5 自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)思路本次設(shè)計(jì)的課題是自動(dòng)售貨機(jī)，主要是應(yīng)用三菱FX-2N型PLC的梯形圖來設(shè)計(jì)控制程序，并簡單介紹相關(guān)的知識，如：PLC的編程語言、自動(dòng)售貨機(jī)的硬件組成等。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù)PLC的相關(guān)知識設(shè)計(jì)出它的外部接線圖，結(jié)合梯形圖和外部接線圖分析說明該設(shè)計(jì)的控制原理過程。本

35、次設(shè)計(jì)的重要局部是自動(dòng)售貨機(jī)梯形圖的設(shè)計(jì)。首先得根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求準(zhǔn)確畫出它的順序功能圖，再確定梯形圖，并反復(fù)調(diào)試做到程序無誤。具體的控制流程、軟硬件組成圖、梯形圖將會在后面詳細(xì)介紹。第2章 PLC自動(dòng)售貨機(jī)的硬件設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)目的 通過對自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制系統(tǒng)的工作原理的分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編程、及上機(jī)調(diào)試工作的實(shí)踐，了解電器控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)思路，熟悉和掌握外圍電路系統(tǒng)和硬件設(shè)計(jì)的方法。2.2 自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)要求自動(dòng)售貨機(jī)是機(jī)電一體化的自動(dòng)化裝置，在接受到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按鈕輸入信號使控制器啟動(dòng)相關(guān)位置的機(jī)械裝置完成規(guī)定動(dòng)作，將貨物輸出，電機(jī)主電路由五臺電機(jī)組成，分別為

36、控制汽水出口電機(jī)，控制果汁出口電機(jī)，控制咖啡出口電機(jī)，控制一元出口電機(jī)，控制五角出口電機(jī)。通過控制電路的控制作用，在不同時(shí)刻不同的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就到達(dá)了控制的目的，控制電路圖如圖2.1所示。圖2.1電機(jī)控制電路圖自動(dòng)售貨機(jī)的實(shí)際要求如下：(1) 自動(dòng)售貨機(jī)可投入5角、1元和5元的錢幣。(2) 所售飲料的價(jià)格為：汽水2.5元，果汁3元，咖啡3.5元。(3)當(dāng)啟動(dòng)開始按鈕時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)開始工作。(4) 當(dāng)錢幣等于或超過2.5元時(shí)，按選擇汽水按鈕，那么排出汽水，8s后自動(dòng)停止。(5) 當(dāng)錢幣等于或超過3元時(shí)，按選擇果汁按鈕，那么排出果汁，8s后自動(dòng)停止。(6) 當(dāng)錢幣等于或超過3.5元時(shí)，按選擇咖啡

37、按鈕，那么排出咖啡，8s后自動(dòng)停止。(7) 系統(tǒng)根據(jù)顧客投入的錢幣，判斷錢幣是否足夠，假設(shè)足夠那么根據(jù)顧客的要求自動(dòng)售貨，投幣缺乏那么給出提示。(8) 購置飲料后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算剩余錢幣，假設(shè)投入的錢幣總值超過所需的錢數(shù)，那么找錢指示燈亮自動(dòng)售貨機(jī)自動(dòng)退出多余的錢。動(dòng)作停止后按退幣按鈕，可以退回余額。(9) 當(dāng)退幣或報(bào)警時(shí)那么不能再投入錢幣。2.3 PLC選型，I/O分配表2.3.1 PLC選型PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)考慮留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，以作備用。通常，一條邏輯指令占存儲器一個(gè)字。計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等指令需占存儲器的空間。在選擇存儲器容量時(shí)，一般按實(shí)際需要的10

38、%至25%考慮裕量。I/O點(diǎn)數(shù)按實(shí)際需要的10%至15%考慮備用。用戶存儲容量是指PLC用于存儲用戶程序的存儲器容量。需要的用戶存儲容量的大小由用戶程序的長短決定。PLC硬件結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。圖2.2PLC硬件結(jié)構(gòu)圖I/O點(diǎn)數(shù)即PLC面板上連接輸入、輸出信號用的端子的個(gè)數(shù)，常稱為點(diǎn)數(shù),用輸入的點(diǎn)數(shù)和輸出的點(diǎn)數(shù)的和來表示。I/O點(diǎn)數(shù)越多，外部可接入的器件和輸出的器件就越多，控制規(guī)模就越大。因此，I/O點(diǎn)數(shù)是衡量PLC性能的重要指標(biāo)之一。國際上流行將PLC的點(diǎn)數(shù)作為PLC規(guī)模分類的標(biāo)準(zhǔn)，I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下的為小型PLC，64點(diǎn)及64點(diǎn)以下的為微型PLC，總點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上的為大型機(jī)。P

39、LC容量包括兩個(gè)方面：一是I/O的點(diǎn)數(shù)；二是用戶存儲器的容量字?jǐn)?shù)。PLC物理結(jié)構(gòu)的選擇本設(shè)計(jì)采用的是微型PLC，其中外部輸入端有5角、1元、5元投入端口，汽水、果汁、咖啡選擇按鈕，開始按鈕，退幣按鈕；外部輸出端有汽水、果汁、咖啡指示燈，退幣指示燈，汽水、果汁、咖啡輸出端口，退幣端口，本設(shè)計(jì)采用一個(gè)小型電機(jī)控制電磁閥產(chǎn)生對飲料和錢幣的輸出，在指示燈亮?xí)r，其指示采用的電是經(jīng)過變壓器調(diào)制成的24V電壓，平安可靠。由此可知，系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)為17點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為15點(diǎn)。根據(jù)以上分析，可選用48點(diǎn)24I/24O的PLC，現(xiàn)選用三菱公司的FX2N-48MR型PLC，這種類型的PLC能夠滿足功能的設(shè)計(jì)需要，

40、又在經(jīng)濟(jì)上得到了節(jié)省，完全符合設(shè)計(jì)需求。PLC掃描過程如圖2.3所示。圖2.3PLC掃描全過程2.3.2 I/O分配表I/O地址定義是需要滿足系統(tǒng)要求的，此控制系統(tǒng)可采用自開工作方式其中外部輸入端有5角、1元、5元投入端口，汽水、果汁、咖啡選擇按鈕，開始按鈕，退幣按鈕等；外部輸出端有汽水、果汁、咖啡指示燈，退幣指示燈，汽水、果汁、咖啡輸出端口，退幣端口等，本設(shè)計(jì)采用一個(gè)小型電機(jī)控制電磁閥產(chǎn)生對飲料和錢幣的輸出。I/O分配表如表2.1所示。輸入點(diǎn)地址功能輸出點(diǎn)地址功能X0啟動(dòng)Y0汽水選擇燈X1暫停Y1果汁選擇燈X25角輸入Y2咖啡選擇燈X31元輸入Y3汽水出貨控制X45元輸入Y4果汁出貨控制X5

41、汽水選擇Y5咖啡出貨控制X6果汁選擇Y65角電機(jī)控制X7咖啡選擇Y71元電機(jī)控制X105角退幣感應(yīng)器Y10出幣選擇燈X111元退幣感應(yīng)器Y11制冷控制X12出幣選擇Y12照明控制X13溫度傳感器Y135角缺幣報(bào)警X14光度傳感器Y141元缺幣報(bào)警X155角傳感器Y15缺貨報(bào)警X161元傳感器Y16防盜報(bào)警X17缺貨傳感器X20劇烈震動(dòng)傳感器 表2.1 I/O分配表2.4 外部接線圖本系統(tǒng)是一個(gè)小型集中控制系統(tǒng)，PLC選型主要取決于控制系統(tǒng)輸入、輸出開關(guān)信號的數(shù)量、用戶程序的長短及相關(guān)的功能。根據(jù)控制要求，I/O點(diǎn)數(shù)在32個(gè)左右，選擇性能價(jià)格比擬適宜的三菱FX2n-48MR，其中其輸入點(diǎn)為24點(diǎn)

42、，輸出點(diǎn)為24點(diǎn)，該P(yáng)LC為繼電器輸出型。了解各個(gè)控制對象的驅(qū)動(dòng)要求，分析對象的控制要求，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。本設(shè)計(jì)中輸入有開始按鈕、錢幣的投入按鈕、選擇飲料按鈕、退幣按鈕；輸出有指示燈顯示輸出、飲料輸出、退幣輸出。這些功能都能夠通過PLC進(jìn)行得到很好的控制；電機(jī)提供動(dòng)力進(jìn)行對飲料的輸出。根據(jù)上述要求，因條件所限輸出均用指示燈代替，由此繪制出PLC控制電路接線圖，如圖2.4所示：圖2.4 PLC外部I/O接線圖 該P(yáng)LC自動(dòng)售貨機(jī)I/O接線圖中， PLC元件X005，X006，X007，是選擇控制按鈕，選擇汽水，果汁，咖啡。當(dāng)你投幣，選擇汽水、果汁或咖啡時(shí)的指示引導(dǎo)購物作用。按鈕和指示燈，

43、直接明了，方便簡單，易于操作。2.5 編程流程圖繪制出自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制流程圖，表達(dá)各控制對象的動(dòng)作順序，相互間的制約關(guān)系。本文的流程圖如圖2.5所示：開始投幣比擬幣值余額缺乏果汁燈亮咖啡燈亮汽水燈亮不選商品選擇商品選擇汽水選擇果汁選擇咖啡減去汽水用幣 減去咖啡用幣 減去果汁用幣是否退幣順序退幣結(jié)束 圖2.5 編程流程圖第3章 PLC自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)3.1自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)過程分析3.1.1試驗(yàn)狀態(tài)假設(shè)在試驗(yàn)之前先得構(gòu)思一下，要設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)該有的系統(tǒng)滿足控制要求。構(gòu)思如下1、自動(dòng)售貨機(jī)只售3種商品。 2、自動(dòng)售貨機(jī)可識別5元、1元、5角錢幣。 3、自動(dòng)售貨機(jī)可退1元和5角錢幣。 4、自

44、動(dòng)售貨機(jī)有液晶顯示功能。 5、試驗(yàn)中售貨機(jī)遇到故障以及缺貨等因素。3.1.2一次交易過程分析為了方便分析，我們以一次交易過程為例。1、先是進(jìn)行對投幣的記數(shù)，把投幣的不同面值的貨幣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并存放到PLC中。2、價(jià)格與所投的貨幣比擬，當(dāng)所投幣值超過商品價(jià)格時(shí)，相應(yīng)價(jià)格選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購置。3、在有操作顯示的條件下，進(jìn)行對商品選購的操作。4、選購操作進(jìn)行同時(shí)，同時(shí)PLC自動(dòng)進(jìn)行余額的處理，并對所選商品進(jìn)行提取。5、按下退幣的按鈕，PLC會把余額以5角和1元錢幣的形式進(jìn)行退幣處理，并同時(shí)把PLC里存放的余額清零，返回到初始狀態(tài)。到此為止，自動(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過程結(jié)束。3.2分布程序設(shè)計(jì)自

45、動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)主要包括：記幣系統(tǒng)、比擬系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、提貨系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)，還有就是其他的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)。3.2.1記幣系統(tǒng)當(dāng)有顧客購置時(shí)，每投入一次錢幣都得經(jīng)過感應(yīng)器進(jìn)行真假鑒別后，在給PLC進(jìn)行計(jì)幣的指令。當(dāng)發(fā)現(xiàn)偽幣時(shí)，感應(yīng)器不給PLC累計(jì)投幣值的指令，同時(shí)自行退出偽幣。而當(dāng)PLC接收到感應(yīng)器傳來的計(jì)幣的指令時(shí)，PLC自動(dòng)把接收的貨幣對應(yīng)的數(shù)據(jù)累積到存放器D0中。PLC編程梯形圖如圖3.1.圖3.1PLC計(jì)幣系統(tǒng)編程梯形圖由圖可以知道我是把投進(jìn)的不同錢幣，進(jìn)行不同的記錄，并把總數(shù)目都存放到存放器D0中。為了防止小數(shù)點(diǎn)的影響，我是把貨幣的數(shù)據(jù)化成整數(shù)進(jìn)行處理的，這樣可以減少自己在編程時(shí)會

46、出現(xiàn)的過失。X002-X004為設(shè)置為高電平的輸入，這樣中間繼電器M1-M3那么為一周期內(nèi)都保證了X002-X004的輸入有效。一方面防止了掃描漏了有投幣的有效反響；另一方面也可以防止了不良輸入對記數(shù)的不良影響。3.2.2價(jià)格比擬系統(tǒng)價(jià)格的比擬要貫穿實(shí)驗(yàn)過程的始終，只要余額大于某種商品價(jià)格時(shí)，就需要輸出一個(gè)信號，提示可以購置。投幣完成后，系統(tǒng)會將D0內(nèi)錢幣數(shù)據(jù)和可以購的飲料價(jià)格進(jìn)行比擬，當(dāng)投幣小于2.5元，那么沒有可以購置的商品指示燈亮，表示所投錢幣不能購置任何東西，此時(shí)可以繼續(xù)投幣或退幣；只有投幣在2.5元或以上時(shí)會見到汽水選擇的指示燈長亮，此時(shí)可以選擇購置汽水或退幣；同樣，大于3元的就有果

47、汁和汽水的選擇顯示，3.5元就出現(xiàn)咖啡、果汁和汽水的選擇顯示，此時(shí)都是可以選擇購置或退幣。PLC編程梯形圖如圖3.2.圖3.2PLC進(jìn)行價(jià)格比擬系統(tǒng)梯形圖在梯形圖3.2中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)比擬，用了一個(gè)特殊內(nèi)部繼電器M8000，在程序執(zhí)行過程中，M8000始終保持閉合，F(xiàn)NC10 CMP是16位數(shù)據(jù)比擬指令，用它來比擬余額和商品的價(jià)格。當(dāng)余額大于等于某種商品價(jià)格時(shí)，程序使相應(yīng)的指示燈亮起來表示可以購置該種商品。為了優(yōu)化程序，我都設(shè)計(jì)了比擬的價(jià)格是比商品的價(jià)格少1角的。因?yàn)橛囝~都是五的倍數(shù)，少一就可以到達(dá)等于或大于商品價(jià)格的意圖了，還可以用上中間繼電器來輔助顯示可選商品的燈亮起來。3.2.3選

48、購商品系統(tǒng)當(dāng)投入的幣值可以購置某種商品時(shí)，即商品下相應(yīng)的指示燈亮了，按下相應(yīng)的“選擇按鈕即可在出貨框中出現(xiàn)該種商品，同時(shí)消費(fèi)顯示欄中顯示出扣除已經(jīng)消費(fèi)掉的金額的余額幣值，接著余額繼續(xù)與價(jià)格相比擬，判斷是否能繼續(xù)購置。假設(shè)余額還能符合上面比擬過程的條件時(shí)，相應(yīng)商品的指示燈還會亮的，不然燈不亮了。PLC編程梯形圖如圖3.3 圖3.3 PLC進(jìn)行選購商品過程的梯形圖在梯形圖3.3中，一是要使商品出現(xiàn)在貨框中，二是要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部貨幣的運(yùn)算。以第一步為例，按下選擇汽水相應(yīng)鍵，X005施加一個(gè)脈沖的信號只能接受一次的脈沖信號，X006，X007的常閉可以保證了汽水的選購時(shí)就不能同時(shí)執(zhí)行其他商品的選購運(yùn)作。當(dāng)X

49、005接收到一個(gè)脈沖信號時(shí)，在這個(gè)工作周期內(nèi)，系統(tǒng)就會只對汽水進(jìn)行出貨的操作，同時(shí)也會對余額進(jìn)行扣除汽水價(jià)格的處理。這樣就完成了一次購置的執(zhí)行。這時(shí)，系統(tǒng)又跑回了比擬的過程中去了。3.2.4提貨系統(tǒng)送出機(jī)構(gòu)的工作原理.本文所設(shè)計(jì)的罐體送出機(jī)構(gòu)主要由槽輪、推拉桿、推拉銷、直線補(bǔ)進(jìn)電機(jī)和前后兩邊側(cè)板構(gòu)成，其中槽輪上槽弧的半徑為罐體的半徑，貨道寬度為罐體的直徑。如下送出機(jī)構(gòu)示意圖3.4所示。 3.4送出機(jī)構(gòu)示意圖送出機(jī)構(gòu)主要通過直線步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)推拉桿和推拉銷，促使槽輪繞著轉(zhuǎn)動(dòng)中心作往返轉(zhuǎn)動(dòng)。直線步進(jìn)電機(jī)運(yùn)作一次，使槽輪上下各擺動(dòng)一次，同時(shí)，在前后兩邊的側(cè)板上有導(dǎo)向槽，推拉銷在導(dǎo)向槽內(nèi)來回運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)向槽

50、的作用是限定推拉桿的運(yùn)動(dòng)方向和槽輪擺動(dòng)角度。送出機(jī)構(gòu)的工作過程如圖3.4所示，自動(dòng)售貨機(jī)正處在待售狀態(tài)下，槽輪的槽開口朝下，利用阻貨而來支撐和阻擋上面的罐體，起到阻止罐體下落的作用，當(dāng)售貨機(jī)接收到售貨信號時(shí)，直線步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行并作用于推拉桿，推拉桿同時(shí)推動(dòng)槽輪上下擺動(dòng)一次。在槽輪擺動(dòng)的前半周，槽從開口向上轉(zhuǎn)到開口向下，并有一個(gè)罐體裝入到槽中；在槽輪擺動(dòng)的后半周，槽的開口向上轉(zhuǎn)到向下，并帶到一個(gè)罐體向出貨側(cè)擺動(dòng)，同時(shí)槽輪的阻貨面擋住后面的罐體，電機(jī)停止工作，這樣就完成一個(gè)罐體的售出。3.2.5退幣系統(tǒng)系統(tǒng)可在顧客購置完飲料后退回余幣。按下退幣按鈕后，數(shù)據(jù)存放器D0內(nèi)的幣數(shù)除以10，商的整數(shù)局部就是

51、需要退回1元硬幣的個(gè)數(shù)并儲存在D1上，余數(shù)就自動(dòng)的默認(rèn)在D2上；在把D2的數(shù)據(jù)除以5，商的整數(shù)局部就是需要退回5角錢的個(gè)數(shù)，并儲存在D3中這里由所投的貨幣限制來看，5角錢個(gè)數(shù)就只有兩種情況，0或1，故在選plc時(shí)可以只給這里的留一個(gè)端口就行了。選擇退幣的同時(shí)起動(dòng)2個(gè)退幣電動(dòng)機(jī)。2個(gè)感應(yīng)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)感應(yīng)器計(jì)幣的個(gè)數(shù)等于數(shù)據(jù)存放器的退幣數(shù)時(shí)，退幣電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。PLC編程梯形圖如圖3.5.圖3.5 PLC進(jìn)行退幣過程的梯形圖3.2.6其他系統(tǒng)還有就是其他的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)。主要的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，包括有溫度的監(jiān)控，光度的監(jiān)控兩個(gè)，都可以外接傳感器進(jìn)行單輸入單輸出的簡單操作。不妨構(gòu)思一下，假設(shè)飲

52、料的溫度要保持在4攝氏度左右，用溫度傳感器設(shè)置售貨機(jī)里面溫度在6攝氏度時(shí)就給PLC一個(gè)開動(dòng)制冷器的信號，是一個(gè)持續(xù)的信號。當(dāng)售貨機(jī)里的溫度到達(dá)4.5攝氏度時(shí)，信號斷開。同樣的光度監(jiān)控就直接用個(gè)光桿來給PLC進(jìn)行售貨機(jī)照明的信號。報(bào)警系統(tǒng)分為非故障報(bào)警和故障報(bào)警。如果是故障報(bào)警，只要通過網(wǎng)絡(luò)通知送貨車或者送幣車即可；如果是故障報(bào)警那么需要通知維修人員到現(xiàn)場進(jìn)行維修。同時(shí)系統(tǒng)如果報(bào)警那么要打出回條給顧客，防止故障造成顧客損失。3.3 梯形圖和指令表本設(shè)計(jì)的總梯形圖見附錄A,指令表見附錄B。第4章 具體事例的仿真4.1 GX Developer軟件的簡介GX Developer是三菱電機(jī)公司開發(fā)的用

53、于三菱全系列可編程序控制器的編程軟件。該軟件集成了工程管理、程序編輯、模擬仿真、程序調(diào)試和PLC通信等功能。GX Developer Simulator Ver.6.10L提供了仿真功能，這也是GX Developer比FXGPWin優(yōu)越的原因。它的出現(xiàn)給現(xiàn)代電子行業(yè)帶來了巨大的進(jìn)步，還可以顯示效果，利用這些功能可以仿真自己所設(shè)計(jì)的梯形圖，看看是否能夠到達(dá)預(yù)期的效果，可以反復(fù)的修改、調(diào)試、運(yùn)行，一直到達(dá)自己所要實(shí)現(xiàn)的目的，這樣可以在設(shè)計(jì)中節(jié)約本錢，提高經(jīng)濟(jì)利用率，總之在模擬電路中起到了良好的運(yùn)用。它具體的操作效果及步驟將會在下面設(shè)計(jì)中表達(dá)，具體一些顯示圖框如圖4.1和4.2及所示。圖4.1 G

54、X Developer操作圖圖4.2 GX Developer輸出顯示圖4.2 具體事例的分析例如向自動(dòng)給售貨機(jī)里面投入一個(gè)5元的錢幣，那么Y000、Y001和Y002都會顯示亮，當(dāng)按下咖啡按鈕之后，那么咖啡輸出，即Y005顯示亮，買過之后退出錢幣，找錢幣燈亮，然后會退出錢幣，即Y006和Y007顯示亮，梯形圖的動(dòng)作情況及輸出結(jié)果的顯示如下所示：圖4.3顯示燈亮的梯形圖 圖4.4燈亮軟元件顯示圖圖4.5 選擇咖啡后的程序動(dòng)作梯形圖4.6 軟元件輸出咖啡顯示圖圖4.7 找錢的程序梯形圖圖4.8 退幣找錢動(dòng)作軟元件梯形圖4.9 退幣指示燈程序梯形圖 結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的主要任務(wù)是用PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

55、售貨機(jī)的功能。一個(gè)平?？此坪唵问褂梅奖愕淖詣?dòng)售貨機(jī)，其實(shí)并不是那么容易就做成的。本次設(shè)計(jì)所做的只是PLC編程局部，通過仿真以此實(shí)現(xiàn)它的功能。設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)的功能主要是對飲料進(jìn)行自動(dòng)交易，通過對PLC的程序輸入到達(dá)自動(dòng)售貨的目的。這次設(shè)計(jì)課題的效果是：當(dāng)投入錢幣時(shí)，根據(jù)投入錢幣的多少，自動(dòng)售貨時(shí)機(jī)自動(dòng)判斷，然后做出相應(yīng)的結(jié)果即燈亮的變化，根據(jù)顧客的選擇，會自動(dòng)輸出要選擇的飲料，并退還余額。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)是：通過程序的自鎖與互鎖，能夠正確的做出判斷，給出結(jié)果，設(shè)計(jì)出的自動(dòng)售貨機(jī)裝置簡單、易操作，結(jié)構(gòu)線路設(shè)置容易，耗能低，能夠滿足在一些商店和工廠無人售貨的目的，老人和孩子都能夠運(yùn)用：本設(shè)計(jì)的缺

56、點(diǎn)有售貨品種較少，識別的錢幣有些限制。沒有顯示器顯示所投入的錢幣總值。但用較少的商品模擬自動(dòng)售貨機(jī)的各項(xiàng)功能，都能夠較好地實(shí)現(xiàn)，也是一種比擬不錯(cuò)的選擇，到達(dá)了設(shè)計(jì)要求。本設(shè)計(jì)的結(jié)果能夠滿足設(shè)計(jì)需求，課題的效果明確，雖然售貨品種少，但是理論明確且統(tǒng)一，在此根底上可以增加輸入與輸出端口，以滿足人們在生活中的需求！在做自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)的過程中，通過查閱資料了解了自動(dòng)售貨機(jī)的一些相關(guān)知識，它是集光、機(jī)、電、機(jī)械加工、制冷、加溫、防偽識別及電子軟件技術(shù)于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了其中的一些弊端。由于時(shí)代的開展，自動(dòng)售貨機(jī)是現(xiàn)代社會中的一種商務(wù)工具，在生活中應(yīng)用愈加廣泛，根據(jù)日本、美國等國家的經(jīng)驗(yàn)，

57、自動(dòng)售貨機(jī)將在全球范圍內(nèi)得到更大的普及，但是在對我們的生活帶來方便的同時(shí)，由于它本身固有的特點(diǎn)，同時(shí)也不可防止的產(chǎn)生一些負(fù)面的影響，比方青少年的不良飲食習(xí)慣和吸煙等現(xiàn)象等在一定程度上是由于自動(dòng)售貨機(jī)所致，自動(dòng)售貨機(jī)便于銷售香煙，含糖飲料，這些沒有營養(yǎng)的含糖飲料像蘇打水，果汁飲料及冰茶等直接影響青少年肥胖病盛行的原因之一。自動(dòng)售貨機(jī)的開展目標(biāo)是為社會和生活帶來最大的便利，這就要求不但要具備實(shí)現(xiàn)其本身固有的功能，更重要的是要求不會給社會和日常生活帶來各種各樣的負(fù)面影響。謝 辭本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們的主要任務(wù)是用PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的功能。一個(gè)平?？此坪唵问褂梅奖愕淖詣?dòng)售貨機(jī)，其實(shí)并不是那么容易就做成的。

58、我本次設(shè)計(jì)所做的只是PLC編程局部，以此實(shí)現(xiàn)它的功能。在接到題目后，起初感覺無從下手，在思考過一段時(shí)間后，我通過網(wǎng)絡(luò)以及去圖書館查閱資料，獲得了一些有關(guān)自動(dòng)售貨機(jī)以及PLC編程方面的信息?；谖覀兯鶎W(xué)習(xí)的PLC課程，我自己嘗試著編寫了程序。經(jīng)過屢次修改以及調(diào)試，最終獲得成功，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能。在設(shè)計(jì)中我用到了光電開關(guān)、電磁閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等沒怎么接觸過的電子器件，之前我對這些元器件不是很了解，由于在設(shè)計(jì)中用到了，我查閱了一些資料，對它們的原理以及應(yīng)用有了深刻地認(rèn)識。經(jīng)過不斷的學(xué)習(xí)、研究以及經(jīng)過陳國振老師的指導(dǎo).終于按時(shí)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)主要研究的是自動(dòng)售貨機(jī)中有關(guān)于PLC的局部.自動(dòng)售貨機(jī)是由于

59、勞動(dòng)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。自動(dòng)售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源的缺乏，適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化，24小時(shí)無人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運(yùn)營時(shí)需要的資本少、面積小，有吸引人們購置好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。所以說,自動(dòng)售貨機(jī)是今后小商品和飲料銷售方式的一個(gè)很好的開展趨勢.它的出現(xiàn)將極大的方便人們購置所需要的小商品.通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的收獲很大，對PLC的編程有了更進(jìn)一步的掌握，增加了我的實(shí)踐動(dòng)手能力。我看到了理論知識在實(shí)踐應(yīng)用中的重要性，同時(shí)也看到理論并不等同于實(shí)踐。另外，我還學(xué)會了一些根本軟件的應(yīng)用，比方GX Developer等。本次畢業(yè)設(shè)

60、計(jì)通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，在今后的學(xué)習(xí)和工作中我將會受益匪淺。這將為將來我們走入社會，工作打下根底。參考文獻(xiàn)1秦春斌，張繼偉. PLC根底及應(yīng)用教程M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2021.12082高勤.可編程控制器原理及應(yīng)用三菱機(jī)型M.北京:電子工業(yè)出版社，2006.41463錢銳.PLC應(yīng)用技術(shù)M.北京:科學(xué)出版社，2006.1121134董淑玲.PLC在自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,36(2):47515 王國海.?可編程序控制器及其應(yīng)用?第二版M.中國勞動(dòng)社會保障出版社.2007.56786瞿