參考論文基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)

1、參考論文基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 作者： 日期：11 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)課題（設(shè)計(jì))（20 14 屆）題 目 基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 謝廣坤 院 系 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 班 級(jí) 電氣自動(dòng)化1101班 學(xué) 號(hào) 姓 名 二 一四 年 六 月 一 日安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)課題(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)（20 14屆）題 目 基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 謝廣坤 院 系 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí) 電氣自動(dòng)化1101班 學(xué) 號(hào) 姓 名 20 14 年 3 月 3 日至20 14 年 6 月 1 日共 13 周論文(設(shè)計(jì)）方向：一

2、、 主要參考資料:1 張進(jìn)秋，陳永力,張中民?？删幊炭刂破髟砑皯?yīng)用實(shí)例M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2004。1 2 鄧星鐘。機(jī)電傳動(dòng)控制（第三版）M。武漢：華中科技大學(xué)出版社.2001 3 賀賈德勝.PLC應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)用子程序（第一版）M。人民郵電出版社。2006。 二、 課題的內(nèi)容和任務(wù)要求：內(nèi)容：該設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。要求：1、畫(huà)出售貨機(jī)設(shè)計(jì)流程圖；2、合理分配PLC的I/O接口；3、畫(huà)出相應(yīng)的售貨機(jī)連接線路圖；三、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排：起 訖 日 期工 作 內(nèi) 容備 注3月3日3月17日學(xué)生選題，填寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，上交開(kāi)題報(bào)告3月18日4月14日上交畢業(yè)論文初稿（電子檔)4

3、月15日5月5日指導(dǎo)中期修改5月6日5月19日學(xué)生提交畢業(yè)論文，指導(dǎo)教師審核是否能參加答辯5月20日5月31日整理畢業(yè)論文，按照歸檔要求進(jìn)行論文裝訂，準(zhǔn)備答辯6月1日6月7日畢業(yè)答辯學(xué)生（簽名）： 年 月 日指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作指導(dǎo)小組意見(jiàn)：組長(zhǎng)（簽名） 年 月 日 系畢業(yè)論文工作領(lǐng)導(dǎo)小組審核意見(jiàn):主管領(lǐng)導(dǎo)(簽名） 年 月 日 注：1。指導(dǎo)教師填寫(xiě)，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師和接受任務(wù)的學(xué)生均應(yīng)簽字。2。此任務(wù)書(shū)最遲必須在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)開(kāi)始前下達(dá)給學(xué)生.安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)課題（設(shè)計(jì))開(kāi) 題 報(bào) 告 （20 14 屆）題 目 基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)

4、設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 謝廣坤 院 系 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 班 級(jí) 電氣自動(dòng)化1101班 學(xué) 號(hào) 姓 名 二 一四 年 三 月 十 日一、選題的意義從自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)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(huì)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(xiāo)售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對(duì)超市、百貨購(gòu)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(chǎng)地的局限性以及購(gòu)物的便利性等這些因素的制約，無(wú)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.自動(dòng)售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源不足，適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化，24小時(shí)無(wú)人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運(yùn)營(yíng)時(shí)需要的資本少、面積小，有吸引

5、人們購(gòu)買(mǎi)好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問(wèn)題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。而且由于人們生活水平的提高，社會(huì)對(duì)擴(kuò)大就業(yè)與工作場(chǎng)所提供茶點(diǎn)飲料的福利事業(yè)更為關(guān)注，自動(dòng)售貨機(jī)不僅保障了愜意的工休時(shí)間，也是最廉價(jià)、提高職工工作效率最有效的手段之一，特別是在24小時(shí)無(wú)休工作狀態(tài)中的辦公場(chǎng)所.利用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(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,且控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單功能完善、通用性強(qiáng)、體積小,維護(hù)操作方便而且易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化.二、研究的主要內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題（闡述的主要觀點(diǎn)）該設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì).其中硬

6、件設(shè)計(jì)包括:1、控制要求分析 2、PLC的選擇 3、I/O點(diǎn)的統(tǒng)計(jì) 4、數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì) 5、錢(qián)幣識(shí)別設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)包括:1、I/O口的分配 2、自動(dòng)售貨機(jī)控制流程圖設(shè)計(jì) 3、程序梯形圖設(shè)計(jì) 4、程序調(diào)試預(yù)期能利用編程軟件調(diào)試和仿真成功，確保方便可靠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的各種功能。三、研究（工作)步驟、方法及措施(思路)研究步驟:1、 了解基于PLC自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的基本原理2、復(fù)習(xí)可編程控制器的器材3、查找關(guān)于自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中外文獻(xiàn)4、完成基于PLC自動(dòng)售貨機(jī)的課程設(shè)計(jì)研究方法：1、運(yùn)用仿真軟件對(duì)模糊控制程序進(jìn)行仿真；2、利用專(zhuān)用軟件對(duì)硬件電路仿真研究思路：利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)工作程序的控制四、

7、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）提綱合理選擇PLC類(lèi)型設(shè)計(jì)自動(dòng)控制售貨機(jī)系統(tǒng)。具體要求如下：1、畫(huà)出售貨機(jī)設(shè)計(jì)流程圖；2、合理分配PLC的I/O接口；3、畫(huà)出相應(yīng)的售貨機(jī)連接線路圖；4、編寫(xiě)程序進(jìn)行仿真調(diào)試。五、主要參考文獻(xiàn)1 張進(jìn)秋,陳永力，張中民.可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004。1 2 鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制（第三版）M.武漢:華中科技大學(xué)出版社.2001 3 賀賈德勝。PLC應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)用子程序（第一版）M。人民郵電出版社。2006。 指導(dǎo)教師意見(jiàn):簽名： 年 月 日系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作指導(dǎo)小組意見(jiàn)：簽名： 年 月 日系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見(jiàn):簽名： 年 月 日摘

8、要隨著當(dāng)前城市規(guī)模的增大，很多公共場(chǎng)合都放置有自動(dòng)售貨機(jī)，極大的滿足了人們的即時(shí)性需求，為人們進(jìn)行簡(jiǎn)單物品的采購(gòu)提供了一種便利。傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)多采用單片機(jī)控制方案，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜,抗干擾能力相對(duì)較差,很難保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，維護(hù)維修困難。本文設(shè)計(jì)一套基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)，闡述了自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展背景與前景，詳細(xì)分析其功能和特點(diǎn)，提出了總體設(shè)計(jì)方案；選用型號(hào)為L(zhǎng)293D的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī),設(shè)計(jì)了平面式貯幣、電磁閥退幣的貨幣處理裝置，雙螺旋式的送出機(jī)構(gòu)，為降低成本和開(kāi)發(fā)周期,創(chuàng)造性的選用了集成鍵盤(pán)、顯示、設(shè)置功能的控制面板；以三菱FX2N48MR型PLC為主控制器,基于FXGP/WI

9、N-C編程軟件，采用順序控制的程序設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)控制程序，包括投幣程序、比較選擇購(gòu)買(mǎi)程序和退幣程序。該設(shè)計(jì)提高了自動(dòng)售貨機(jī)的可靠性和執(zhí)行效率，且系統(tǒng)維護(hù)容易，維修簡(jiǎn)單,有一定的市場(chǎng)推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī) ；PLC ;硬件設(shè)計(jì) ；程序設(shè)計(jì) ；梯形圖目 錄1 前言11。1自動(dòng)售貨機(jī)簡(jiǎn)介11。1.1 自動(dòng)售貨機(jī)概述11.1。2 自動(dòng)售貨機(jī)功能分析31.1。3 自動(dòng)售貨機(jī)的前景分析31.2 PLC在自動(dòng)售貨機(jī)中的應(yīng)用42 自動(dòng)售貨機(jī)總體方案設(shè)計(jì)52.1 自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)需求52.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖62。3 總體方案設(shè)計(jì)73 自動(dòng)售貨機(jī)硬件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)83.1 自動(dòng)售貨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成83.2 硬件

10、選擇93.2。1 電機(jī)的選擇93.2.2 貨幣處理裝置93。2。3 送出機(jī)構(gòu)93.2。4 按鈕裝置103。2.5 顯示裝置104 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)124。1 基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)124.1.1自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)的組成部分及工作流程124。1.2自動(dòng)售貨過(guò)程的控制子系統(tǒng)簡(jiǎn)述124.1。3 基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制134.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程要求及基本原則144。3 自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制方案設(shè)計(jì)154。4 PLC選型164.4.1 PLC概述164.4.2 I/O點(diǎn)估算194.4.3 PLC選型194。5程序設(shè)計(jì)214。5.1 I/O地址設(shè)計(jì)214.5.2 流程設(shè)計(jì)214.

11、5.3 PLC與現(xiàn)場(chǎng)器件的連接234。5.4 投幣程序設(shè)計(jì)244。5.5 比較、選擇、購(gòu)買(mǎi)程序設(shè)計(jì)264。5.6 退幣程序設(shè)計(jì)284.5.7 主程序設(shè)計(jì)304。5.8 梯形圖程序調(diào)試305 總結(jié)32參考文獻(xiàn)33附 錄34致 謝371 前言1。1自動(dòng)售貨機(jī)簡(jiǎn)介1。1.1 自動(dòng)售貨機(jī)概述自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無(wú)人售貨、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(chǎng)地限制，方便快捷,可以每天24小時(shí)售貨，因此深受上班族的歡迎。很多城市的公共場(chǎng)所都放置有自動(dòng)售貨機(jī)，出售的商品五花八門(mén),從飲料、零食、香煙、糖果，到牙刷、方便面、自動(dòng)照相機(jī)等。近年來(lái)，我國(guó)的自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)突飛猛進(jìn),在汽車(chē)總站、商廈、醫(yī)院、

12、小區(qū)、學(xué)校等地區(qū)紛紛涌現(xiàn)出自動(dòng)售貨機(jī)的蹤跡。這種方便快捷的購(gòu)物方式越來(lái)越受到人們的青睞，同時(shí)也是現(xiàn)代化城市配套設(shè)施的需求。常見(jiàn)的自動(dòng)售貨機(jī)如圖11所示。圖1-1 自動(dòng)售貨機(jī)自動(dòng)售貨機(jī)最早出現(xiàn)在二十世紀(jì)五、六十年代的西歐，當(dāng)時(shí)在美國(guó)的地鐵系統(tǒng)中，人們可以用1美分在自動(dòng)售貨機(jī)上買(mǎi)到一塊口香糖.上個(gè)世紀(jì)60年代以來(lái),隨著電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展，以信息革命為中心的第四次產(chǎn)業(yè)革命引發(fā)了零售業(yè)巨大的變革，表現(xiàn)之一就是發(fā)達(dá)國(guó)家商品流通領(lǐng)域內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)的出現(xiàn)與迅速發(fā)展。隨著人們生活方式向快節(jié)奏、高效率變化，時(shí)間的價(jià)值顯著提高，消費(fèi)者在購(gòu)物時(shí)更加注重便利性、即時(shí)性.隨著自動(dòng)售貨機(jī)數(shù)量的增加、商品包裝的定量化和標(biāo)

13、準(zhǔn)化、出售商品的多樣化，自動(dòng)售貨的便利性日益顯現(xiàn)。同時(shí),被稱(chēng)為“永不下班的超級(jí)營(yíng)業(yè)”的自動(dòng)售貨機(jī)在滿足人們的即時(shí)性需求方面是其它零售方式不可替代的。據(jù)美國(guó)2002年4月5日出版的幸福雜志介紹美國(guó)2001年自動(dòng)售貨業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)率為21.4%，在發(fā)展最快的行業(yè)中居第四位；在19962001年年度中,自動(dòng)售貨業(yè)以78.4的年平均利潤(rùn)增長(zhǎng)率雄居發(fā)展速度最快的行業(yè)榜首。如此多的優(yōu)點(diǎn)使得自動(dòng)售貨機(jī)在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在，自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過(guò)電話線路將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及時(shí)地傳送各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。

14、并且，為防止地球暖化,自動(dòng)售貨機(jī)的開(kāi)發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)高峰時(shí)，這種機(jī)型的自動(dòng)售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動(dòng)售貨機(jī)相比，它能夠節(jié)約10%15的電力.進(jìn)入21世紀(jì)后，自動(dòng)售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展.個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途文檔為個(gè)人收集整理，來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)照目前來(lái)看，我國(guó)自動(dòng)售貨機(jī)數(shù)量偏少且品種單一，主要以瓶飲料售貨機(jī)為主，技術(shù)質(zhì)量還未完全過(guò)關(guān),生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)成本較高，收益也不高。導(dǎo)致此現(xiàn)狀的主要原因是中國(guó)有關(guān)的自動(dòng)售貨機(jī)企業(yè)未能有效解決成本、質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)等諸多問(wèn)題。但隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社

15、會(huì)的巨大進(jìn)步，自動(dòng)售貨機(jī)的實(shí)際需求已越來(lái)越大,中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得消費(fèi)者日趨富裕，中國(guó)的零售市場(chǎng)以7%的年遞增率快速增長(zhǎng)，成長(zhǎng)速度快于其它任何新興市場(chǎng)，但和我國(guó)周邊國(guó)家相較，他們還是領(lǐng)先于我們的。日本：各種自動(dòng)售貨機(jī)保有量超過(guò) 600萬(wàn)臺(tái)，平均23人一臺(tái)，世界普及率第一， 1990年通過(guò)自動(dòng)售貨機(jī)實(shí)現(xiàn)的銷(xiāo)售額已達(dá)到5兆日元（約3000億人民幣)。韓國(guó)：自動(dòng)售貨機(jī)的使用歷史要遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于其它發(fā)達(dá)國(guó)家,僅有25年,但據(jù)2001 年的統(tǒng)計(jì)，總保有量已超過(guò)80萬(wàn)臺(tái)。在2001 年韓國(guó)生產(chǎn)的自動(dòng)售貨機(jī)中OCS占 32.7% ,排第一位，咖啡自動(dòng)售貨機(jī)占18.1% ，排第三位，僅次于18.6%的充電自動(dòng)售貨

16、機(jī)，瓶罐飲料自動(dòng)售貨機(jī)和復(fù)合型自動(dòng)售貨機(jī)（同機(jī)銷(xiāo)售瓶罐飲料和熱咖啡)都僅占8.6% ,并列第四位。這些數(shù)據(jù)正好說(shuō)明，我國(guó)的自動(dòng)售貨機(jī)需要進(jìn)步，傳統(tǒng)的自動(dòng)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(huì)在輸人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?？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)而發(fā)展起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置，它具有可靠性高、編程簡(jiǎn)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.由于自動(dòng)售貨機(jī)作為社會(huì)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.自動(dòng)售貨機(jī)有自己專(zhuān)用的通訊協(xié)議，歐美系列為“MDB”，日韓系列為“V

17、CCS”,而不是什么232、485、CAN之類(lèi)的通訊協(xié)議。主控制板、紙幣識(shí)別器、硬幣管理器（識(shí)別接收和找零)之間均遵循此協(xié)議,同系列(歐美系列或日韓系列)的通用性強(qiáng)，不但通訊協(xié)議一樣，連安裝尺寸、接插頭也一樣.也就是說(shuō),可以做機(jī)身、出貨等部件，采購(gòu)A牌的控制板、B牌的紙幣器、C牌的硬幣器（當(dāng)然可以用同一個(gè)廠家的），這樣都完全可以正常工作，條件具備時(shí)可逐步開(kāi)發(fā)控制板、紙幣器、硬幣器。目前中國(guó)的售貨機(jī)絕大部分都是歐美系列、采用MDB通訊協(xié)議的控制系統(tǒng)。1。1。2 自動(dòng)售貨機(jī)功能分析在進(jìn)行上、下位機(jī)程序編寫(xiě)之前，首先要做的工作是確定自動(dòng)售貨機(jī)本身所具備的功能及在進(jìn)行某種操作后所具有的狀態(tài)。售貨機(jī)的基

18、本功能就是對(duì)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(gòu)買(mǎi)某種商品，并作出相應(yīng)的反應(yīng)。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明，例如：售貨機(jī)中有8種商品，其中01號(hào)商品（代表第一種商品）價(jià)格為2。50元，02商品為3.50元，其余類(lèi)推。現(xiàn)投入1個(gè)1元硬幣，當(dāng)投入的貨幣超過(guò)01商品的價(jià)格時(shí)，01商品的選擇按鈕處應(yīng)有變化，提示可以購(gòu)買(mǎi),其他商品同此。當(dāng)按下選擇01商品的價(jià)格時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去01商品的價(jià)格同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的電機(jī),提取01號(hào)商品到出貨口。此時(shí)售貨機(jī)繼續(xù)等待外部命令，如繼續(xù)交易,則同上，如果此時(shí)不再購(gòu)買(mǎi)而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完

19、成此次交易。由此看來(lái),售貨機(jī)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(shí)別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。自動(dòng)售貨機(jī)的工作流程圖如圖1-2所示。圖12 自動(dòng)售貨機(jī)工作流程圖1。1。3 自動(dòng)售貨機(jī)的前景分析自動(dòng)售貨機(jī)是現(xiàn)代社會(huì)中的一種商務(wù)工具，2004年以后,中國(guó)的自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，奧運(yùn)會(huì)和世博會(huì)為自動(dòng)售貨機(jī)市場(chǎng)帶來(lái)了巨大商機(jī)，2008年后進(jìn)入了發(fā)展期,自動(dòng)售貨即將在中國(guó)零售業(yè)掀起繼百貨商店、超市之后的第三次零售業(yè)革命。現(xiàn)在，中國(guó)自動(dòng)售貨機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展期.另外,各個(gè)大型城市的改造使得很多小店小鋪消失，同時(shí)隨著金融支付手段的增

20、多，IC卡、手機(jī)移動(dòng)支付等技術(shù)使自動(dòng)售貨機(jī)提供便利服務(wù)成為可能,這些自動(dòng)售賣(mài)平臺(tái)的創(chuàng)新模式無(wú)疑為國(guó)內(nèi)的自動(dòng)售貨業(yè)迅速成長(zhǎng)創(chuàng)造了條件。2009年中國(guó)自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)品專(zhuān)項(xiàng)調(diào)研及未來(lái)五年投資分析預(yù)測(cè)報(bào)告是結(jié)合自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)品歷年供需關(guān)系變化規(guī)律，對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)品內(nèi)的企業(yè)群體進(jìn)行了深入的調(diào)查與研究，采用定量及定性的科學(xué)研究方法撰寫(xiě)而成的。對(duì)我國(guó)自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)品的市場(chǎng)環(huán)境、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、產(chǎn)品市場(chǎng)、品牌競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品進(jìn)出口、行業(yè)投資環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題進(jìn)行了詳實(shí)系統(tǒng)地分析和預(yù)測(cè)，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)做出了定性與定量相結(jié)合的分析預(yù)測(cè)，為企業(yè)制定發(fā)展戰(zhàn)略、進(jìn)行投資決策和企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理提供了權(quán)威、充分、可靠的決策依

21、據(jù)。報(bào)告數(shù)據(jù)主要采用國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、海關(guān)總署問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)、商務(wù)部采集數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)庫(kù)，其中宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來(lái)自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局,部分行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要來(lái)自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局及市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，企業(yè)數(shù)據(jù)主要來(lái)自于國(guó)統(tǒng)計(jì)局規(guī)模企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)及證券交易所等,進(jìn)出口數(shù)據(jù)主要來(lái)自海關(guān)及商務(wù)部,價(jià)格數(shù)據(jù)主要來(lái)自于各類(lèi)市場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。1。2 PLC在自動(dòng)售貨機(jī)中的應(yīng)用傳統(tǒng)的自動(dòng)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(huì)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。PLC（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)而發(fā)展起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置，它具有可靠性高、編程簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),已在工業(yè)控

22、制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用. 由于自動(dòng)售貨機(jī)作為社會(huì)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。PLC是以CPU為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置,是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（ PLC、機(jī)器人和CAD / CAM ) 之一。PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本是一致的,可以簡(jiǎn)單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過(guò)運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)，但是PLC也有它自己的特點(diǎn)，PLC在確定了工作任務(wù),裝入了專(zhuān)用程序后成為一種專(zhuān)用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的。目前，可編程控制器在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于

23、鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保等各行各業(yè)。本文為互聯(lián)網(wǎng)收集,請(qǐng)勿用作商業(yè)用途本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請(qǐng)勿用作商業(yè)用途自動(dòng)售貨機(jī)的新奇、文明、高檔、靈活方便等深受廣大市民青睞，其最基本的功能是對(duì)投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算,并根據(jù)所投入的貨幣數(shù)值判斷是否能夠購(gòu)買(mǎi)某種商品,并做出相應(yīng)的反映。因此，售貨機(jī)應(yīng)能夠辨識(shí)機(jī)內(nèi)包含的商品、能夠?qū)λ度氲膸胖颠M(jìn)行累計(jì)、并提供所要購(gòu)買(mǎi)的商品。當(dāng)按下選擇商品的按鈕時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)根據(jù)投入的幣值,啟動(dòng)電機(jī)，提取商品到出貨口，顧客取出商品，完成此次交易。它還具有識(shí)幣系統(tǒng)、貨物和貨幣的傳送系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨功能。這些都是通過(guò)PLC控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的.2

24、 自動(dòng)售貨機(jī)總體方案設(shè)計(jì)2。1 自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)需求根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，繪出自動(dòng)售貨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示。圖21 自動(dòng)售貨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖其中，1西瓜汁（1元)；2橙汁（1元);3葡萄汁（1元）;4-綠茶(2元）；5紅茶（2元）；6-奶茶(2元）；7-咖啡（3元）；8-可樂(lè)（3元）；9-牛奶(3元).用數(shù)字鍵代替商品按鍵，就能在某種商品缺貨的時(shí)候能及時(shí)地補(bǔ)上其他的商品種類(lèi)，并且不會(huì)使顧客混淆,使人機(jī)界面更加友好。其控制要求如下:（1)貨物種類(lèi)共9種,這9種物品分別對(duì)應(yīng)著9個(gè)不同的按鍵選擇，其中1元、2元、3元價(jià)格不等的物品各3種；貨幣識(shí)別裝置能夠識(shí)別0。5元、1元、5元的貨幣。 （2)在規(guī)定的30

25、秒時(shí)間內(nèi)可多次投入貨幣，能夠?qū)崿F(xiàn)貨幣累加功能，超過(guò)30秒投幣無(wú)效。(3)如果累計(jì)投入的貨幣數(shù)目超過(guò)所購(gòu)買(mǎi)物品的總價(jià)，機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)找錢(qián)功能；如果投入的貨幣沒(méi)有達(dá)到所選擇物品的價(jià)格，投入的錢(qián)將全部退還；在投入一次累加貨幣后選擇物品時(shí)，如果投入的累加貨幣數(shù)目大大超過(guò)所選擇物品的預(yù)設(shè)單個(gè)價(jià)格時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)選擇同一件物品購(gòu)買(mǎi)多個(gè)。 （4）設(shè)計(jì)13個(gè)按鍵選擇，其中9個(gè)是貨物選擇，2個(gè)多選鍵，還有一個(gè)確定鍵和一個(gè)取消鍵，如果沒(méi)有按流程進(jìn)行按鍵,自動(dòng)售貨機(jī)將啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，等待再次正確的按鍵選擇.(5)應(yīng)有購(gòu)買(mǎi)貨物的總花錢(qián)數(shù)和找零的貨幣數(shù)的顯示。 2。2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)上述要求，制定合理方案：首先，應(yīng)該做上

26、位機(jī)與下位機(jī)的任務(wù)分工，上位機(jī)主要用來(lái)完成仿真界面的制作過(guò)程，而下位機(jī)則主要用來(lái)完成PLC程序的編寫(xiě)；其次,要分別對(duì)上位機(jī)和下位機(jī)進(jìn)行資料的查找與收集。例如在進(jìn)行仿真界面的設(shè)計(jì)時(shí)可以去觀看一下真正售貨機(jī)的外觀,必要時(shí)可以借助一些宣傳圖片來(lái)設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)的外型;在進(jìn)行PLC程序的編寫(xiě)時(shí)需要先分配PLC的I/O點(diǎn)，確定上、下位機(jī)的接口;然后，分別對(duì)上、下位機(jī)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)工作；最后,進(jìn)行上位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果與下位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果的配合工作,經(jīng)調(diào)試后完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).另外，上位機(jī)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作是密切配合的，它們無(wú)論在通信中使用的變量,還是在仿真中控制的對(duì)象都應(yīng)該是一致的?？傮w上講，仿真界面是被控對(duì)象，利用P

27、LC來(lái)控制這個(gè)仿真的自動(dòng)售貨機(jī)，仿真的自動(dòng)售貨機(jī)接受PLC的控制指令并完成相應(yīng)的動(dòng)作;另一方面，仿真界面中的仿真自動(dòng)售貨機(jī)的運(yùn)行，都是由組態(tài)界面所提供的命令語(yǔ)言來(lái)完成的。這是整個(gè)仿真系統(tǒng)內(nèi)部各大部件之間的內(nèi)在關(guān)系。本設(shè)計(jì)主要是對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)中的下位機(jī)，也就是主要是對(duì)PLC在其中的程序進(jìn)行設(shè)計(jì).由此繪出系統(tǒng)組成框圖如22所示。圖22 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖PLC控制系統(tǒng)：接受人民幣識(shí)別系統(tǒng)信息，確認(rèn)已接受的人民幣是否可購(gòu)買(mǎi)消費(fèi)者所指定的商品，確認(rèn)后按要求售出商品。錢(qián)幣識(shí)別傳感器：主要包括紙幣識(shí)別器、硬幣識(shí)別器、硬幣找零系統(tǒng)等，它主要實(shí)現(xiàn)識(shí)別真假紙幣（一般為拾元、伍元)和硬幣（壹元、伍角)、拒收假幣和殘幣、正

28、確找零的功能。補(bǔ)料及出貨系統(tǒng):貨柜由多層貨架組成，當(dāng)購(gòu)物者指定所需商品后，由控制系統(tǒng)啟動(dòng)出貨系統(tǒng)出貨；當(dāng)某種貨物被取出后，補(bǔ)料機(jī)構(gòu)自動(dòng)補(bǔ)料（在這里補(bǔ)料機(jī)構(gòu)采用簡(jiǎn)單的傾斜式機(jī)構(gòu)，即當(dāng)某種貨物被售出后，補(bǔ)料機(jī)構(gòu)里面的貨物直接向前滑至首位進(jìn)行補(bǔ)位).顯示機(jī)構(gòu)：顯示購(gòu)買(mǎi)的瓶數(shù)、投入的錢(qián)數(shù)以及剩余的錢(qián)數(shù)。2。3 總體方案設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)中的貨物品種不多,因此要求上沒(méi)有現(xiàn)實(shí)中的自動(dòng)售貨機(jī)功能強(qiáng)大.本自動(dòng)售貨機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括：計(jì)幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應(yīng)系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)。（1）計(jì)幣系統(tǒng)：當(dāng)有顧客買(mǎi)飲料時(shí),投入的錢(qián)幣經(jīng)過(guò)識(shí)別機(jī)構(gòu)，記錄5角、1元或5元錢(qián)的個(gè)數(shù)，通過(guò)個(gè)數(shù)與幣值相乘或者相加，并將總錢(qián)幣

29、數(shù)據(jù)存放在D9(數(shù)據(jù)寄存器)中.(2)比較系統(tǒng)：投入錢(qián)幣完畢后，系統(tǒng)會(huì)把D9內(nèi)的錢(qián)幣數(shù)據(jù)和可以購(gòu)買(mǎi)飲料的價(jià)格進(jìn)行比較,當(dāng)投入的錢(qián)幣總值超過(guò)1元小于2元時(shí),西瓜汁、橙汁、葡萄汁的指示燈亮；當(dāng)投入的錢(qián)幣總值超過(guò)2元小于3元時(shí)，西瓜汁、橙汁、葡萄汁、綠茶、紅茶、奶茶的指示燈亮；當(dāng)投入的錢(qián)幣總值超過(guò)3元時(shí)，9種飲料的指示燈都亮，并且多選鍵“2”也亮；當(dāng)投入的錢(qián)幣總值超過(guò)5元時(shí)，所有的指示燈都亮，此時(shí)可以選擇飲料或選擇退幣。（3)選擇系統(tǒng)：比較電路完成后選擇電路指示燈亮，當(dāng)按下西瓜汁或綠茶選擇按鈕時(shí)，相應(yīng)的指示燈轉(zhuǎn)為1 秒為周期的閃爍。當(dāng)相應(yīng)的飲料供應(yīng)完畢后,閃爍同時(shí)停止.此時(shí)可以按繼續(xù)購(gòu)買(mǎi)按鈕,繼續(xù)購(gòu)

30、買(mǎi)飲料，實(shí)現(xiàn)循環(huán)購(gòu)買(mǎi)。（4)飲料供應(yīng)系統(tǒng)：當(dāng)按下選擇按鈕時(shí)，相應(yīng)的電機(jī)Y3-Y7啟動(dòng)。在飲料輸出的同時(shí)，減去相應(yīng)的購(gòu)買(mǎi)錢(qián)幣數(shù)，當(dāng)飲料輸出達(dá)到10秒時(shí)，電機(jī)停機(jī)。(5)退幣系統(tǒng)：當(dāng)顧客購(gòu)?fù)觑嬃虾?，多余的錢(qián)幣只要按下退幣按鈕，系統(tǒng)就會(huì)把數(shù)據(jù)寄存器D9中的錢(qián)幣退回.3 自動(dòng)售貨機(jī)硬件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3。1 自動(dòng)售貨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成圖31 自動(dòng)售貨機(jī)結(jié)構(gòu)1、箱體外觀正面上部為商品展示窗和價(jià)格標(biāo)簽,中部設(shè)投幣入口、退幣鈕和金額顯示窗,在價(jià)格標(biāo)簽附近設(shè)有選擇商品的按鍵，正面下部為退幣口和顧客取貨口；面向顧客的機(jī)構(gòu)正面,是完成商品價(jià)格介紹、接受投幣、顯示金額、推出商品和退幣整個(gè)售出過(guò)程的表體部分.2、商品樣品展示窗商品

31、樣品展示窗由透明有機(jī)板窗、樣品展示架、商品價(jià)格標(biāo)簽、選購(gòu)按鈕和照明燈組成,設(shè)在前門(mén)體內(nèi)部的可開(kāi)啟樣品門(mén)，用來(lái)更換商品樣品和價(jià)格標(biāo)簽;展示窗相當(dāng)于商店櫥窗或者柜臺(tái)，以清晰明亮的商品展示和明碼標(biāo)價(jià)來(lái)招攬顧客。3、商品驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)商品的包裝多種多樣，主要有箱、盒、罐、袋等,它們的提取機(jī)構(gòu)也各種各樣.商品在送出時(shí)可以采用“螺旋移動(dòng)”等動(dòng)作移到取貨口。4、商品貯存部分由于商品的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是雙螺旋體出貨機(jī)構(gòu)，由此決定了該自動(dòng)售貨機(jī)的商品貯存方式，商品主要是擺放在雙螺旋體中,通過(guò)雙螺旋體的旋轉(zhuǎn)把商品推到出貨口.5、錢(qián)幣識(shí)別系統(tǒng)錢(qián)幣識(shí)別系統(tǒng)由錢(qián)幣識(shí)別器、識(shí)別后的錢(qián)幣自動(dòng)分類(lèi)貯存機(jī)構(gòu)和退幣機(jī)構(gòu)3部分組成。6、PLC控

32、制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)是自動(dòng)售貨機(jī)在自動(dòng)銷(xiāo)售過(guò)程中，收到識(shí)幣信號(hào)后,自動(dòng)進(jìn)行累計(jì)、外部金額顯示、顧客按鍵后自動(dòng)推出商品和發(fā)出退幣找零等信號(hào)的電控系統(tǒng)。同時(shí)，該系統(tǒng)還具備預(yù)設(shè)價(jià)格、售出累計(jì)、驅(qū)動(dòng)檢測(cè)和故障自檢等功能，是“售貨機(jī)器人”的“大腦"。 3.2 硬件選擇3.2。1 電機(jī)的選擇自動(dòng)售貨機(jī)吐出飲料的過(guò)程實(shí)際為電機(jī)動(dòng)作推飲料下來(lái)。由于電機(jī)都是電感性負(fù)載，在停轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)有反向電流,所以需要用PC847光電隔離器把控制和驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離開(kāi)來(lái)，然后用L293D步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)需24 V電壓,控制信號(hào)經(jīng)過(guò)L293D后變?yōu)?4 V左右的電源信號(hào)才可驅(qū)動(dòng)電機(jī).電機(jī)有三根線：電源、地線和反饋信號(hào)（

33、電機(jī)轉(zhuǎn)一圈送出一個(gè)低電平)。在機(jī)械制作中使電機(jī)轉(zhuǎn)一圈剛好推出一瓶飲料,電機(jī)轉(zhuǎn)一圈同時(shí)產(chǎn)生一反饋信號(hào)，此信號(hào)使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，另外一種情況是紅外檢測(cè)到有貨物落下則電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。3。2。2 貨幣處理裝置貨幣處理裝置包括:檢測(cè)貨幣投入狀態(tài)的投入狀態(tài)檢測(cè)裝置；檢測(cè)有無(wú)貨幣退還操作的退還操作檢測(cè)裝置；在投入狀態(tài)及投入貨幣退還操作的有無(wú)達(dá)到規(guī)定的基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，將說(shuō)得到的基準(zhǔn)狀態(tài)信號(hào)利用所外部；連接裝置向投入外部裝置輸出的狀態(tài)輸出裝置.目前投入試用的“貨幣識(shí)別機(jī)"設(shè)置有感應(yīng)線圈，通過(guò)對(duì)貨幣的材料、大小尺寸等各個(gè)要素進(jìn)行感應(yīng)并探明真?zhèn)?不同的材質(zhì)具有不同的磁場(chǎng)變化，可以通過(guò)電子技術(shù)進(jìn)行分析、探查和識(shí)別，

34、更高級(jí)的檢測(cè)還可以運(yùn)用頻譜分析. 貨幣識(shí)別器種類(lèi)繁多,但貯幣退幣機(jī)構(gòu)基本上分為兩類(lèi)：一類(lèi)是平面式貯幣，電磁閥退幣;另一類(lèi)是圓筒式貯幣，步進(jìn)電機(jī)退幣.根據(jù)設(shè)計(jì)中對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的要求，選擇平面式貯幣,電磁閥退幣。當(dāng)貨幣投入后經(jīng)過(guò)識(shí)別識(shí)出電信號(hào)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貯幣腔體內(nèi)備用;當(dāng)收到退幣找零電信號(hào)后，通過(guò)退幣電磁閥或退幣電機(jī)拉桿，將貯幣腔內(nèi)下部貨幣依電信號(hào)程序推出，完成自動(dòng)售貨機(jī)的退幣找零功能。3.2.3 送出機(jī)構(gòu)目前，應(yīng)用于自動(dòng)售貨機(jī)上的商品送出機(jī)構(gòu)種類(lèi)較多,下面是一些較典型的送出機(jī)構(gòu)。1、旋轉(zhuǎn)式送出機(jī)構(gòu)此送出機(jī)構(gòu)把飲料放在螺旋導(dǎo)軌上，并在貨道底部開(kāi)設(shè)出口槽，

35、由電機(jī)帶動(dòng)螺旋導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)飲料轉(zhuǎn)到開(kāi)口槽時(shí)便出槽下貨。這種送出機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛，它要求電機(jī)的轉(zhuǎn)矩較大，造價(jià)成本較高。2、轉(zhuǎn)盤(pán)式送出機(jī)構(gòu)上面是一個(gè)很大的喇叭狀罐體存儲(chǔ)容器，下面是一個(gè)周邊有若干個(gè)圓槽的轉(zhuǎn)盤(pán)，通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)使罐體落入轉(zhuǎn)盤(pán)周邊的槽內(nèi)而被售出。這種送出機(jī)構(gòu)也需要較大的轉(zhuǎn)矩來(lái)帶動(dòng)和占用較大的空間,而且會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。3、滾筒送出機(jī)構(gòu)該送出機(jī)構(gòu)由一個(gè)階梯梁和滾筒構(gòu)成,滾筒內(nèi)可以裝若干瓶飲料,通過(guò)步進(jìn)電機(jī)來(lái)帶動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，利用梁的各階梯段與滾筒之間不同的開(kāi)口距離控制商品掉落的順。這種機(jī)構(gòu)要求電機(jī)有較高的轉(zhuǎn)動(dòng)精度。 4、彈簧推動(dòng)式送出機(jī)構(gòu)這種機(jī)構(gòu)是由螺旋式彈簧和連在彈簧一端的電機(jī)構(gòu)成的，電機(jī)轉(zhuǎn)

36、動(dòng)一圈就帶動(dòng)彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，同時(shí)推出一瓶飲料。根據(jù)設(shè)計(jì)中對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的要求，選擇雙螺旋式送出機(jī)構(gòu).3。2.4 按鈕裝置自動(dòng)售貨機(jī)的按鈕裝置,其特征在于備有操作按鈕和基板，操作按鈕設(shè)置在面板上，基板設(shè)置在操作按鈕側(cè)的相反側(cè)，具有顯示部分和檢測(cè)機(jī)構(gòu),顯示部分顯示與操作按鈕對(duì)應(yīng)的信息，檢測(cè)機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)操作按鈕的操作,顯示部分設(shè)在基板上的與操作按鈕不相向的位置。3.2.5 顯示裝置液晶顯示器(LCD）是現(xiàn)在非常普遍的顯示器,廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品，具有體積小、重量輕、省電、輻射低、易于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。液晶顯示器（LCD）的原理與陰極射線管顯示器（CRT）大不相同，LCD是基于液晶電光效應(yīng)的顯示器件，包括段顯

37、示方式的字符段顯示器件，矩陣顯示方式的字符、圖形、圖像顯示器件，矩陣顯示方式的大屏幕液晶投影電視液晶屏等。液晶顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性,在通電時(shí)導(dǎo)通，使液晶排列變得有秩序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)，排列則變得混亂，阻止光線通過(guò).由于本課題主要是進(jìn)行自動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制部分的設(shè)計(jì),因此在按鈕設(shè)計(jì)和顯示裝置設(shè)計(jì)方面與PLC的選型配套，選擇由日本三菱生產(chǎn)的FX-2N相關(guān)的面板，如下圖32所示。圖3-2 自動(dòng)售貨機(jī)面板4 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4。1 基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)4。1。1自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)的組成部分及工作流程1、組成部分圖4-1 自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)組成部分其中，溫控模

38、塊包括溫度采集和加熱制冷控制；銷(xiāo)售模塊完成一個(gè)整體的銷(xiāo)售動(dòng)作，一般都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)特定的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；人機(jī)模塊包括鍵盤(pán)和顯示，有的機(jī)器還加上了顯示屏，可以投放廣告；目前僅部分高端機(jī)器有通訊模塊的功能，一般都是采用GPRS模塊，可以完成銷(xiāo)售統(tǒng)計(jì)、原料補(bǔ)給、廣告管理以及一些會(huì)員服務(wù)。2、工作流程首先開(kāi)機(jī)后要自檢各個(gè)部件的狀態(tài)是否正常，若不正常要顯示錯(cuò)誤信息，方便運(yùn)營(yíng)人員及時(shí)修復(fù)；若自檢通過(guò)，檢查商品信息，若缺少貨物,停止銷(xiāo)售該類(lèi)商品;然后等待,等待消費(fèi)者投錢(qián)和選擇商品,若有人選擇商品，等錢(qián)幣投入后就開(kāi)始執(zhí)行銷(xiāo)售模塊，將產(chǎn)品送出,并找零錢(qián)。這是最基本的功能描述，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,有很多的因素需要考慮,一定要保

39、證機(jī)器工作的可靠性和穩(wěn)定性。4。1。2自動(dòng)售貨過(guò)程的控制子系統(tǒng)簡(jiǎn)述控制子系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成:1、售貨價(jià)格系統(tǒng)自動(dòng)售貨機(jī)售出的同類(lèi)商品可分若干品種,其售前設(shè)定價(jià)格須預(yù)先貯存在控制系統(tǒng)內(nèi)。售貨機(jī)的價(jià)格設(shè)置系統(tǒng)由按鍵和存儲(chǔ)器組成，通過(guò)按鍵選擇被設(shè)價(jià)商品的種類(lèi)及價(jià)格，并將價(jià)格寫(xiě)入存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器本身具有掉電保護(hù)功能，屬于軟件設(shè)置方式。此外,在簡(jiǎn)易型售貨機(jī)中，由于出售商品種類(lèi)少，價(jià)格變化小，使用幣種單一,也可用硬件來(lái)設(shè)置價(jià)格，采用撥碼開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便.2、累計(jì)、可售指示和退幣系統(tǒng)控制系統(tǒng)的核心CPU對(duì)識(shí)幣、退幣、無(wú)貨檢測(cè)及購(gòu)貨信號(hào)進(jìn)行巡回檢查，當(dāng)有識(shí)幣信號(hào)后，將金額數(shù)值送入金額累計(jì)存

40、儲(chǔ)器中進(jìn)行累計(jì)，并通過(guò)串行擴(kuò)展口進(jìn)行顯示,同時(shí)將金額累計(jì)存儲(chǔ)器中的數(shù)值與預(yù)設(shè)價(jià)格存儲(chǔ)器中的數(shù)值進(jìn)行比較，如金額累計(jì)數(shù)值等于或大于預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值,則通過(guò)串行接口使可售指示燈亮，提示購(gòu)貨。此時(shí)可按下購(gòu)貨按鈕，由CPU檢測(cè)到購(gòu)貨信號(hào)后，如金額累計(jì)存儲(chǔ)器中數(shù)值與預(yù)設(shè)價(jià)格相等，則通過(guò)并行擴(kuò)展接口驅(qū)動(dòng)電磁閥或微電機(jī)驅(qū)動(dòng)出商品，并將金額累計(jì)存儲(chǔ)器清零,完成一次售貨過(guò)程;如累計(jì)金額大于預(yù)設(shè)價(jià)格時(shí),驅(qū)動(dòng)商品后，相減差額由信號(hào)驅(qū)動(dòng)退幣,實(shí)現(xiàn)售貨和退幣找零功能。3、檢測(cè)系統(tǒng)在自動(dòng)售貨機(jī)商品貯存道下方安有接觸行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)貯存道內(nèi)有商品時(shí)，壓下行程開(kāi)關(guān)，售貨機(jī)正常工作；當(dāng)商品出售完畢時(shí)，行程開(kāi)關(guān)被釋放，向CPU發(fā)出無(wú)貨信

41、號(hào)，經(jīng)檢測(cè)通過(guò)串行擴(kuò)展接口向相應(yīng)的售完指示燈發(fā)出信號(hào),使機(jī)身外部 “售完"指示燈亮，此種商品自動(dòng)停售，即使投幣累計(jì)金額達(dá)到該道商品預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值，可售按鈕仍然無(wú)啟動(dòng)信號(hào)，金額累計(jì)存儲(chǔ)器也不清零。4、累計(jì)及自測(cè)功能系統(tǒng)自動(dòng)售貨機(jī)CPU在每次售出商品后，向售出累計(jì)存儲(chǔ)器中累計(jì)售出數(shù)據(jù),通過(guò)售貨機(jī)內(nèi)部的按鍵可在金額顯示窗中讀到累計(jì)結(jié)果。此外,在按下自測(cè)功能鍵后，出現(xiàn)自測(cè)功能信號(hào),由外部按鍵操作，可檢測(cè)各商品貯存道的驅(qū)動(dòng)商品功能。4.1.3 基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制當(dāng)某一個(gè)控制任務(wù)決定由PLC來(lái)完成后，選擇PLC就成為最重要的事情.一方面要選擇多大容量的PLC ,另一方面是選擇什么公司的PL

42、C及外設(shè)。對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析,把所有的I/O點(diǎn)找出來(lái)，包括開(kāi)關(guān)量I/O和模擬量I/O以及輸出是用繼電器還是晶體管或是可控硅型.控制系統(tǒng)輸出點(diǎn)的類(lèi)型非常關(guān)鍵，如果它們之中既有交流220V的接觸器、電磁閥，又有24V的指示燈,則最后選用的PLC的輸出點(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。因?yàn)镻LC的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組共用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類(lèi)和等級(jí)，所以一旦它們是交流220V的負(fù)載使用,則直流24V的負(fù)載只能使用其他的輸出端了，這樣有可能造成輸出點(diǎn)浪費(fèi)，增加成本，所以要盡可能選擇相同等級(jí)和種類(lèi)的負(fù)載，比如使用交流220V的指示燈等。一般情況下繼電器輸出的PLC使用

43、最多，但對(duì)于要求高速輸出的情況,就要使用無(wú)觸點(diǎn)的晶體管輸出的PLC了。對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，則有以下幾個(gè)方面要考慮:（1）功能方面 所有PLC一般都具有常規(guī)的功能,但對(duì)某些特殊要求，就要知道所選用的PLC是否有能力控制任務(wù)。如對(duì)PLC與PLC、PLC與智能儀表及上位機(jī)之間有靈活方便的通信要求；或?qū)LC的計(jì)算速度、用戶程序容量等有特殊要求;或?qū)LC的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對(duì)市場(chǎng)上流行的PLC品種有一個(gè)詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇。(2）價(jià)格方面 不同廠家的PLC產(chǎn)品價(jià)格相差很大，有些功能類(lèi)似、質(zhì)量相當(dāng)、I/O點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)腜LC的價(jià)格能相差40以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價(jià)當(dāng)然

44、是必須考慮的因數(shù).PLC主機(jī)選定后，如果控制系統(tǒng)需要，則相應(yīng)的配套模塊也就選定了.4。2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程要求及基本原則1、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程要求任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此,在設(shè)計(jì)PLC 控制系統(tǒng)時(shí),應(yīng)遵循以下基本原則。（1）最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求充分發(fā)揮PLC 的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求,是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，充分收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，同時(shí)收集相關(guān)國(guó)內(nèi)、國(guó)外相關(guān)的資料。同時(shí)還要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員

45、、現(xiàn)場(chǎng)操作人員等緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。（2）保證PLC 控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC 控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程等方面要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC 控制程序不僅能在正常條件下運(yùn)行，而且要在非正常情況下，也能正常工作。(3）力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下,一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益,

46、另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。（4）適應(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展,控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高,設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量,以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。2、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則（1）所編的程序要合乎所使用的PLC的有關(guān)的規(guī)定主要是對(duì)指令要準(zhǔn)確地理解,正確地使用.各種PLC指令多有類(lèi)似之處，但還有些差異。對(duì)于有PLC使用經(jīng)驗(yàn)的人，當(dāng)選用另一種不太熟悉的型號(hào)進(jìn)

47、行編程設(shè)計(jì)時(shí),一定要對(duì)新型號(hào)PLC的指令重新理解一遍，否則容易出錯(cuò)。(2）要使所編的程序盡可能簡(jiǎn)潔簡(jiǎn)短的程序可以節(jié)省內(nèi)存，簡(jiǎn)化調(diào)試，而且還可節(jié)省執(zhí)行指令的時(shí)間,提高對(duì)輸入的響應(yīng)速度。要使所編的程序簡(jiǎn)短，就要注意編程方法，用好指令,用巧指令，還要能優(yōu)化結(jié)構(gòu)。要實(shí)現(xiàn)某種功能，一般而言，在達(dá)到目的的相同時(shí)，用功能強(qiáng)的指令比用功能單一的指令，程序步數(shù)可能會(huì)少些.（3)要使所編的程序盡可能清晰這樣既便于程序的調(diào)試、修改或補(bǔ)充，也便于別人了解和讀懂程序。要想使程序清晰，就要注意程序的層次，講究模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。特別是在編制復(fù)雜的程序時(shí)，更要注意程序的層次，可積累自己的與吸收別人的經(jīng)驗(yàn),整理出一些標(biāo)準(zhǔn)的具有典

48、型功能的程序,并盡可能使程序單元化，像計(jì)算機(jī)中的常用的一些子程序一樣，移來(lái)移去都能用，這樣，設(shè)計(jì)起來(lái)簡(jiǎn)單，別人也易了解。（4）要使所編的程序合乎PLC的性能指標(biāo)及工作要求所編程序的指令條數(shù)一定少于所選用的PLC內(nèi)存的容量,即程序在PLC中能放得下，所用的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)要在所選用PLC的I/O點(diǎn)數(shù)范圍之內(nèi)，PLC的掃描時(shí)間要少于所選用PLC的程序運(yùn)行監(jiān)測(cè)時(shí)間。PLC的掃描時(shí)間不僅包括運(yùn)行用戶程序所需的時(shí)間，而且還包括運(yùn)行系統(tǒng)程序，如I/O處理、自監(jiān)測(cè)所需的時(shí)間.（5）所編程序能夠循環(huán)運(yùn)行PLC的工作特點(diǎn)是循環(huán)反復(fù)、不間斷地運(yùn)行同一程序。它的運(yùn)行從初始化后的狀態(tài)開(kāi)始，待控制對(duì)象完成了工作循環(huán)（完整

49、程序執(zhí)行一次)，則又返回初始化狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。因?yàn)橹挥羞@樣才能使控制對(duì)象在新的工作周期中也得到相同的控制。4。3 自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制方案設(shè)計(jì)1、通過(guò)分析，由于程序內(nèi)部的聯(lián)鎖、互動(dòng)關(guān)系較為復(fù)雜，故采取步進(jìn)指令較為簡(jiǎn)單。2、本自動(dòng)售貨機(jī)可使用5角硬幣，給計(jì)總金額數(shù)帶來(lái)麻煩,可對(duì)除5角識(shí)別器以外的所對(duì)應(yīng)INC指令的計(jì)數(shù)器中的值乘2 計(jì)算來(lái)方便計(jì)算總錢(qián)數(shù)，即將所有“元”轉(zhuǎn)化為多少個(gè)“5角"。3、由于實(shí)驗(yàn)室PLC型號(hào)三菱FX2N48MR對(duì)某些指令無(wú)法識(shí)別，所以需將所有用脈沖執(zhí)行型的功能指令都使用PLS指令進(jìn)行轉(zhuǎn)化,即通過(guò)PLS指令驅(qū)動(dòng)輔助繼電器M,實(shí)現(xiàn)程序功能.4、找余時(shí)，可找1元與5角，故需

50、對(duì)剩余總金額寄存器中的數(shù)目除以2 和取模2，除2結(jié)果即為當(dāng)前要找1元的數(shù)目,取模2結(jié)果即為當(dāng)前要找5角數(shù)目.5、PLC 選用繼電器輸出型.6、任務(wù)書(shū)要求實(shí)現(xiàn)顧客的循環(huán)購(gòu)買(mǎi)，故需實(shí)現(xiàn)控制程序的跳轉(zhuǎn)（向后跳轉(zhuǎn)）。當(dāng)顧客再次購(gòu)買(mǎi)時(shí),余額寄存器（為了退幣，該寄存器中值已除2)中值要先乘2，以便與商品價(jià)格比較(商品價(jià)格已轉(zhuǎn)化為多少個(gè)5角），再進(jìn)入下次購(gòu)買(mǎi) 。7、退幣結(jié)束時(shí)，使用SET指令恢復(fù)初始態(tài),并置位所有寄存器，以準(zhǔn)備下一個(gè)顧客購(gòu)買(mǎi)飲料，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤。4。4 PLC選型4.4。1 PLC概述1、PLC的由來(lái)在PLC問(wèn)世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。繼電器控制系統(tǒng)有著十分明顯的缺點(diǎn)：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運(yùn)行速度慢、適應(yīng)性差,尤其當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，就必須重新設(shè)計(jì)、重新安裝，造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了改變這一現(xiàn)狀，1968年美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用