自動(dòng)售貨機(jī)的控制

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書自動(dòng)售貨機(jī)的控制THE CONTOR OF VENDING MACHINE 學(xué)院（部）： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 孔一斐 指導(dǎo)教師： 李振壁 年 月 日自動(dòng)售貨機(jī)的控制摘要 自動(dòng)售貨機(jī)是能夠根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨的機(jī)器，不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人力、交易方便。目前市場(chǎng)上的自動(dòng)售貨機(jī)較為普遍，主要經(jīng)營(yíng)飲料和便利物品，使用方便、可靠、節(jié)省人力的自動(dòng)售貨機(jī)將在社會(huì)生活中成為一種趨勢(shì)，而先存的自動(dòng)售貨機(jī)主要存在控制不方便，送貨不及時(shí)的問題，這篇文章就是討論自動(dòng)售貨機(jī)的控制問題。 在本文中，以三菱FX2NPLC為核心配合各種編程軟件及各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)售貨機(jī)的投幣、出貨、找零等基本

2、功能，滿足客戶的基本要求后加入了通信模塊解決了自動(dòng)售貨機(jī)的控制問題。本文詳細(xì)介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)方案、硬件選擇、軟件編寫。關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī)，控制，基本功能 THE CONTOR OF VENDING MACHINEABSTRACKVending machine is a kind of machine which can sold matters automatically ,without the limitation of ti

3、me and place.It can save manpower and the trade is convenient.At present,vending machine is so ordinary to see,especially onsolding drinks & common goods,it is convenient,depen

4、dable,so it will become a trend definitely.However,at present,vending machines are hard to control and not so instant.This article is due to talk about controling them.In this

5、 article,take Sanling FX2NPLC as the core,Using all kinds of softwares ,intending to enable functions of vending machines ,such as inserting coins,presenting goods,giving back chan

6、ges and so on.Despite these,the problem of controling is solved by interacting module.This article elaborates on design plan of vending machines,choosing ofhardwares and software w

7、riting. KEYWORD: Vending machine, control, Basic function2安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄 摘要（中文）I摘要（外文）II1 緒論11.1引言11.2自動(dòng)售貨機(jī)的定義和發(fā)展前景11.3 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀21.4 本論文研究?jī)?nèi)容22 整體模塊圖及模塊簡(jiǎn)介32.1.1 PLC32.1.2 PLC的工作原理42.1.3PLC執(zhí)行程序的過程及特點(diǎn)62.1.4PLC選型原則82.2錢幣識(shí)別器92.2.1貨幣識(shí)別原理92.2.2紙幣識(shí)別器112.3人機(jī)界面112.3.1人機(jī)界面的定義112.3.2人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品的組成及工作原理122.3.

8、3 人機(jī)界面的基本功能及選型指標(biāo)132.3.4 人機(jī)界面產(chǎn)品分類132.3.5 人機(jī)界面的使用方法132.4 電源133 硬件設(shè)計(jì)133.1器件選擇133.1.1PLC143.1.2人機(jī)界面153.1.3錢幣識(shí)別器:163.1.4 硬幣識(shí)別器183.1.5通信設(shè)備及報(bào)警器193.1.5本設(shè)計(jì)器件選擇匯總?cè)绫?-6.213.2自動(dòng)售貨機(jī)操作面板及PLC連接圖224 程序設(shè)計(jì)234.1自動(dòng)售貨機(jī)售貨過程程序234.2人機(jī)界面設(shè)計(jì)284.3錢幣識(shí)別器程序簡(jiǎn)介36結(jié)論：40參考文獻(xiàn)41致謝421 緒論1.1引言自動(dòng)售貨機(jī)最早出現(xiàn)在二十世紀(jì)五、六十年代的西歐，其中英國(guó)是較早實(shí)行自動(dòng)售貨機(jī)售貨的國(guó)家之一。

9、1942年，在食品銷售中首先推廣了自動(dòng)售貨的銷售方式。1950年，英國(guó)食品雜貨行有500家采用自動(dòng)售貨機(jī)售貨。1969年，采用自動(dòng)售貨機(jī)售貨的商家增加到23000家，銷售的商品擴(kuò)展到唱片、文化用品、食品、香煙等多個(gè)方面。進(jìn)入70年代后，約有40多萬(wàn)家香煙、飲料店采用自動(dòng)售貨機(jī)。1980年英國(guó)有50余萬(wàn)臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)，年銷售額達(dá)8.81億英鎊。70年代后，日本、歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)自動(dòng)售貨機(jī)迅猛的發(fā)展，短短30年，發(fā)達(dá)國(guó)家自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)已發(fā)展到相當(dāng)大規(guī)模。自動(dòng)售貨機(jī)被廣泛地布放于車站、油站、機(jī)場(chǎng)、碼頭、寫字樓、賓館、娛樂場(chǎng)所及大街小巷和公路旁，人們通過自動(dòng)售貨機(jī)可以買到食品、香煙、報(bào)紙、飲料、票、

10、卡甚至鮮花和小寵物等物品。自動(dòng)售貨機(jī)實(shí)現(xiàn)了商品需求化、性能多樣化的發(fā)展，原先其只能出售有限商品品種，而如今呈現(xiàn)了繼百貨公司、超級(jí)市場(chǎng)、便民店之后，以消費(fèi)者與售貨機(jī)“一對(duì)一”自動(dòng)售貨的無(wú)店鋪銷售狀態(tài)。1.2自動(dòng)售貨機(jī)的定義和發(fā)展前景目前自動(dòng)售貨機(jī)是集聲、光、機(jī)電一體化的高新智能化產(chǎn)品，在我國(guó)也開始得到應(yīng)用，如圖1-1。在中國(guó)人們可以看到現(xiàn)代化的自動(dòng)售貨機(jī)擺放在一些大商場(chǎng)門口、繁華街道兩旁、公園入口處以及其它熱鬧的場(chǎng)所。自動(dòng)售貨機(jī)的新奇、文明、高檔、晝夜服務(wù)、占地小、靈活方便深受許多地區(qū)市民的青睞，甚至出現(xiàn)許多排隊(duì)購(gòu)買的現(xiàn)象。專家測(cè)算，中國(guó)的自動(dòng)售貨機(jī)在市場(chǎng)容量最保守算應(yīng)該有四十七萬(wàn)臺(tái)，一年的銷售

11、額可達(dá)三百五十億元若按人均臺(tái)數(shù)計(jì)算全年可達(dá)五百億，自動(dòng)售貨機(jī)在日本達(dá)到平均每二三十人一臺(tái)，在美國(guó)達(dá)到每四十人一臺(tái)，在歐洲每六十人一臺(tái)，由于中國(guó)經(jīng)濟(jì)與上述國(guó)家還有一定差距，按每五百人一臺(tái)計(jì)算。因此，自動(dòng)售貨機(jī)在中國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景。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)模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對(duì)的超市、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。等這些因素的制約，無(wú)人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必

12、須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。圖11，自動(dòng)售貨機(jī)舉例1.3 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 在自動(dòng)售貨機(jī)相關(guān)的所有研究領(lǐng)域中，全球?qū)ζ潢P(guān)鍵技術(shù)的研究主要集中在以下 個(gè)方面：系統(tǒng)內(nèi)部銷售動(dòng)作實(shí)現(xiàn)方式的研究；資金結(jié)算及銷售信息統(tǒng)計(jì)管理的實(shí)現(xiàn)方式研究；功耗節(jié)省模式的研究。 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，系統(tǒng)內(nèi)部銷售動(dòng)作實(shí)現(xiàn)方式的研究已基本成熟，研究最多的主要集中在資金結(jié)算及銷售信息統(tǒng)計(jì)管理的實(shí)現(xiàn)方式和功耗節(jié)省模式上。1.4 本論文研究?jī)?nèi)容本文在原有的自動(dòng)售貨機(jī)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能如：(1). 用戶將貨幣投入投幣口，貨幣識(shí)別器對(duì)所投貨幣進(jìn)行識(shí)別；(2). 控制器根據(jù)金額將商品可售賣信息通過選貨按鍵指示燈提供給用戶，由用戶自

13、主選擇欲購(gòu)買的商品；(3). 按下用戶選擇商品所對(duì)應(yīng)的按鍵，控制器接收到按鍵所傳遞過來(lái)的信息，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)部件，售出用戶選擇的商品到達(dá)取物口；(4) 如果還有足夠的余額，則可繼續(xù)購(gòu)買。如不需要購(gòu)買則點(diǎn)擊找零，自動(dòng)售貨機(jī)將自動(dòng)找出零幣或用戶旋轉(zhuǎn)退幣旋鈕，退出零幣。在此基礎(chǔ)上本文加入數(shù)據(jù)通信模塊，通過此模塊可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)與送貨車之間的聯(lián)系，在貨物短缺時(shí)及時(shí)通知，保證貨物的供給。2 整體模塊圖及模塊簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)整體模塊圖如圖2-1所示.三菱FX2N PLC三菱GT11人機(jī)界面FX2n 8EYR輸出模塊電源出貨指示燈錢幣識(shí)別器故障報(bào)警器退幣外圍通信設(shè)備圖2-1整體模塊圖2.1.1 PLC PLC作為自動(dòng)售

14、貨機(jī)的核心部分全稱為可程序邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller），乃是一種固態(tài)電子裝置，主要利用輸入輸出裝置的回授信號(hào)及儲(chǔ)存程序，控制機(jī)械或程序的操作。在工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)中，PLC因?yàn)榫邆鋬r(jià)格便宜、系統(tǒng)穩(wěn)定及環(huán)境適應(yīng)性佳的特點(diǎn)，故一直為自動(dòng)化業(yè)界所采用。近幾年來(lái)，各PLC制造廠家無(wú)不致力于新機(jī)種的研發(fā)，所以在CPU 處理速度、擴(kuò)展模塊及通訊的功能上，相較于早期PLC控制器，已有長(zhǎng)足的進(jìn)展。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電

15、氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)通用汽車公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller(PC)。 個(gè)人計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱PC)發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC)。 圖2-2為三菱公司所產(chǎn)FX2N系列的實(shí)物圖。圖2-2三菱FX2N32MR2.1.2 PLC的工作原理1.PLC的主要組成部分如圖2-3.圖2-3 PLC的主要組成部分C

16、PU模塊：CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。I/O模塊：輸入(Input)模塊和輸出（Output）模塊統(tǒng)稱I/O模塊，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊的橋梁。輸入模塊主要用來(lái)接受和采集輸入信號(hào)，輸入信號(hào)包括兩類：一類是從按鈕，選擇開關(guān)，接近開關(guān)，光電開關(guān)等來(lái)的開關(guān)量輸入信號(hào)；另一類就是由電位器，測(cè)速發(fā)電機(jī)等提供的連續(xù)變化的模擬量信號(hào)。PLC通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，另外也可以驅(qū)動(dòng)指示燈、數(shù)字顯示裝置等CPU模塊的工作電壓一般是5V，而其

17、輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，如DC24V和AC220V。為防止外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲損壞CPU模塊，影響其正常工作，在I/O模塊中，用光電耦合器、可控硅，小型繼電器等器件來(lái)隔離外部輸入電路和負(fù)載。I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。2. PLC的掃描過程 PLC有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，PLC通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使PLC的輸出及時(shí)響應(yīng)隨時(shí)變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是執(zhí)行了一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至PLC停機(jī)或切換到STOP工作狀態(tài)。除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)中，PLC還要完成內(nèi)

18、部處理，通訊處理等工作，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段。如圖2-4. 圖2-4 PLC的掃描過程 在內(nèi)部處理階段，進(jìn)行PLC自檢，檢查內(nèi)部硬件是否正常，對(duì)監(jiān)視定時(shí)器（WDT）復(fù)位以及完成其它一些內(nèi)部處理工作。在通信服務(wù)階段，PLC與其它智能裝置實(shí)現(xiàn)通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。 當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。當(dāng)PLC處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時(shí)，除完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。PLC的掃描工作方式簡(jiǎn)單直觀，便于程序的設(shè)計(jì)，并為可靠運(yùn)行提供了保障。當(dāng)PLC 掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就被后面將要掃描到的

19、指令所利用，  而且還可通過CPU內(nèi)部設(shè)置的監(jiān)視定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定時(shí)間，避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。2.1.3PLC執(zhí)行程序的過程及特點(diǎn)（1）輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進(jìn)行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時(shí)輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，輸入狀態(tài)的變化只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。 （2）程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，PLC對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來(lái)表示，則總是按先上后

20、下，先左后右的順序進(jìn)行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序是否跳轉(zhuǎn)。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據(jù)用戶程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再存入元件映象寄存器中。對(duì)于元件映象寄存器來(lái)說(shuō)，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過程而變化。如圖2-5所示。圖2-5 PLC執(zhí)行程序示意圖（3）輸出刷新階段 當(dāng)所有程序執(zhí)行完畢后，進(jìn)入輸出處理階段。在這一階段里，PLC將輸出映像寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 因此，PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進(jìn)行。當(dāng)PLC進(jìn)入程序執(zhí)行

21、階段后輸入端將被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。這方式稱為集中采樣，即在一個(gè)掃描周期內(nèi)，集中一段時(shí)間對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行采樣。 在用戶程序中如果對(duì)輸出結(jié)果多次賦值，則最后一次有效。在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出，對(duì)輸出接口進(jìn)行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。這種方式稱為集中輸出。 對(duì)于小型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較少，用戶程序較短，一般采用集中采樣、集中輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但使PLC工作時(shí)大多數(shù)時(shí)間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。 而

22、對(duì)于大中型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較多，控制功能強(qiáng)，用戶程序較長(zhǎng)，為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式，或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。 從上述分析可知，當(dāng)PLC的輸入端輸入信號(hào)發(fā)生變化到PLC輸出端對(duì)該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為PLC輸入輸出響應(yīng)滯后。對(duì)一般的工業(yè)控制，這種滯后是完全允許的。應(yīng)該注意的是，這種響應(yīng)滯后不僅是由于PLC掃描工作方式造成，更主要是PLC輸入接口的濾波環(huán)節(jié)帶來(lái)的輸入延遲，以及輸出接口中驅(qū)動(dòng)器件的動(dòng)作時(shí)間帶來(lái)輸出延遲，同時(shí)還與程序設(shè)計(jì)有關(guān)。滯后時(shí)間是設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意把握的一個(gè)參數(shù)。(4)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如

23、圖2-6所示.圖2-6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖2.1.4PLC選型原則當(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PLC及外設(shè)。對(duì)第一個(gè)問題，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?？刂葡到y(tǒng)輸出點(diǎn)的類型非常關(guān)鍵，如果他們之中既有交流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)際電數(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和等級(jí)。所以一旦它們是交流22

24、0V的負(fù)載負(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。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)然是必須考慮的因數(shù)。2.2錢幣識(shí)別器對(duì)第二個(gè)問題，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

25、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，有些功能類似、質(zhì)量相當(dāng)、I/O點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)腜LC的價(jià)2.2.1貨幣識(shí)別原理 錢幣識(shí)別器分為硬幣和紙幣識(shí)別器。 硬幣識(shí)別原理 我國(guó)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線路所產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí), 金屬材質(zhì)和體積的差異對(duì)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(cè)頻率的變化, 與設(shè)定值進(jìn)行比較

26、, 確定某種硬幣種類后, 經(jīng)窄帶選頻電路將頻率信號(hào)變成電壓信號(hào)輸出, 完成對(duì)金屬硬幣的識(shí)別。 紙幣識(shí)別原理 紙幣識(shí)別器由主控部分、傳感器部件、驅(qū)燈組件、A /D 轉(zhuǎn)換器、外部存儲(chǔ)、電機(jī)、模式選擇、電源板等組成一個(gè)單片機(jī)控制的系統(tǒng), 通過多個(gè)接口把紫光、磁性、紅外穿透引入主控器。把正常鈔票在各傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)取樣、識(shí)別, 并寄存起來(lái),作為檢測(cè)的依據(jù)。當(dāng)識(shí)別紙幣時(shí), 把在各通道接口接收到的信號(hào)參數(shù)與原寄存起來(lái)的信號(hào)參數(shù)進(jìn)行比較、判斷, 若有明顯差異時(shí)、但立即送出報(bào)警信號(hào)并截停電機(jī), 同時(shí)送出對(duì)應(yīng)的信號(hào)提示。 熒光檢測(cè) 熒光檢測(cè)的工作原理是針對(duì)人民幣的紙質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。人民幣采用專用紙張制造(

27、 含85% 以上的優(yōu)質(zhì)棉花) , 假鈔通常采用經(jīng)漂白處理后的普通紙進(jìn)行制造, 經(jīng)漂白處理后的紙張?jiān)谧贤饩€( 波長(zhǎng)為365nm 的藍(lán)光) 的照射下會(huì)出現(xiàn)熒光反應(yīng)( 在紫外線的激發(fā)下衍射出波長(zhǎng)為420- 460nm 的藍(lán)光) , 人民幣則沒有熒光反應(yīng)。所以, 用紫外光源對(duì)鈔票進(jìn)行照射并同時(shí)用硅光電池檢測(cè)鈔票的熒光反映, 可判別鈔票真假。為排除環(huán)境光對(duì)辨?zhèn)蔚母蓴_, 必須在硅光電池的表面安裝一套透過波長(zhǎng)與假鈔熒光反應(yīng)波長(zhǎng)一致的濾色片。在熒光檢測(cè)中, 需要注意兩個(gè)問題: 1. 檢測(cè)空間的遮光。外界光線進(jìn)入檢測(cè)空間會(huì)造成誤報(bào); 2. 紫外光源和光電池的防塵。在點(diǎn)鈔過程中有大量粉塵, 這些粉塵粘附在光源表面

28、會(huì)削弱檢測(cè)信號(hào), 造成漏報(bào)。對(duì)第五版人民幣, 可同時(shí)檢測(cè)熒光字( 無(wú)色熒光油墨印刷, 用另一硅光電池檢測(cè), 濾色片的透過波長(zhǎng)和真鈔熒光反應(yīng)波長(zhǎng)一致) 以提高辨?zhèn)涡Ч?磁性檢測(cè) 磁性檢測(cè)的工作原理是利用大面額真鈔( 20 元、50 元、100元) 的某些部位是用磁性油墨印刷, 通過一組磁頭對(duì)鈔票的磁性進(jìn)行檢測(cè), 通過電路對(duì)磁性進(jìn)行分析, 可辨別鈔票的真假。在磁性檢測(cè)中, 要求磁頭與鈔票磨擦良好。磁頭過高則沖擊信號(hào)大, 造成誤報(bào); 磁頭過低則信號(hào)弱, 造成漏報(bào)。通過控制磁頭的高度( 由加工和裝配保證) 和在磁頭上方裝壓鈔膠輪可滿足檢測(cè)需要。 紅外穿透檢測(cè) 紅外穿透的工作原理是利用人民幣的紙張比較

29、堅(jiān)固、密度較高以及用凹印技術(shù)印刷的油墨厚度較高, 因而對(duì)紅外信號(hào)的吸收能力較強(qiáng)來(lái)辨別鈔票的真假。人民幣的紙質(zhì)特征與假鈔的紙質(zhì)特征有一定的差異, 用紅外信號(hào)對(duì)鈔票進(jìn)行穿透檢測(cè)時(shí), 它們對(duì)紅外信號(hào)的吸收能力將會(huì)不同, 利用這一原理, 可以實(shí)現(xiàn)辨?zhèn)?。需要注意的? 油墨的顏色與厚度同樣會(huì)造成紅外穿透能力的差異。因此, 必須對(duì)紅外穿透檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算和比較分析。 激光檢測(cè) 用一定波長(zhǎng)的紅外激光照射第五版人民幣上的熒光字, 會(huì)使熒光字產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的激光, 通過對(duì)此激光的檢測(cè)可辨別鈔票的真假。由于仿制困難, 故用于辨?zhèn)魏軠?zhǔn)確。 防夾心檢測(cè) 所謂防夾心檢測(cè)就是在一疊鈔票里剔出不同面額的鈔票。根本不同面

30、額的鈔票具有不同的特征, 如紙質(zhì)、磁性、幅面大小等,可進(jìn)行防夾心檢測(cè)。目前的點(diǎn)銷機(jī)只檢測(cè)鈔票的紙質(zhì)、磁性的寬度尺寸, 因此對(duì)于紙質(zhì)、磁性和寬度相同或相近的鈔票如第四版1 元和2 元、5 元和10 元, 第五版10 元和20 元很難區(qū)分, 如果增加一組紅外管, 同時(shí)檢測(cè)鈔票的長(zhǎng)度, 這個(gè)問題可以得到有效的解決。2.2.2紙幣識(shí)別器 作為整個(gè)貨幣識(shí)別系統(tǒng)的核心部分, 紙幣控制器必須由一顆功能相對(duì)較強(qiáng)的嵌入式微處理器以及一系列外圍器件構(gòu)成。通過對(duì)各種微處理器的研究, 考慮到開發(fā)成本, 我們最終選用了兼容標(biāo)準(zhǔn)M CS-51 指令系統(tǒng)的A T89C52 單片機(jī)是一個(gè)低電壓, 高性能CM O S 8 位單

31、片機(jī), 片內(nèi)含8k bytes 的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器( R A M ) , 器件采用A TM EL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn), 片內(nèi)置通用8 位中央處理器和Flash 存儲(chǔ)單元, 功能強(qiáng)大的A T89C52 單片機(jī)可為您提供許多高性低比的系統(tǒng)控制應(yīng)用領(lǐng)域。紙幣器中核心控制器A T89C52 要采集大量實(shí)時(shí)紙幣數(shù)據(jù), 以用于該紙幣的處理; 同時(shí)還要存儲(chǔ)許多參數(shù)以用于紙幣的識(shí)別,而A T89C52 自身資源有限, 并不能很好地滿足系統(tǒng)要求, 明顯需要擴(kuò)展片外R A M 和R O M 。本系統(tǒng)中采用傳統(tǒng)的擴(kuò)展方式, 即通過一片7

32、4H C373 鎖存器外接一片62256, 而R O M 的擴(kuò)展則采用近年來(lái)應(yīng)用很廣泛的I2C 總線方式, 即直接用兩個(gè)I/0 口外接一片串行24C256。紙幣器中數(shù)據(jù)采集裝置采用六對(duì)發(fā)光二極管及光電三極管, 而且還需要有工作模式選擇, 這樣導(dǎo)致I/0 口不夠用。為此還要擴(kuò)展輸入輸出接口, 采用常用的8155 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)I/O 擴(kuò)展。 其主要功能是: 單片機(jī)A T89C52 通過I/O 接口控制發(fā)光二極管發(fā)光, 當(dāng)紙幣進(jìn)入時(shí), 入口處發(fā)光二極管透射過紙幣的光強(qiáng)變?nèi)? 被相應(yīng)入口處的光電三極管接受到后轉(zhuǎn)換為電信號(hào), 放大后送給A D C0809, 后者再傳給A T89C52。經(jīng)過判斷, 處理器直

33、接控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298 使雙向微型電機(jī)正轉(zhuǎn), 電機(jī)帶動(dòng)捻紙皮帶將紙幣送進(jìn)紙幣器內(nèi)。待最后一個(gè)光電三極采集完紙幣數(shù)據(jù)后, 處理器開始進(jìn)行識(shí)別判斷過程。工作模式選擇輸入是指紙幣器可以有幾種工作模式選擇, 一是上述的正常工作模式;二是數(shù)據(jù)的升級(jí)模式, 即在需要識(shí)別新的幣種時(shí), 紙幣器采集新的紙幣并通過M A X 232 與上位控制器通信, 完成一些新的參數(shù)下載;三是數(shù)據(jù)采集裝置中光電傳感器的敏感度調(diào)整, 即如果采集的電流值過小/過大而影響識(shí)別效果時(shí),需要重新調(diào)整光電傳感器的電阻使其滿足識(shí)別要求;四是以便日后升級(jí)而預(yù)留的模式。2.3人機(jī)界面2.3.1人機(jī)界面的定義 連接可編程序控制器（PLC）、變

34、頻器、直流調(diào)速器、儀表等工業(yè)控制設(shè)備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等）寫入工作參數(shù)或輸入操作命令，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器信息交互的數(shù)字設(shè)備,由硬件和軟件兩部分組成。2.3.2人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品的組成及工作原理 人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件如圖2-7和軟件如圖2-8兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低，是HMI的核心單元。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級(jí)不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分為兩部分，即運(yùn)行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運(yùn)行于PC機(jī)Windows操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件（如JB

35、HMI畫面組態(tài)軟件）。使用者都必須先使用HMI的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件”，再通過PC機(jī)和HMI 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運(yùn)行。 圖2-7 人機(jī)界面硬件構(gòu)成圖2-8人 機(jī)界面軟件構(gòu)成2.3.3 人機(jī)界面的基本功能及選型指標(biāo)基本功能： A設(shè)備工作狀態(tài)顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等 B. 數(shù)據(jù)、文字輸入操作，打印輸出 C. 生產(chǎn)配方存儲(chǔ)，設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄 D. 簡(jiǎn)單的邏輯和數(shù)值運(yùn)算 E可連接多種工業(yè)控制設(shè)備組網(wǎng)選型指標(biāo)： A. 顯示屏尺寸及色彩，分辨率 B. HMI的處理器速度性能 C. 輸入方式：觸摸屏或薄膜鍵盤 D. 畫面存貯容量，注意廠商標(biāo)注

36、的容量單位是字節(jié)（byte）、還是位（bit） E. 通訊口種類及數(shù)量，是否支持打印功能 2.3.4 人機(jī)界面產(chǎn)品分類A. 薄膜鍵輸入的HMI，顯示尺寸小于5.7，畫面組態(tài)軟件免費(fèi)，屬初級(jí)產(chǎn)品。如POPHMI 小型人機(jī)界面B. 觸摸屏輸入的HMI，顯示屏尺寸為5.712.1，畫面組態(tài)軟件免費(fèi)，屬中級(jí)產(chǎn)品C. 基于平板PC計(jì)算機(jī)的、多種通訊口的、高性能HMI，顯示尺寸大于10.4，畫面組態(tài)軟件收費(fèi)，屬高端產(chǎn)品2.3.5 人機(jī)界面的使用方法 A. 明確監(jiān)控任務(wù)要求，選擇適合的HMI產(chǎn)品 B. 在PC機(jī)上用畫面組態(tài)軟件編輯“工程文件” C. 測(cè)試并保存已編輯好的“工程文件” D. PC機(jī)連接HMI硬

37、件，下載“工程文件”到HMI中 E. 連接HMI和工業(yè)控制器（如PLC、儀表等），實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互2.4 電源 PLC的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足PLC的CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。3 硬件設(shè)計(jì)3.1器件選擇3.1.1PLC本次設(shè)計(jì)選擇三菱FX2N-32MR PLC如圖2-2，具體參數(shù)見,表3-1表3-1項(xiàng)目規(guī)格摘要電源輸入輸出電源規(guī)格AC電源型：100V-240V DC電源型：DC24V耗電量AC電源型：30VA(16M),40VA(32M),50VA(48M),60VA(64M),70VA(80M),100VA

38、(128M)DC電源型：25W(32M),30W(48M),35W(64M),40W(80M)沖擊電流AC電源型：最大40A 5ms以下/AC100V,最大60A 5ms以下/AC200A24V供電電源AC電源型：250mA以下（16M,32M) 460mA以下（48M,64M,80M,128M)輸入規(guī)格DC輸入器：DC24V7mA/5mA 無(wú)電壓觸電、或者NPN開集電極晶體管輸入AC輸入型：AC100-120VAC電壓輸入輸出規(guī)格繼電器輸出型：2A/1點(diǎn)、8A/4點(diǎn)CIM 8A/8點(diǎn)COM AC250V,DC30V以下晶體管輸出型：0.5A/1點(diǎn)（Y000Y001為0.3A/1點(diǎn)）、0.8A

39、/4點(diǎn)COM DC5V-DC30V晶閘管輸出：0.3A/1點(diǎn)，0.8A/4點(diǎn)公共，AC85-242V輸入輸出擴(kuò)展可連接FX2N系列用的擴(kuò)展模塊以及FX2N系列用的擴(kuò)展單元。性能程序內(nèi)存內(nèi)置8,000步RAM（電池支持）、注釋輸入、可RUN中寫入；安裝有存儲(chǔ)盒時(shí)最大可擴(kuò)展到16,000步時(shí)鐘功能內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘（有時(shí)間設(shè)定指令、時(shí)間比較指令，具有閏年修改功能）指令基本指令27個(gè)、步進(jìn)梯形圖指令2個(gè)、應(yīng)用指令132個(gè)運(yùn)算處理速度基本指令：0.08s/指令，應(yīng)用指令：1.52-數(shù)100s高速處理有輸入輸出刷新指令、輸入濾波調(diào)整指令、輸入中斷功能、定時(shí)中斷功能、計(jì)數(shù)中斷功能、脈沖捕捉功能最大輸入出處點(diǎn)數(shù)2

40、56點(diǎn)輔助繼電器、定時(shí)器輸入輸出器：3,072點(diǎn)、定時(shí)器：256點(diǎn)計(jì)算器一般用16位增計(jì)數(shù)器：200點(diǎn)，一般用32位增減計(jì)數(shù)器：35點(diǎn)高速用32位增計(jì)數(shù)器.減計(jì)數(shù)器：1相60kHz/2點(diǎn)2相30kHz/1點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器一般用8,000點(diǎn)、變址用16點(diǎn)、文件用在程序區(qū)域中最多可設(shè)定到7，000點(diǎn)其他模擬電位器通過FX2N-8AV-BD型的功能擴(kuò)展板，可擴(kuò)展8點(diǎn)功能擴(kuò)展板可以安裝FX2N-XXX-BD型功能擴(kuò)展板特殊適配器可以通過FX2N-CNV-BD連接特殊擴(kuò)展可連接FX0N、FX2N系列的特殊單元以及特殊模板。顯示模板可外裝FX-10DM(也可以直接連接GOT,ET系列人機(jī)界面）對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)通信對(duì)應(yīng)

41、數(shù)據(jù)連接RS-232C、RS-485、RS-422、N:N網(wǎng)絡(luò)、并聯(lián)鏈接、計(jì)算機(jī)鏈接CC-Link、CC-Link/LT、MELSEC-1/O鏈接外圍設(shè)備的機(jī)型選擇選擇FX2N(C)或者FX2(C).但是選擇FX2(C)時(shí)使用限制選擇三菱FX2n系列的PLC因?yàn)镕X2n系列PLC價(jià)格較為合適，并且本設(shè)計(jì)需要的基本功能及擴(kuò)展功能都能夠滿足，此PLC具有內(nèi)部存儲(chǔ)功能、具有24V供電接點(diǎn)、RS-232C、RS485、RS422接口等，還有與人機(jī)界面直接相連的接口3.1.2人機(jī)界面本次設(shè)計(jì)選擇深圳威綸MT6050i人機(jī)界面如圖3-1，參數(shù)如表3-2圖3-1人機(jī)界面表3-2u 威綸觸摸屏MT6050i產(chǎn)

42、品特點(diǎn)4.3”480*272支持USB2.0下載線16:9 TFT TCL無(wú)風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)LED背光模組400MHz CPU 128MB內(nèi)存u 產(chǎn)品規(guī)格顯示器:4.3",Widescreen處理器:32 Bit RISC 400MHz內(nèi)存（DRAM）:64MB DDR2 on board閃存:128MB flash memory on boardUser project size:16MB :Data and Event log size 50MB通訊口:(RE-232/RS-485 2W/4W)CPU host:無(wú)CPU Client:USB2.0x1SD插槽：無(wú)內(nèi)部時(shí)鐘：內(nèi)建電源輸

43、入：24+_40%VDC 250Ma24VDC外形尺寸WxHxD128*102*38mm開孔尺寸WxH119*93mm重量：約0.3g使用軟件：EB8000 V2.0.0 or lateru 威綸觸摸屏MT6050i控制面板觸控類型：4線電阻式觸控方式：連續(xù)式透光度：80%以上觸控次數(shù)：至少100萬(wàn)次u 威綸觸摸屏MT6050i環(huán)境規(guī)格操作溫度：0°45°c（32°113°F)相對(duì)濕度：10%90%40°c無(wú)凝露震動(dòng)測(cè)試：10 to 25hz (X,Y,Z方向，2G30分鐘）電磁干擾：符合FCC class A CE認(rèn)證：EN 55022:20

44、06，class A, EN 61000-3-2:2006,EN 61000-3-3:1995+A1:2001+A2:2005防水性：前面板符合NEMA4/IP65u MT6050i 威綸人機(jī)LCD顯示器顯示類型：TFT LCD顯示尺寸（對(duì)角）：4.3”顯示色彩：65,536色分辨率：480*272映像點(diǎn)間距:0.321*0.370對(duì)比度：500:1視角（）°40/60/60/60(T/B/R/L)亮度？（cd/m2)450背光燈：LED背光燈壽命：30,000小時(shí)本設(shè)計(jì)選是因?yàn)槿羰强刂瓢婷娉霈F(xiàn)問題則人機(jī)界面可以代替版面進(jìn)行交易，保證交易的持續(xù)進(jìn)行。威綸的人機(jī)界面具有自帶的編程軟件價(jià)

45、格也比較合適，其設(shè)備適用于自動(dòng)售貨機(jī)的構(gòu)架，通信接口為RS-232C，可直接與PLC相連。因此選擇此人機(jī)界面。3.1.3錢幣識(shí)別器: 本設(shè)計(jì)選擇吉鴻電子V7E紙幣識(shí)別器，如圖3-2。其參數(shù)如表3-3擇深圳威綸MT6050i的人機(jī)界面，使用EB8000 V2.0.0編程軟件。選擇人機(jī)界面圖3-2 紙幣接收器表3-3產(chǎn)品規(guī)格1) 一般規(guī)格接受率96%界面Pulse .ICT Protocol <RS232>.MDB、ID003.或者其他選擇。例如：Pulse+MDB接收時(shí)間至壓鈔結(jié)束約3秒接受寬度6272mm接受面四面皆可安裝場(chǎng)所室外2) 用電規(guī)格電源12V DC+(-)10%24V

46、AC+(-)10%34V DC(20V-42.5V)耗電量12V DC-待機(jī)功能率：3.6 W 工作功率 ：21.6 W 最大值 ：30 W運(yùn)作環(huán)境運(yùn)作溫度：0°c55°c儲(chǔ)存溫度：-30°c70°c濕度：30%85RH（無(wú)水珠凝結(jié)狀態(tài)）3) 機(jī)器規(guī)格紙鈔容量約200張紙鈔（200250）外觀尺寸塑膠旋鈕鐵制管狀鎖重量約1.25公斤錢箱蓋鎖種類標(biāo)準(zhǔn)配置塑膠旋鈕（帶鎖霄訂購(gòu)）本次設(shè)計(jì)選擇吉鴻電子V7E錢幣識(shí)別器，本錢幣識(shí)別器內(nèi)部設(shè)有程序可自動(dòng)識(shí)別假幣，并且配有通信協(xié)議，在于PLC連接后可直接用PLC編程控制，價(jià)格較市場(chǎng)其他同類產(chǎn)品較合適。3.1.4 硬幣識(shí)

47、別器本設(shè)計(jì)采用吉鴻電子UCA系列硬幣識(shí)別器如圖3-3，具體參數(shù)如表3-4、3-5.圖3-3硬幣接收器表3-4一般規(guī)格接受率：96%以上接受速率：約3枚/秒介面：Pulse,RS232(TTL level)硬幣接受尺寸：UCA1&UCA2-直徑：16mm-33mm 厚度：1.6mm-3.3mmUCA3&UCAE-直徑：19mm-33mm 厚度：1.6mm-3.3mm用電規(guī)格電源：12V DC(10V-16V DC)耗電量：待機(jī)功率：0.05A,0.6W工作功率：0.2A,2.4W最大消耗功率：0.5A,6W操作環(huán)境：操作溫度：-5°C-60°C儲(chǔ)存溫度：-20

48、°C-75°C濕度：30%-85%RH (無(wú)水珠凝結(jié)狀態(tài)）表3-5介面使用電壓用法線材Pulse10V-16V DC電源及材料傳輸WEL-RMS03電源及材料傳輸WEL-RMS02（另購(gòu)）延長(zhǎng)線CU-RMS03RS23210V-16V DC電源WEL-RMS03+5V TTL資料傳輸WEL-R7U06本次設(shè)計(jì)同樣選擇吉鴻電子的硬幣識(shí)別器，其與PLC直接通過RS232連接，之間的通信協(xié)議與紙幣識(shí)別器相同，價(jià)格也較合適。3.1.5通信設(shè)備及報(bào)警器本設(shè)計(jì)選擇GRM200通信設(shè)備如圖3-4.圖3-4 GRM200 智能短信報(bào)警控制器是一款具有PLC和RTU功能GSM遠(yuǎn)程測(cè)控終端。它

49、使用GSM（控制器需插入手機(jī)SIM卡）作為通訊手段，采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以作為報(bào)警主機(jī)單獨(dú)使用，根據(jù)本機(jī)自帶的開關(guān)量和模擬量輸入產(chǎn)生報(bào)警，并可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)輸出。同時(shí)GRM200自帶通訊口，可以和西門子，三菱，歐姆龍PLC或MODBUS設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)短信遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程報(bào)警，遠(yuǎn)程維護(hù)，遠(yuǎn)程催款等。GRM200系統(tǒng)采用組態(tài)配置的形式，支持各種表達(dá)式報(bào)警，定時(shí)控制，邏輯控制，具備PLC靈活的編程功能。 使用GRM200無(wú)線控制，無(wú)需鋪設(shè)通訊電纜和現(xiàn)場(chǎng)值班人員，降低了系統(tǒng)建設(shè)成本和維護(hù)成本。圖3-5右圖3-5看出功能如下： 1) 短信控制器通過RS485和PLC連接，讀取被監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)。 2) 若被監(jiān)控

50、設(shè)備出現(xiàn)故障，短信控制自動(dòng)發(fā)送報(bào)警短信到指定的值班人員手機(jī)，并支持短信前先撥號(hào)響鈴。 3) 值班人員可發(fā)送手機(jī)短信給短信控制器，然后控制PLC的輸出，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備啟停，參數(shù)設(shè)置，故障復(fù)位等。操作成功完成后，短信控制器會(huì)發(fā)確認(rèn)短信通知值班人員。 4) 報(bào)警產(chǎn)生后，可以通過短信控制器的繼電器輸出切斷設(shè)備電源?？啥绦懦贩阑虿挤?。 5) 可定時(shí)發(fā)送PLC的信息到值班人員手機(jī)。 6) 短信控制器自帶4路數(shù)字輸入，4路繼電器輸出和4路模擬量，可以降低PLC系統(tǒng)的成本。 7)可完成PLC的短信遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程維護(hù)，遠(yuǎn)程調(diào)試，遠(yuǎn)程催款。圖3-6外部顯示如圖3-6可靠性保證： 1：可以將高優(yōu)先級(jí)的報(bào)警設(shè)置為必須短信

51、確認(rèn)。若值班人員未確認(rèn)此報(bào)警，則報(bào)警信息會(huì)按照設(shè)定的時(shí)間間隔，不停的發(fā)送給值班人員。并可先撥打值班人員手機(jī)，再發(fā)短信。 2：短信控制器可以定時(shí)發(fā)送設(shè)備信息，保證值班人員時(shí)刻掌握設(shè)備情況，做到防患于未然。 3：若短信模塊所處位置手機(jī)信號(hào)偏低，短信模塊自動(dòng)發(fā)送提醒短信。 4：值班人員可以主動(dòng)發(fā)送短信，隨時(shí)查詢當(dāng)前的報(bào)警狀況或者控制PLC運(yùn)行。 5：對(duì)于要求非常高的場(chǎng)合，可以使用兩個(gè)短信控制器互為冗余，平時(shí)一個(gè)短信控制器處于工作狀態(tài)，另外一臺(tái)處于備份狀態(tài)。若一臺(tái)短信控制器無(wú)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)或者出現(xiàn)故障，另外一臺(tái)短信控制器自動(dòng)由備份狀態(tài)切換到工作狀態(tài)，來(lái)完成報(bào)警監(jiān)控功能。 6：采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，通訊端子和輸入端

52、子均采用光電隔離技術(shù)。通過最嚴(yán)格的4kV快速脈沖群測(cè)試（對(duì)通訊和電源）和8kV靜電抗干擾測(cè)試，輕松應(yīng)對(duì)各種嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境。本設(shè)計(jì)加入通信模塊可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)與配送車輛，終端控制部門的聯(lián)系，保證售貨機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3.1.5本設(shè)計(jì)器件選擇匯總?cè)绫?-6.表3-6器件型號(hào)PLC三菱FX2N80MS人機(jī)界面深圳威綸MT6050i紙/硬幣識(shí)別器吉鴻電子V7E/UCA通信設(shè)備及報(bào)警器GRM2003.2自動(dòng)售貨機(jī)操作面板及PLC連接圖 本設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)的控制面板如圖3-7圖3-7 控制面板PLC接線圖如圖3-8.圖3-8 PLC接線圖4 程序設(shè)計(jì)4.1自動(dòng)售貨機(jī)售貨過程程序自動(dòng)售貨機(jī)的交易過程如圖4-1.

53、圖4-1 交易流程圖I/O口分配如表4-1.表4-1輸入信號(hào)輸出信號(hào)汽水按鈕X0汽水排出電磁閥Y0花茶按鈕X1花茶排出電磁閥Y1咖啡按鈕X2咖啡排出電磁閥Y2一元投入按鈕X3退幣電磁閥（一元）Y3五元投入按鈕X4退幣電磁閥（十元）Y7十元投入按鈕X5汽水指示燈Y4復(fù)位按鈕X6花茶指示燈Y5退幣按鈕X7咖啡指示燈Y6 下位機(jī)程序的編制是利用三菱的plc專用編程軟件FxgpWIN完成的。在設(shè)計(jì)的過程中，就像上面所敘述的那樣，并非孤立地分別進(jìn)行上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作，而是互相配合的。因此在以下的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中，并沒有將上位機(jī)的設(shè)計(jì)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)整體分開來(lái)寫，而是相互交替，同時(shí)盡量清晰地?cái)⑹?，在相?yīng)

54、的設(shè)計(jì)部分中注明是上位機(jī)的設(shè)計(jì)還是下位機(jī)的設(shè)計(jì)。 現(xiàn)在我們具體分析一下程序過程： 為了方便分析，我們以一次交易過程為例。初始狀態(tài)。此時(shí)不能購(gòu)買任何商品。投幣狀態(tài)。顧客投幣，顯示投入總值，即余額數(shù)值，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(gòu)買。購(gòu)買狀態(tài)。按下可以購(gòu)買的選擇按鈕，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。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，則恢復(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?？梢园岩淮谓灰走^程分為幾個(gè)程序塊：運(yùn)行初期清零過程；投幣過程；價(jià)格比較過程；選擇商品過程；退幣過

55、程。運(yùn)行初期清零過程程序如圖4-2.圖4-2從上的梯形圖，D0是存放余額的數(shù)據(jù)寄存器，首先要對(duì)其進(jìn)行清零。不僅需要在完成一次交易后自動(dòng)清零，而且也能讓賣主自己手動(dòng)清零。所以用X6和M8002同時(shí)可以控制清零指令 投幣過程 在投幣的過程中，每投下一枚硬幣，投入顯示將增加相應(yīng)的幣值，余額也增加同樣幣制。先建立變量表，在編寫程序。 當(dāng)按下投入1元時(shí)，相當(dāng)于M1接通，之所以用一個(gè)微分指令，就是要只在接通時(shí)檢測(cè)一次，不能永遠(yuǎn)加下去。投入1元要投入顯示、余額顯示都相應(yīng)增加相同數(shù)值，加法是由16位加法指令add來(lái)實(shí)現(xiàn)的。投入5元、10元，原理同上。具體梯形圖如圖4-3：圖4-3(3）價(jià)格比較和選擇過程 價(jià)格

56、的比較要貫穿實(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(hào)，提示可以購(gòu)買。這里用指示燈來(lái)代表此信號(hào)。 在梯形圖中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)比較，用了一個(gè)特殊內(nèi)部繼電器M6,在程序執(zhí)行過程中，M4始終保持閉合，CMP是16位數(shù)據(jù)比較指令，用它來(lái)比較余額和商品的價(jià)格，M6是大于價(jià)格，M5是等于標(biāo)志。再用定時(shí)器和M8013控制Y4，實(shí)現(xiàn)按下選擇按鈕并且余額大于等于某種商品價(jià)格時(shí)，程序使相應(yīng)的指示燈閃爍表示可以購(gòu)買該種商品。一旦選擇了相應(yīng)的飲料，閃爍時(shí)間到，就驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的飲料的電磁閥，電磁閥自己控制飲料流出時(shí)間。具體梯形圖如4-4、4-5：圖4-4圖4-5 退幣過程因?yàn)檫x擇商品和退幣是相互制約的，顧將這兩個(gè)放在一起進(jìn)行討論。顧客一旦選擇了