PLC控制的自動售貨機設計

1、自動售貨機的 PLC 系統(tǒng)設計自動售貨機是一種全新的商業(yè)零售形式，2020 世紀 7070 年代自日本和歐美發(fā) 展起來。它的出現(xiàn)是勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。 消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求新的流通渠道，相對于超市、百貨購物中 心等流通渠道而言，場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無 人自動售貨機作為一種必須的機器便應運而生了。自動售貨機的售貨領域非常廣泛，是發(fā)達國家商品零售的一種主要方式。 近幾年，自動售貨機逐漸被越來越多的消費者所接受。 采用可編程控制器實 現(xiàn)自動售貨機的系統(tǒng)設計，不僅編程方便，而且增強了系統(tǒng)的抗干擾能力。1 自動售貨機功能分析1.1. 自動售

2、貨機有 3 3 個投幣孔，分別為 1 1 元、5 5 元和 1010 元。2 2售貨共有 3 3 種飲料供選擇，分別為汽水、花茶和咖啡。3.3. 如投幣總額超過銷售價格，將可由退幣鈕找回余額。4.4. 投幣總額或當前值顯示在 7 7 段數(shù)碼管上。5.5. 投幣值等于或大于 1212 元時，汽水指示燈亮，表示只可選擇汽水。6.6. 投幣值等于或大于 1515 元時，汽水和花茶指示燈亮，表示只可選擇汽水和花茶。7.7. 投幣值等于或大于 2020 元時，汽水、花茶和咖啡指示燈亮，表示 3 3 種均 可選擇。8 8 .按下要飲用的飲料按鈕，貝 U U 相對應的指示燈開始閃爍，3s3s 后自動停止，表

3、示飲料已經(jīng)掉出。9 9.動作停止后按退幣鈕，可以退回余額，退回金額如果大于1010 元，則先退 1010 元再退 1 1 元，如果小于 1010 元則直接退 1 1 元的。1.1.1 自動售貨機的基本功能1.1. 設計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等;2.2.系統(tǒng)有啟動、停止功能；3.3.運用功能指令進行 PLCPLC 控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；4.4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設計；5.5. 進行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)自動售貨機的控制要求。自動售貨機 PLC 程序設計3.1 仿真實驗中售貨機的分析由于售貨機的全部功能是在上位機上模擬的， 所以售貨機的部分硬件是由計 算機軟件來

4、模擬代替的。如錢幣識別系統(tǒng)，可以用按某個“仿真對象”輸出一個 脈沖直接給 PLPLC C發(fā)布命令，而傳動系統(tǒng)也是由計算機直接模擬的， 這些并不會影 響實際程序的操作，完全能模擬實際自動售貨機的運行。(1)(1) 實驗狀態(tài)假設a a、 由于是在計算機上模擬運行的，實驗中有些區(qū)別于實際情況的假設：b b、 自動售貨機只售出三種商品；c c、 自動售貨機可以識別 1010 元、5 5 元、1 1 元；d d、 自動售貨機可以退幣 1010 元、5 5 元、1 1 元；e e、 自動售貨機有液晶顯示功能；f f、 試驗中售貨機忽略了各種故障以及缺貨等因素；(2)(2) 次交易過程分析為了方便分析，以一

5、次交易過程為例a a、初始狀態(tài)：有電子標簽顯示各商品價格，顯示屏顯示界面，此時不能購 買任何商品；b b、投幣狀態(tài)：按下投幣按鈕，顯示投幣框，按下所投幣值，顯示屏顯示投 入、消費、余額數(shù)值，當所投幣值超過某商品價格時，相應商品選擇按鈕發(fā)生變 化，提示可以購買。c c、 購買狀態(tài)：按下可以購買的選擇按鈕，所選的出現(xiàn)在出貨框中，同時顯 示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費情況相應變化。取走商品則出貨框消失。d d、退幣狀態(tài)：按下退幣按鈕顯示退幣框，同時顯示相應的退幣值和數(shù)量，按下確認按鈕則恢復初始狀態(tài)。到此為止，自動售貨機的一個完整工作結(jié)束。這也是本仿真系統(tǒng)的設計思想。3.2 設計任務的確定根據(jù)控制要求，明確

6、設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理 論知識，進行自動售貨機運行原理設計、硬件系統(tǒng)設計、軟件系統(tǒng)設計、創(chuàng)新 設計，提高理論知識工程應用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能 力。主要內(nèi)容包括：1.1.設計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；2.2.系統(tǒng)有啟動、停止功能；3.3.運用功能指令進行 PLCPLC 控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序;4.4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設計；5.5. 進行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)自動售貨機的控制要求。3.3 程序設計部分仿真程序的編寫利用利用組態(tài)軟件 F0RCEC0NTR0L2F0RCEC0NTR0L2 下位機程序的編制則 利用 PLC

7、PLC 專用編程軟件歐姆龍完成的。下?lián)耵酙N星有余PLCPLC 程序已經(jīng)介紹，現(xiàn)在我們看一下仿真界面設計。(1)(1) 銷售機背景的設計售貨機背景是一個不動的畫面，可以利用圖片處理的方法按照制定樣式的功 能畫出售貨機的整體。先分幾部分進行仿真設計，如圖6-16-1 所示。(2)(2) 顯示屏部分的設計顯示屏部分的設計利用了組態(tài)軟件設計兩個顯示畫面，一個是未交易時初始 狀態(tài)的歡迎界面如圖 6-26-2，在交易過程中的幣值顯示畫面如圖6-36-3 所示，其中圖 6-16-1 中的歡迎字符是可以閃爍變化的， aaaaaaaa字符可以顯示系統(tǒng)時間，圖 3-23-2 中的 8888888 8用來顯示幣值

8、，它們均是可以定義的變量。圖 1-3-131-3-13 售貨機背景枚入8888詢棗8888元 余額88881（3 3）標簽設計電子標簽用來顯示程序中傳上來的價格， 所以其中要有可以定義的字符，所 以標簽設計為丄兀瓦，其中“ J.03J.03 顯示 0303 商品價格的變量。（4 4）按鈕設計“選擇”按鈕的設計要反映出可以購買和不可以購買的差異， 所以其中也要 有可以變化的字符，設計如右圖旦二，其中字符“選擇”在滿足條件下可以 閃爍變色，退幣按鈕設計成嬰幣 樣式，按鈕均可以動作。（5 5）投退幣提示框設計投退幣提示框要有可已投入的硬幣， 確認按鈕以及框架，其中硬幣、確認按 鈕和字符“ a a”均

9、是可以定義的變量圖 1-3-161-3-16 投幣提示框圖 1-3-171-3-17 退幣提示框（6 6）出貨框的設計圖 1-3-141-3-14 歡迎界面幣值界面圖1-3-11-3-1出貨框中要有 01-0301-03 商品的示意圖以及框架，其中商品在滿足條件后可以出 現(xiàn)，鼠標點擊后可以消失，因此也是可定義的變量效果如圖6-66-6 所示圖 1-3-181-3-18 出貨框程序設計說明實驗證明：該系統(tǒng)程序設計較全面地演示自動售貨機的使用功能；通過修改 PLCPLC 控制程序，可在自動售貨機上實現(xiàn)多種控制方式、 銷售方式、銷售種類。 自動售貨機可以根據(jù)投入的錢幣自動付貨。 它根據(jù)投入錢幣的多少

10、，提示你可以 買什么東西，再按一下相應的按鈕，購買的飲料就可以從出口處提出，出口處提 示用戶將物品拿走，不買東西了就按下退幣按鈕，將多余的錢幣取回，經(jīng)過6 6秒后錢幣沒有取回則自動啟動報警，避免顧客有不必要的損失。在交易的過程中， 幣值界面會顯示投入錢幣的金額、消費錢幣的金額、余額PLC 程序設計仿真界面與 PLC定義 I/O 設備輸入/ /輸出單元通常也稱 I/OI/O 單元或 I/OI/O 模塊，是 PLCPLC 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間 的連接部件。PLCPLC 通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作 為 PLCPLC 對被控制對象進行控制的依據(jù)；同時 PLCPLC 又通過輸出接

11、口將處理結(jié)果送給 被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。I/OI/O 點分配表如設計運行圖 1-3-191-3-19 運行結(jié)果圖現(xiàn)在，自動售貨機產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進一步實現(xiàn)合理化。例如實行聯(lián)機方式，通過電話線路將自動售貨機內(nèi)的庫存信息及時地傳送各營業(yè)點 的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補充以及商品選定的順利進行。并且， 為防止地球暖化，自動售貨機的開發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料 自動售貨機成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費高峰時，這種機型的自動 售貨機即使在關掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動售貨機相 比，它能夠節(jié)約 1010- 15%15%的電力。進入 2121 世紀時，自動售貨機也將進一步 向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。通過這次課程設計，我體會到了很多，也讓我懂得了不少知識，讓我知道 在學習方面還是有欠缺的，這次課程設計包括許多方面的知識，主要是可編程控 制器（PLCPLC 是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng) 與計算機技術(shù)結(jié)合在一起，具有高的可靠性，靈活通用，易于編程，使用方便等 特點，因此在近年來在工業(yè)控制、機電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)