基于PLC控制的飲料自動(dòng)售貨機(jī)

1、山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題名稱(chēng) PLC控制的飲料自動(dòng)售貨機(jī) 專(zhuān)業(yè) 機(jī)電一體化 班級(jí) 機(jī)電二班 學(xué)號(hào) 20112080237 姓名 李雪松 指導(dǎo)教師 王日霞第1章 引言1.1 自動(dòng)售貨機(jī)的理論背景與實(shí)際意義自動(dòng)售貨機(jī)是可完成無(wú)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(chǎng)地限制,方便快捷,可以每天24h售貨,因此深受上班族的歡迎,很多城市的公共場(chǎng)所里面都放置有自動(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)。 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、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

2、。 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 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?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒rogrammable Logical Controller），簡(jiǎn)稱(chēng)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(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

3、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( P L C 、機(jī)器人和C A D / C A M ) 之一。P L C 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(hù)任務(wù)。但是P L C 也有它自己的特點(diǎn), P L C 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)。自動(dòng)售貨機(jī)的新奇、文明、高檔、靈活方

4、便等深受廣大市民青睞。自動(dòng)售貨機(jī)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, 起動(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。1.2 PLC概述可編程控制器以其可靠性高，組合靈活，編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)被日趨廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)控制領(lǐng)域，它的應(yīng)用深度和廣度已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志。由于早期的可編程

5、控制器只是用來(lái)取代繼電器控制執(zhí)行邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，因此人們稱(chēng)之為可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已能完成以下控制功能（1）條件控制功能條件控制（或稱(chēng)邏輯控制或順序控制）功能是批明智PLC的與、或、非指令取代繼電器觸點(diǎn)串聯(lián)、并聯(lián)及其他各種邏輯連接進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。（2）定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能就是用PLC提供的定時(shí)器，計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或計(jì)數(shù)控制，以取代時(shí)間繼電器和計(jì)數(shù)繼電器。（3）步進(jìn)控制功能步進(jìn)控制功能就是用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在有多道工序的控制中，只有前一道工序完成后，

6、才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進(jìn)控制器。（4）數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)與邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。（5）A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能就是通過(guò)A/D、D/A模塊完成對(duì)模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。（6）運(yùn)動(dòng)控制功能運(yùn)動(dòng)控制功能是指通過(guò)高速計(jì)數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸控制。（7）過(guò)程控制功能過(guò)程控制功能是通過(guò)PLC的PID控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度速度，流量等物理參數(shù)進(jìn)行閉環(huán)控制。（8）擴(kuò)展功能擴(kuò)展功能是通過(guò)連接輸入/輸出擴(kuò)展單元（即I/O擴(kuò)展單元）模塊來(lái)增加輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，也可以通過(guò)附加各種智能單元及特殊功

7、能單元來(lái)提高PLC的控制能力。（9）遠(yuǎn)程I/O功能遠(yuǎn)程I/O功能是指通過(guò)遠(yuǎn)程I/O單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入、輸出設(shè)備與PLC主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、接收輸入信號(hào)、輸出信號(hào)。（10）通訊聯(lián)網(wǎng)功能通訊功能是指通過(guò)PLC之間的聯(lián)網(wǎng)、PLC與上位機(jī)的鏈接等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程I/O控制或數(shù)據(jù)交換，以完成系統(tǒng)規(guī)模較大的復(fù)雜控制。（11）監(jiān)控功能監(jiān)控功能是指PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行，也可在線(xiàn)調(diào)整，修改控制程序中的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等定值或強(qiáng)制I/O狀態(tài)。1.3 飲料自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）根據(jù)飲料自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求，設(shè)計(jì)其工作流程（2）飲料

8、自動(dòng)售貨機(jī)的PLC選型（3）飲料自動(dòng)售貨機(jī)的硬件輸入輸出設(shè)計(jì)及外部接線(xiàn)（4）飲料自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)第2章自動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本章介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過(guò)程為例，把交易過(guò)程分為幾個(gè)程序塊，然后分別對(duì)程序塊進(jìn)行編程。具體說(shuō)明了可編程序控制器在自動(dòng)售貨機(jī)中的作用。程序涉及到了自動(dòng)售貨機(jī)工作的絕大部分過(guò)程。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。2.1飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)功能說(shuō)明 飲料自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求該自動(dòng)售貨機(jī)可投入1元、5元和10元的硬幣或紙幣，找出1元的硬幣和5元的紙幣。它提供四種飲料，純凈水、汽水、牛奶和咖

9、啡，其售價(jià)分別為2元、4元、5元和8元?？刂埔笕缦拢?）當(dāng)投入的錢(qián)幣總值不小于2元時(shí)，純凈水指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值不小于4元時(shí)，純凈水及汽水指示燈都亮。當(dāng)投入的錢(qián)幣總值不小于5元時(shí)，純凈水、汽水及果汁指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值不小于8元時(shí)，純凈水、汽水、牛奶及咖啡指示燈都亮，投入錢(qián)幣后和選擇飲料前找錢(qián)指示燈都是亮的。2）當(dāng)純凈水指示燈亮?xí)r，按純凈水按鈕，則純凈水排出7s后自動(dòng)停止，這段時(shí)間內(nèi)，純凈水指示燈閃動(dòng)。3）當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按汽水按鈕，則汽水排出7s后自動(dòng)停止，這段時(shí)間內(nèi)，汽水指示燈閃動(dòng)。4）當(dāng)牛奶指示燈亮?xí)r，按果汁按鈕，則果汁排出7s后自動(dòng)停止，這段時(shí)間內(nèi)，牛奶指示燈閃動(dòng)。5）

10、當(dāng)咖啡指示燈亮?xí)r，按咖啡按鈕，則咖啡排出7s后自動(dòng)停止，這段時(shí)間內(nèi)，咖啡指示燈閃動(dòng)。6）完成購(gòu)買(mǎi)或不打算購(gòu)買(mǎi)的，只要剩余錢(qián)幣，則找錢(qián)指示燈亮,按下找錢(qián)按鈕，退出多余的錢(qián)，10s后自動(dòng)停止，此時(shí)找錢(qián)指示燈閃爍。7）當(dāng)輸出某種飲料后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算所剩錢(qián)幣。若大于0元，則找錢(qián)指示燈亮；若小于2元，則飲料指示燈全滅；若小于4元，則純凈水指示燈亮，汽水、牛奶和咖啡指示燈滅；若小于5元，則純凈水和汽水指示燈繼續(xù)亮，牛奶和咖啡指示燈滅；若小于8元，則純凈水汽水和牛奶指示燈繼續(xù)亮，咖啡指示燈滅；若大于等于8元，則飲料指示燈全亮。8）按下找錢(qián)按鈕，可將剩余錢(qián)幣退出，此時(shí)找零指示燈閃爍，5s后找錢(qián)完成，指示燈滅。

11、.飲料自動(dòng)售貨機(jī)的外觀及工作過(guò)程1）飲料自動(dòng)售貨機(jī)的外觀自動(dòng)售貨機(jī)的外觀主要分為以下幾部分。飲料展示區(qū)，價(jià)格表，指示燈，按鈕，投幣口，飲料出口，錢(qián)幣出口及余額顯示屏。飲料展示區(qū)主要展示四種商品，即純凈水，汽水，牛奶，咖啡供顧客選擇。價(jià)格表列出各種飲料的價(jià)格。指示燈的亮滅顯示可購(gòu)買(mǎi)的飲料。按鈕按下選擇飲料。有三個(gè)投幣口，可投1元，5元和10元。找錢(qián)出口可找出1元和5元。其外觀示意圖如圖2-1所示：圖2-1 飲料自動(dòng)售貨機(jī)的外觀2）飲料自動(dòng)售貨機(jī)的簡(jiǎn)單工作過(guò)程當(dāng)顧客投入錢(qián)幣，售貨機(jī)首先辨別真?zhèn)?，然后?duì)其進(jìn)行累加，根據(jù)錢(qián)幣數(shù)量相應(yīng)的指示燈亮，按下按鈕，輸出飲料并找零。其工作過(guò)程如圖2-2所示。顧客投

12、幣錢(qián)幣識(shí)別并進(jìn)行累加根據(jù)錢(qián)幣的數(shù)量，相應(yīng)的指示燈亮顧客按下相應(yīng)的按鈕自動(dòng)售貨機(jī)出貨并找零判斷真假幣圖2-2 飲料自動(dòng)售貨機(jī)的簡(jiǎn)單工作過(guò)程.PLC控制飲料自動(dòng)售貨機(jī)主要完成的功能（1）檢測(cè)功能l 檢測(cè)投入的錢(qián)幣的真?zhèn)魏蛿?shù)量l 檢測(cè)顧客選擇飲料的種類(lèi) l 檢測(cè)剩余錢(qián)幣的數(shù)量多少并判斷是否需要找錢(qián)l 檢測(cè)退出的幣值（2）控制功能l 控制飲料指示燈的亮和滅l 控制商品驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)l 控制退幣指示燈的亮和滅l 控制找錢(qián)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2.2 飲料自動(dòng)售貨機(jī)的控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.2.1 PLC的選型（1）飲料自動(dòng)售貨機(jī)輸入輸出端的確定根據(jù)飲料自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求及功能，可知其輸入輸出信號(hào)如下：假幣傳感器：假幣傳感器

13、檢測(cè)投入的是否為假幣，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。一元傳感器：一元傳感器用來(lái)檢測(cè)輸入的一元硬幣的數(shù)量，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。五元傳感器：五元傳感器用來(lái)檢測(cè)輸入的五元硬幣的數(shù)量，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。十元傳感器：十元傳感器用來(lái)檢測(cè)輸入的十元硬幣的數(shù)量，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。純凈水按鈕：按下純凈水按鈕，表示顧客選擇購(gòu)買(mǎi)純凈水，自動(dòng)售貨機(jī)將選擇送出純凈水，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。汽水按鈕：按下汽水按鈕，表示顧客選擇購(gòu)買(mǎi)汽水，自動(dòng)售貨機(jī)將選擇送出汽水，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。牛奶按鈕：按下牛奶按鈕，表示顧

14、客選擇購(gòu)買(mǎi)牛奶，自動(dòng)售貨機(jī)將選擇送出牛奶，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。咖啡按鈕：按下咖啡按鈕，表示顧客選擇購(gòu)買(mǎi)咖啡，自動(dòng)售貨機(jī)將選擇送出咖啡，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。找錢(qián)按鈕：按下找錢(qián)按鈕，售貨機(jī)將執(zhí)行退幣動(dòng)作，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。假幣指示燈：假幣指示燈指示輸入的錢(qián)幣為假幣。假幣退出繼電器：假幣退出繼電器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)將假幣退出。純凈水指示燈：純凈水指示燈指示顧客投入的幣值可購(gòu)買(mǎi)純凈水。汽水指示燈：汽水指示燈指示顧客投入的幣值可購(gòu)買(mǎi)汽水。牛奶指示燈：牛奶指示燈指示顧客投入的幣值可購(gòu)買(mǎi)牛奶?？Х戎甘緹簦嚎Х戎甘緹糁甘绢櫩屯度氲膸胖悼少?gòu)買(mǎi)咖啡。純凈水出

15、貨雞蛋器：純凈水出貨繼電器線(xiàn)圈執(zhí)行純凈水的出貨。當(dāng)按下純凈水按鈕，PLC主機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，純凈水出貨線(xiàn)圈控制商品執(zhí)行機(jī)構(gòu)送出純凈水。純凈水出貨繼電器可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口。汽水出貨繼電器：汽水出貨線(xiàn)圈執(zhí)行汽水的出貨。當(dāng)按下汽水按鈕，PLC主機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，汽水出貨線(xiàn)圈控制商品執(zhí)行機(jī)構(gòu)送出汽水。汽水出貨繼電器可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口。牛奶出貨繼電器：牛奶出貨線(xiàn)圈執(zhí)行牛奶的出貨。當(dāng)按下牛奶按鈕，PLC主機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，牛奶出貨線(xiàn)圈控制商品執(zhí)行機(jī)構(gòu)送出牛奶。牛奶出貨繼電器可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口?？Х瘸鲐浝^電器： 咖啡出貨線(xiàn)圈執(zhí)行咖啡的出貨。當(dāng)按下咖啡按鈕

16、，PLC主機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，咖啡出貨線(xiàn)圈控制商品執(zhí)行機(jī)構(gòu)送出咖啡。汽水出貨繼電器可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口。退幣指示燈： 退幣指示燈提示顧客購(gòu)買(mǎi)結(jié)束或錢(qián)幣不足，按下找錢(qián)按鈕，找錢(qián)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行退幣動(dòng)作。找1元驅(qū)動(dòng)繼電器： 找1元驅(qū)動(dòng)繼電器是在找錢(qián)按鈕按下后，若剩余錢(qián)幣小于5則控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行退出1元的動(dòng)作，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口。找5元驅(qū)動(dòng)繼電器 ：找5元驅(qū)動(dòng)繼電器是在找錢(qián)按鈕按下后，若剩余錢(qián)幣小于5元?jiǎng)t控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行退出5元的動(dòng)作，可直接連接在PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口。（2）PLC主機(jī)的比較選擇相對(duì)于西門(mén)子PLC，西門(mén)子的功能比三菱的強(qiáng)大，但三菱PLC更適合用于小

17、型機(jī)，更穩(wěn)定更易上手。大型的設(shè)備趨向于西門(mén)子，價(jià)格昂貴，三菱的較便宜，小型化。其主要特點(diǎn)如下：1）體積小FX1S、FX1N和FX2N系列的PLC的高度為90mm，深度為75mm（FX1S和FX1N系列）和87mm（FX2N和FX2NC系列），體積小的微型PLC適合在機(jī)電一體化產(chǎn)品中使用。其內(nèi)置的24V DC電源可做輸入回路的電源和傳感器的電源。2）先進(jìn)美觀的外部結(jié)構(gòu)三菱的FX系列PLC吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，它的基本單元、擴(kuò)展單元和合擴(kuò)展模塊的高度和深度相同，寬度不同。它們之間用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方體。3）提供多個(gè)子系列供用戶(hù)選用FX1S、FX1N和FX2N的外

18、觀、高度、深度差不多，但是性能和價(jià)格有很大差別。FX1S系列是一種集成型小型單元式PLC，最多30個(gè)I/O點(diǎn)，且具有完整的性能和通訊功能等擴(kuò)展性。如果考慮安裝空間和成本是一種理想的選擇。 FX1N系列是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型PLC。具有擴(kuò)展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴(kuò)展性。是一款廣泛應(yīng)用于一般的順序控制三菱PLC。FX2N系列:是三菱PLC是FX家族中最先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿(mǎn)足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠(chǎng)自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。FX2N是從16路到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案。4）靈活多變得系統(tǒng)配置FX系列PLC系統(tǒng)配置靈活，

19、用戶(hù)除了可選不同的子系列外，還可以選用多種基本單元，擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊，組成不同I/O點(diǎn)和不同功能的控制系統(tǒng)，各種配置都可以得到很高的性能價(jià)格比。FX系列的配置就像模塊式PLC那樣靈活，因?yàn)樗幕締卧捎谜w式結(jié)構(gòu)，友具有比模塊式PLC更高的性能價(jià)格比。5）功能強(qiáng)，使用方便FX系列的體積雖小，卻具有很強(qiáng)的功能。其內(nèi)置告訴計(jì)數(shù)器，有輸入輸出刷新、中斷、輸入濾波時(shí)間調(diào)整、恒定掃描時(shí)間等功能，有高速計(jì)數(shù)器的專(zhuān)用比較指令。其基本單元和擴(kuò)展單元一般采用插接式的接線(xiàn)端子排，更換單元方便快捷。通過(guò)對(duì)各輸入輸出信號(hào)的分析可知，該飲料自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)共有9個(gè)數(shù)字量輸入和13個(gè)數(shù)字量輸出，需22個(gè)I/O點(diǎn)。三菱P

20、LC具有結(jié)構(gòu)靈活、傳輸質(zhì)量高、速度快、使用范圍廣、低成本等優(yōu)點(diǎn)，考慮到留有余量的原則，可選擇三菱系列的FX2N-32MR的PLC作為主機(jī)。2.2.2 PLC輸入輸出設(shè)備的選擇（1）根據(jù)對(duì)飲料自動(dòng)售貨機(jī)的輸入輸出端的分析確定，其共有9個(gè)輸入端，13個(gè)輸出端，對(duì)所選用的FX2N-32MR的PLC進(jìn)行I/O地址分配。如表2-1所示。表2-1 飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)I/O地址分配名稱(chēng)地址說(shuō)明輸入信號(hào)假幣傳感器SQ0X0檢測(cè)錢(qián)幣的真?zhèn)?元傳感器SQ1X1檢測(cè)投入1元硬幣的數(shù)量5元傳感器SQ2X2檢測(cè)投入5元錢(qián)幣的數(shù)量10元傳感器SQ3X3檢測(cè)投入10元錢(qián)幣的數(shù)量純凈水按鈕SB0X4選擇購(gòu)買(mǎi)純凈水汽水按鈕

21、SB1X5選擇購(gòu)買(mǎi)汽水牛奶按鈕SB2X6選擇購(gòu)買(mǎi)牛奶咖啡按鈕SB3X7選擇購(gòu)買(mǎi)咖啡找錢(qián)按鈕SB4X10選擇退幣輸出信號(hào)假幣指示燈L0Y0指示投入的為假幣純凈水指示燈L1Y1指示投入的錢(qián)幣可購(gòu)買(mǎi)純凈水汽水指示燈L2Y2指示投入的錢(qián)幣可購(gòu)買(mǎi)汽水牛奶指示燈L3Y3指示投入的錢(qián)幣可購(gòu)買(mǎi)牛奶咖啡指示燈L4Y4指示投入的錢(qián)幣可購(gòu)買(mǎi)咖啡找錢(qián)指示燈L5Y5指示錢(qián)幣不足假幣退出繼電器KM0Y6控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)退出假幣純凈水出貨繼電器KM1Y7控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行送出純凈水的動(dòng)作汽水出貨繼電器KM2Y10控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行送出汽水的動(dòng)作牛奶出貨繼電器KM3Y11控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行送出牛奶的動(dòng)作咖啡出貨繼電器KM4Y12控制執(zhí)

22、行機(jī)構(gòu)執(zhí)行送出咖啡的動(dòng)作找1元繼電器KM5Y13控制找錢(qián)機(jī)構(gòu)執(zhí)行退1元?jiǎng)幼髡?元繼電器KM6Y14控制找錢(qián)機(jī)構(gòu)執(zhí)行退5元?jiǎng)幼?飲料自動(dòng)售貨機(jī)外部硬件接線(xiàn)圖及主電路根據(jù)I/O地址分配表，連接各輸入輸出端子，畫(huà)PLC硬件接線(xiàn)圖，如圖2-3所示。圖2-3 飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的PLC硬件接線(xiàn)圖電機(jī)主電路由七臺(tái)電機(jī)組成，分別為控制汽退出假幣的電機(jī)，控制純凈水出口的電機(jī)，控制汽水出口的電機(jī)，控制牛奶出口的電機(jī)，控制咖啡出口的電機(jī)。控制找1元出口的電機(jī)，控制找5元出口的電機(jī)。如圖2-4所示。圖2-4 主電路第3章 飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1 飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的工作流程飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制

23、系統(tǒng)工作過(guò)程主要包括判斷錢(qián)幣的真?zhèn)?、?jì)幣比較顯示可買(mǎi)飲料、選擇、飲料供應(yīng)、退幣五個(gè)步驟。1）判別錢(qián)幣的真?zhèn)萎?dāng)顧客投入的錢(qián)幣為假幣時(shí)，假幣指示燈亮，驅(qū)動(dòng)假幣退出繼電器線(xiàn)圈動(dòng)作將假幣退出，5S之后結(jié)束。2）計(jì)幣比較顧客投入的錢(qián)幣通過(guò)傳感器，將其存儲(chǔ)在寄存器D0中并累加。錢(qián)幣投入完成后，系統(tǒng)會(huì)將寄存器中的錢(qián)幣數(shù)據(jù)與可買(mǎi)飲料價(jià)格進(jìn)行區(qū)間比較，如果投入的錢(qián)幣不足，則找錢(qián)指示燈亮，要求繼續(xù)投幣或退幣。當(dāng)投入錢(qián)幣大于等于2元時(shí)，純凈水指示燈亮；若大于等于4元，純凈水和汽水指示燈亮；若大于等于5元，純凈水、汽水和牛奶指示燈亮；若大于等于8元，四種飲料指示燈全亮。此時(shí)可選擇飲料。3）選擇飲料比較電路完成后，可選

24、擇飲料。當(dāng)按下按鈕時(shí)，相應(yīng)的指示燈閃爍。4）飲料供應(yīng)當(dāng)按下按鈕時(shí)，相應(yīng)的繼電器啟動(dòng)輸出所選擇的飲料，輸出地同時(shí)寄存器減去購(gòu)買(mǎi)的飲料的錢(qián)幣數(shù)。5）退幣購(gòu)買(mǎi)結(jié)束后，若還剩余錢(qián)幣，按下退幣按鈕，系統(tǒng)會(huì)把數(shù)據(jù)寄存器中的錢(qián)幣退回。根據(jù)對(duì)飲料自動(dòng)售貨機(jī)的工作過(guò)程描述，可以設(shè)計(jì)出飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)PLC程序的程序流程圖。其流程如圖3-1所示：選擇牛奶減純凈水用幣選擇汽水減汽水用幣減牛奶用幣選擇咖啡減咖啡用幣是否退幣退幣退幣結(jié)束比較選擇純凈水錢(qián)幣不足比較比較比較開(kāi)始判斷真?zhèn)斡?jì)幣計(jì)幣判斷真?zhèn)伍_(kāi)始偽真小于2元大于4元大于5元大于8元 否是圖3-1 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)PLC程序的程序流程圖3.2 飲料自動(dòng)售貨機(jī)

25、各控制功能的程序設(shè)計(jì) 1）判別錢(qián)幣真?zhèn)蔚某绦虍?dāng)投入的錢(qián)幣為假幣時(shí)，假幣傳感器感應(yīng)到一觸發(fā)脈沖，假幣指示燈Y0接通亮，直接驅(qū)動(dòng)假幣繼電器線(xiàn)圈Y6，將假幣退出，5S之后恢復(fù)正常。其程序梯形圖及指令表如圖3-3和表3-1所示。圖3-3 判斷真假幣的梯形圖程序表3-41判斷真假幣指令表2）計(jì)幣比較系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)錢(qián)幣寄存器D0清零。當(dāng)投入1元硬幣時(shí)，數(shù)據(jù)寄存器做加1計(jì)算，當(dāng)投入5元時(shí)，數(shù)據(jù)寄存器做加5計(jì)算，當(dāng)投入10元時(shí)，數(shù)據(jù)寄存器做加10計(jì)算。將顧客投入的錢(qián)幣與購(gòu)買(mǎi)飲料所需要的錢(qián)幣進(jìn)行比較，若小于2元，則找錢(qián)指示燈Y5長(zhǎng)亮，表示錢(qián)幣不足；若大于或等于2元，則純凈水指示燈Y1長(zhǎng)亮，表示可以購(gòu)買(mǎi)純凈水；若

26、大于或等于4元，則汽水指示燈Y2和純凈水指示燈Y1長(zhǎng)亮，表示可買(mǎi)汽水或純凈水；若大于或等于5元，則牛奶指示燈Y3、汽水指示燈Y2和純凈水指示燈Y1長(zhǎng)亮，表示可買(mǎi)牛奶、汽水或純凈水；若大于或等于8元，則咖啡指示燈Y4、牛奶指示燈Y3/汽水指示燈Y2和純凈水指示燈Y1長(zhǎng)亮，表示可買(mǎi)咖啡、牛奶、汽水或純凈水。其程序梯形圖及指令表如圖3-4和表3-2所示。圖3-4 計(jì)幣比較系統(tǒng)的梯形圖程序圖3-4 計(jì)幣比較系統(tǒng)的梯形圖程序（續(xù)）表3-2 計(jì)幣比較系統(tǒng)的指令表程序中ADD K1 D0 D0表示累加，K1中的數(shù)加上D0中的數(shù)放到D0中（K1+D0D0）。CMP為比較指令，CMP K2 D0 M0表示將D0

27、中的數(shù)與2進(jìn)行比較，小于2的話(huà)放到M0中，等于2放到M1中，大于2放到M3中。3）選擇飲料的程序當(dāng)選擇純凈水時(shí)，按下純凈水按鈕X4，中間繼電器M100得電，純凈水指示燈Y1閃爍；當(dāng)選擇汽水時(shí)，按下汽水按鈕X5，中間繼電器M101得電，汽水指示燈Y2閃爍；當(dāng)選擇牛奶時(shí)，按下牛奶按鈕X6，中間繼電器M102得電，牛奶指示燈Y3閃爍；當(dāng)選擇咖啡時(shí)，按下咖啡按鈕X5，中間繼電器M103得電，咖啡指示燈Y4閃爍。其程序梯形圖及指令表如圖3-5和表3-3所示。圖3-5 計(jì)幣比較系統(tǒng)的梯形圖程序圖3-5 計(jì)幣比較系統(tǒng)的梯形圖程序（續(xù)）表3-3 計(jì)幣比較系統(tǒng)指令表4）供應(yīng)系統(tǒng)的程序當(dāng)選擇純凈水時(shí)，M100得電

28、，驅(qū)動(dòng)繼電器Y7接通，輸出純凈水， 7S之后Y7斷開(kāi)停止供應(yīng)。當(dāng)選擇汽水時(shí)，M101得電，驅(qū)動(dòng)繼電器Y10接通，輸出汽水， 7S之后Y10斷開(kāi)停止供應(yīng)。當(dāng)選擇牛奶時(shí)，M102得電，驅(qū)動(dòng)繼電器Y11接通，輸出純牛奶， 7S之后Y11斷開(kāi)停止供應(yīng)。當(dāng)選擇咖啡時(shí)，M103得電，驅(qū)動(dòng)繼電器Y12接通，輸出咖啡， 7S之后Y12斷開(kāi)停止供應(yīng)。其程序梯形圖及指令表如圖3-6和表3-4所示。圖3-6 供應(yīng)系統(tǒng)的梯形圖程序表3-4 供應(yīng)系統(tǒng)指令表5）退幣系統(tǒng)的程序當(dāng)飲料輸出結(jié)束后，寄存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行減去所用錢(qián)幣計(jì)算（純凈水減2元，汽水減4元，牛奶減5元，咖啡減8元），此時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)寄存器D0中的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間

29、比較。按下找錢(qián)按鈕X10，若剩余錢(qián)幣小于或等于4，則Y13得電，找一元繼電器Y13接通，驅(qū)動(dòng)找出一元，5S后找錢(qián)完成，同時(shí)數(shù)據(jù)寄存器D0進(jìn)行減1計(jì)算，再次對(duì)D0中數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間比較。若剩余錢(qián)幣大于4，則Y14得電，找五元繼電器Y14接通，驅(qū)動(dòng)找出五元，5S后找錢(qián)完成，同時(shí)數(shù)據(jù)寄存器D0進(jìn)行減5計(jì)算，再次對(duì)D0中數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間比較。其程序梯形圖及指令表如圖3-7和表3-5所示。圖3-7 退幣系統(tǒng)梯形圖程序表3-5 退幣系統(tǒng)指令表程序中SUB為減法指令功能，SUB D0 K2 D0表示D0中的數(shù)減去2的所得的數(shù)送到D0中（D0K2D0）。ZCP為區(qū)間比較指令，ZCP K1 K4 D0 M51表示D0中

30、的數(shù)小于1時(shí)M51得電，大于等于1小于等于4時(shí)M52得電，大于4時(shí)M53得電。第4章 飲料自動(dòng)售貨機(jī)的調(diào)試由于實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有相應(yīng)的實(shí)物控制模型，在調(diào)試系統(tǒng)控制程序時(shí)，所有的輸入信號(hào)（包括硬幣、紙幣、假幣識(shí)別）均用開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)代替，所有的輸出均用指示燈來(lái)表示。調(diào)試時(shí)，首先按控制系統(tǒng)PLC接線(xiàn)圖完成硬件接線(xiàn)，并仔細(xì)檢查接線(xiàn)是否有誤，特別要注意接線(xiàn)時(shí)不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況，否則會(huì)造成硬件損壞及人身意外。開(kāi)始程序調(diào)試：首先將PLC控制程序?qū)懭氲絇LC機(jī)器中，再選擇監(jiān)控狀態(tài)，使PLC處于“RUN”狀態(tài)，然后逐一按按鈕，觀察輸出指示燈是否按預(yù)計(jì)效果閃滅，并通過(guò)監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運(yùn)行過(guò)程及輸入輸出信號(hào)、內(nèi)

31、部描述實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案。要對(duì)照設(shè)計(jì)控制要求，逐一檢驗(yàn)設(shè)計(jì)功能是否能有效的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)和完善。結(jié)論在目前這種快節(jié)奏的社會(huì)中，自動(dòng)售貨機(jī)深受廣大上班族的歡迎,很多城市的公共場(chǎng)所里面都放置有自動(dòng)售貨機(jī)，所以本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)的工作過(guò)程。首先從自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求開(kāi)始設(shè)計(jì)，繼而確定輸入輸出，選擇PLC，設(shè)計(jì)線(xiàn)路圖及程序。在進(jìn)行論文的過(guò)程中，我再次復(fù)習(xí)了PLC的相關(guān)知識(shí)，深入了解了很多的功能指令，對(duì)以前不太懂的，不理解的地方都作了研究，也取得了很大進(jìn)步，并成功的完成了本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)也涉及了很多其他方面的知識(shí)，除了學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)外，還有包括很多軟件方面的一些知識(shí)，確實(shí)收獲蠻多的。由于缺乏閱歷與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)還存在許多不足的地方。但是才疏學(xué)淺專(zhuān)業(yè)知識(shí)匱乏的我仍對(duì)這方面很感興趣，相信本次設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)我的今后生活或工作中會(huì)有很大的幫助。以后我會(huì)不斷學(xué)習(xí)，不斷地充實(shí)自己的。附錄1：飲料自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行梯形圖程序（附圖1）附圖1 飲料自動(dòng)售貨機(jī)程序梯形圖附圖1 飲料自動(dòng)售貨機(jī)程序梯形圖（續(xù)）附圖1 飲料自動(dòng)售貨機(jī)程序梯形圖（續(xù)）附錄二：飲料自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行指令表程序參考文獻(xiàn)1郁漢琪主編. 電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)（