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1、基于PLC的自动售货机控制设计摘要:本论文设计的是基于三菱FX2N系列PLC构成的自动售货机监控系统，本文阐述了自动售货机的来源与发展，以及它在国内外发展的现状，对自动售货机的方案进行了论证，介绍了PLC的基本组成、特点以及工作原理，对基于三菱FX2N系列PLC构成的自动售货机系统整体设计过程进行较为细致的论述。文中详尽地介绍了自动售货机的各硬件组成，并完成了PLC外部接线图。在PLC梯形图的编写时，文中采用的是三菱PLC梯形图专用编译软件来进行编写。介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自
2、动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程.利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行.关键词：自动售货机；顺序功能图；梯形图;I/O点的分配。The Control Design Of Vending Machine Based On PLCAbstract：This thesis is based on Mitsubishi PLC FX2N series monitoring system consisting of vending machines, vending machines this paper describes the o
3、rigin and development, and its development status at home and abroad, on the vending machine programs were demonstrated, PLC introduces the basic composition, characteristics and working principle, based on Mitsubishi FX2N series PLC vending machine system as a whole constitutes the design process i
4、n a more detailed discussion.The paper describes in detail the various hardware components of vending machines, and completed a PLC external wiring diagram. PLC ladder in the preparation， the paper uses a special compiler software Mitsubishi PLC ladder to be written。 Introduces the basic principles
5、of vending machines and work processes， and then to a transaction process, for example, the transaction process is divided into several blocks, and then program the block respectively。 Specify the programmable logic controllers role in the vending machines。 Procedures related to the vending machine
6、most of the work process. PLCcontrolled vending machine use to improve the stability of the system to ensure the longterm stable operation of vending machines。Key Words：Automat;PLC；Sequential Function Chart；Ladder;I / O Point Of The Distribution.目录1 绪论11。1 设计背景1 1.2 应用前景11.3 设计的目的和意义12 总体设计方案22。1 总体
7、设计思路22.2 控制要求22。3 控制原理及示意图23 软件设计33。1 I/O分配33.2 程序分析与调试4 3。2。1 梯形图分析43。2.2 程序调试74 硬件设计84.1 金属硬币的识别原理84。2 硬币的贮存和退币84。3 光传感器85 结论9参考文献10致 谢11附 录121 绪论1.1 设计背景公元1世纪,希腊人希罗制造的自动出售圣水的装置是世界上最早的自动售货机.1925年美国研制出售香烟的自动售货机，此后又出现了出售邮票、车票的各种现代自动售货机.现代自动售货机的种类、结构和功能依出售的物品而异，主要有食品、饮料、香烟、邮票、车票、日用品等自动售货机。一般的自动售货机由钱币
8、装置、指示装置、贮藏售货装置等组成。钱币装置是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的种类，计算金额。如果投入的金额达到购买物品的数值即发出售货信号，并找出余钱。指示装置用以指示顾客所选商品的品种。贮藏售货装置保存商品，接收出售指示信号，把顾客选择的商品送至付货口.一般售货机的钱币装置由投币口、选别装置、确认钱币真伪的检查装置、计算金额的计算装置和找钱装置组成。70年代以来,出现了采用微型计算机控制的各种新型自动售货机和利用信用卡代替钱币并与计算机连接的更大规模的无人售货系统，如无人自选商场、车站的自动售票和检票系统、银行的现金自动支付机等。1。2 应用前景现在,自动售货机产业
9、正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中,从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且,为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温,与以往的自动售货机相比，它能够节约1015的电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展.从自动售货机的发展趋势来看，大量生产，大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道,而相对的超市，百货购物中心等新的
10、流通渠道的产生，人工费用也不断上升，在加上场地的局限性和购物的便利性等这些因素的制约,无人自动售货机作为一种必须的机器也就有了其相当可观的前景.1.3 设计的目的和意义PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术的发展推动了PLC的发展,而PLC得发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了他们的发展。本次设计就在于结合PLC的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足，利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定的运行。2 总体设计方案2.1 总体设计思路自动售货机的基本功能就是对投入的钱币数进行
11、计算，然后根据运算结果做出相应的判断，看看哪种商品可以进行购买，哪种商品不能购买,本次课程设计的要求是可识别两种硬币,分别是1元、5角，采用两个按钮进行模拟，自动售货机共出售三种货物，其价格分别定为1元、2。5元、3元，当投币数大于等于货物价格时且售货机里有这种货物时，指示灯亮,表示可以进行购买，三种货物分别用三个小灯代替进行模拟.除此之外，本次设计还涉及了显示、找零等功能的实现。由于售货机的全部功能是在上位机上模拟的,所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟替代的这些并不会影响实际程序的操作,完全能模拟现实售货机的运行。2。2 控制要求1）自动售饮料机可投入5角、1元。2）所售饮料标价：纯净
12、水1元，汽水2.5元,咖啡3元。3)当投入的硬币总值超过所购饮料的价值时，所对应的可购买饮料的指示灯亮，作可购买提示。4）当物品对应的指示灯亮时,按下相应的按键,相应的物品排出，5s后自动停止,同时指示灯闪烁。5）购买饮料后，系统自动计算剩余币值，并根据剩余币值提示可购买的饮料（指示灯亮).6）当顾客成功购买完一件物品后30秒无操作，自动售货机会自动将余款退还给顾客。7）如果顾客投入硬币后又不想买物品，按下退款按键，自动售货机会自动将余款退还给顾客。8)如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时，自动售货机会自动将余款退还给顾客。9)当物品不足时，对应的物品指示灯亮红灯，顾客按下相应的按键无反应
13、（不出物品，不减余额）。10）如果顾客投入的币值在限定的时间内（1分钟）不按任何按键,自动售货机将退还所投硬币。在本控制系统中，自动售货机只售3种商品，即纯净水，汽水和咖啡。自动售货机可识别1元，5角；自动售货机可退币。2.3 控制原理及示意图首先由顾客投入钱币，然后顾客按下商品选择开关，经钱币识别器后将信号送给PLC。由用户编写的PLC程序运行可以识别出钱币的真伪以及币值，并显示投入钱币的数值，同时与商品的价格比较。当投入的钱币满足某商品的购买价格后，则可以购买该商品的指示灯亮。PLC通过计算还可以显示出余额数值，商品驱动机构收到控制信号后即出售电磁阀动作，送出商品，若有余额,则退币电动机动
14、作，可以退出余额数值的相应币值,同时完成内部清零过程.这样就完成一次商品提货过程。该自动售货机还具有售货口故障处理和商品低液位报警等功能。整个过程由1台PLC控制，其控制示意图如图2-1所示。响铃报警各种指示退币电动出货电磁PLC商品选择开关钱币识别器图21 控制原理示意图3 软件设计3.1 I/O分配根据设计要求，列出I/O分配如表31所示。表31 I/O分配表输入输出输入点功能输出点功能X0五角投币口Y0纯净水出口X1一元投币口Y1汽水出口X2纯净水按钮Y2咖啡出口X3汽水按钮Y3纯进水指示灯X4咖啡按钮Y4汽水指示灯X5找钱按钮Y5咖啡指示灯X6急停按钮Y6余钱指示灯X7启动按钮Y7无纯
15、净水报警X10纯净水液量不足Y10无汽水报警X11汽水液量不足Y11无咖啡报警X12咖啡液量不足Y12一元出口Y13五角出口3.2 程序分析与调试3.2.1 梯形图分析1)如图3-1所示，这一部分为整个梯形图的开关控制设计。使用了主控指令来控制整个自动售货机的开关。图3-1 开关控制设计 2）如图3-2所示，这一部分代表了自动售货机的复位开关以及三种饮料的出水条件设计。图32 复位出水设计3)如图33所示，这一部分是3种饮料的指示灯变化控制设计。饮料可以购买时的常亮以及出水完毕后的闪烁。图3-3 指示灯变化控制设计4）如图3-4所示，这一部分是找零设计。当符合找零条件时，会优先找零一元,然后才找零五毛，并且在找零时进行减法指令运算。图34 找零设计5）如图3-5所示，这一部分为投币设计。当客户投币后，系统会将D0中的数据与饮料的价格数据进行比较,当客户购买饮料后，饮料出水的同时会将D0中的数据做出相应的扣除.图35 投币设计6）如图3-6所示,这一部分为饮料出水时间设计.当客户购买某一饮料时，从按下饮料按钮开
