【正文】 的自動售貨機控制 7 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。 自動售貨機的發(fā)展現(xiàn)狀 和發(fā)展前景 從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。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 10－ 15％的電力。 1967 年， 100 日元單位以下的貨幣全部改為硬幣，從而促進了自動售貨機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。日本第一臺自動售貨機是 1904 年問世的 “郵票明信片自動出售機 ”，它是集郵票明信片的出售和郵筒投函為一體的機器。雖然日本的自動售貨機總臺數(shù)低于美國（據(jù) 1997 年的統(tǒng)計為 689 萬臺），但是，從人口占有數(shù)來看卻是世界上最高的，美國平均 35 人占有一臺，而日本為 23 人占有一臺。在日本， 70％的罐裝飲料是通過自動售貨機售出的。一般售貨機的錢幣裝 置由投幣口、選別裝置、確認錢幣真?zhèn)蔚臋z查裝置、計算金額的計算裝置和找錢裝置組成。錢幣裝置是售貨機的核心，其主要功能是確認投入錢幣的真?zhèn)?，分選錢幣的種類，計算金額。 基于 PLC 的自動售貨機控制 5 第 1 章 自動售貨機簡介 自動售貨機的起源 和發(fā)展 公元 1 世紀，希臘人希羅制造的自動出售圣水的裝置是世界上最早的自動售貨機 。 PLC 是以 CPU 為核心，綜合了計算機技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（ PLC、機器人和 CAD/CAM）之一。自動售貨機具有不受任何場地限制、方便快捷、可以每天 24H 售貨的優(yōu)點。 介紹了自動售貨機的基本原理以及工作流程 ， 具體說明了可編程序控制器在自動售貨機中的作用。 本文 對自動售貨機進行了研究，報告了自動售貨機的發(fā)展、現(xiàn)狀、應用領域以及未來的發(fā)展趨勢。 摘 要 自動售貨機最早出現(xiàn)在二十世紀五、六十年代的西歐，當時在美國的地鐵系統(tǒng)中，人們可以用 1 美分在自動售貨機上買到一塊口香糖。利用 PLC 控制自動售貨機，選擇合適的方案， 并進行合理的硬件選型、設計及 I/O 配置， 將程序輸入 PC 機進行調(diào)試，最終確定設計方案。程序涉及到了自動售貨機工作的絕大部分過程。傳統(tǒng)的自動售貨機控制系統(tǒng)采用單片機作為控制核心，這樣不僅會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。目前，可編程控制器在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通 運輸、環(huán)保等各行各業(yè)。 1925 年美國研制出售香煙的自動售貨機，此后又出現(xiàn)了出售郵票、車票的各種現(xiàn)代自動售貨機。如果投入的金額達到購買物品的數(shù)值即發(fā)出售貨信號，并找出余錢。 70 年代以來，出現(xiàn)了采用微型計算機控制的各種新型自動售貨機和利用信用卡代替錢幣并與計算機連接的更大規(guī)模的無人售貨系統(tǒng)，如無人自選商場、車站的自動售票和檢票系統(tǒng)、銀行的現(xiàn)金自動支付機等。全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有 50 萬臺飲料自動售貨機。 據(jù)說世界上最早的自動售貨機出現(xiàn)在公元前 3 世紀，那是埃及神殿里的投幣式圣水出售機。自動售貨機的真正普及是在第二次世界大戰(zhàn)以后。 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。進入 21 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。大量生產(chǎn) 、大量消費以 及消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費用也不斷上升；再加上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。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。 基于 PLC 的自動售貨機控制 8 第 2 章 可編程控制器 PLC 簡介 PLC 概述 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置，它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和 輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 1971 年，日本從美國引進了這項新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺可編程序控制器 DSC8。主要用于： 1. 邏輯運算 2. 計時，計數(shù)等順序控制，均屬開關量控制。 至 80 年代，隨大規(guī)模和超大規(guī)模集成電 路等微電子技術(shù)的發(fā)展，以 16 位和32 位微處理器構(gòu)成的微機化 PC 得到了驚人的發(fā)展。 隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代可編程控制器對網(wǎng)絡功能的要求更強，一般都有現(xiàn)場總線功能、互連網(wǎng)接入功能等， EASY 嵌入式 PLC 采用 CAN bus 現(xiàn)場總線技術(shù)并支持專用的嵌入式 Web 服務器。 PLC 總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展。向大容量、高速度方向發(fā)展 PLC 通信的易用化 CPU 的處理速度進一步加快 PLC 目前 主要 有以下 品牌 德國西門子 ， 日本 OMRON 三菱 、 日立 、 東芝 、 松下 、 富士 ， 美國 GE 施奈德 、 IPM、 AB 公司等 PLC 生產(chǎn)廠家。無論是哪種結(jié)構(gòu)類型的 PLC，都可根據(jù)用戶需要進行配置與組合。 基于 PLC 的自動售貨機控制 11 2．存儲器 存儲器主要有兩種：一種是可讀 /寫操作的隨機存儲器 RAM，另一種是只讀存儲器 ROM、 PROM 、 EPROM 和 EEPROM。 PLC 的工作原 理 PLC 雖具有微機的許多特點，但它的工作方式卻與微機有很大不同。 掃描周期的長短主要取決于以下幾個因素：一是處理器執(zhí)行指令的速度；二是執(zhí)行每條指令占用的時間；三是程序中指令條數(shù)的多少。反之，若在本次刷新之后輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，而要到下一次掃描的輸入 /輸出刷新期間輸出才會發(fā)生變化。 圖 22 各階段處理任務 對每個程序， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復始 不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。 PLC 與集散系統(tǒng)在數(shù)字處理，程序控制方面有優(yōu)勢，與工業(yè)控制計算機相比通用性強，硬件結(jié)構(gòu)簡單，編程容易，用 PLC 設計自動控制系統(tǒng)已成為世界潮流。對偽幣退回到硬幣退還口，真幣則合計金額并與所售商品價格作比較。現(xiàn)在所有的貨幣機構(gòu)都由微機進行控制。 圖 31 硬幣驗鈔機結(jié)構(gòu)簡圖 硬幣的識別原理 我國目前發(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基于 PLC 的自動售貨機控制 15 特殊合金，因 此在它通過投幣入口進入由電感和電容組成的特定高頻振蕩線路所產(chǎn)生的磁場時，金屬材質(zhì)和體積的差異對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 。 材質(zhì)是用電磁的方式測的，使用空心線圈或磁芯線圈，線圈組數(shù)少的只有一組，多的常見的是六組。因為即使相同材質(zhì)的硬幣，如果厚薄不同，導致的頻率變化差異也較大。 投幣入口應有一個檢 測元件（一般是光電管），檢測到硬幣進入后才會讓后面的線圈振蕩并開始記錄頻率值，同時計算變化量。 DH0601 專用投幣器 簡介： 規(guī)格 ： 工作溫度： 10℃ ～ +60℃ 適用范圍 ： 自動售 貨 機、投幣電話機、投幣點唱機 、 投幣洗衣機、游 戲機功能 : （ 1） 硬幣反向移動停機 ； （ 2） 硬幣在軌道停留報警 ； （ 3） 防電擊、電磁干擾 ； （ 4） CPU 設定選幣準確 ； （ 5） 可有效排除鉛、鋁、銅等其它代幣 ； （ 6） 獨有 CPU 防釣魚報警程式，報警 30 秒自動恢復 。自動售貨機的基本功能就是對投入的 錢幣數(shù)進行計算，然后根據(jù)運算結(jié)果做出相應的判斷，看看哪種商品可以進行購買，哪種商品不能購買，本次課程設計的要求是可識別三種錢幣，分別是 1 元、 5 元、10 元，采用三個按鈕進行模擬。西門子公司生產(chǎn)的 PLC 可靠性高，特別適用于大的工業(yè)控制系統(tǒng)，造價比較高，對于小型的自動售貨機的控制系統(tǒng)來說成本過高。 CD4511七段數(shù)碼管譯碼器 CD4511 是一組用來作為 BCD 對共陰極 LED 七段顯示器譯碼的包裝。 LE：數(shù)據(jù)栓鎖致能控制；在 CD4511 中，不但具譯碼功能，更具有數(shù)據(jù)栓鎖的記憶功能。 PLC 程序已經(jīng)介紹