【正文】 動售貨機(jī)的蹤跡。因?yàn)樽詣邮圬洐C(jī)作為社會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。 隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、行業(yè)運(yùn)作的變革和入世的到來，自動售貨機(jī)在中國的普及和應(yīng)用是必然趨勢。實(shí)踐和直覺告訴我們，自助服務(wù)在中國的橫空出世，必將為國內(nèi)的電信、公用事業(yè)、食品、香煙、飲料等諸多行業(yè)發(fā)展帶來新的契機(jī)，中國的現(xiàn)代文明又將自助服務(wù)設(shè)備的應(yīng)用和普及開啟一個(gè)新的里程碑！ （二）課題研究背景 從西歐、北美、日本和韓國等地區(qū)和國家的情況來看 ,自動售貨機(jī)在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪菰?來越重要的角色。售賣的商品可根據(jù)擺放場所的需要量身定制 ,包括冷熱飲料、零食、電話卡及國外進(jìn)口的特色商品等。 它一改往日客戶與商家 (或服務(wù)方 )面對面交流或交易的方式，讓客戶更多地參與交易或交流中來，增強(qiáng)了交互性和自主性。 （一）方案論證 1．方案一 繼電器控制 它的控制思想是以繼電器為核心，采用硬接線方式把各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按照一定邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制相關(guān)生產(chǎn)機(jī)械工作。 3．方案三 可編程控制器控制 它的控制思想是采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。 PLC 的梯形圖與傳統(tǒng)的電氣原理圖非常相似，主要原因是 PLC 梯形圖大致上沿用了繼電器控制的電路元件符號和術(shù)語，同時(shí)，信號的輸入 /輸出形式及控制功能基本上也是相同的；但 PLC 的控制與繼電器的控制又有根本的不同之處，主 要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）控制邏輯 繼電器控制邏輯采用硬件接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的穿了或并聯(lián)，及時(shí)間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能都很困難。而PLC 的控制邏輯中，各 內(nèi)部器件都處于周期性循環(huán)掃描過程中，各種邏輯、數(shù)值輸出的結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計(jì)算的出，所以它屬于串行工作方式。 PLC 還配有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示 給操作人員；還能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供了方便。一般來說，時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，且易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難等問題。而用 PLC 完成一項(xiàng)控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后，現(xiàn)場施工和控制邏輯的設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，周期短，且調(diào)試和修改都很方便。 （ 2）開發(fā)成本 單片機(jī)本身售價(jià)雖不高，但要購入單片機(jī)開發(fā)裝置（如仿真器、燒錄器、電源）和還要 模擬制板等，都要不少的費(fèi)用。 （ 3）開發(fā)周期 從電路設(shè)計(jì)、模擬制板、編程、仿真、調(diào)試等經(jīng)歷非常長的周期，設(shè)計(jì)中往往要花大部分的時(shí)間在硬件設(shè)計(jì)和編程調(diào)試處理上，而對最為重要的工藝工程往往沒有更多的時(shí)間考慮。而隨微電子控制技術(shù)， PLC 的處理能力也越來越強(qiáng)，其通信能力，運(yùn)算處理、容量（ I/O 容量和程序容量）等都有充足的發(fā)展。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸 . 如圖 3 所示 ,PLC 控制系統(tǒng)由輸人量 — PLC — 輸出量組成，外部的 各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為 PLC 的輸人量，它們經(jīng) PLC 外部輸人端子輸人到內(nèi)部寄存器中，經(jīng) PLC 內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算，處理后送到輸出端子，作為 PLC 的輸出量對外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。其主要功 能： ① 診斷 PLC 電源、內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語法錯(cuò)誤。 ⑤ 響應(yīng)各種外部設(shè)備的工作請求。 （ 4）電源 為 PLC 提供 CPU、存儲器、輸人輸出接口等內(nèi)部電路工作需要的電源。對軟件來說， I/O 地址分配以后 才可進(jìn)行編程；對控制柜及 PLC 的外圍接線來說，只有 I/O 地址確定以后。掃描周期的長短主要取決于以下幾個(gè)因素 :一是 CPU 執(zhí)行指令的速度；二是執(zhí)行海條指令占用的時(shí)間；三是程序中指令條數(shù)的多少。 （ 2）程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸人的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存人對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 PLC 的掃描工作過程如圖 4 所示 。特別是在輕工行業(yè)中，因生產(chǎn)門類多，加工方式多變，產(chǎn)品更 新?lián)Q代快，所以 PLC廣泛應(yīng)用在組合機(jī)床自動線、專用機(jī)床、塑料機(jī)械、包裝機(jī)械、灌裝機(jī)械、電鍍自動線、電梯等電氣設(shè)備中。 （ 1）梯形圖語言 PLC 的梯形圖在形式上沿襲了傳統(tǒng)的繼電器一接觸器控制圖，是在原繼電器 接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語言。 （ 2）指令助記符語言 助記符語言類似于計(jì)算機(jī)匯編語言，它用一些簡潔易記的文字符號表達(dá) PLC的各種指令。而梯形圖語言則多用于計(jì)算機(jī)編程環(huán)境中。其控制原理是：首先 由顧客投入錢幣 ,然后顧客按下商品選擇開關(guān) ,經(jīng)錢幣識別器后將信號送給 PLC。這樣就完成一次商品提貨過程。 圖 5 自動售貨機(jī)控制原理示意圖 第五章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分 （一）系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 1．操作面板設(shè)計(jì) 商品選擇開關(guān) 錢幣識別器 PLC 各種指示燈 退幣電動機(jī) 出貨電磁閥 響鈴報(bào)警 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 如圖 6： 圖 6 幣值計(jì)數(shù)電路 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 14 出貨電路 2．機(jī)型選擇 本系統(tǒng)是一個(gè)小型集中控制系統(tǒng) , PLC 選型主要取決于控制系統(tǒng)輸入、輸出開關(guān)信號的數(shù)量、用戶程序的長短及相關(guān)的功能。 各模塊在 I/O 鏈中的位置排列方式如圖 7 所示： 圖 7 模塊連接方式 各模塊的編址情況如圖 8 所示： 主機(jī) I/O 模塊 1I/O 模塊 2I/O 圖 8 各模塊編址 主 機(jī) CPU224 模 塊 1 EM222 DO8 DC24V 模 塊 2 EM222 DO8 DC24V 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 15 3． I/O 點(diǎn)配置 在選擇好 PLC 的機(jī)型后 ,就可以進(jìn)行該控制系統(tǒng)的硬件接口設(shè)計(jì) ,考慮到編程簡單、檢查方便和接線容易等因素 ,我們編制了控 制系統(tǒng)的輸入輸出 I/O 地址分配表 ,如表 1 所示： 表 1 輸入輸出地址分配 輸入信號 輸出信號 名稱 代碼 地址編號 名稱 代碼 地址編號 人工復(fù)位 SF1 選汽水按鈕 SF2 選可樂按鈕 SF3 汽水低位 BS1 可樂低位 BS2 汽水口故障 KF1 可樂口故障 KF2 消鈴按鈕 SF 投 元 KF3 投 元 KF4 投 1 元 KF5 結(jié)帳按鈕 SF4 投假幣 KF6 總價(jià)顯清按鈕 SF6 響鈴 PB 汽水燈 PG1 可樂燈 PG2 補(bǔ)余款燈 PG3 汽水出口 QA1 可樂出口 QA2 找錢口 QA3 找錢器 QA4 小數(shù)點(diǎn) PG3 a A b B c C d D e E f F g G 數(shù)碼管的個(gè)位 PG4 數(shù)碼管的十位 PG5 數(shù)碼管的百位