【正文】 II 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）附 錄第一章 引 言從現(xiàn)如今自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，它把社會(huì)的勞動(dòng)型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成了技術(shù)型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。社會(huì)各界也對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的各個(gè)功能、操作系統(tǒng)都做了相當(dāng)仔細(xì)的研究。鄭大宇，劉立晶設(shè)計(jì)了方形貨物的提取系統(tǒng)的方案，首先實(shí)現(xiàn)了貨物被準(zhǔn)確投放，又基于能量守恒定律，設(shè)計(jì)了最高速度的函數(shù)數(shù)據(jù)模塊，利用MATLAB做了優(yōu)化處理，求得機(jī)構(gòu)的最優(yōu)解來(lái)提高售貨效率[5]。本次設(shè)計(jì)我將使用PLC設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)的功能，設(shè)計(jì)出更穩(wěn)定的系統(tǒng)，使其在實(shí)際使用中運(yùn)行的更穩(wěn)定更長(zhǎng)久。（1）單片機(jī)（Microcontrollers）是集成電路芯片中的一種，是一個(gè)小但是功能完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域?；谧詣?dòng)售貨機(jī)而言，若控制系統(tǒng)的控制方式為電力機(jī)械，會(huì)大幅度的縮減有用價(jià)值空間，給動(dòng)力資源造成多余的浪費(fèi)；如果用液壓系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的控制，液壓控制系統(tǒng)的技術(shù)要求高，所用的設(shè)備和閥體的組裝成本高，反應(yīng)速度慢，不適用于自動(dòng)售貨機(jī)的控制。雖然PLC的硬件成本的不斷下降，但減少掃描時(shí)間、使低成本PLC可以使用的梯形邏輯仍然是行業(yè)中的一個(gè)問(wèn)題。這是因?yàn)椴捎肞LC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)，則不必改動(dòng)設(shè)備的外部接線，只需要改動(dòng)軟件編程。特點(diǎn)：（1）性能可靠，抗干擾強(qiáng)生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)PLC時(shí)，運(yùn)用了長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)。（3）編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易懂，使用方便因?yàn)榭删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩?、面向工業(yè)控制應(yīng)用的設(shè)施，PLC的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)PLC程序編程語(yǔ)言時(shí)，采納了簡(jiǎn)單的指令形式，如梯形圖。這都?xì)w功于它使用的是微處理器。（6）體積小，維護(hù)方便PLC都是采用微型結(jié)構(gòu)，模塊體積小、質(zhì)量輕，在使用安裝時(shí)十分方便。靈活的組裝結(jié)合，滿足不同要求的工業(yè)控制。（4）步進(jìn)控制功能步進(jìn)控制功能。這就是運(yùn)動(dòng)控制功能。其方式是連接各模塊I/O擴(kuò)展單元，加入各種智能單元或特殊功能的單元。（11） 監(jiān)控功能檢測(cè)系統(tǒng)異常狀態(tài)，從而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整或修改。圖1 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖 可編程控制器控制系統(tǒng)的構(gòu)成部分是輸入量→可編程控制器→輸出量。整個(gè)微機(jī)的每個(gè)單元都在控制器的控制下有序的運(yùn)行，從內(nèi)存中獲取指令和執(zhí)行指令控制計(jì)算機(jī)各個(gè)功能的運(yùn)行。中央處理器（CPU）接收和運(yùn)算的數(shù)據(jù)變量都是由輸入接口經(jīng)過(guò)可編程控制器的I/O端口讀取實(shí)際應(yīng)用中的輸入單元的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換而成的。(6) PLC的基本工作原理可編程控制器使用循環(huán)掃描方式工作。過(guò)程結(jié)束就自動(dòng)關(guān)閉端口，進(jìn)入程序的執(zhí)行階段。程序響應(yīng)速度與周期的長(zhǎng)度成反比。不僅不會(huì)造成不良影響，還抵抗了干擾對(duì)系統(tǒng)的影響。 PLC的選型原則當(dāng)決定用PLC來(lái)完成某一個(gè)項(xiàng)目，最需要重視的是對(duì)PLC的選型?？删幊炭刂破鞯妮敵鳇c(diǎn)都是一個(gè)公共的端口帶動(dòng)多個(gè)控制元件，但使用同種電源的原件才能公用這一組端口的輸出。只有在有高速輸出要求時(shí)才利用無(wú)觖點(diǎn)的晶體管輸出，而一般情況下，可編程控制器使用最多的是繼電器輸出。（2）功能方面。第三章 自動(dòng)售貨機(jī)的功能分析自動(dòng)售貨機(jī)是集聲、光、機(jī)械和高科技一體化的產(chǎn)品，在中國(guó)也開(kāi)始得到應(yīng)用。自動(dòng)售貨機(jī)是一種很好的方式，它新穎，文明，高檔，靈活，方便等深受廣大市民的青睞。自動(dòng)售貨機(jī)還有一些其他功能，例如識(shí)幣系統(tǒng)、貨物和貨幣的傳送系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)者給出了完整的自動(dòng)售貨機(jī)操作規(guī)程，以此來(lái)控制自動(dòng)售貨機(jī)的功能動(dòng)作。當(dāng)啟動(dòng)電源后后，自動(dòng)售貨機(jī)可以正常工作。售貨機(jī)會(huì)進(jìn)行減法運(yùn)算在顧客按下果汁的選擇鍵時(shí)，將投入的貨幣總值減去果汁的價(jià)格，同時(shí)開(kāi)啟與果汁相對(duì)應(yīng)的電磁閥，將果汁提取到出貨口。圖3自動(dòng)售貨機(jī)工作流程圖根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)的工作流程圖，以及以上分析得出，自動(dòng)售貨機(jī)在交易時(shí)，它的內(nèi)部功能會(huì)涉及到三種運(yùn)算，分別是假發(fā)運(yùn)算、減法運(yùn)算以及除法運(yùn)算。② 投幣狀態(tài)。④ 退幣按鈕。第四章 PLC自動(dòng)售貨機(jī)的硬件設(shè)計(jì)如圖4所示，是自動(dòng)售貨機(jī)的面板： 指示燈 按紐 投幣口 5角 1元 5元 出幣口 出貨口汽水2元咖啡3元找錢(qián)圖4自動(dòng)售貨機(jī)的面板設(shè)計(jì)根據(jù)要求，畫(huà)出了PLC控制電路的原理圖。電氣的控制系統(tǒng)為了提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品使用質(zhì)量，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程都有很高的工藝要求。⑶ 保證人們的安全。 設(shè)計(jì)方法涉及基于狀態(tài)轉(zhuǎn)換模型的高層次描述，處理離散式的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，是一個(gè)逐步的設(shè)計(jì)過(guò)程，并且規(guī)劃提供導(dǎo)向和測(cè)量方法來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)成功的設(shè)計(jì)。一下幾條即PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：① 用戶輸入設(shè)備，例如限位開(kāi)關(guān)，傳感器，開(kāi)關(guān)操作，按鈕等。PLC控制系統(tǒng)的核心部件就是PLC模塊，PLC模塊的正確選擇，有利于保證系統(tǒng)的性能指標(biāo)。③ I / O點(diǎn)的分布合理，繪制連接I / O的圖。如果使控制程序的設(shè)計(jì)滿足實(shí)際的要求，則必須反復(fù)的調(diào)試和修改。五臺(tái)不同的電機(jī)組成了電機(jī)主電路，有三個(gè)電機(jī)分別是用來(lái)控制汽水、果汁、咖啡的出貨電機(jī)，還有兩個(gè)是控制一元和五角的出口電機(jī)。② 各類飲料的價(jià)格：，果汁的價(jià)格使3元。⑥ ，按動(dòng)咖啡的選擇鍵，與此同時(shí)提取咖啡，運(yùn)行8s后系統(tǒng)自動(dòng)停止。⑧ 自動(dòng)售貨完成后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算人民幣余額，如果顧客所投錢(qián)幣有剩余，那么退幣指示燈會(huì)變亮，與此同時(shí)售貨機(jī)會(huì)返還剩余的金額。在儲(chǔ)存器中的一個(gè)字可以存儲(chǔ)一條邏輯指令。I/O的數(shù)量按10％至15％的實(shí)際需要留取。越多的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)就能連接越多的輸入/輸出器件，所能控制的模塊規(guī)模就越大。還有選擇汽水、果汁、咖啡的按鈕，啟動(dòng)按鈕和余額退幣按鈕；是否有汽水、果汁和咖啡的指示燈，余額退款的指示燈，汽水、果汁、咖啡的出貨口，退幣口等都為外部輸出端。由輸入/輸出的零件數(shù)量和編輯程序的長(zhǎng)度，以及其他的功能來(lái)對(duì)PLC進(jìn)行選型。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，被控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求應(yīng)熟悉，還有分析和需求管理的對(duì)象，PLC的硬件設(shè)計(jì)在最后配置。FX2n系列幾乎包容了所有PLC的特點(diǎn)，比如在世界各國(guó)不同的電源下都能使用；通信功能更為全面；執(zhí)行程序的速度更快；而且還具有特殊功能模塊，它使自動(dòng)化設(shè)備方面的應(yīng)用更為靈活而且控制能力更強(qiáng)。它對(duì)每一個(gè)主單元都可以進(jìn)行配置。輸入點(diǎn)地址功能輸出點(diǎn)地址功能X0啟動(dòng)Y0汽水選擇燈X1暫停Y1果汁選擇燈X25角輸入Y2咖啡選擇燈X31元輸入Y3汽水出貨控制X45元輸入Y4果汁出貨控制X5汽水選擇Y5咖啡出貨控制X6果汁選擇Y65角電機(jī)控制X7咖啡選擇Y71元電機(jī)控制X105角退幣感應(yīng)器Y10出幣選擇燈X111元退幣感應(yīng)器Y11制冷控制X12出幣選擇Y12照明控制X13溫度傳感器Y135角缺幣報(bào)警X14光度傳感器Y141元缺幣報(bào)警X155角傳感器Y15缺貨報(bào)警X161元傳感器Y16防盜報(bào)警X17缺貨傳感器X20劇烈震動(dòng)傳感器表1 I/O分配表第五章 PLC自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)僅針對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的售貨過(guò)程進(jìn)行了設(shè)計(jì)，溫度、光度控制及報(bào)警系統(tǒng)在本次設(shè)計(jì)中忽略。當(dāng)輸入量等于或超過(guò)3元，3種飲料的指示燈全部會(huì)顯示亮。⑥ 如購(gòu)買(mǎi)完成后有剩余余額，或投幣后未購(gòu)買(mǎi)商品，退幣指示燈亮，然后當(dāng)按退幣按鈕時(shí)，剩余錢(qián)幣會(huì)在退幣口退出。⑷ 購(gòu)買(mǎi)的同時(shí)，PLC來(lái)計(jì)算余額并提供由用戶選擇的產(chǎn)品。（2）梯形圖的每條線，必須從左母線開(kāi)始，線圈上的右母線停止。（3）同一程序不能夠同時(shí)輸出兩次。自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)由以下部分組成：貨幣體系，比較計(jì)算系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，在選擇產(chǎn)品時(shí)貨物的交付系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)。如圖7是PLC的編程圖。一方面避免漏掉投幣的有效反應(yīng)；另一方面也可以避免了假幣之類的不良干擾所帶來(lái)的影響。則所有商品的指示燈都不會(huì)亮，表示投入金額不足購(gòu)買(mǎi)商品，此時(shí)可以選擇繼續(xù)投幣，或者選擇退幣；，汽水的指示燈亮起，表示可以購(gòu)買(mǎi)汽水，此時(shí)可以購(gòu)買(mǎi)汽水或選擇退幣；其他的商品購(gòu)買(mǎi)過(guò)程與汽水同理。數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行比較。在某種商品可以被購(gòu)買(mǎi)時(shí)，商品對(duì)應(yīng)的指示燈會(huì)長(zhǎng)亮。不能購(gòu)買(mǎi)的商品則不再亮燈。如果X005接收了脈沖信號(hào)，再工作期間，系統(tǒng)只會(huì)提取出汽水，也將扣除汽水的金額。如圖10所示，為自動(dòng)售貨機(jī)的送出機(jī)構(gòu)圖。送出的工作流程：自動(dòng)售貨機(jī)在待機(jī)狀態(tài)下，槽輪會(huì)向下，防止商品掉落。在一次購(gòu)買(mǎi)成功后，自動(dòng)售貨機(jī)的下一步動(dòng)作就是推出剩余的錢(qián)幣。圖11即為退幣系統(tǒng)的梯形圖。同樣，光度監(jiān)控監(jiān)測(cè)光度，監(jiān)測(cè)后通過(guò)信號(hào)控制自動(dòng)售貨機(jī)的照明。本設(shè)計(jì)中的的總梯形圖祥見(jiàn)附錄A。自動(dòng)售貨機(jī)在日常生活中應(yīng)用的十分廣泛，用起來(lái)也特別的方便快捷。它把社會(huì)的勞動(dòng)型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成了技術(shù)型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。了解完自動(dòng)售貨機(jī)我有對(duì)控制系統(tǒng)的選型進(jìn)行了學(xué)習(xí)。雖然PLC的硬件成本的不斷下降，但減少掃描時(shí)間、使低成本PLC可以使用的梯形邏輯仍然是行業(yè)中的一個(gè)問(wèn)題。并且是通過(guò)對(duì)一次銷(xiāo)售過(guò)程的分析進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)編程。致 謝為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我首先要特別感謝我的指導(dǎo)老師——李向軍老師。但李老師并沒(méi)有因?yàn)槲业难诱`而生氣，在我回來(lái)后對(duì)我的設(shè)計(jì)中的延后內(nèi)容做了交代，并且指導(dǎo)我修改了之前完成不會(huì)的文獻(xiàn)綜述。程序順序一遍又一遍的改，程序也在不斷完善中有了進(jìn)步，多虧了指導(dǎo)老師不斷的幫助，讓我對(duì)于PLC有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。當(dāng)然，也發(fā)現(xiàn)了很多不足，但在改正后自己感覺(jué)到了一種進(jìn)步，為以后人生道路阻的更平更快更好打下了一定的基礎(chǔ)。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺