【正文】 ......................................... 2 自動(dòng)售貨機(jī)概述 ......................................................................... 2 自動(dòng)售貨機(jī)功能分析 ................................................................ 3 自動(dòng)售貨機(jī)前景分析 ................................................................ 4 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案 ............................................................................ 6 自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)需求 ................................................................ 6 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 ..................................................................... 7 總體方案設(shè)計(jì) ............................................................................ 8 第 3 章 自動(dòng)售貨機(jī)硬件結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................... 10 硬件選擇 .................................................................................. 10 電機(jī)的選擇 .................................................................... 10 貨幣處理裝置 ............................................................... 10 送出機(jī)構(gòu) .........................................................................11 按鈕裝置 .........................................................................11 顯示裝置 ........................................................................ 12 第 4 章 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................... 13 基于 PLC 的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng) ....................................... 13 自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)的組成部分及工作流程 ........... 13 自動(dòng)售貨過(guò)程的控制子系統(tǒng)簡(jiǎn)述 ............................... 14 基于 PLC 的自動(dòng)售貨機(jī)控制 ..................................... 15 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程要求及基本原則 ............................. 16 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程要求 ....................................... 16 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 ................................... 17 自動(dòng)售貨機(jī) PLC 控制方案設(shè)計(jì) ............................................ 18 PLC 選型 ................................................................................... 18 PLC 概述 ........................................................................ 18 I/O 點(diǎn)估算 ...................................................................... 21 IV PLC 選型 ........................................................................ 21 程序設(shè)計(jì) ................................................................................... 22 I/O 地址設(shè)計(jì) .................................................................. 22 流程設(shè)計(jì) ........................................................................ 23 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)器件的連接 ................................................ 24 投幣程序設(shè)計(jì) ............................................................... 25 比較、選擇、購(gòu)買程序設(shè)計(jì) ....................................... 28 退幣程序設(shè)計(jì) ............................................................... 30 主程序設(shè)計(jì) .................................................................... 32 梯形 圖程序調(diào)試 ........................................................... 34 結(jié) 論 ..................................................................................................... 35 謝 辭 ..................................................................................................... 36 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 37 附 錄 ..................................................................................................... 39 外文資料翻譯 ........................................................................................ 45 1 前 言 從自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。進(jìn)入 21 世紀(jì)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。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。據(jù)美國(guó) 2021 年 4 月 5 日出版的《幸?！冯s志介紹美國(guó) 2021 年自動(dòng)售貨業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)率為 ％，在發(fā)展最快的行業(yè)中居第四位；在 19962021 年年度中，自動(dòng)售貨業(yè)以 ％的年平均利潤(rùn)增長(zhǎng)率雄居發(fā)展速度最快的行業(yè)榜首。 售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購(gòu)買某種商品，并作出相應(yīng)的反應(yīng)。另外，各個(gè)大型城市的改造使得很多小店小鋪消失，同時(shí)隨著金融支付手段的增多， IC 卡、手機(jī)移動(dòng)支付等技術(shù)使自動(dòng)售貨機(jī)提供便利服務(wù)成為可能，這些自動(dòng)售賣平臺(tái)的創(chuàng)新模式無(wú)疑為國(guó)內(nèi)的自動(dòng)售貨業(yè)迅速成長(zhǎng)創(chuàng)造了條件。 (2) 在規(guī)定的 30 秒時(shí)間內(nèi)可多次投入貨幣，能夠?qū)崿F(xiàn)貨幣累加功能，超過(guò) 30 秒投幣無(wú)效。這是整個(gè)仿真系統(tǒng)內(nèi)部各大部件之間的內(nèi)在關(guān)系。本自動(dòng)售貨機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括：計(jì)幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應(yīng)系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)。 (5) 退幣系統(tǒng)：當(dāng)顧客購(gòu)?fù)觑嬃虾?，多余的錢幣只要按下退幣按鈕，系統(tǒng)就會(huì)把數(shù)據(jù)寄存器 D9 中的錢幣退回。 貨幣識(shí)別器種類繁多 ,但貯幣退幣機(jī)構(gòu)基本上分為兩類：一類是平面式貯幣，電磁閥退幣；另一類是圓筒式貯幣，步進(jìn)電機(jī)退幣。 （ 3） 滾筒送出機(jī)構(gòu) 該送出機(jī)構(gòu)由一個(gè)階梯梁和滾筒構(gòu)成，滾筒內(nèi)可以裝若干瓶飲料，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)來(lái)帶動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，利用梁的各階梯段與滾筒之間不同的開(kāi)口距離控制商品掉落的順。 13 第 4 章 自動(dòng)售貨機(jī) 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 基于 PLC 的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng) 自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)的組成部分及工作流程 （ 1） 組成部分 銷 售 模 塊人 機(jī) 模 塊通 訊 模 塊溫 控 模 板貨 幣 識(shí) 別 模 塊自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)主 控 制 板 圖 41 自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)組成部分 其中，溫控模塊包括溫度采集和加熱制冷控制；銷售模塊完成一個(gè)整體的銷售動(dòng)作，一般都是電機(jī) 驅(qū)動(dòng)特定的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；人機(jī)模塊包括鍵盤和顯示，有的機(jī)器還加上了顯示屏，可以投放廣告；目前僅部分高端機(jī)器有通訊模塊的功能，一般都是采用 GPRS 模塊，可以完成銷售統(tǒng)計(jì)、原料補(bǔ)給、廣告管理以及一些會(huì)員服務(wù)。 （ 3） 檢測(cè)系統(tǒng) 在自動(dòng)售貨機(jī)商品貯存道下方安有接觸行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)貯存道內(nèi)有商品時(shí)，壓下行程開(kāi)關(guān)，售貨機(jī)正常工作 ； 當(dāng)商品出售完畢時(shí)，行程開(kāi)關(guān)被釋放，向 CPU 發(fā)出無(wú)貨信號(hào)，經(jīng)檢測(cè)通過(guò)串行擴(kuò)展接口向相應(yīng)的售完指示燈發(fā)出信號(hào)，使機(jī)身外部 “ 售完 ” 指示燈亮，此種商品自動(dòng)停售，即使投幣累計(jì)金額達(dá)到該道商品預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值，可售按鈕仍然無(wú)啟動(dòng)信號(hào)，金額累計(jì)存儲(chǔ)器也不清零。一般情況下繼電器輸出的 PLC 使用最多，但對(duì)于要求高速輸出的情況，就要使用無(wú)觸點(diǎn)的晶體管輸出的 PLC了。因此，在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。要使所編的程序簡(jiǎn)短， 就要注意編程方法，用好指 令，用巧指令，還要能優(yōu)化結(jié)構(gòu)。它的運(yùn)行從初始化后的狀態(tài)開(kāi)始，待控制對(duì)象完成了工作循環(huán)（完整程序執(zhí)行一次） ，則又返回初始化狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)顧客再次購(gòu)買時(shí)，余額寄存器（為了退幣，該寄存器中值已除 2）中值要先乘 2，以便與商品價(jià)格比較（商品價(jià)格已轉(zhuǎn)化為多少個(gè) 5角），再進(jìn)入下次購(gòu)買 。 ”國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）曾于 1982 年 11 月頒布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，1985 年 1 月又發(fā)表了草案第二稿， 1987 年 2 月頒布了草案第三稿。 （ 4）步進(jìn)控制功能 步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，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。 21 I/O 點(diǎn)估算 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(kāi)關(guān)信號(hào)的數(shù)量、用戶程序的長(zhǎng)短及相關(guān)的功能。 24 開(kāi) 始系 統(tǒng) 初 始 化顧 客 按 下 所 選 擇 的 商 品 按 鈕投 入 錢 幣錢 幣 累 加 并 顯 示找 零 、 退 幣 、 送 出 商 品系 統(tǒng) 自檢 ？有 貨 嗎 ？辨 別 真 偽滿 足 商 品 價(jià)格 ？是 否 有余 額 ？報(bào) 警報(bào) 警 并 退 出 偽 幣送 出 商 品NYNYNYYNYN 圖 44 自動(dòng)售貨機(jī)程序流程圖 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)器件的連接 25 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)器件的連接圖如圖 45 所示。當(dāng)按下可樂(lè)按鈕時(shí)， X007 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合， M Y00 T2 接通，推出飲料電磁閥 YV 通電，推出可樂(lè)，同時(shí) T T3 產(chǎn)生占空比為 50%、周期為 400ms 的閃爍程序，即 Y000 接通 200ms、斷開(kāi) 200ms，可樂(lè)指示燈閃爍。 根據(jù)各過(guò)程的程序設(shè)計(jì)編寫指令程序表如表 49 所示。當(dāng)投幣數(shù)大于 3 元時(shí)，其控制過(guò)程與按可樂(lè)按鈕時(shí)的控制過(guò)程類似，不再贅述。出現(xiàn)在出貨口的商品在沒(méi)有取走前，一直保持顯示狀態(tài)，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該商品代表已經(jīng)取走，出貨口中的商