【正文】 工作電壓： DC+12V 。如圖 44 所示。 一元紙幣傳感器：一元紙幣傳感器用來(lái)檢測(cè)輸入的一元硬幣的數(shù)量，可直接連接在 PLC 主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。 純凈水已送出傳感器 :用來(lái)檢測(cè)純凈水已送出 ,可直接連接在 PLC 主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。 營(yíng)養(yǎng)快線指示燈：營(yíng)養(yǎng)快線指示燈指示顧客投入的幣值可購(gòu)買(mǎi)營(yíng)養(yǎng)快線。 營(yíng)養(yǎng)快線出貨繼電器：營(yíng)養(yǎng)快線出貨線圈執(zhí)行營(yíng)養(yǎng)快線的出貨。 報(bào)警器：在投幣后 60s 無(wú)人操作時(shí)，報(bào)警 5S 提醒顧客，再過(guò) 10S 后無(wú)人操作，自動(dòng)退幣。 FX1S 系列是一種集成型小型單元式 PLC，最多 30 個(gè) I/O點(diǎn)， 且具有完整的性能和通訊功能等擴(kuò)展性。 4）靈活多變得系統(tǒng)配置 FX 系列 PLC 系統(tǒng)配置靈活，用戶除了可選不同的子系列外，還可以選用多種基本單元，擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊，組成不同 I/O 點(diǎn)和不同功能的控制系統(tǒng)，各種配置都可以得到很高的性能價(jià)格比。如表 41 所示。它是以單運(yùn)放為主構(gòu)成， PLC 與之聯(lián)系。 紅外傳感器應(yīng)用電路發(fā)光和受光方式如圖 49。 7 段顯示器的數(shù)據(jù)輸入（由 Y0～ Y3 和 411 正負(fù)邏輯圖 Y10～ Y13 提供）和選通信號(hào)（由 Y4～ Y7 提供）也有正邏輯和負(fù)邏輯之分。錢(qián)幣投入完成后，系 統(tǒng)會(huì)將寄存器中的錢(qián)幣數(shù)據(jù)與可買(mǎi)飲料價(jià)格進(jìn)行區(qū)間比較，如果投入的錢(qián)幣不足，則退幣指示燈亮，要求繼續(xù)投幣或退幣。其流程如圖 51 所示： 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 30 圖 51 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng) PLC 程序的程序流程圖 飲料自動(dòng)售貨機(jī)各控制功能的程序設(shè)計(jì) 1) 啟動(dòng)停止程序 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 31 在自動(dòng)售貨機(jī)投入使用時(shí)要先按啟動(dòng)按鈕 X22，售貨機(jī)才能使用，在檢測(cè)到有投幣信號(hào)時(shí)程序開(kāi)始啟動(dòng)處理用戶的操作，按下停止按鈕 X23后售貨機(jī)停止工作。其程序梯形圖 如圖 35 所示。 圖 58 退幣系統(tǒng)的程序 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 40 圖 59 退幣系統(tǒng)的程序 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 41 圖 510 退幣系統(tǒng)的程序 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 42 第六章 系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試主要內(nèi)容 由于實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有相應(yīng)的實(shí)物控制模型，在調(diào)試系統(tǒng)控制程序時(shí)，所有的輸入信號(hào)（包括硬幣、紙幣、假幣識(shí)別）均用開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)代替，所有的輸出均用指示燈來(lái)表示。在進(jìn)行論文的過(guò)程中，我再次復(fù)習(xí)了PLC 的相關(guān)知識(shí)，深入了解了很多的功能指令，對(duì)以前不太懂的，不理解的地方都作了研究，也取得了很大進(jìn)步，并成功的完成了本次設(shè)計(jì)。特別是 XXX 老師對(duì)我指導(dǎo)時(shí)所表現(xiàn)的細(xì)心和耐心為我樹(shù)立了一個(gè)學(xué)習(xí)的榜樣，我再一次向 他 表示衷心的感謝。 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 45 致 謝 在論文完 成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師 XXX老師 ,表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！ 在論文工作中，遇到了許多內(nèi)容上結(jié)構(gòu)不夠嚴(yán)謹(jǐn)和處理問(wèn)題不夠全面等問(wèn)題以及論文結(jié)構(gòu)上的不規(guī)范，都得到 XXX 老 師的親切關(guān)懷和細(xì)心指導(dǎo)，使我能夠順利的完成設(shè)計(jì)的制作。 經(jīng)軟件相應(yīng)的修改后，系統(tǒng)各項(xiàng)功能運(yùn)行正常。 圖 57 供應(yīng)系統(tǒng)的程序 6）退幣系統(tǒng)的程序 當(dāng)飲料輸出結(jié)束后，寄存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行減去所用錢(qián)幣計(jì)算（純凈水減 2 元，果汁減 3 元，營(yíng)養(yǎng)快線減 5 元，咖啡減 6 元），按下退幣按鈕X15， Y Y13 得電，退幣指示燈 L5 亮，找一元繼電器 Y13 接通，驅(qū)動(dòng) 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 39 找出一元硬幣， 5S 后退幣完成，同時(shí)數(shù)據(jù)寄存器 D0 進(jìn)行清零；在投幣不足并且五秒沒(méi)人操作時(shí)自動(dòng)退幣；在投幣后 60S 無(wú)人操作時(shí)，先報(bào)警5S 如果 10S 后還無(wú)人操作則再次報(bào)警并退幣。 圖 54 計(jì)幣顯示系統(tǒng)的程序 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 34 3)錢(qián)幣與價(jià)格比較系統(tǒng)的程序 將顧客投入的錢(qián)幣與購(gòu)買(mǎi)飲料所需要的錢(qián)幣進(jìn)行比較，若小于 2 元，則退幣指示燈 Y5 長(zhǎng)亮，表示錢(qián)幣不足；若大于或等于 2 元，則純凈水指示燈 Y1 長(zhǎng)亮，表示可以購(gòu)買(mǎi)純凈水；若大于或等于 3 元，則果汁指示燈Y2 和純凈水指示燈 Y1 長(zhǎng)亮，表示可買(mǎi)果汁或純凈水；若大于或等于 5元，則營(yíng)養(yǎng)快線指示燈 Y果汁指示燈 Y2 和純凈水指示燈 Y1 長(zhǎng)亮，表示可買(mǎi)營(yíng)養(yǎng)快線、營(yíng)養(yǎng)快線或純凈水；若大于或等于 6 元，則咖啡指示燈 Y營(yíng)養(yǎng)快線指示燈 Y果汁指示燈 Y2 和 純凈水指示燈 Y1 長(zhǎng)亮，表示可買(mǎi)咖啡、營(yíng)養(yǎng)快線、果汁或純凈水。 5）退幣 購(gòu)買(mǎi)結(jié)束后，若還剩余錢(qián)幣 ，按下退幣按鈕，系統(tǒng)會(huì)把數(shù)據(jù)寄存器中的錢(qián)幣退回。 1）判別錢(qián)幣的真?zhèn)? 當(dāng)顧客投入的錢(qián)幣為假幣時(shí)，假幣指示燈亮，驅(qū)動(dòng)假幣退出繼電器線圈動(dòng)作將假幣退出， 5S 之后結(jié)束。選通信號(hào)由 Y4～ Y7 提供。當(dāng)沒(méi)有投幣時(shí)，系統(tǒng)正常運(yùn)行，給出了運(yùn)行指示；當(dāng)沒(méi)有投幣時(shí)而按了 商品 按鈕或者退幣按鈕，這時(shí)光線沒(méi)有被硬幣遮擋，有信號(hào)輸出，產(chǎn)生無(wú)幣報(bào)警。 本設(shè)計(jì)是運(yùn)用紅外線傳感器的原理對(duì)投幣進(jìn)行檢測(cè)的。三菱 PLC 具有結(jié)構(gòu)靈活、傳輸質(zhì)量高、速度快、使用范圍廣、低成本等優(yōu)點(diǎn)，考慮到留有余量的原則，可選擇三菱系列的 FX2N64MR 的 PLC 作為主機(jī)。具有高速處理及可擴(kuò)展大量 滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。它們之間用扁平電纜連接 ，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方體。 退幣指示燈：退幣指示燈提示顧客購(gòu)買(mǎi)結(jié)束或錢(qián)幣不足，按下退幣按鈕，退幣執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行退幣動(dòng)作。當(dāng)按下果汁按鈕，PLC 主機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，果汁出貨線圈控制商品執(zhí)行機(jī)構(gòu)送出果汁。 純凈水指示燈：純凈水指示燈指示顧客投入的幣值可購(gòu)買(mǎi)純凈水。 咖啡 按鈕：按下咖啡按鈕，表示顧客選擇購(gòu)買(mǎi)咖啡，自動(dòng)售貨機(jī)將選擇送出咖啡，可直接連接在 PLC 主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。 PLC 的選型 （ 1）飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)輸入輸出端的確定 根據(jù)飲料自動(dòng)售貨機(jī)的控制要求及功能，可知其輸入輸出信號(hào)如下： 假幣傳感器：假幣傳感器檢測(cè)投入的是否為假幣，可直接連接在 PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。 C ～ 60176。新一點(diǎn)的都用偏心或異形線圈來(lái)測(cè)量，依據(jù)是直徑小的硬幣與線圈的重合部分也少 ，由此也帶來(lái)頻率變化的不同。 圖 41 硬件電路組成框圖 主要硬件選擇 硬幣識(shí)別器 硬幣識(shí)別原理 硬幣識(shí)別器見(jiàn)圖 42。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求畫(huà)出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù) PLC 的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出它的外部接線圖，結(jié)合梯形圖和外部接線圖分析說(shuō)明該設(shè)計(jì)的控制原理過(guò)程。 退幣時(shí)用一元硬幣來(lái)完成退幣。 從廣義來(lái)講自動(dòng)售貨機(jī)就是在投入硬幣、紙幣、信用卡等 方 便可以銷(xiāo)售商品的機(jī)械，從狹 義來(lái)講就是自動(dòng)銷(xiāo)售商品的機(jī)械。工業(yè)控制機(jī)在整機(jī)結(jié)構(gòu)上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，因而，不如 PLC 那樣容易推廣。隨著微處理器和單片機(jī)的出現(xiàn)，他 把順序控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制的模擬量?jī)x表和過(guò)程監(jiān)控裝置等有機(jī)的結(jié)合在一起，形成了新一代的集散型控制系統(tǒng)。體積小，維護(hù)操作方便 其中， CPU 是PLC 的核心；輸入單元 /輸出單元是 CPU 與現(xiàn)場(chǎng)輸入 /輸出設(shè)備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計(jì)算機(jī)等外部設(shè)備，其硬件構(gòu)成圖如圖 23。 PLC 編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化 PLC具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性好等特點(diǎn)。自動(dòng)售貨機(jī)不但給人們的生活帶來(lái)了極大的方便，而且也成為現(xiàn)代化城市的一道亮麗的風(fēng)景線。 作為一種全新的零售方式， 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，自動(dòng)售貨機(jī)在美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家得 到了迅速的普及和發(fā)展。組態(tài)仿真圖中自動(dòng)售貨機(jī)包括按鈕、指示燈、投幣口、取物口、退幣口等部分。本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)為飲料自動(dòng)售貨機(jī)，販賣(mài)的商品性質(zhì)明確，適于放置在短時(shí)間人口流動(dòng)比較大的地方，比如餐廳。根據(jù) I/O 分配表對(duì) PLC 選型，并畫(huà)出外部接線圖。 PLC。根據(jù)美國(guó)《自動(dòng)世代》統(tǒng)計(jì)，日本每 23 人擁有一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)、美國(guó)每 40 人一臺(tái)、歐洲每 60 人一臺(tái)。 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 6 研究自動(dòng)售貨機(jī)的目的 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。 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 10 PLC 的特點(diǎn) 目前在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中 PLC 已經(jīng)成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有的工業(yè)企業(yè)，諸如鋼鐵、冶金、采礦、水泥、石油、化工、輕工、電力、機(jī)械制造、汽車(chē)等等各行各業(yè)、特別是在輕工業(yè)中，因生產(chǎn)門(mén)類(lèi)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(dòng)線、專(zhuān)用機(jī)床、塑料機(jī)械、包裝機(jī)械、電梯等電器設(shè)備中。集散系統(tǒng)既有單回路控制功能，也有多回路控制功能，同時(shí)也有順序控制功能。 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 12 第三章 自動(dòng)售貨機(jī)的簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)要求 自動(dòng)售貨機(jī)是集聲、光、機(jī)電一體化的高新智能化產(chǎn)品，在我國(guó)也開(kāi)始得到應(yīng)用。 （ 2）識(shí)別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。投幣后 60S 無(wú)操作則報(bào)警 5S，再過(guò) 10S 無(wú)人操作時(shí)報(bào)警并自動(dòng)退回用戶所投貨幣。 第 頁(yè) 共 45頁(yè) 14 圖 42硬幣識(shí)別器 第四章 PLC 控制的自動(dòng)售貨機(jī)硬件選擇 當(dāng)售貨機(jī)有錢(qián)幣投入時(shí)，會(huì)經(jīng)過(guò)硬幣識(shí)別器和紙幣識(shí)別器，在真幣的情況下將信號(hào)送到 PLC 的輸入端，此時(shí)，可以按下各選擇按鈕，選擇按鈕的信號(hào)送到 PLC 后相應(yīng) 的輸出端子得電，使輸出繼電器得電輸出飲料。工作狀態(tài)下，線圈及其外圍電路會(huì)以一個(gè)特殊的頻率振蕩（多個(gè)線圈的話頻率 各不相同），當(dāng)硬幣以垂直或平行于線圈平面的方式穿過(guò)時(shí)（不同產(chǎn)品方式不同），會(huì)引起振蕩頻率的變化。功耗：靜能 ；動(dòng)能 工作溫度： 20℃～ +50℃ 紙幣識(shí)別器 紙幣識(shí)別原理 把正常的鈔票在各傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)取樣、識(shí)別，并寄存起來(lái)，作為檢測(cè)的依據(jù)。 圖 44 出罐機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 出罐機(jī)構(gòu)動(dòng)作主要是通過(guò)電動(dòng)機(jī) 7 帶動(dòng)與之緊配合的 曲柄 8 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使與曲柄短軸連接的連桿 11 做來(lái)回往返運(yùn)動(dòng)，連桿 11 的來(lái)回運(yùn)動(dòng)通過(guò)搖臂凸軸 12 傳遞到搖臂 15 做前后擺動(dòng)，電動(dòng)機(jī) 7 轉(zhuǎn)動(dòng)一周，擺臂15 前后各擺動(dòng)一次，既出罐一次，同時(shí)傳感器 9 動(dòng)作一次，出罐機(jī)構(gòu)就完成一個(gè)動(dòng)作。 五元傳感器：五元傳感器用來(lái)檢測(cè)輸入的五元硬幣的 數(shù)量，可直接連接在 PLC 主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。 果汁已送出傳感器 :用來(lái)檢測(cè)果汁已送出 , 可直接連接在 PLC 主機(jī)的數(shù)字量輸入端口。 咖啡指示燈