【文章內(nèi)容簡介】 進行輸出 。 一個生產(chǎn)系 統(tǒng)很關(guān)鍵控制點的控制 ， 當(dāng)系統(tǒng)交流接觸器、電磁閥、 220 伏 和 24 伏 、篩選器、 plc 及其結(jié)果有點 剩余 。 可編程控制器 的輸出點都 是 一個公共的端口帶動多 個 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 。所 以一個端口 的 電源是 220V 交流電 ， 則 必須有另外的輸出端口來供 直流 24V 的負載使用 。這樣就浪費了 輸出點端口 ，增加 了原料 成本。因此選擇負載時要盡量選擇相同 的電源 等級和種類 。 只有在 有高速 輸出要求 時 才利用無觖 點的晶體管輸出， 而 一般情況下 ， 可編程控制器 使用最多 的是繼電器輸出 。 第二， 參考 以下 2 個內(nèi)容 ： （ 1） 價格方面 。 可編程控制器 產(chǎn)品價格 在市場上 差 的 非常 大，有些 相差不大 的 PLC，某家的價格能 比其它公司的 多了 超過 四成 。因為所 使用 的 PLC 比較多 ，所以 必須 要 考慮 這樣 的 差價 因數(shù)。 （ 2） 功能方面 。 普通 的功能大多數(shù) 的 PLC 都 能 具有 ，不過在 有 特別的 要求時 ， 就 需要 選用有能力控制任務(wù) 的 可編程控制器 。如 需要有靈活方便的通信要求； 或 要求 計算速度、用戶程序容量 比較特殊等 。 消費者必須明確各種可編程控制器的類型，在選擇型號時才能選擇正確的型號 。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第三章 自動售貨機的功能分析 8 第 三 章 自動售貨機的 功能分析 自動售貨機的簡介 自動售貨機是集聲、光、 機械和高科技 一體化的產(chǎn) 品，在中國也開始得到應(yīng)用。人們可以看到現(xiàn)代化的自動售貨機被放在一些大的商店門口，在門口，繁忙的街道，公園和另外一些熱鬧的地方。 在廣義上來說，自動販賣機是可以使用硬幣，紙幣，信用卡購買商品的機器，從狹義上講是無人收貨的販賣商品的一種機器 [12]。從條件供應(yīng)方面來看， 自動販賣機 能夠有效減少人力的使用 ，又大大減少了對空間環(huán)境的要求，還可以設(shè)置多種支付 模式 ， 不受運營時間的限制，總體的成本都有所降低。 自動售貨機是一種很好的方式，它新穎，文明，高檔，靈活，方便等深受廣大市民的青睞。對投入的貨幣自 動運算是自動售貨機的 貨幣操作的最基本的功能，然后基于金錢價值確定能否消費此種 貨物 ，同時做出售貨行為 [13]。因此，自動售貨機可以根據(jù)識別貨倉 內(nèi) 所裝貨物的價格 ，對人投入的 金額做出運算 ，并根據(jù)輸入的數(shù)值判斷是否 能購買。當(dāng)按下所需商品的按鈕時，自動售貨機會將貨物放到取口，消費者 可以從取口得到 商品，即可完成購買。自動售貨機還有一些其他功能，例如識幣系統(tǒng)、貨物和貨幣的傳送系統(tǒng)等。 自動售貨機功能分析 自動售貨機應(yīng)該能夠識別售貨機內(nèi)所包含的商品；當(dāng)有人投幣時，能夠 對所投入的錢幣進行累計并計算，并完成自動售貨機最基本的功能：通過 消費者 投入的金額 確定能否消費此種貨物，同時發(fā)出相對的指示 。累計過后，當(dāng)人按下某種商品的按鈕時，與該商品相對應(yīng)的電磁閥將會感應(yīng)動作，商品開始供應(yīng)，并將商品放到取口，顧客從取口去除商品，此次交易就會完成。一個正常工 作的的自動售貨機投幣應(yīng)具有完整的感應(yīng)系 統(tǒng)、運算 系 統(tǒng)、選取 和 供應(yīng)系 統(tǒng)、退錢 系統(tǒng)、報警系 統(tǒng)等功能。設(shè)計者給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程，以此來控制自動售貨機的功能動作。對人投入的 金額做出運算 ，并根據(jù)輸入的數(shù)值判斷是否 能購買 ，并做出 銷售動作 ，這就是自動售貨機的基本功能 [14]。 假設(shè)自動售貨機中有 3 種商品，汽水、 果汁喝咖啡。汽水的價格是 元，果汁的價格是 3元，咖啡的價格是 元。當(dāng)啟動電源后后，自動售貨機可以正常工作。當(dāng)有顧客對自動售貨機投幣后，自動售貨機的系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)已經(jīng)累計好的錢幣數(shù)據(jù)和三種飲料的價格進行比較。如果投幣的數(shù)值小于 元，那么商品的指示燈全都不會亮 ， 可以繼續(xù)支付 金錢 ， 當(dāng) 元以上 ， 汽水會選擇亮起， 所以我們可以選擇買汽水 。當(dāng)貨幣價值超過 3 元 ， 果汁將顯示器選擇點亮 ， 超過 元 ， 顯示器 顯示 都可以選擇 ， 選擇買咖啡或者退還 。 售貨機會進行減法運算在顧客大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第三章 自動售貨機的功能分析 9 按下果汁的選擇鍵時，將投入的貨幣總值減 去果汁的價格，同時開啟與果汁相對應(yīng)的電磁閥，將果汁提取到出貨口。買汽水和咖啡的操作原理和果汁相同。當(dāng)顧 客按下退幣按鈕時，售貨機就會開始退幣操作，并將剩余的錢幣退回， 將剛進行的程序 復(fù)位 ， 交易 完成 。如圖 3 所示。 圖 3 自動售貨機工作流程圖 根據(jù)自動售貨機的工作流程圖，以及以上分析得出，自動售貨機在交易時，它的內(nèi)部功能會涉及到三種運算，分別是假發(fā)運算、減法運算以及除法運算。自動售貨機的售貨和退避功能還需要貨幣的識別系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)來完成。 根據(jù)自動售貨機的操作把自動售貨機的交易過程分為以下四個過程： (1) 投幣 過程 (2) 價格比較過程 (3) 選擇商品過程 (4) 退幣過程 自動售貨機的交易過程還可以分為 4 個狀態(tài)： ① 初始狀態(tài)。自動售貨機內(nèi)部電機是停止工作的，每個單元都是初始的 狀態(tài)，等待 操作。 ② 投幣狀態(tài)。 投幣框會在按下投幣按鈕后顯示，投幣顯示屏可以顯示投入、消費以及剩余的數(shù)值， 投入的金額大于或等于某飲料 價格時，對應(yīng)的飲料購買 按鈕指示等長亮 ，表示允許 購買。 ③ 購買狀態(tài)。 按下商品的購買 按鈕，系統(tǒng)將所買物品 提取到提取 口 里 ，屏幕 上的金額數(shù)字按照 消費的數(shù)值而發(fā)生改變 ，顧客拿出 商品后提取口 消失 。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第三章 自動售貨機的功能分析 10 ④ 退幣按鈕。 按下 此鍵 ， 屏幕上出現(xiàn)應(yīng)退余額的數(shù)值 。按下退幣 鈕，剩余錢幣會退回，系統(tǒng) 復(fù)位 。 經(jīng)過四個狀態(tài)后，自動售貨機 完成一次售貨 。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第四章 PLC 自動售貨機的硬件設(shè)計 11 第四章 PLC 自動售貨機的硬件設(shè)計 自動售貨機面板設(shè)計 如圖 4 所示，是自動售貨機的面板： 圖 4 自動售貨機的面板設(shè)計 自動售貨機外部電路接線圖 根據(jù)要求，畫出了 PLC 控制電路的原理圖。在此圖中，指示燈代表輸出。如圖 5 所示： 指示燈 按紐 投幣口 5 角 1 元 5 元 出幣口 出貨口 汽水 2 元 果汁 元 咖啡 3 元 找錢 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第四章 PLC 自動售貨機的硬件設(shè)計 12 圖 5 PLC 外部 I/O 接線圖 從 I/O 接線圖中可以得知， X005 是連接汽水的選擇按鈕， X006 連接果汁的選擇按鈕， X007連接咖啡的選擇按鈕。如果你放入錢，購買汽水、果汁或咖啡時，按鈕和指示燈可以幫助 引導(dǎo)顧客購買商品，操作十分方便，簡單明了。 硬件 設(shè)計 原則 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，對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程都有很高的工藝要求。所以，我們應(yīng)該遵守下面四條基本規(guī)則，來設(shè)計 可編程控制器 的控制系統(tǒng)。 ⑴ 在設(shè)計之前，應(yīng)先進行深入的調(diào)查市場情況、盡可能收集更多研究資料，積極的與機械設(shè)計人員和實際應(yīng)用中的操作人員進行密切交流，共同配合設(shè)計控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，處理設(shè)計中存在的疑點。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第四章 PLC 自動售貨機的硬件設(shè)計 13 ⑵ 在實現(xiàn)控制系統(tǒng)的各項要求的條件下，盡可能的簡化控制系統(tǒng)，使其成本更經(jīng)濟，使用和維修更方便。 ⑶ 保證人們 的安全。保證設(shè)備的安全。保證可靠的系統(tǒng)。 ⑷ 當(dāng)選擇一個 PLC 時，為了生產(chǎn)的進一步發(fā)展和完善的過程要留下余量。 硬件 設(shè)計的基本內(nèi)容 設(shè)計方法涉及基于狀態(tài)轉(zhuǎn)換模型的高層次描述，處理離散式的自動化控制系統(tǒng)，是一個逐步的設(shè)計過程，并且規(guī)劃提供導(dǎo)向和測量方法來實現(xiàn)一個成功的設(shè)計。這項研究的結(jié)果是要找到一種方法來減少管理控制軟件開發(fā)過程中的不確定性，減少編程和調(diào)試的時間以及他們的變化，增加自動化系統(tǒng)的靈活性，并通過模塊來實現(xiàn)軟件的可重用性。其目的是為了克服目前個人軟件開發(fā)者經(jīng)驗不足的缺點。 PLC 模塊與用戶輸 入 /輸出設(shè)備相互連接，組成了 PLC 控制系統(tǒng)。一下幾條即 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容： ① 用戶輸入設(shè)備，例如限位開關(guān)，傳感器，開關(guān)操作，按鈕等。輸出設(shè)備，如繼電器，接觸器，致動部件，如燈和控制對象驅(qū)動輸出設(shè)備，諸如馬達，螺線管等。這些設(shè)備的通用電氣元件。 ② 選擇 PLC 的型號。 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。控制系統(tǒng)的主要成分是 PLC 模塊。正確的選擇 PLC 模塊以確保該系統(tǒng)的性能。選擇 PLC 選擇它的機型、選擇電源模塊、確定它的 I/O 模塊、選取它的容量等。 ③ I / O 點的分布合理，繪制連接 I / O 的圖。 ④ 控制程序的設(shè)計。如梯形圖的設(shè)計、程序清單（又稱語句表）的設(shè)計，還有繪制控制系統(tǒng)的流程圖?？刂葡到y(tǒng)可以控制整個系統(tǒng)，確保其系統(tǒng)工作更安全，更可靠。如果使控制程序的設(shè)計滿足實際的要求，則必須反復(fù)的調(diào)試和修改。 ⑤ 必要時還需設(shè)計控制臺 ⑥ 編制技術(shù)文件用來控制系統(tǒng)。 硬件 設(shè)計要求 自動售貨機的機械和電氣自動化設(shè)備是一體化的。在得到的金錢進入的指使后，在控制信號輸入的觸摸一個按鈕，它使控制器啟動相應(yīng)位置的設(shè)備配置，輸出貨物。五臺不同的電機組成了電 機主電路，有三個電機分別是用來控制汽水、果汁、咖啡的出貨電機，還有兩個是控制一元和五角的出口電機。不一樣的電機會在電路的控制下在不一樣的時候運行。這樣就控制了各部分。 下面是自動售貨機的幾點要求： ① 可將 5 角、 1 元和 5 元的人民幣投入自動售貨機中。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第四章 PLC 自動售貨機的硬件設(shè)計 14 ② 各類飲料的價格：汽水的價格使 元，果汁的價格使 3 元，咖啡的價格是 元。 ③ 如果啟動開始鍵，自動售貨機開始運行。 ④ 當(dāng)錢幣等于或超過 元時，按動汽水的選擇鍵，與此同時提取汽水，運行 8s 后系統(tǒng)自動停止。 ⑤ 當(dāng)錢幣等于或超過 3元時，按動果汁的選擇 鍵，與此同時提取果汁，運行 8s 后系統(tǒng)自動停止。 ⑥ 當(dāng)錢幣等于或超過 元時，按動咖啡的選擇鍵，與此同時提取咖啡，運行 8s 后系統(tǒng)自動停止。 ⑦ 系統(tǒng)會自動所放入的金額數(shù)，以確定是否足夠購買商品。如果投幣不足則給顧客提示不足。如果投幣足夠則會按照需求售貨。 ⑧ 自動售貨完成后，系統(tǒng)自動計算人民幣余額，如果顧客所投錢幣有剩余，那么退幣指示燈會變亮，與此同時售貨機會返還剩余的金額?；蛘甙赐藥胚x擇按鈕，余額全部退回。 ⑨ 當(dāng)退幣或報警時則不能再投入錢幣。 PLC 模塊 選型， I/O 分配表 PLC模塊 的選型 選擇 PLC 容量時，出來要滿足控制要求以外，還要留出適當(dāng)?shù)挠嗔縼碜鳛閭溆?。在儲存器中的一個字可以存儲一條邏輯指令。存儲器的大部分空間容量來存儲數(shù)據(jù)傳送、移位、計數(shù)以及算術(shù)運算、計時等指令。在存儲容量選擇時，要留取可變化的量。一般選擇實際量的 10％至 25％的。 I/O 的數(shù)量按 10％至 15％的實際需要留取。用戶存儲容量是 PLC 用于備份到存儲程序存儲器的容量，它的大小取決于用戶程序的長度。 分別有兩個方面是 PLC 容量的內(nèi)容：一方面是輸入 /輸出（ I/O）的點數(shù)；另一方面是用戶存儲器的字數(shù)。在 PLC 控制面板上 用來連接輸入 /輸出信號所用的端子的數(shù)量，就是 I/O 點數(shù)，也就是輸入 /輸出的點數(shù)的總和 [15]。越多的輸入 /輸出點數(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。衡量 PLC 性能的一個重要指標就是輸入 /輸出（ I/O）點數(shù)。國際上流行將 PLC的點數(shù)作為 PLC 規(guī)模分類的標準，小型 PLC 的 I/O點數(shù)少于 256 點，微型 PLC 的 I/O 點數(shù)在 64點及 64 點以下。 本設(shè)計采用的是微型 PLC，其中外部輸入端有各種錢幣的面額進幣口。還有選擇汽水、果汁、咖啡的按鈕，啟動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。 本設(shè)計在對飲料和余額款輸出是采用一個小型電機來控制的電磁閥門，指示燈的電源采用的是經(jīng)過變壓器變壓得到的安全可靠的 24V電壓。本設(shè)計系統(tǒng)用到了 17 個輸入點和 15 個輸出點。大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第四章 PLC 自動售貨機