【文章內(nèi)容簡介】 料自動售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在居季電力消費(fèi)高 峰時 ,這種機(jī)型的自動售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫 ,與以往的自動售貨機(jī)相比 ,它能夠節(jié)約 10,15度的電力。進(jìn)入 21 世紀(jì)時 ,自動售貨機(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。同時因經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇緩慢 ,社會對擴(kuò)大就業(yè)與工作場所提供茶點(diǎn)飲料的福利事業(yè)更為關(guān)注。自動售貨機(jī)不僅保障了愜意的工休時間 ,也是最廉價、提高職工工作效率最有效的手段。特別是在 24 小時無休工作狀態(tài)中的辦公場所 ,使用獨(dú)具魅力的迷你型飲料沖飲機(jī) ,解決了不間斷提供咖啡飲品服務(wù)的問題 ,這種服務(wù)加速了自動售貨機(jī)與咖啡飲品服務(wù)的融合。 從自動售貨業(yè)的發(fā)展歷程看 ,其具有快速發(fā)展的潛力 1 、自動售貨技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了自動售貨業(yè)的成長。 自動售貨機(jī)作為一種集聲、光、機(jī)電一體化的高新智能化產(chǎn)品 ,一般由識別系統(tǒng)、找?guī)畔到y(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、制冷 (恒溫 ) 系統(tǒng)組成。隨著防偽識別技術(shù)、數(shù)碼技術(shù)、軟件技術(shù)和制冷技術(shù)的發(fā)展 ,自動售貨機(jī)運(yùn)行的可靠性大大提高 ,減少了貨物出售和貨幣識別的誤差 ,有效地維護(hù)了運(yùn)營商和消費(fèi)者雙方的權(quán)益。自動售貨機(jī)從僅能識別硬幣到準(zhǔn)確的識別紙幣 ,方便了消費(fèi)者的購買行為 ,為自動售貨業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。 2 、自動售貨機(jī)的分布密度高 ,滿足了消費(fèi) 者的便利性和即時性需求。 隨著人們生活方式向快節(jié)奏、高效率變化 ,時間的價值顯著提高 ,消費(fèi)者在購物時更加注重便利性、即時性。隨著自動售貨機(jī)數(shù)量的增加 ,商品包裝的定量化和標(biāo)準(zhǔn)化 ,出售的商品多樣化 ,自動售貨的便利性日益顯現(xiàn)。同時 ,被稱為“永不下班的超級營業(yè)員”的自動售貨機(jī)在滿足人們的即時性需求方面是其它零售方式不可替代的。 3 、滿足運(yùn)營商獲取高收益的要求。零售業(yè)各業(yè)態(tài)日趨激烈的競爭 ,使得商家不斷尋求新的投資機(jī)會 ,而自動售貨業(yè)態(tài)恰好符合投資的風(fēng)險 ——— 收益原則。由于自動售貨機(jī)的銷售效率高 (平均每臺自動售貨機(jī)銷售額達(dá) 到 1 萬美元 ) ,運(yùn)營商規(guī)模大 (一般擁有 10 多萬臺甚至 100 多萬臺 ) ,加上自動售貨機(jī)本身具有的節(jié)約勞動力與場地等優(yōu)勢 ,從而降低了經(jīng)營成本 ,提高了投資收益。專家預(yù)測 ,未來幾年中國市場上的自動售貨機(jī)將每年增加 5— 10 萬臺。中國沿海比較富裕的地區(qū) ,將大約有 億人口經(jīng)常使用自動售貨機(jī)。目前按人均臺數(shù)計(jì)算 ,自動售貨機(jī)在日本達(dá)到每臺 25 人 ,在美國達(dá)到 5060人 ,在歐洲每臺 50120人 ,而中國的人均擁有量卻很低 ,若按每臺 500 人計(jì)算 ,中國城市人口 億 ,中國自動售貨機(jī)的潛在容量為 73萬臺 ,以每天銷售 200元計(jì) ,73 萬臺自動售貨機(jī)的全年銷售額可達(dá) 500 億。因此加快發(fā)展中國自動售貨業(yè) ,對提高投資效益具有重要的意義。 自動售貨機(jī)工作原理 （ 1）從投幣口送入貨幣，然后經(jīng)過傳感器采集數(shù)據(jù)、識別器判別人民幣的真?zhèn)尾⑴袆e面值。 （ 2）識別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。 （ 3）通信模塊與售貨機(jī)的主控系統(tǒng)通信，主控系統(tǒng)顯示面值，啟動售貨機(jī)的面板鍵，顯示出哪個貨道有貨，哪個貨道已售完，并等待顧客按鍵選擇商品。 （ 4）顧客選擇商品后，根據(jù)售出的商品包裝類型的不同，采用不同的驅(qū)動技術(shù)把商品送出。此次設(shè)計(jì)的售貨機(jī)主要出售易拉 罐裝飲料，是利用電磁閥帶動翻版驅(qū)動的。 （ 5）顯示余額，如果金額足夠多，顧客可以選擇找?guī)呕蚶^續(xù)買商品；如果款額不足，售貨機(jī)經(jīng)過延時予以退幣。 退幣分兩種情況：一種是由紙幣識別器完成退紙幣，另一種是由硬幣的通信模塊完成退硬幣。 （ 6）系統(tǒng)復(fù)零，完成售貨。 7 本次設(shè)計(jì)的主要目的及主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的主要目的能夠?qū)崿F(xiàn)自動售貨機(jī)的自動控制系統(tǒng)的 PLC 設(shè)計(jì)，進(jìn)一步增強(qiáng)和完善學(xué)生自我的創(chuàng)新與動手能力。主要內(nèi)容是首先整個控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，從硬件到軟件的資料收集，對一些硬件以及自動售貨機(jī)內(nèi)部接線電路都逐一進(jìn)行了研 究學(xué)習(xí)。包括投幣系統(tǒng)、驗(yàn)鈔系統(tǒng)、交易系統(tǒng)以及退幣系統(tǒng)的制作，在某些環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的保護(hù)設(shè)置，這樣對機(jī)器本身和顧客都有了安全保障。其中錢幣裝置是售貨機(jī)的核心，其主要功能是確定投入錢幣的真?zhèn)?，分類錢幣的種類，計(jì)算金額，在程序設(shè)計(jì)里都有介紹。 自動售貨機(jī)設(shè)計(jì)思路 本次設(shè)計(jì)的題目是自動售貨機(jī)，主要是應(yīng)用三菱 FX2N 型 PLC的梯形圖來設(shè)計(jì)控制程序，并簡單介紹相關(guān)的知識，如： PLC 的編程語言、自動售貨機(jī)的硬件組成等。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù) PLC的相關(guān)知識設(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明該設(shè)計(jì)的控制原理過程。 本次設(shè)計(jì)的重要部分是自動售貨機(jī)梯形圖的設(shè)計(jì)。首先就得根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和控制要求準(zhǔn)確畫出它的順序功能圖，再根據(jù)所畫出的順序功能圖準(zhǔn)確設(shè)計(jì)出它的梯形圖，并反復(fù)調(diào)試做到程序無誤。 2 PLC 的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 主要由 CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成 PLC 的特點(diǎn) 傳統(tǒng)的自動售貨機(jī)可靠性不高，編程、調(diào)試、檢測等操作不方便等問題。而 PLC 可以解決這些問題， PLC 具有如下優(yōu)點(diǎn)：功能強(qiáng)、性能價格比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適 應(yīng)性強(qiáng)；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；維修工作量少，維修方便；體積小、功耗低，對電源要求不高（一般的 PLC，如用直流 24V電壓供電，電壓波動允許為 16～ 14V，如用交流 220V電壓供電，電壓波動允許為 1902600）。由于這些優(yōu)點(diǎn)使其已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。其內(nèi)部采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 可見， PLC 在控制自動售貨機(jī)上占有很大的優(yōu)勢，本設(shè)計(jì)采用 PLC作為控制核心，對自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。目前，自動售貨機(jī)的核心是單片機(jī)，可是一但輸出電壓不穩(wěn)定，單片機(jī)就容易發(fā)熱造成爆裂，可靠性低等缺點(diǎn)，而 PLC不但可以實(shí)現(xiàn)類似的控制功能，還具有性能可靠、電壓使用范圍廣、靈活通用、易于編程、使用方便等特點(diǎn)，并且提高了自動售貨機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠保證自動售貨機(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行；因此近年來在工業(yè)自動控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。所以，本文選擇 PLC 來控制自動售貨機(jī)，我選擇的是 三菱 FX2N 的 PLC。，編程軟件采用的是SWOPCFXGP/WING。 8 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家， PLC 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于所用的工業(yè)部門，隨著其性能價格比的不斷提高，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。 PLC 主要用于以下方面 （ 1） 開關(guān)量邏輯控制 （ 2） 運(yùn)動控制 （ 3） 閉環(huán)過程控制 （ 4） 數(shù)據(jù)處理 （ 5） 通信聯(lián)機(jī) 3 自動售貨機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 控制要求 本文設(shè)計(jì)的是售可樂和雪碧這兩種飲料的自動售飲料機(jī) ,它的總體售貨過程是：當(dāng)顧客購買飲料時 ,投入的硬幣 (投入硬幣的面值和剩余值由 PLC 驅(qū)動數(shù)碼管顯示 )經(jīng)過光傳感器感應(yīng)，然后由光傳感器 驅(qū)動硬幣識別器識別硬幣，如果是假幣則被排出，如果是真幣則系統(tǒng)將硬幣自動傳送到相應(yīng)的硬幣貯幣腔 ,并經(jīng)光傳感器感應(yīng)，由光傳感器驅(qū)動 PLC 運(yùn)行。然后經(jīng)顧客選擇、 PLC 進(jìn)行控制，使在 PLC 的輸出口上有相應(yīng)的信號輸出。大體運(yùn)行如圖 31 圖 31 大體運(yùn)行圖 箱體大體外觀如圖 32 商品選擇開關(guān) 硬幣感應(yīng)器 PLC 各種指示燈 退幣電機(jī) 出貨電磁閥 數(shù)量感應(yīng) 9 圖 32 箱體外觀圖