【文章內(nèi)容簡介】 (3) 選擇商品過程 (4) 退幣過程可把自動(dòng)售貨機(jī)工作過程分為5個(gè)狀態(tài)： (1) 啟動(dòng)狀態(tài)(2) 投幣狀態(tài)（3）可購買顯示狀態(tài) (4) 購買狀態(tài)(5) 退幣狀態(tài)初始狀態(tài)，自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)部各元件都處于復(fù)位狀態(tài)，內(nèi)部電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，等待投幣操作。投幣狀態(tài)。自動(dòng)售貨機(jī)可以識(shí)別硬幣1元和5角，識(shí)別紙幣5元、10元、20元紙幣，投入錢幣后，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)進(jìn)入貨幣比較狀態(tài)，能夠購買的飲料燈亮。購買狀態(tài)。按下可以購買的選擇按鈕，所選的商品燈仍然亮，其它可選商品燈滅掉。驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，商品通過貨道掉落到取物口。退幣按鈕。自動(dòng)售貨機(jī)計(jì)算退幣錢數(shù)并退幣。到此為止，自動(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過程結(jié)束。 自動(dòng)售貨機(jī)的購物使用流程在自動(dòng)售貨機(jī)上購物時(shí)，首先按下開始按鈕，就可以接著投幣了，如果，投幣后，不選擇飲料，可以直接按退幣按鈕，將會(huì)全額出幣。如果買飲料，則按下所需購買飲料的按鈕，按下后等待取物，取物后若需找?guī)牛侔聪峦藥虐粹o即可。退出的錢都為硬幣，因?yàn)榧垘湃菀灼茡p、褶皺、潮濕。若想設(shè)計(jì)成找紙幣的情況，在體積、難度、成本會(huì)很大。而硬幣有規(guī)則，不易損壞，而且能循環(huán)使用。因此本次設(shè)計(jì)中只退1元和5角的硬幣。圖22為自動(dòng)售貨機(jī)的使用流程。圖22 自動(dòng)售貨機(jī)的使用流程3 自動(dòng)售貨機(jī)的硬件部分自動(dòng)售貨機(jī)的硬件部分包括主電路部分和控制電路部分的硬件?？刂撇糠种蠵LC的選型和貨幣識(shí)別器的選型是最重要的。根據(jù)I/O分配表選擇出PLC，并列出外部接線圖。根據(jù)之前對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的功能介紹，選擇貨幣識(shí)別器。最后選擇自動(dòng)售貨機(jī)上的主電路部分的硬件。 控制電路硬件組成框圖 自動(dòng)售貨機(jī)的控制部分硬件包括PLC、貨幣識(shí)別器、各種按鈕、各種指示燈和接觸器。圖31為自動(dòng)售貨機(jī)控制部分硬件組成框圖。圖31 自動(dòng)售貨機(jī)控制部分硬件組成框圖 確定自動(dòng)售貨機(jī)使用的PLC類型 表31 PLC的I/O分配表輸入輸出 設(shè)備輸入 設(shè)備輸出開始按鈕SB0X000HL1Y0010．5元SB1X0011元燈HL2Y0021元SB2X0025元燈HL3Y0035元SB3X00310元燈HL4Y00410元SB4X00420元燈HL5Y00520元SB5X005可樂燈HL6Y006可樂按鈕SB6X006雪碧燈HL7Y007雪碧按鈕SB7X007純牛奶燈HL10Y010純牛奶按鈕SB10X010東方樹葉燈HL11Y011東方樹葉按鈕SB11X011芬達(dá)燈HL12Y012芬達(dá)按鈕SB12X012加多寶燈HL13Y013加多寶按鈕SB13X013健力寶燈HL14Y014健力寶按鈕SB14X014雀巢咖啡燈HL15Y015雀巢咖啡按鈕SB15X015可樂出口YV1Y016退幣按鈕SB16X016雪碧出口YV2Y017——————純牛奶出口YV3Y020——————東方樹葉出口YV4Y021——————芬達(dá)出口YV5Y022——————加多寶出口YV6Y023——————健力寶出口YV7Y024——————雀巢咖啡出口YV8Y025——————1元退幣YV13Y026——————YV14Y027——————退幣口燈HL16Y030——————貨幣不足燈HL17YO31——————取物口燈HL18Y032PLC控制在邏輯上方便、控制速度高、更靈活且便于維護(hù)。PLC是建立在單片機(jī)上的產(chǎn)品。單片機(jī)是一種集成電路，不具可比性。單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型都可，PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例。從工程角度上說：對(duì)于單項(xiàng)或重復(fù)極少的項(xiàng)目，采用PLC是更明智、快捷的途徑。功率高，可靠性好！通過對(duì)各種控制的優(yōu)缺點(diǎn)分析，各適用于不同控制要求的場合。對(duì)于自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)來說。要求控制速度快、靈活、可靠性高、易于維護(hù)和改動(dòng)、屬于單項(xiàng)重復(fù)數(shù)少的項(xiàng)目。用PLC來控制是最好的選擇。它少了幾點(diǎn)繼電器控制的重復(fù)性和單片機(jī)控制的復(fù)雜性。但分析各種廠家生產(chǎn)的PLC。西門子PLC多用于大型、超大型的場合。所以我選用了三菱型PLC來進(jìn)行自動(dòng)售貨機(jī)的控制。又根據(jù)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的I/O分配表確定該自動(dòng)售貨機(jī)有15個(gè)輸入點(diǎn)和26個(gè)輸出點(diǎn)，15個(gè)輸入包括開始按鈕、貨幣識(shí)別按鈕和飲料選擇按鈕以及退幣按鈕。輸出點(diǎn)包括5個(gè)貨幣識(shí)別指示燈、8個(gè)飲料指示燈、8個(gè)飲料輸出、2個(gè)退幣以及3個(gè)特殊的指示燈。因此選用FX2N64MR型的PLC。關(guān)于PLC的具體分配如上表31所示。因?yàn)镻LC的輸入端內(nèi)部本身有24V的電源，所以輸入部分不用外接電源，而在輸出端需要外接電源。各種指示燈和接觸器可以用同一個(gè)電源，因此，不用將各個(gè)輸出分開個(gè)供電。選擇的電源是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電壓選的。雖然PLC輸出端有多個(gè)COM口，但由于各個(gè)點(diǎn)所接電壓相同，所以，圖中未顯示所有的COM口。因?yàn)樵诖嗽O(shè)計(jì)中使用的是現(xiàn)有的貨幣識(shí)別器，貨幣識(shí)別器識(shí)別幣種后，將各種不同的幣放在不同的部位。X0X0X0X01元硬幣和5元、10元、20元紙幣的投入。貨幣識(shí)別器每識(shí)別一次，開關(guān)接通一次， 相當(dāng)于投入一個(gè)幣。該P(yáng)LC自動(dòng)售貨機(jī)I/O接線圖中， PLC元件X006，X007，X010，X01X01X01X01X015是選擇控制按鈕，選擇可樂，雪碧，純牛奶、東方樹葉、芬達(dá)、加多寶、健力寶、雀巢咖啡。線圈Y006，Y007，Y010，Y01Y01Y01Y01Y015，是作為指示燈的輸出線圈。當(dāng)投幣，選擇可樂、雪碧、純牛奶、東方樹葉、芬達(dá)、加多寶、健力寶、雀巢咖啡時(shí)的指示引導(dǎo)購物作用。按鈕和指示燈，直接明了，方便簡單，易于操作。確定了PLC的類型，又完成了對(duì)各個(gè)點(diǎn)的分配，那么PLC的外部接線圖如下32所示。系統(tǒng)硬件連接圖見附錄。圖32 外部接線圖 貨幣識(shí)別器選型貨幣識(shí)別器有硬幣識(shí)別器和紙幣識(shí)別器。貨幣識(shí)別器是自動(dòng)售貨機(jī)中的重要部分，幾乎所有的操作都是在識(shí)別器工作正常的前提下才能發(fā)生的。貨幣識(shí)別器本來可以自己設(shè)計(jì)，但由于時(shí)間緊張，本次設(shè)計(jì)都采用現(xiàn)成的。硬幣識(shí)別器分為三部分，一是投幣段，一是進(jìn)幣段，再是退幣段。紙幣識(shí)別器沒有退幣段。 硬幣的識(shí)別原理硬幣識(shí)別器的總體思想是通過真假硬幣通過兩種傳感器時(shí)電容和電感參數(shù)的改變量不同來辨別。在硬幣識(shí)別器中復(fù)合式硬幣識(shí)別器價(jià)格便宜，識(shí)別可靠，所以選用此種硬幣識(shí)別器來完成硬幣方面的識(shí)別。復(fù)合式硬幣識(shí)別器的原理：復(fù)合式硬幣識(shí)別器主要是由平板電容傳感器、電感線圈傳感器、檢測電路和單片機(jī)控制電路組成。電容傳感器是通過檢驗(yàn)硬幣的厚度來辨別真?zhèn)蔚?，?dāng)硬幣通過投幣口進(jìn)入平板電容傳感器時(shí)會(huì)引起傳感器電容的變化，這個(gè)傳感器也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硬幣材質(zhì)的檢測。通過與電容傳感器配用的交流電橋?qū)㈦娙莸淖兓D(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再通過放大電路將信號(hào)放大進(jìn)入單相橋式整流濾波電路將交流變?yōu)橹绷鞑V去干擾信號(hào)，在通過電壓比較器后輸入AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳入控制電路。 而電感線圈傳感器是通過不同的金屬材質(zhì)通過線圈時(shí)電感改變量不同來檢測的。當(dāng)硬幣通過電感線圈時(shí)也會(huì)使電感量改變，通過電感式傳感器配用的交流電橋電路使電感的改變轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，由于硬幣通過傳感器的時(shí)間比較短，所以所獲得的信號(hào)比較微弱，因此需要在信號(hào)輸出口連接一個(gè)放大電路使信號(hào)放大。在復(fù)合硬幣識(shí)別器中需要用到單片機(jī)，而傳入單片機(jī)的信號(hào)必須是直流信號(hào)，所以在放大電路的末端我們需要連接一個(gè)單相橋式整流濾波電路是將交流變?yōu)橹绷髟賯魅雴纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)。在整個(gè)過程中也需要連接有濾波電路輸入單片機(jī)。 當(dāng)硬幣識(shí)別器識(shí)別硬幣后，硬幣按面值被電磁閥分配到不同的貯幣腔內(nèi)備用，當(dāng)收到退幣找零信號(hào)后，通過退幣電磁閥拉桿，將貯幣腔內(nèi)下部的硬幣依電信號(hào)程序退幣，完成自動(dòng)售貨機(jī)的退幣找零功能。找零功能的完成與貯幣腔的機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)。當(dāng)硬幣識(shí)別器識(shí)別硬幣后將會(huì)把不同的硬幣分別派發(fā)在不同的腔內(nèi)。貨幣識(shí)別器通過通信傳達(dá)信息給PLC。本次使用的現(xiàn)有硬幣識(shí)別器的容量為500枚，可識(shí)別5角與1元硬幣。硬幣識(shí)別器選型如表32所示。表32 硬幣識(shí)別器選型硬幣識(shí)別器工作電壓工作電流工作溫度BD8GDC +12V2A20176。C～60176。C 紙幣的識(shí)別原理紙幣識(shí)別器是由主控部分、傳感器、驅(qū)燈組件、A/D轉(zhuǎn)換器、外部存儲(chǔ)、電機(jī)、模式選擇、電源版等組成的一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。通過多個(gè)接口把紫外、磁性、紅外穿透引入主控器。把正常鈔票在個(gè)傳感器中的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)取樣、識(shí)別，并寄存下來，作為檢測的依據(jù)。當(dāng)識(shí)別紙幣時(shí)，把在各通道接口接收到的信號(hào)參數(shù)與原來寄存的信號(hào)進(jìn)行比較、判斷。若有較大差異，則使電機(jī)反轉(zhuǎn)。紙幣相對(duì)于硬幣來說，識(shí)別會(huì)麻煩一些，紙幣中常常會(huì)出現(xiàn)一些假幣，所以能夠識(shí)別貨幣的真假是識(shí)別器的一項(xiàng)重要功能。人