基于plc的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-24 18:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 錢幣識(shí)別是通過選用電磁傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。國(guó)家發(fā)布的一元和五角硬幣都是經(jīng)過特殊制造工藝知道的的金屬合金，當(dāng)這些硬幣通過投幣入口經(jīng)過傳感器時(shí)，就會(huì)進(jìn)入一個(gè)由電感和電容組成的特定高頻振蕩線路所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，不同硬幣的材質(zhì)和大小會(huì)對(duì)電感量的大小產(chǎn)生一些影響，電感量大小的變化能夠引起振蕩頻率的改變，然后通過窄帶選頻電路將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并且輸出來(lái)完成對(duì)不同種類硬幣的識(shí)別。同時(shí)每張5元、10元真鈔一些地方是用磁性油墨特殊印刷的，因此可以用磁頭對(duì)這兩類紙幣的進(jìn)行磁性檢測(cè)，通過這一種方法就可以達(dá)到記錄錢幣的投入和辨別錢幣的真?zhèn)蔚墓δ堋ｋ姶艂鞲衅魅鐖D33：圖33傳感器自動(dòng)售貨機(jī)上有幾個(gè)不同功能的電動(dòng)機(jī)，在飲料的輸出部分電動(dòng)機(jī)的作用是帶動(dòng)彈簧旋轉(zhuǎn)一圈將儲(chǔ)存在自動(dòng)售貨機(jī)中的飲料轉(zhuǎn)出，每一種飲料的送出必須要有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)來(lái)給它驅(qū)動(dòng)，因此，選擇合適的電動(dòng)機(jī)變得尤為重要。在自動(dòng)售貨機(jī)上使用的電動(dòng)機(jī)的功率一般都不大，類似飲料的自動(dòng)售貨機(jī)一般都是使用額定電壓為12到24V，額定功率為3W的電動(dòng)機(jī)。因?yàn)樗凵唐肥秋嬃?，所以要使用直流減速電機(jī)，該電機(jī)增大了扭矩，就使得貯存在自動(dòng)售貨機(jī)里德飲料的能夠得到緩慢的送出。現(xiàn)在在各類機(jī)械上使用的電機(jī)一般都是交流電機(jī)，但是因?yàn)樽詣?dòng)售貨機(jī)的售貨的時(shí)間比較短，電機(jī)需要在較短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)與制動(dòng)，交流電機(jī)不能滿足這些要求，因此在本次設(shè)計(jì)中使用直流電動(dòng)機(jī)較為合適。： 電動(dòng)機(jī)選型減速電機(jī)額定電壓額定功率轉(zhuǎn)速減速比XINX37JSDC+12V3W1：10 顯示屏選型自動(dòng)售貨機(jī)中的投入錢幣等信息為了供使用者清楚的了解到，因此需要選擇一塊合適的顯示屏來(lái)顯示相關(guān)信息。通過對(duì)比幾種不同種類的顯示屏與數(shù)碼管，最終選用LED數(shù)碼管來(lái)顯示相關(guān)的信息。LED數(shù)碼管與其它屏幕顯示器相比,它主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)： LED數(shù)碼管的亮度比較高，因此能夠二十四小時(shí)供人使用；LED數(shù)碼管的使用壽命比較長(zhǎng)；，可以單機(jī)控制也可以多臺(tái)聯(lián)機(jī)控制；，適合各種工程需求。： LED數(shù)碼管 PLC的選型PLC的硬件主要有中央處理器(CPU)、輸入單元、輸出單元、存儲(chǔ)器、通信接口、擴(kuò)展接口、電源這七個(gè)部分組成。其中，CPU是PLC的核心；輸入單元與輸出單元實(shí)現(xiàn)了CPU與所需連接的輸入和輸出設(shè)備之間的連接；通信接口是用來(lái)連接編程器與上位機(jī)等的外部設(shè)備，：編程器外部設(shè)備接口存儲(chǔ)器系統(tǒng) 用戶 數(shù)程序 程序 據(jù)I/O擴(kuò)展接口中央處理單元（CPU）輸出接口輸入接口 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖 PLC的定義PLC是一種數(shù)字式的電子設(shè)備，它使用了可用來(lái)編程的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)相應(yīng)指令，能夠完成多種計(jì)算功能，例如邏輯、順序、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算等功能，PLC能夠通過數(shù)字或模擬式的輸入與輸出模塊實(shí)現(xiàn)控制各種工程機(jī)械和各類生產(chǎn)過程。PLC的全稱是可編程邏輯控制器，它是一種通過數(shù)字邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)施各類操作的電子系統(tǒng)，專門為在工業(yè)環(huán)境下的使用電子操作系統(tǒng)的各類機(jī)械應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它使用一種可編程的存儲(chǔ)器用來(lái)在內(nèi)部存儲(chǔ)相關(guān)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算與順序的控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與運(yùn)算操作等可供用戶使用的指令，并通過數(shù)字量的輸入輸出與模擬量的輸入輸出來(lái)控制各種類型的工業(yè)機(jī)械與生產(chǎn)過程。DCS是一種可以將管理和顯示功能集中的一種自動(dòng)化高技術(shù)產(chǎn)品，它是一種集散型控制系統(tǒng)，并且是一種在模擬量回路控制較多的工業(yè)機(jī)械中廣泛使用，同時(shí)能夠控制中出現(xiàn)的危險(xiǎn)可能分散,。DCS由控制器、I/O板、操作站、通訊網(wǎng)絡(luò)、圖形及編程軟件5個(gè)部分組成。 西門子PLCs7300外部圖如圖37西門子PLCs7300外部圖，也是我們本次設(shè)計(jì)中PLC所要選用的型號(hào)。我們之所以選用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的控制的，主要是因?yàn)镻LC控制有許多如下的特點(diǎn)：(1)使用方便，編程簡(jiǎn)易(2)指令循環(huán)周期比較短、處理速度快(3)指令集的功能十分強(qiáng)大，可用于復(fù)雜功能場(chǎng)合(4)產(chǎn)品設(shè)計(jì)緊湊，可用于空間有限的場(chǎng)合(5)模塊化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)更加靈活(6)有不同性能檔次的CPU模塊可供選擇(7)功能模塊和I/O模塊可選擇同時(shí)PLC的功能也非常全面，它擁有條件控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)控制、數(shù)據(jù)處理、步進(jìn)控制、A/D與D/A轉(zhuǎn)換、運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、擴(kuò)展、遠(yuǎn)程I/O、通信聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控功能這11個(gè)功能，可以說(shuō)是功能強(qiáng)大。 PLC控制系統(tǒng)中的I/O點(diǎn)數(shù)計(jì)算與分配根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)的控制特點(diǎn)，輸入信號(hào)應(yīng)包括如下部分：（1）投幣檢測(cè)根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要一元、五角、五元和十元四種錢幣數(shù)值，因此需要四個(gè)投幣按鈕，也就是需要四個(gè)輸入信號(hào)。（2）選擇按鈕本設(shè)計(jì)共有3種飲料，分別是汽水、花茶、咖啡，因此需要3個(gè)按鈕來(lái)對(duì)應(yīng)選擇商品，還有一個(gè)選擇一元五角按鈕同，因此總共需要4個(gè)輸入信號(hào)。（3）退幣按鈕所有自動(dòng)售貨機(jī)都需要一個(gè)退幣按鈕來(lái)退換多余的錢幣，因此次環(huán)節(jié)需要1個(gè)輸入信號(hào)。應(yīng)共需要輸入點(diǎn)9個(gè)。輸出信號(hào)應(yīng)包含如下部分：（1）出幣指示燈共2個(gè)，分別指示出幣一元和出幣五角。（2）展示商品指示燈共3個(gè)，分別是汽水指示燈、咖啡指示燈、花茶指示燈。（3）出貨商品指示燈共3個(gè)，分別是出貨汽水指示燈、出貨花茶指示燈、出貨咖啡指示燈。（4）商品不足指示燈共3個(gè)，分別是物品1（汽水）不足、物品2（花茶）不足、物品3（咖啡）不足。綜上所述，共需要輸出點(diǎn)11個(gè)。本設(shè)計(jì)共占用PLC的20個(gè)I/O口，9個(gè)輸入接口與11個(gè)輸出接口。具體的I/： I/O分配表輸入輸出投幣1元出幣指示燈投幣5角汽水指示燈選擇1元5角花茶指示燈投幣5元咖啡指示燈投幣10元出貨汽水指示燈汽水按鈕出貨花茶指示燈花茶按鈕出貨咖啡指示燈咖啡按鈕物品1不足退幣按鈕物品2不足物品3不足假幣報(bào)警 PLC的選擇依據(jù)當(dāng)本設(shè)計(jì)選擇由PLC來(lái)完成后，選擇合適的PLC就變的尤為重要。所需要選擇的PLC容量大小第一要能夠滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的控制要求外，第二要考慮留出適當(dāng)?shù)挠嗔慨?dāng)做備用。一條邏輯指令占用一個(gè)字，類似計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等指令需要占用存儲(chǔ)器一定量的存儲(chǔ)空間。因此在選擇存儲(chǔ)器容量時(shí)，一般按照實(shí)際需要的百分之十到百分之二十五來(lái)考慮留出余量。I/O點(diǎn)數(shù)選擇應(yīng)該多出按實(shí)際需要的百分之十到百分之十五來(lái)考慮備用。存儲(chǔ)器所需要的存儲(chǔ)容量的大小是由用戶設(shè)計(jì)的程序長(zhǎng)短多少來(lái)決定。I/O點(diǎn)數(shù)是用輸入端口輸入的點(diǎn)數(shù)和輸出端口輸出的點(diǎn)數(shù)的合來(lái)表示的。I/O點(diǎn)數(shù)的多少就意味著外部輸入與內(nèi)部輸出的多少，也表明了一個(gè)工程規(guī)模的大小。國(guó)際上將PLC分為3類，第一類I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下的稱為小型PLC，第二類I/O點(diǎn)數(shù)在64點(diǎn)及64點(diǎn)以下的稱為微型PLC，第三類I/O點(diǎn)數(shù)總在2048點(diǎn)以上的稱為大型機(jī)。PLC容量可以分為I/O的點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)器的容量?jī)蓚€(gè)方面。本設(shè)計(jì)任務(wù)選用的是微型PLC，其中外部輸入端分別有一元、五角、五元、十元投幣口，汽水、咖啡、花茶選擇按鈕，退幣按鈕；外部輸出端有汽水，咖啡，花茶指示燈，退幣指示燈，汽水、咖啡、花茶送出指示燈，物品1（汽水）、物品2（花茶）、物品3（咖啡）不
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