【文章內(nèi)容簡介】 圖21 自動售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu)示意圖 自動售貨機(jī)的功能自動售貨機(jī)能夠?qū)λ度氲膸胖颠M(jìn)行累計，貨幣識別器提供該自動售貨機(jī)最基本的功能即從投幣口送入貨幣，然后經(jīng)過傳感器采集數(shù)據(jù)、識別判斷人民幣的面值；然后，識別器把信息傳給PLC；PLC根據(jù)所投入的硬幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種飲料，做出相應(yīng)的反應(yīng)。當(dāng)按下選擇飲料的按鈕時，相應(yīng)的電電動機(jī)啟動，飲料開始供應(yīng)，提取飲料到取物口，顧客取出飲料，完成此次交易。它具有投幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇和飲料供應(yīng)系統(tǒng)、退幣系統(tǒng)等來實現(xiàn)完整的售貨功能。售貨機(jī)的基本功能就是對投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。售貨機(jī)中有8種商品，可樂2元，雪碧2元，，芬達(dá)2元，健力寶2元?，F(xiàn)投入錢幣，當(dāng)投入的貨幣超過可樂的價格時，可樂、雪碧、芬達(dá)、健力寶指示燈亮，提示可以購買，只有純牛奶和雀巢咖啡的等不亮，所有商品的等都亮，提示可以購買。當(dāng)按下可樂按鈕時，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去可樂的價格同時啟動相應(yīng)的電機(jī)，提取可樂到出貨口。買其它商品時也一樣。操作完成后不再購買而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來，自動售貨機(jī)進(jìn)行一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現(xiàn)完整的售貨、退幣功能?？赏ㄟ^操作屬性把把自動售貨機(jī)分為四個過程：(1) 投幣過程 (2) 價格比較過程 (3) 選擇商品過程 (4) 退幣過程可把自動售貨機(jī)工作過程分為5個狀態(tài)： (1) 啟動狀態(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)。自動售貨機(jī)可以識別硬幣1元和5角，識別紙幣5元、10元、20元紙幣，投入錢幣后，自動售貨機(jī)會進(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)動電機(jī)啟動，商品通過貨道掉落到取物口。退幣按鈕。自動售貨機(jī)計算退幣錢數(shù)并退幣。到此為止，自動售貨機(jī)的一個完整工作過程結(jié)束。 自動售貨機(jī)的購物使用流程在自動售貨機(jī)上購物時，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)?，再按下退幣按鈕即可。退出的錢都為硬幣，因為紙幣容易破損、褶皺、潮濕。若想設(shè)計成找紙幣的情況，在體積、難度、成本會很大。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)計中只退1元和5角的硬幣。圖22 自動售貨機(jī)的使用流程3 自動售貨機(jī)的硬件部分自動售貨機(jī)的硬件部分包括主電路部分和控制電路部分的硬件。控制部分中PLC的選型和貨幣識別器的選型的最重要的。根據(jù)I/O分配表選擇出PLC，并列出外部接線圖。根據(jù)之前對自動售貨機(jī)的功能介紹，選擇貨幣識別器。最后選擇自動售貨機(jī)上的主電路部分的硬件。 控制電路硬件組成框圖 自動售貨機(jī)的控制部分硬件包括PLC、貨幣識別器、各種按鈕、各種指示燈和接觸器。圖31 自動售貨機(jī)控制部分硬件組成框圖 確定自動售貨機(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)的一個特例。從工程角度上說：對于單項或重復(fù)極少的項目，采用PLC是更明智、快捷的途徑。功率高，可靠性好！通過對各種控制的優(yōu)缺點(diǎn)分析，各適用于不同控制要求的場合。對于自動售貨機(jī)的設(shè)計來說。要求控制速度快、靈活、可靠性高、易于維護(hù)和改動、屬于單項重復(fù)數(shù)少的項目。用PLC來控制是最好的選擇。它少了幾點(diǎn)繼電器控制的笨重和單片機(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)行自動售貨機(jī)的控制。又根據(jù)對自動售貨機(jī)的I/O分配表確定該自動售貨機(jī)有15個輸入點(diǎn)和26個輸出點(diǎn)，15個輸入包括開始按鈕、貨幣識別按鈕和飲料選擇按鈕以及退幣按鈕。輸出點(diǎn)包括5個貨幣識別指示燈、8個飲料指示燈、8個飲料輸出、2個退幣以及3個特殊的指示燈。因此選用FX2N64MR型的PLC。關(guān)于PLC的具體分配如上表31所示。因為PLC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電源，因此，不用將各個輸出分開個供電。選擇的電源是根據(jù)電動機(jī)的額定電壓選的。雖然PLC輸出端有多個COM口，但由于各個點(diǎn)所接電壓相同，所以，圖中未顯示所有的COM口。因為在次設(shè)計中使用的是現(xiàn)有的貨幣識別器，貨幣識別器識別幣種后，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。貨幣識別器每識別一次，開關(guān)接通一次， 相當(dāng)于投入一個幣。該P(yáng)LC自動售貨機(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，又完成了對各個點(diǎn)的分配，那么PLC的外部接線圖如下32所示。圖32 外部接線圖 貨幣識別器選型貨幣識別器有硬幣識別器和紙幣識別器。貨幣識別器是自動售貨機(jī)中的重要部分，幾乎所有的操作都是在識別器工作正常的前提下才能發(fā)生的。貨幣識別器本來可以自己設(shè)計，但由于時間緊張，本次設(shè)計都采用現(xiàn)成的。硬幣識別器分為三部分，一是投幣段，一是進(jìn)幣段，再是退幣段。紙幣識別器沒有退幣段。 硬幣的識別原理硬幣識別器的總體思想是通過真假硬幣通過兩種傳感器時電容和電感參數(shù)的改變量不同來辨別。在硬幣識別器中復(fù)合式硬幣識別器價格便宜，識別可靠，所以選用此種硬幣識別器來完成硬幣方面的識別。復(fù)合式硬幣識別器的原理：復(fù)合式硬幣識別器主要是由平板電容傳感器、和電感線圈傳感器、檢測