【文章內(nèi)容簡介】 功能的實現(xiàn)離不開它的硬件和軟件系統(tǒng)，根據(jù)購買過程，可以分為 投幣、比較、選擇和飲料供應(yīng)、退幣 這五個部分 。 簡單地說， 售貨機的基本功能就是 首先辨別幣值同時進行累加，然后根據(jù)累加 值判斷 是 否 可以購買某種 物 品 ，最后給出相關(guān)購物提示。 本次設(shè)計的 售貨機 可以出售八 種 飲料 ， 價格 2 元 類飲料有可樂、芬達、健力寶、雪碧這四種 ， 價格為 3 元的有東方樹葉和加多寶，價格為 元有 純牛奶 和咖啡這兩種。當消費者 投入 一定的 錢幣， 如果 投入的 錢數(shù) 超過 對應(yīng)商品的價格時，對應(yīng)的指示燈就會亮，提示可以購物。比如投入 2 元時， 4 個指示燈就會亮；當投入錢 數(shù)超過 元，所有指示燈都會亮。如果消費者 按下 芬達 按鈕時，售貨機 內(nèi)部相應(yīng)的關(guān)于減法運算的程序 8 就會執(zhí)行 ， 將投入的錢數(shù) 減去可樂的價格 ， 相應(yīng)的電機 就會啟動驅(qū)動彈簧旋轉(zhuǎn)出貨 ， 芬達就會掉入 出貨口。 同理，購買別的物品也是一樣的。購買物品完成后，若余額足夠，可以選擇繼續(xù)購物；當余額不足或者不想再買時，可以選擇退幣。這次交易就完成了。 通過上面分析可以得出 ，售貨機 在完成一 次 看似簡單的 交易 ，它的內(nèi)部會執(zhí)行比較、加法 、減法等指令，完成相應(yīng)的運算。整個售貨過程是在貨幣識別的基礎(chǔ)上完成的。 根據(jù) 操作 的性質(zhì)將 售貨機 的售貨 分為 如下 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 將 售貨機 的 工作過程分為 五 個狀態(tài) ： (1)啟動狀態(tài) ：啟動前元件處于復(fù)位，電機靜止，等待消費者投幣才運行。 (2)投幣狀 態(tài)：在投幣口處投入合適的人民幣（大于 20 元不能識別） （ 3 可購買顯示狀態(tài) ：對應(yīng)的指示燈亮。 (4)購買狀態(tài) :按下選擇按鈕。 (5)退幣狀態(tài) ：按下退幣按鈕， 售貨機計算退幣錢數(shù)并退幣 。 自動售貨機的購物使用流程 消費者需要購買某個物品時，當投入一定的幣值后，售貨機就會給出相應(yīng)的購物提示。當投入的錢數(shù)只能買其中一個物品時，在選擇購買后，若有余額會自動退出；如果投入的錢數(shù)足夠時，在購買一個物品后可以繼續(xù)選擇購買，也可以直接退幣；當投入的錢數(shù)不足以買任何一個物品時，在規(guī)定時間內(nèi)沒有進行投幣，投入的錢數(shù)會自動退出。投幣時既可以投硬幣，也可以投紙幣，但是只能退 硬幣 。該設(shè)計的退幣值有五角和一元兩種。 9 圖 22 自動售貨機的使用流程 投幣選購 不選購?fù)藥疟容^開始 10 3 自動售貨機的硬件部分 自動售貨機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?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)之前對自動售貨機的功能介紹，選擇貨幣識別器。最后選擇自動售貨機上的主電路部分的硬件。 控制電路硬件組成框圖 從如下控制流程框圖可以很清晰地看出：控制部分的硬件由貨幣識別器、 PLC、各種按鈕（包括各選擇按鈕和退幣按鈕）、各指示燈和接觸器等。 圖 31 自動售貨機控制部分硬件組成框圖 確定自動售貨機使用的 PLC 類型 表 31 PLC的 I/O分配表 投幣 紙幣識別器 硬幣識別器 PLC 各選擇按鈕 各指示燈 退幣按鈕 各接觸器 11 輸入 輸出 設(shè)備 輸入 設(shè)備 輸出 開始按鈕 SB0 X000 元燈 HL1 Y001 0． 5 元 SB1 X001 1 元燈 HL2 Y002 1 元 SB2 X002 5 元燈 HL3 Y003 5 元 SB3 X003 10 元燈 HL4 Y004 10 元 SB4 X004 20 元燈 HL5 Y005 20 元 SB5 X005 可樂燈 HL6 Y006 可樂按鈕 SB6 X006 雪碧燈 HL7 Y007 雪碧按鈕 SB7 X007 純牛奶燈 HL10 Y010 純牛奶按鈕 SB10 X010 東方樹葉燈 HL11 Y011 東方樹葉按鈕 SB11 X011 芬達燈 HL12 Y012 芬達按鈕 SB12 X012 加多寶燈 HL13 Y013 加多寶按鈕 SB13 X013 健力寶燈 HL14 Y014 健力寶按鈕 SB14 X014 雀巢咖啡燈 HL15 Y015 雀巢咖啡按鈕 SB15 X015 可樂出口 YV1 Y016 退幣按鈕 SB16 X016 雪碧出口 YV2 Y017 —— —— —— 純牛奶出口 YV3 Y020 —— —— —— 東方樹葉出口 YV4 Y021 —— —— —— 芬達出口 YV5 Y022 —— —— —— 加多寶出口 YV6 Y023 —— —— —— 健力寶出口 YV7 Y024 —— —— —— 雀巢咖啡出口 YV8 Y025 —— —— —— 1 元退幣 YV13 Y026 —— —— —— 元退幣口 YV14 Y027 —— —— —— 退幣口燈 HL16 Y030 —— —— —— 貨幣不足燈 HL17 YO31 —— —— —— 取物口燈 HL18 Y032 PLC 控制在邏輯上方便、控制速度高、更靈活且便于維護。 PLC 是建立在單片機上的產(chǎn)品。單片機是一種集成電路，不具可比性。單片機可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)， 12 從微型、小型到中型、大型都可 ， PLC 是單片機應(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)缺點分析，各適用于不同控制要求的場合。對于自動售貨機的設(shè)計來說。要求控制速度快、靈活、可靠性高、易于維護和改動、屬于單項重復(fù)數(shù)少的項目。用 PLC 來控制是最好的選擇。它少了幾點繼電器控制的笨重和單片機控制的復(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 來進行自動售貨機的控制。又根據(jù)對自動售貨機的 I/O 分配表確定該自動售貨機有 15 個輸入點和 26 個輸出點， 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)電動機的額定電壓選的，詳見 節(jié)。 雖然 PLC 輸出端有多個 COM 口，但由于各個點所接電壓相同，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。 X0 X0 X0 X0 X05 分別為代表 元、 1 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， 相當于投入 一個幣。 該 PLC 自動售貨機 I/O 接線圖中， PLC 元件 X006， X007， X010， X01 X01X01 X01 X015 是選擇控制按鈕，選擇可樂，雪碧，純牛奶、東方樹葉、芬達、加多寶、健力寶、雀巢咖啡。線圈 Y006， Y007， Y010， Y01 Y01 Y01 Y01 Y015，是作為指示燈的輸出線圈。當投幣，選擇可樂、雪碧、純牛奶、東方樹葉、芬達、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，又完成了對各個點的分配，那么 PLC 的外部接線圖如下 32所示。 13 圖 32 外部接線圖 貨幣識別器選型 這次設(shè)計，我們需要選擇一個硬幣識別器（可識別五角和一元）和一個紙幣識別器（可識別五元、十元、二十元）。貨幣識別器的選擇是相當重要的，它是順利完成一次購物的基礎(chǔ)。因為時間原因，就都選擇現(xiàn)有的。兩種識別器都可以進幣，但紙幣識別器不可以退幣。 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，所以選用此種東方樹葉按鈕雀巢咖啡按鈕X 00X 01X 02X 03X 04X 05X 06X 07X 10X 11X 12X 13X 14X 15X 16Y 01Y 02Y 03Y 04Y 05Y 06Y 07Y 10Y 11Y 12Y 13Y 14Y 15Y 16Y 17Y 20Y 21Y 22Y 23Y 24Y 25Y 26Y 27Y 30Y 31Y 32COM 1COMSB 6SB 7SB 10SB 11SB 12SB 13SB 14SB 15SB 16開始按鈕可樂按鈕雪碧按鈕純牛奶按鈕芬達按鈕加多寶按鈕健力寶按鈕退幣按鈕DC 24 V0 . 5 元燈1 元燈5 元燈10 元燈20 元燈可樂燈雪碧燈純牛奶燈東方樹葉燈芬達燈加多寶燈健力寶燈雀巢咖啡燈可樂雪碧純牛奶東方樹葉芬達加多寶健力寶雀巢咖啡1 元電磁閥0 . 5 元電磁閥退幣口燈貨幣不足燈取物口燈KM 1KM 2KM 3KM 4KM 5KM 6KM 7KM 8KM 9KM 10FX 2 N 64 MRSB 0SB 2SB 3SB 4SB 5SB 1 0 . 5 元1 元5 元10 元20 元硬幣紙幣 14 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、檢測電路、單片機控制電路組成。電容傳感器是通過檢驗硬幣的厚度來辨別真?zhèn)蔚模斢矌磐ㄟ^投幣口進入平板電容傳感器時會引起傳感器電容的變化，這個傳感器也可以實現(xiàn)對硬幣材質(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，再通過