【文章內(nèi)容簡介】 零電信號(hào)后，通過退幣電磁閥或退幣電機(jī)拉桿，將貯幣腔內(nèi)下部貨幣依電信號(hào)程序推出，完成自動(dòng)售貨機(jī)的退幣找 零功能。 貨幣處理裝置流程如圖 22 檢測 22貨幣處理裝置流程圖 送出機(jī)構(gòu) 目前，應(yīng)用于自動(dòng)售貨機(jī)上的商品送出機(jī)構(gòu)種類較多，下面是一些較典型的送出 投入狀態(tài)檢測裝置 退還操作檢測裝置 規(guī)定的基準(zhǔn)狀態(tài) 外部裝置 外部輸出裝置 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 機(jī)構(gòu)。 （ 1）旋轉(zhuǎn)式送出機(jī)構(gòu) 此送出機(jī)構(gòu)把飲料放在螺旋導(dǎo)軌上，并在貨道底部開設(shè)出口槽，由電機(jī)帶動(dòng)螺旋導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)飲料轉(zhuǎn)到開口槽時(shí)便出槽下貨。這種送出機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛，它要求電機(jī)的轉(zhuǎn)矩較大，造價(jià)成本較高。 （ 2）轉(zhuǎn)盤式送出機(jī)構(gòu) 上面是一個(gè)很大的喇叭狀罐體存儲(chǔ)容器，下面是一個(gè)周邊有若干個(gè)圓槽的轉(zhuǎn)盤，通過轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)使罐體落入轉(zhuǎn)盤周邊的槽內(nèi)而被售出。這種送出機(jī)構(gòu)也需要較大的轉(zhuǎn)矩來帶動(dòng)和占用較大的空間，而且會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。 （ 3）滾筒送出機(jī)構(gòu) 該送出機(jī)構(gòu)由一個(gè)階梯梁和滾筒構(gòu)成，滾筒內(nèi)可以裝若干瓶飲料，通過步進(jìn)電機(jī)來帶動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，利用梁的各階梯段與滾筒之間不同的開口距離控制商品掉落的順。這種機(jī)構(gòu)要求電機(jī)有較高的轉(zhuǎn)動(dòng)精度。 （ 4）彈簧推動(dòng)式送出機(jī)構(gòu) 這種機(jī)構(gòu)是由螺旋式彈簧和連在彈簧一端的電機(jī)構(gòu)成的，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就帶動(dòng)彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，同時(shí)推 出一瓶飲料。 本文所設(shè)計(jì)的罐體送出機(jī)構(gòu)主要由槽輪、推拉桿、推拉銷、直線步進(jìn)電機(jī)和前后兩邊側(cè)板構(gòu)成 ,其中槽輪上槽弧的半徑為罐體的半徑 ,貨道寬度為罐體的直徑 .如下送出機(jī)構(gòu)示意圖 8 所示 . 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 圖 8 送出機(jī)構(gòu)示意圖 送出機(jī)構(gòu)主要通過直線步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)推拉桿和推拉銷 ,促使槽輪繞著轉(zhuǎn)動(dòng)中心作往返轉(zhuǎn)動(dòng) .直線步進(jìn)電機(jī)運(yùn)作一次 ,使槽輪上下各擺動(dòng)一次 .同時(shí) ,在前后兩邊的側(cè)板上有導(dǎo)向槽 ,推拉銷在 導(dǎo)向槽內(nèi)來回運(yùn)動(dòng) ,導(dǎo)向槽的作用是限定推拉桿的運(yùn)動(dòng)方向和槽輪擺動(dòng)角度。 送出機(jī)構(gòu)的工作過程如圖 8 所示 ,自動(dòng)售貨機(jī)正處在待售狀態(tài)下 ,槽輪的槽開口朝下 ,利用阻貨面來支撐和阻擋上面的罐體 ,起到阻止罐體下落的作用 .當(dāng)售貨機(jī)接收到售貨信號(hào)時(shí) ,直線步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行并作用于推拉桿 ,推拉桿同時(shí)推動(dòng)槽輪上下擺動(dòng)一次 .在槽輪擺動(dòng)的前半周 ,槽從開口向下轉(zhuǎn)到開口向上 ,并有一個(gè)罐體裝入到槽中 。在槽輪擺動(dòng)的后半周 ,槽的開口向上轉(zhuǎn)到向下 ,并帶動(dòng)一個(gè)罐體向出貨側(cè)擺動(dòng) ,同時(shí)槽輪的阻貨面擋住后面的罐體 ,電機(jī)停止工作 ,這樣就 完成一個(gè)罐體的售出。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 按鈕裝置 自動(dòng)售貨機(jī)的按鈕裝置，其特征在于備有操作按鈕和基板，操作按鈕設(shè)置在面板上，基板設(shè)置在操作按鈕側(cè)的相反側(cè)，具有顯示部分和檢測機(jī)構(gòu)，顯示部分顯示與操作按鈕對(duì)應(yīng)的信息，檢測機(jī)構(gòu)用于檢測操作按鈕的操作，顯示部分設(shè)在基板上的與操作按鈕不相向的位置。 顯示裝置 液晶顯示器 (LCD)是現(xiàn)在非常普遍的顯示器 ,廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品，具有體積小、重量輕、省電、輻射低、易于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。液晶顯示器（ LCD）的原理與陰極射線管顯示器（ CRT）大不相同， LCD是基于液晶電 光效應(yīng)的顯示器件，包括段顯示方式的字符段顯示器件，矩陣顯示方式的字符、圖形、圖像顯示器件，矩陣顯示方式的大屏幕液晶投影電視液晶屏等。液晶顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通電時(shí)導(dǎo)通，使液晶排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時(shí)，排列則變得混亂，阻止光線通過。 液晶這一呈液體狀的化學(xué)物質(zhì)，象磁場中的金屬一樣，當(dāng)受到外界電場影響時(shí)，其分子會(huì)產(chǎn)生精確的有序排列。如果對(duì)分子的排列加以適當(dāng)?shù)目刂疲壕Х肿訉?huì)允許光線穿越。 LCD顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。位于最后面的一層是由熒光物質(zhì)組成的可 以發(fā)射光線的背光層。背光層發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進(jìn)入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。當(dāng) LCD中的電極產(chǎn)生電場時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來 。 通常，在彩色 LCD面板中，每一個(gè)像素都是由三個(gè)液晶單元格構(gòu)成，其中每一個(gè)單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍(lán)色的過濾器。這樣，通過不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。 TFT LCD技術(shù)能夠 顯示更加清晰，明亮的圖象。早期的 LCD由于是非主動(dòng)發(fā)光器件，速度低，效率差，對(duì)比度小，雖然能夠顯示清晰的文字，但是在快速顯示圖象時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生陰影，影響視頻的顯示效果，受 LCD液晶層中實(shí)際單元格數(shù)量的影響， LCD顯示器一般只能提供固定的顯示分辨率。如果用戶需要將 800X600的分辨率提升到 1024X768的話，只能借助于特定 軟件 的幫助實(shí)現(xiàn)模擬分辨率。與傳統(tǒng)的 CRT顯示器 一樣，應(yīng)用于桌面系統(tǒng)的 LCD也被設(shè)計(jì)成接收波形模擬信號(hào)，而非直接由 PC產(chǎn)生的數(shù)字脈沖信號(hào)。這主要是因?yàn)槟壳白烂嫦到y(tǒng)河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)售貨機(jī)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 中的絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)顯卡仍然是在將視頻信息由最初的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)之后再傳送給顯示器顯示。雖然桌面系統(tǒng)的 LCD被設(shè)計(jì)成可以接收模擬信號(hào)，但是LCD本身仍然只能處理數(shù)字信息，因此當(dāng)從顯卡接收到模擬信號(hào)之后， LCD需要將模擬信號(hào)再還原為數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行處理。為了解決上述問題帶來的顯示上的不足，最新的桌面 LCD采用了一種特殊的帶有數(shù)字連接器圖 形卡直接向 LCD顯示器傳送數(shù)字信號(hào)。 本章詳細(xì)的講解了自動(dòng)售貨機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，從而對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的組成有了一個(gè)更深的認(rèn)識(shí)，為更好地完成設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體設(shè)計(jì)方案 13 第 3章 總體設(shè)計(jì)方案 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng) （ 1） 組成部分 圖 31 自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)組成部分 1. 溫控模塊：溫度采集和加熱制冷控制。 2. 銷售模塊：完成整體的銷售動(dòng)作，一般都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)特定的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 ：包括鍵盤和顯示，有的機(jī)器還加上了顯示屏，可以投放廣告。 4. 通訊模塊：目前僅部分高端機(jī)器有通訊模塊的功能，一般都是采用 GPRS模塊，可以完成銷售統(tǒng)計(jì)、原料補(bǔ)給、廣告管理以及一些會(huì)員服務(wù)。 ： 主要包括紙幣識(shí)別器、硬幣識(shí)別器、硬幣找零系統(tǒng)等，它主要實(shí)現(xiàn)識(shí)別真假紙幣 (一般為拾元、伍元 )和硬幣 (壹元、伍角 )、拒收假幣和殘幣、正確找零的功能。 ：接受人民幣識(shí)別系統(tǒng)信息，確認(rèn)已接受的人民幣是否可購買消費(fèi)者所指定的商品，確認(rèn)后按要求售出商品。 （ 2）工作流程 首先開機(jī) 后要自檢各個(gè)部件的狀態(tài)是否正常，若不正常要顯示錯(cuò)誤信息，方便運(yùn)營人員及時(shí)修復(fù)；若自檢通過，檢查商品信息，若缺少貨物，停止銷售該類商品；然后等待，等待消費(fèi)者投錢和選擇商品，若有人選擇商品，等錢幣投入自 動(dòng) 售 貨 機(jī) 硬 件 系 統(tǒng) 溫控模塊 銷售模塊 人機(jī)模塊 通訊模塊 貨幣識(shí)別模塊 主控模塊 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體設(shè)計(jì)方案 14 后就開始執(zhí)行銷售模塊，將產(chǎn)品送出，并找零錢。這是最基本的功能描述，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，有很多的因素需要考慮，一定要保證機(jī)器工作的可靠性和穩(wěn)定性。 控制子系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成 : （ 1）售貨價(jià)格系統(tǒng) 自動(dòng)售貨機(jī)售出的同類商品可分若干品種，其售前設(shè)定價(jià)格須預(yù)先貯存在控制系統(tǒng)內(nèi)。售貨機(jī)的價(jià)格設(shè)置系 統(tǒng)由按鍵和存儲(chǔ)器組成，通過按鍵選擇被設(shè)價(jià)商品的種類及價(jià)格，并將價(jià)格寫入存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器本身具有掉電保護(hù)功能，屬于軟件設(shè)置方式。此外，在簡易型售貨機(jī)中，由于出售商品種類少，價(jià)格變化小，使用幣種單一，也可用硬件來設(shè)置價(jià)格，采用撥碼開關(guān)對(duì)應(yīng)方式，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。 （ 2）累計(jì)、可售指示和退幣系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的核心 CPU對(duì)識(shí)幣、退幣、無貨檢測及購貨信號(hào)進(jìn)行巡回檢查，當(dāng)有識(shí)幣信號(hào)后，將金額數(shù)值送入金額累計(jì)存儲(chǔ)器中進(jìn)行累計(jì)，并通過串行擴(kuò)展口進(jìn)行顯示，同時(shí)將金額累計(jì)存儲(chǔ)器中的數(shù)值與預(yù)設(shè)價(jià)格存儲(chǔ)器中的數(shù)值進(jìn)行比較，如金額累 計(jì)數(shù)值等于或大于預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值，則通過串行接口使可售指示燈亮，提示購貨。此時(shí)可按下購貨按鈕，由 CPU檢測到購貨信號(hào)后，如金額累計(jì)存儲(chǔ)器中數(shù)值與預(yù)設(shè)價(jià)格相等，則通過并行擴(kuò)展接口驅(qū)動(dòng)電磁閥或微電機(jī)驅(qū)動(dòng)出商品，并將金額累計(jì)存儲(chǔ)器清零，完成一次售貨過程；如累計(jì)金額大于預(yù)設(shè)價(jià)格時(shí)，驅(qū)動(dòng)商品后，相減差額由信號(hào)驅(qū)動(dòng)退幣，實(shí)現(xiàn)售貨和退幣找零功能。 （ 3）檢測系統(tǒng) 在自動(dòng)售貨機(jī)商品貯存道下方安有接觸行程開關(guān)，當(dāng)貯存道內(nèi)有商品時(shí)，壓下行程開關(guān)，售貨機(jī)正常工作；當(dāng)商品出售完畢時(shí)，行程開關(guān)被釋放，向 CPU發(fā)出無貨信號(hào)，經(jīng)檢測通過串行 擴(kuò)展接口向相應(yīng)的售完指示燈發(fā)出信號(hào)，使機(jī)身外部 “ 售完 ” 指示燈亮，此種商品自動(dòng)停售，即使投幣累計(jì)金額達(dá)到該道商品預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值，可售按鈕仍然無啟動(dòng)信號(hào)，金額累計(jì)存儲(chǔ)器也不清零。 （ 4）累計(jì)及自測功能系統(tǒng) 自動(dòng)售貨機(jī) CPU在每次售出商品后，向售出累計(jì)存儲(chǔ)器中累計(jì)售出數(shù)據(jù)，通過售貨機(jī)內(nèi)部的按鍵可在金額顯示窗中讀到累計(jì)結(jié)果。此外，在按下自測功能鍵后，出現(xiàn)自測功能信號(hào)，由外部按鍵操作，可檢測各商品貯存道的驅(qū)動(dòng)商品功能。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體設(shè)計(jì)方案 15 PLC的選擇 當(dāng)某一個(gè)控制任務(wù)決定由 PLC來完成后，選擇 PLC就成為最重要的事情。一方面要選擇多大容量的 PLC ,另一方面是選擇什么公司的 PLC及外設(shè)。 對(duì)第一個(gè)問題，首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的 I/O點(diǎn)找出來，包括開關(guān)量 I/O和模擬量 I/O以及輸出是用繼電器還是晶體管或是可控硅型?？刂葡到y(tǒng)輸出點(diǎn)的類型非常關(guān)鍵，如果它們之中既有交流 220V的接觸器、電磁閥，又有 24V的指示燈，則最后選用的 PLC的輸出點(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。因?yàn)?PLC的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組共用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級(jí)，所以一旦它們是交流 220V的負(fù)載使用，則直流 24V的負(fù)載只能使用其他的輸出端了，這樣有可能造成輸出點(diǎn)浪費(fèi)，增加成本，所以要盡可能選擇相同等級(jí)和種類的負(fù)載，比如使用交流 220V的指示燈等。一般情況下繼電器輸出的 PLC使用最多，但對(duì)于要求高速輸出的情況，就要使用無觸點(diǎn)的晶體管輸出的 PLC了。 對(duì)第二個(gè)問題，則有以下幾個(gè)方面要考慮： （ 1） 功能方面 所有 PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對(duì)某些特殊要求，就要知道所選用的 PLC是否有能力控制任務(wù)。如對(duì) PLC與 PLC、 PLC與智能儀表及上位機(jī)之間有靈活方便的通信要求；或?qū)?PLC的計(jì)算速度、用戶程序容量等有特殊要求；或?qū)?PLC的位置控制有 特殊要求等。這就要求用戶對(duì)市場上流行的 PLC品種有一個(gè)詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇。 （ 2） 價(jià)格方面 不同廠家的 PLC產(chǎn)品價(jià)格相差很大，有些功能類似、質(zhì)量相當(dāng)、 I/O點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)?PLC的價(jià)格能相差 40%以上。在使用 PLC較多的情況下，這樣的差價(jià)當(dāng)然是必須考慮的因數(shù)。 PLC主機(jī)選定后，如果控制系統(tǒng)需要，則相應(yīng)的配套模塊也就選定了。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程要求及基本原則 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程要求 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因 此，在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則。 （ 1）最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)過程中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，充分收集控制現(xiàn)場的資料，同時(shí)收集相關(guān)國內(nèi)、國外相關(guān)的資料。同時(shí)還要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員等緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體設(shè)計(jì)方案