【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 24 V 電壓，控制信號(hào)經(jīng)過(guò) L293D 后變?yōu)?24 V 左右的電源信號(hào)才可驅(qū)動(dòng)電 機(jī)。 電機(jī)有三根線(xiàn)：反饋信號(hào) (電機(jī)轉(zhuǎn)一圈送出一個(gè)低電平 )、地線(xiàn)和電源。在機(jī)械制作中推出一瓶飲料剛好只要電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)，由于一個(gè)反饋信號(hào)會(huì)在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后產(chǎn)生，而這個(gè)信號(hào)就會(huì)控制電機(jī)停止，除了這種情況當(dāng)紅外檢測(cè)到有貨物落下的時(shí)候，電機(jī)也會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 貨幣處理裝置 貨幣處理裝置包括：檢測(cè)有無(wú)貨幣退還操作的退還操作檢測(cè)裝置；檢測(cè)貨幣投入狀態(tài)的投入狀態(tài)檢測(cè)裝置；連接裝置向投入外部裝置輸出的狀態(tài)輸出裝置；在投入狀態(tài)及投入貨幣退還操作的有無(wú)達(dá)到規(guī)定的基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，將說(shuō)得到的基準(zhǔn)狀態(tài)信號(hào)利用所外部。 “貨幣識(shí)別 機(jī)”當(dāng)中的感應(yīng)線(xiàn)圈，通過(guò)對(duì)大小尺寸、貨幣的材料等方面進(jìn)行識(shí)別真?zhèn)?。不同的材質(zhì)具有不同的磁場(chǎng)變化，可以通過(guò)電子技術(shù)進(jìn)行分析、探查和識(shí)別，更高級(jí)的檢測(cè)還可以運(yùn)用頻譜分析。 貨幣識(shí)別器品種繁多 ,但退幣貯幣機(jī)構(gòu)主要分為兩類(lèi)：一類(lèi)是步進(jìn)電機(jī)退幣，圓筒式貯幣；另一類(lèi)是電磁閥退幣，平面式貯幣。 送出機(jī)構(gòu) 現(xiàn)在，自動(dòng)售貨機(jī)上的送出機(jī)構(gòu)多種多樣，簡(jiǎn)單介紹一些典型的送出機(jī)構(gòu)。 （ 1）彈簧推動(dòng)式送出機(jī)構(gòu) 這種機(jī)構(gòu)是由連在彈簧一端的電機(jī)構(gòu)成和螺旋式彈簧的，同時(shí)，彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)一圈電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)也只要轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就可以，同時(shí)推出一瓶飲 料。 （ 2）旋轉(zhuǎn)式送出機(jī)構(gòu) 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 這種送出機(jī)構(gòu)先把飲料放在螺旋導(dǎo)軌上，并在貨道底部開(kāi)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(kāi)口槽時(shí)便出槽下貨。雖然它要求電機(jī)的轉(zhuǎn)矩較大，造價(jià)成本較高，但是這種送出機(jī)構(gòu)應(yīng)用卻最為廣泛。 （ 3）滾筒送出機(jī)構(gòu) 該送出機(jī)構(gòu)由一個(gè)滾筒和階梯梁構(gòu)成，可以先裝若干瓶飲料在滾筒內(nèi)中，滾筒通過(guò)步進(jìn)電機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)，商品掉落的順序則是由梁的各階梯段與滾筒之間不同的開(kāi)口距離來(lái)控制。 按鈕裝置 按鈕裝置 在 自動(dòng)售貨機(jī) 中 ， 具體的表現(xiàn) 在于 用 有基板 和 操作按鈕，基板設(shè)置在操作按鈕側(cè)的相反側(cè) ， 操作按鈕設(shè) 置在面板上，具有 檢測(cè)機(jī)構(gòu)和 顯示部分，操作按鈕 與 顯示部分顯示對(duì)應(yīng)的信息，顯示部分設(shè)在基板上的與操作按鈕不相向的位置 ， 檢測(cè)機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)操作按鈕的操作。 顯示裝置 現(xiàn)在，在顯示器當(dāng)中普遍使用的是液晶顯示器 (LCD)，具有易于攜帶、輻射低、重量輕、體積小、省電等優(yōu)點(diǎn) ,廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品。陰極射線(xiàn)管顯示器（ CRT）與 LCD的原理大不相同， LCD是基于液晶電光效應(yīng)，其中包括矩陣顯示方式的大屏幕液晶投影，電視液晶屏段顯示方式的字符段顯示器件，矩陣顯示方式的圖像、字符、圖形顯示器件等。液晶顯示器的工作原理是 利用液晶的物理特性，在不通電時(shí)，排列則變得混亂，阻止光線(xiàn)通過(guò)；通電時(shí)導(dǎo)通，使液晶排列變得有秩序，使光線(xiàn)容易通過(guò)。 第 4 章 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于 PLC 的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng) 自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)的組成部分及工作流程 （ 1） 組成部分 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 銷(xiāo) 售 模 塊人 機(jī) 模 塊通 訊 模 塊溫 控 模 板貨 幣 識(shí) 別 模 塊自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)主 控 制 板 圖 41 自動(dòng)售貨機(jī)硬件系統(tǒng)組成部分 如圖 41，人機(jī)模塊包含了顯示和鍵盤(pán)，在有些機(jī)器上會(huì)裝有顯示屏，可以在上面放置廣告，也是一種增加收入的手段；銷(xiāo)售模塊一般都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)特定的機(jī)構(gòu)用來(lái)實(shí)現(xiàn)并 且完成一個(gè)整體的銷(xiāo)售動(dòng)作；溫控模塊包含了加熱制冷控制和溫度采集；就目前來(lái)說(shuō)，只有一些高端的機(jī)器擁有通訊模塊， GPRS是采用最多的一種模塊，可以完成廣告管理、銷(xiāo)售統(tǒng)計(jì)、原料補(bǔ)給以及提供部分會(huì)員服務(wù)。 （ 2） 工作流程 首先 ，在打開(kāi)機(jī)器后 要 自動(dòng)檢查 各個(gè)部件是否 能夠 正常 工作 ， 如果 不正常 ，為了 運(yùn)營(yíng)人員 能夠盡快 修復(fù) ，需要及時(shí)的 顯示 出 錯(cuò)誤信息； 如果檢查 通過(guò) 后 ， 那么就要 檢查商品 的庫(kù)存 信息， 假如貨物 短缺 ， 則應(yīng) 停止該類(lèi)商品 的銷(xiāo)售 ； 接下來(lái)就是 等待，等待 人們 投錢(qián) 購(gòu)買(mǎi) 商品， 一旦 有人選擇 了商品， 如果金額足夠 就 立刻 開(kāi)始執(zhí)行銷(xiāo)售模塊， 送出 產(chǎn)品， 如果選擇退幣則馬上找 零錢(qián)。 以上是最基本的一些功能說(shuō)明， 在實(shí)際的設(shè)計(jì) 過(guò)程 中，需要考慮的因素 有很多 ， 要確保 機(jī)器工作的穩(wěn)定性 和可靠性。 控制子系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成 : （ 1）累計(jì)、可售指示和退幣系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的核心 CPU 會(huì)巡回檢查購(gòu)貨信號(hào)、無(wú)貨檢測(cè)、退幣信號(hào)、識(shí)幣信號(hào)。一旦發(fā)現(xiàn)有識(shí)幣信號(hào)，那么就會(huì)金額累計(jì)存儲(chǔ)器就會(huì)累計(jì)金額數(shù)值，并且通過(guò)串行擴(kuò)展口顯示出來(lái)，同時(shí)會(huì)比較預(yù)設(shè)價(jià)格存儲(chǔ)器中的數(shù)值與金額累計(jì)存儲(chǔ)器中的數(shù)值，如果預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值等于或小于金額累計(jì)數(shù)值，那么通過(guò)串行接口 點(diǎn)亮可售商品指示燈，提示可以購(gòu)買(mǎi)。與此同時(shí)，如果按下購(gòu)買(mǎi)按鈕，購(gòu)貨信號(hào)被 CPU檢測(cè)到之后，如果預(yù)設(shè)價(jià)格與金額累計(jì)存儲(chǔ)器中數(shù)值相等，就會(huì)通過(guò)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，并且金額累計(jì)存儲(chǔ)器中的數(shù)值將會(huì)清零，完成了一次購(gòu)買(mǎi)過(guò)程；如預(yù)設(shè)價(jià)常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 格小于累計(jì)金額時(shí)，驅(qū)動(dòng)出商品之后，會(huì)進(jìn)行數(shù)額相減由信號(hào)驅(qū)動(dòng)退幣，實(shí)現(xiàn)了售貨和退幣功能。 （ 2）售貨價(jià)格系統(tǒng) 在自動(dòng)售貨機(jī)中出售商品有很多種，在它們出售之前就會(huì)設(shè)定好價(jià)格，然后要預(yù)先存儲(chǔ)到控制系統(tǒng)中。用按鍵和存儲(chǔ)器來(lái)設(shè)置售貨機(jī)中商品的價(jià)格，被設(shè)價(jià)商品的種類(lèi)及價(jià)格是通過(guò)按 鍵來(lái)選擇，并且將價(jià)格的數(shù)值存入存儲(chǔ)器，而且該存儲(chǔ)器自身?yè)碛袛嚯姳Ｗo(hù)功能。另外，在某些簡(jiǎn)易型的自動(dòng)售貨機(jī)當(dāng)中，因?yàn)槌鍪鄣纳唐繁容^單一，價(jià)格產(chǎn)生的變化小，而且使用貨幣種類(lèi)少，所以設(shè)置價(jià)格也可以使用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （ 3）檢測(cè)系統(tǒng) 在自動(dòng)售貨機(jī)中接觸行程開(kāi)關(guān)裝在商品貯存道的下方，如果貯存道中還裝有商品的情況下，行程開(kāi)關(guān)就會(huì)被壓下，售貨機(jī)的工作就會(huì)正常運(yùn)行；但是當(dāng)貯存道中沒(méi)有商品時(shí)，就會(huì)釋放行程開(kāi)關(guān)，然后發(fā)出無(wú)貨信號(hào)給 CPU，經(jīng)過(guò)檢測(cè)后，就會(huì)通過(guò)串行擴(kuò)展接口發(fā)出信號(hào)給相應(yīng)的售完指示燈，機(jī)身外部 的“ 售完”指示燈就會(huì)點(diǎn)亮，并且無(wú)法購(gòu)買(mǎi)該商品 ，即使該商品的預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值等于或小于投幣累計(jì)金額，購(gòu)買(mǎi)按鈕不會(huì)有啟動(dòng)信號(hào)，也不會(huì)清零金額累計(jì)存儲(chǔ)器的數(shù)值。 （ 4）累計(jì)及自測(cè)功能系統(tǒng) 每次出售商品后，自動(dòng)售貨機(jī)的 CPU 會(huì)累計(jì)售出數(shù)據(jù)到售出累計(jì)存儲(chǔ)器中去，如果想要知道累計(jì)結(jié)果，則可以通過(guò)售貨機(jī)內(nèi)部的按鍵然后在金額顯示窗中讀到。另外，自測(cè)的功能鍵被按下之后，就會(huì)出現(xiàn)自測(cè)功能信號(hào)，然后由外部按鍵進(jìn)行操作，可以檢測(cè)各個(gè)商品貯存道的驅(qū)動(dòng)商品功能。 基于 PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制 決定 由 PLC 來(lái)完成某一個(gè)控制任務(wù) 之 后 ，最重要的事情 就是 選擇 PLC 了 。一方面要選擇什么公司的 PLC， ,另一方面是選擇容量 有多大 的 PLC。 對(duì) 于 第 一 個(gè)問(wèn)題，則有以下幾個(gè)方面要考慮： （ 1） 功能方面 常規(guī)的 一些功能一般 所有 PLC 都有， 不過(guò) 對(duì) 于一些 特殊 的 要求，就要 看看準(zhǔn)備使 用的 PLC能否完成這些控制要求 。如對(duì) PLC的用戶(hù)程序容量 、 計(jì)算速度等有特殊要求；或?qū)LC的位置控制有特殊要求；或?qū)?PLC與智能儀表 、 PLC與 PLC以及和 上位機(jī)之間 的 通信要求 要 靈活方便等。 為了 做出正確的選擇 ， 就要求 使用者 詳細(xì)的了解市場(chǎng)上流行的 PLC品種。 （ 2） 價(jià)格方面 公司與公司之間 的 PLC產(chǎn)品價(jià)格 有很大的差別 ，有些質(zhì)量相當(dāng)、 I/O點(diǎn)數(shù)相當(dāng)、功能類(lèi)似的 PLC能相差 40%以上的價(jià)格。 如果將要大量使用 PLC 的時(shí)候，具體的價(jià)格也是需要關(guān)注和考慮的因素 。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 對(duì) 于 第 二 個(gè)問(wèn)題，首先要詳細(xì)的分析控制任務(wù)，找出所有的 I/O 點(diǎn)來(lái)， 其中 包括模擬量 I/O和開(kāi)關(guān)量 I/O以及 是否使用 繼電器還是可控硅型或是晶體管 來(lái)作為輸出 。 其中的 關(guān)鍵 是 控制系統(tǒng)輸出點(diǎn)的類(lèi)型， 在 它們 當(dāng) 中既有 使用 交流 220V的電磁閥 和 接觸器， 而 指示燈 又是 24V， 那么 最后選用的 PLC的實(shí)際點(diǎn)數(shù) 有可能小于 輸出點(diǎn)數(shù)。一般 情況下，由于 一個(gè)公共端 是 由 輸出點(diǎn)幾個(gè)一組共用，所以 這一組 的 輸出只能有一種電源的等級(jí)和種類(lèi)，一旦 使用 交流 220V 的負(fù)載，則只能使用其他的輸出 端輸出 直流 24V的負(fù)載了， 這種情況就會(huì)造成輸出點(diǎn) 浪費(fèi)， 從而導(dǎo)致 成本 增加 ， 所以 選擇相同等級(jí)和種類(lèi)的負(fù)載 是很有必要的 ， 例如改用 交流 220V的指示燈等。 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 所有的 PLC 都是為了實(shí)現(xiàn)被控制對(duì)象的工藝要求，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。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(mǎn)足被控對(duì)象的控制要求 設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)的首要前提是最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象的控制要求，充分發(fā)揮 PLC 的功能，這也是設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的一條原則。深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之前所必須要做的事情，收集國(guó)內(nèi)和國(guó)外的相關(guān)資料，同時(shí)充分收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，與此同時(shí)，還要注意現(xiàn)場(chǎng)操作人員、工程技術(shù)人員、工程管理人員等緊密配合，制定控制方案，同時(shí)解決設(shè)計(jì)中的疑難問(wèn)題和重點(diǎn)問(wèn)題。 （ 2）保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則是保證 PLC 控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠、安全的運(yùn)行。這就要求設(shè)計(jì)者要 全面考慮軟件編程、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇等方面，確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證 PLC 控制程序要在非正常情況下，能正常運(yùn)行，當(dāng)然，在正常情況下，也能正常運(yùn)行。 （ 3）力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 使用新的控制工程雖然能有效增加產(chǎn)品的數(shù)量和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，從而帶來(lái)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)很大，但是投入一個(gè)新的工程，設(shè)備的維護(hù)和技術(shù)的培訓(xùn)也會(huì)使得運(yùn)行資金的增長(zhǎng)。所以在滿(mǎn)足了控制要求的大前提之下，一方面要不停地降低工程的成本，另一方面也要不停地?cái)U(kuò)大工程的效益。這就要求設(shè)計(jì)者不宜盲目追求高指標(biāo)和自動(dòng)化，不僅要 使控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單，而且要使控制系統(tǒng)的維護(hù)和使用方便，同時(shí)成本也要盡量降低。 （ 4）適應(yīng)發(fā)展的需要 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 現(xiàn)在，因?yàn)榧夹g(shù)的日新月異，將來(lái)也會(huì)不斷地提高控制系統(tǒng)的要求，所以設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到以后控制系統(tǒng)的完善和發(fā)展需要。這就要求在選擇 PLC、 I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量、輸入 /輸出模塊時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，從而滿(mǎn)足今后工藝的改進(jìn)和生產(chǎn)的發(fā)展。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 （ 1）所編的程序要合乎所使用的 PLC的有關(guān)的規(guī)定 主要是對(duì)指令能夠正確地使用和充分的理解。很多 PLC 指令都有相似的地方，但還是有細(xì)微的差別 。如果想要使用其他不太熟練的型號(hào)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，再次之前一定要對(duì)該型號(hào)的 PLC指令充分理解一遍，不然很容易發(fā)生錯(cuò)誤。 （ 2）要使所編的程序盡可能簡(jiǎn)潔 程序簡(jiǎn)短可以簡(jiǎn)化調(diào)試、節(jié)省內(nèi)存，同時(shí)也可以提高對(duì)輸入的響應(yīng)速度，節(jié)約執(zhí)行指令的時(shí)間。如果想要編寫(xiě)出簡(jiǎn)短的指令，就應(yīng)該注意編程細(xì)節(jié)和方法，用巧指令，用好指令，同時(shí)也要能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)。想要實(shí)現(xiàn)某種功能，在最后能夠達(dá)到的目的相同的時(shí)候，用功能單一的指令比用功能強(qiáng)的指令，程序步數(shù)可能會(huì)多不少。 （ 3）要使所編的程序盡可能清晰 這樣有利于程序的調(diào)試、補(bǔ)充和修改，同時(shí)別 人讀懂和了解程序也會(huì)更加方便。如果想要程序清晰，就要講究標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；⒅爻绦虻膶哟巍Ｓ绕涫窃诰帉?xiě)復(fù)雜的程序時(shí)，更要注重程序的層次，并盡量使程序單元化，同時(shí)，根據(jù)以往編寫(xiě)的經(jīng)驗(yàn)，可以整理出一部分擁有經(jīng)典的程序。這樣，別人也易了解，同時(shí)設(shè)計(jì)起來(lái)也簡(jiǎn)單。 （ 4）要使所編的程序合乎 PLC的性能指標(biāo)及工作要求 所編寫(xiě)程序一定要在所選定的 PLC 中能夠放得下，即程序當(dāng)中的指令條數(shù)一定要少于所選用的 PLC內(nèi)存的容量，程序中的輸出、輸入點(diǎn)數(shù)一定不能超出所選用 PLC 的 I/O點(diǎn)數(shù)范圍， PLC 的掃描時(shí)間也是有限制，所選用 PLC的程序運(yùn)行監(jiān)測(cè)時(shí)間一定要大于 PLC的掃描時(shí)間。 （ 5）所編程序能夠循環(huán)運(yùn)行 PLC能夠不間斷、循環(huán)反復(fù)地運(yùn)行同一個(gè)程序。它從初始化之后的狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行，待完整的執(zhí)行了程序一次，即控制對(duì)象完成了工作循環(huán)，則又從初始化狀態(tài)重新開(kāi)始運(yùn)行。只有這樣才能保證控制對(duì)象能夠得到相同的控