【正文】 當(dāng)開始投幣時，退幣顯示燈變“綠”，說明可以選擇退幣。如圖 就是進入 交易 界面的初始狀態(tài)。 PLC 寫入如圖 。電腦與 PLC 連接如圖 示。 \\本站點 \歷史投錢總數(shù) =\\本站點 \投入 5 角總張數(shù) *5+\\本站點 \投入 1 元總張數(shù) *10+\\本站點 \投入 5元總張數(shù) *50+\\本站點 \投入 10 元總張數(shù) *100+\\本站點\投入 20 元總張數(shù) *200。 \\本站點 \咖啡總售出量 =\\本站點 \咖啡總售出量 +1。 \\本站點 \選擇果汁 =0。 } if(\\本站點 \果汁選擇燈 ==1) { if(\\本站點 \選擇果汁 ==1) 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 40 { \\本站點 \果汁出貨 =1。 \\本站點 \定時 10 秒 1=1。 \\本站點 \選擇礦泉水 =0。\\本站點 \選擇礦泉水 ==1) { \\本站點 \礦泉水出貨 =1。 \\本站點 \投入 20元總張數(shù) =\\本站點 \投入 20 元總張數(shù) +1。 } if(\\本站點 \投幣 10 元 ==1) { \\本站點 \投入 10元張數(shù) =\\本站點 \投入 10 元張數(shù) +1。 \\本站點 \投幣 1元 =0。 \\本站點 \投入 5角總張數(shù) =\\本站點 \投入 5 角總張數(shù) +1。 啟動： \\本站點 \啟動 =1。 果汁： \\本站點 \選擇果汁 =1。 10 元： \\本站點 \投幣 10 元 =1。 本設(shè)計所定義的數(shù)據(jù)詞典如圖 所示： 圖 數(shù)據(jù)詞典 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 34 自動售貨機主畫面 動態(tài)設(shè)計 ：分別雙擊礦泉水、汽水、果汁、咖啡選擇燈和錢幣不足提示燈、退幣顯示燈，在彈出的 “指示燈向?qū)А睂υ捒蛑校? “變量名（離散量）：”欄分別輸入“ \\本站點 \礦泉水選擇 燈”、“ \\本站點 \汽水選擇 燈”、 \\本站點 \果汁選擇燈 、 “ \\本站點 \咖啡選擇 燈”、“ \\本站點 \錢幣不足 ”、“ \\本站點 \出幣提示燈 ”。 售貨機畫面中的咖啡、果汁、汽水、礦泉水 圖標等都是用這種方式插入的圖片。 圖 自動售貨機主畫面 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 31 圖 投幣口的拆分與組合 圖 出貨口的拆分與組合 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 32 圖 退閉口的拆分與組合 圖 飲料擺放窗口的組合與拆分 在畫面中，選擇對象后，單擊右鍵，在彈出的選項中選擇“圖素位置 —— 圖素前移（圖素后移）”，可以設(shè)置各單元圖的層次 。 自動售貨機 靜態(tài)畫面的設(shè)計 新建工程，工程名稱為“ 畢業(yè)設(shè)計 ”。 I/O 設(shè)備 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 30 組態(tài)王軟件作為一個開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件，支持與國內(nèi)外常見的 PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等（如：西門子 PLC、莫迪康 PLC、歐姆龍 PLC、三菱 PLC、研華模塊等等）通過常規(guī)通訊接 口（如串口方式、 USB 接口方式、以太網(wǎng)、總線、 GPRS 等）進行數(shù)據(jù)通訊。 、工程瀏覽器及運行系統(tǒng)三部分構(gòu)成。 組態(tài)王軟件 介紹 組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過程控制設(shè)計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實現(xiàn)最優(yōu)化管理。 本章小結(jié) 本 章簡單的介紹了 PLC 的工作原理 ，首先是 對 所 設(shè)計的梯形圖進行了 I/O地址的分配， 其次就是 針對所設(shè)計的梯形圖進行了各功能的分析，最后對所設(shè)計的梯形圖做了仿真調(diào)試的介紹， 并對設(shè)計過程中遇到的一個錯誤做了舉例，說明仿真在程序設(shè)計的過程中起到很大的作用。 在程序的仿真調(diào)試中，不免會有許多的不足，我們需要細心的查找，便進一步優(yōu)化自己的程序，這同時也需要自己對三菱 PLC 有一定的編程基礎(chǔ)。 測試時可以查找自己程序設(shè)計時的錯誤和不足，當(dāng)測試完畢后，再 選擇工具欄中的梯形圖邏輯測試啟 動，就可以 結(jié)束 仿真 。如此操作可以更改軟元件的高低電平，達到在線測試的效果。而對所設(shè)計的程序進行仿真可按如下步驟進行。這時按下退幣按鈕 X015，系統(tǒng)就會開始計算然后退幣，為了顧客的方便，我還在其中設(shè)置了 60 秒無任何操作，自動退幣的功能。當(dāng) X012 接收到一個脈沖信號時，在這個工作周期內(nèi)，系統(tǒng)就會只對汽水進行出貨的操作，同時也會 對余額進行扣除汽水價格的處理。購買完成后，系統(tǒng)會將所投錢幣減去所購買商品的價格，然后再進行比較，回到比較幣值部分。 當(dāng)余額小心最低商品的價格時， M3 得點 使錢幣不足指示燈Y011 長亮； 當(dāng)余額大于等于某種商品價格時，程序使相應(yīng)的指示燈亮起來表示可以購買該種商品。 X002～ X006 為設(shè)置為 開關(guān)按鈕 輸入， 而加法指令我用 ADDP 保證了 X002～ X006 每給一個高電平累加一次，保證了 輸入有效 性 。由于本次設(shè)計，不涉及對硬件的設(shè)計， 所以顧客所投錢幣用按鈕來簡易實現(xiàn)，不包含對假幣的識別。 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 17 整體程序設(shè)計 整個自動售貨機程序分為幾個小的模塊，有啟動停止的設(shè)計、有投幣累加的設(shè)計、有比較幣值的設(shè)計、有選擇及飲料供應(yīng)的設(shè)計、有退幣及復(fù)位的設(shè)計；本設(shè)計基本上實現(xiàn)了售貨機在售貨過程中的自動控制要求 [68]。本設(shè)計的 PLC I/O 分配表如表 所示。 ② 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 PLC 采用的是循環(huán)掃描工作方式。 而且 研華 生產(chǎn)的 原裝機 IPC610H 除了有以上的幾種特性之外，還是 4U上架式機箱，支持 LED 指示 和 聲音警報通知 ，能在售貨過程中出 現(xiàn)問題時，及時發(fā)出警報，告知工作人員，及時處理。 （ 2）機箱內(nèi)有專用底板，底板上有 IPC和 ISA 插槽。 綜上幾點說明，選擇三菱 FX2N 的 PLC，作為自動售貨機的主控器設(shè)備，完全可以實現(xiàn)自動售貨機的控制功能，也提高了自動售貨機性價比。對于自動售貨機而言，控制器所需要完成的控制不是很復(fù)雜，而三菱的控制器也有 128種應(yīng)用指令，完全滿足自動售貨機設(shè)計中所需要的指令要求。 表 系統(tǒng)輸入點數(shù) 輸入點名稱 輸入點數(shù) 總點數(shù) 啟動 1 輸入總點數(shù)： 13 停止 1 投幣選擇 5 選擇商品 4 復(fù)位 1 退幣 1 表 系統(tǒng)輸出點數(shù) 輸出點名稱 輸出點數(shù) 總點數(shù) 商品可選擇 4 輸出總點數(shù)： 10 售出商品 4 錢幣不足提示 1 退幣提 示 1 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 13 從輸入 /輸出點數(shù)上看，我們選擇 FX2N32MR 系列的 PLC 所帶的輸入 /輸出點數(shù)各有 16 個，滿足有 5%— 10%的輸入 /輸出點裕量。 相反 ， 目前我國市場上主流的小型的三菱 PLC 就比較合適 ， 三菱公司生產(chǎn)的小型 PLC 的代表為 FX2N 系列的 PLC， 它具有豐富的內(nèi)部資源 ： 程序存儲器具有 16K 步的最大存儲容量 ， 128 種應(yīng)用指令 ， 還具有 184 點 8 進制編號的輸入點數(shù) ， 184 點 8 進制編號的輸出點數(shù) ， 普通型 ， 掉電保持性和賦予特殊用途型三種內(nèi)部繼電器 ， 以及狀態(tài)寄存器 、 定時器 、 計數(shù)器 、 數(shù)據(jù)寄存器 、 常數(shù)與指針等功能與資源 。 投幣紙幣識別P L C商品選擇按鈕退幣選擇按鈕復(fù)位按鈕商品選擇指示燈投幣顯示器各輸出繼電器 各電動閥 圖 硬件電路組成框圖 當(dāng)售貨機有錢投入時，會經(jīng)過紙幣識別器，通過識別，確定是真幣和面值大小的情況下，會將該信號傳輸給 PLC， PLC 就會做出相應(yīng)的控制， 確定輸入信號是觸動 PLC控制程序內(nèi)的哪個投幣按鈕閉合，表示投入了相應(yīng)的錢幣并在顯示屏上顯示出所投金額。 相對可編程控制器控制，有 硬件的可靠性高 、 接線簡單 、 通用性 好 、 可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 、 編程簡單 、 使用方便 、 易于安裝 和 便于維護 等諸多優(yōu)勢，基本滿足了售貨機設(shè)計過程中所需要達到的要求 [45]。 單片機控制自動售貨機的基本實現(xiàn)連接，如圖 所示。 相對于 繼電器控制系統(tǒng) 而言 ，雖然對外界的抗干擾能力比較強，但是 在設(shè)計中 使用的機械觸點比較多，從而連線較為復(fù)雜，并且這些機械觸點在開關(guān)閉合或斷開時，會產(chǎn)生電 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 8 弧，電弧對元 件損害很大，會嚴重影響元 器件的使用壽命，從而降低了系統(tǒng)的可靠性；并且它的控制方式是并行控制，吸合和不吸合都要受到某種限制才能完成，再加上每個繼電器只有 48個觸點，在完成售貨機設(shè)計的過程中，我使用的輸入 /輸出點較多，從而也需要用到許多的觸點，如果選擇繼電器控制，則需要大量的繼電器，就會加大實際投入，反而降低了設(shè)計中性價比較高的要求。而從控制方式來說，可采用繼電器控制、單片機控制和可編程控制器控制對售貨機實現(xiàn)自動控制，而以下就是對各方案的優(yōu)缺點比較，并最終確定所選方案。 自動售貨機的 控制要求 本次設(shè)計是主要應(yīng)用三菱 FX2N 型 PLC 來編寫控制程序的，并根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據(jù) PLC 與組態(tài)王 的相關(guān)知識設(shè)計自動售貨機的仿真界面，其中通過 PLC 將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇M態(tài)王上，在組態(tài)界面上完成模擬的購物過程。 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 5 第 2 章 自動售貨機的控制方案論證及選擇 自動售貨機 簡介 初始狀態(tài)投幣狀態(tài)購買狀態(tài)是否滿足購買要求 ？是否有剩余錢幣 ？退幣選擇投幣是 ， 選擇購買否 ， 繼續(xù)投幣否是是不購買 ， 則可選擇直接退幣 圖 自動售貨機的 售貨流程 本設(shè)計采用三菱 PLC 編程軟件編寫了自動售貨機的售貨過程的控制程序 ，實現(xiàn)邏輯的運算及選擇可行性，不涉及自動售貨機硬件的選型和連接。根據(jù)有關(guān)專家測算，在中國，自動售貨機的市場容量最保守的估計也可達 47 萬臺之巨。由于我國目前的經(jīng)濟與美國、日本和歐洲發(fā)達國家相比還有很大距離，我國現(xiàn)有城市人口約 4億多人，如果按平均 500 人擁有一臺自動售貨機的話，那么，中國的自動售貨機潛在市場需要量就要 80萬臺。久而久之，這樣一個銷售方式得到人們的認同，在許多熱鬧的街道，辦公樓下，甚至住宅小區(qū)都可隨處可見。 課題的 研究目的和意義 對于當(dāng)前這樣一個快速發(fā)展與進步的社會，人們追求的不再是陳舊老套的銷售模式，而對新事物的產(chǎn)生與發(fā)展反而更具有好奇心與接受能力，在這種情況下，人們習(xí)慣了 能更加快捷的去購買到自己需要的商品，同時也在享受那樣一個購物的方式。 目前的自動售貨機功能更加強大，售貨過程也各有不同?，F(xiàn)在，自動售貨機的在我國的發(fā)展已達 1000 多臺，主要分布在北京、上海、廣州及沿海商品經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)。 simulation 昆明理工大學(xué) 設(shè)計（論文）專用紙 III 目 錄 摘要 .............................................................. Ⅰ Abstract ..........