【正文】 梯形圖如圖 。當(dāng)進(jìn)硬幣感應(yīng)器感應(yīng)到硬幣后，系統(tǒng)會給出一個上沖延，錢包計(jì)數(shù)器進(jìn)行一個累加并儲存累加數(shù)。梯形圖如圖 。退幣完成后，此次的自動售貨機(jī)售貨即完成。商品購買完成后即是最后一步 —— 退幣， PLC 會自動計(jì)算好你要退出的錢幣。 初 始 狀 態(tài)投 幣 狀 態(tài)購 買 狀 態(tài)退 幣 狀 態(tài)投入 硬幣 按 下選 擇按 鈕是 否 有剩 余按 下 退 幣按 鈕NY 圖 流程圖 當(dāng)自動售貨機(jī)處于一個不工作狀態(tài)時既是它的一個初始狀態(tài)（等待狀態(tài)），當(dāng)投入硬幣或紙幣時，自動售貨機(jī)開始工作，進(jìn)紙幣感應(yīng)器對錢幣進(jìn)行感應(yīng)和分類，其運(yùn)行燈亮起，當(dāng)完成投幣工作后， PLC 就要對紙幣進(jìn)行一個計(jì)算或者是一個累加，以方便后面商品的可選燈亮起。 5 PLC程序的設(shè)計(jì)及仿真 PLC 程序的設(shè)計(jì) 根據(jù)自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)的流程可以知道自動售貨機(jī)的主要系統(tǒng)包括： 進(jìn)幣程序的設(shè)計(jì)、 錢幣進(jìn)入錢包程序的設(shè)計(jì) 、幣值比較對應(yīng)可選商品程序的設(shè)計(jì)、選擇商品程序的設(shè)計(jì)、退幣程序的設(shè)計(jì)。 [15] 在商品顯示燈中選用 XDN 指示燈的型號即可。 CD4511 顯示穩(wěn)定，使用壽命長。具有 BCD 轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的 CMOS 電路能提供較大的拉電流。 [14] 在數(shù)碼管的顯示上主要采用的 CD4511 的八位數(shù)碼顯示管。在此選用 TLQ5MC1/TLQM5B1TLQ5MC1 為 NPN型， TLQM5B1 為 PNP 型。 [13] 在商品的有無感應(yīng)器其實(shí)應(yīng)該算是一種接近開關(guān)，接近開關(guān)也叫近接開關(guān)，又稱無觸點(diǎn) 行程開關(guān) ，它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸型的檢測裝置，用作檢測零件尺寸和測速等，也可用于變頻 計(jì)數(shù)器 、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動銜接等。 圖 第 2 個 EM223 接線圖 在對于電機(jī)的保護(hù)中，在輸入口放入了對電機(jī)的一個熱繼電器的保護(hù)裝置，從而使電機(jī)可以安全的運(yùn)轉(zhuǎn)。在接 第 2 個拓展模塊 EM223 的輸入模塊 接的是商品電機(jī)的保護(hù)和退硬幣的按鈕；其輸出模塊接的是出貨商品的線圈和退真硬幣和假硬幣的正反轉(zhuǎn)。如圖 。根據(jù) I/O 的輸入輸出口，選用了 CPU226，如圖 所示。 控制電路的設(shè)計(jì) 在控制電路中，連接了一個 CPU226 和兩個拓展模塊 EM223。 [12]在本次主電路的設(shè)計(jì)中采用熱繼電器和熔斷器主要是要起到“過載保護(hù)的作用”，是主電路的安全性能提高。 [11]熔斷器的型號選擇 RT1600。熔斷器它能起到的作用主要是當(dāng)自動售貨機(jī)的電路發(fā)生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高， [10] 升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。主要是關(guān)于商品電機(jī)、紙幣電機(jī)和硬幣電機(jī)的電路圖。 圖 主機(jī)模塊連接簡圖 表 和表 分別為 I/O 的地址分配表。根據(jù)所羅列的需要的輸入口和輸出口，確定了所需要的 CPU型號和 所需要擴(kuò)展的模塊數(shù)量，在本次設(shè)計(jì)中，我選擇了 1 個 CUP226（集成 24輸入 /16 輸出） [7]和兩個 EM223（ 16S 輸入 /16 輸出） [8]的拓展模塊。在 I/O輸出口中的數(shù)碼顯示管 CD4511 需要占用 8 個輸出口， 8 件商品的有無指示燈需要占用 8 個輸出口， 8 件商品的可買指示燈需要占用 8 個輸出口，在 8 件商品出貨的過程中也需要 8個線圈來進(jìn)行商品的輸出控制，所以也需要占用 8個輸出口，在進(jìn)紙幣電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和進(jìn)硬幣電機(jī)正反轉(zhuǎn)上共需要 4 個輸出口，最后在退硬幣電機(jī)上需要一個線圈進(jìn)行控制即可。 圖 硬件設(shè)備聯(lián)接件圖 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中， I/O 輸入口中 8 件商品分別要有 8 個按鈕開關(guān)、 8 個商品有無感應(yīng)器、 8 個商品的行程開關(guān)，還有 8 個商品電機(jī)所要的電機(jī)保護(hù)裝置。 4 硬件電路的設(shè)計(jì) PLC 的選型及其模塊配置 PLC 的硬件主要由中央處理器（ CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口、電源等幾部分組成。 而對于行程開關(guān)的選擇， 選擇了 JLXK1系列行程開關(guān)適用于交流 50Hz、電壓至380V 或直流電壓至 220V 控制電路中。即完成硬幣的找零功能。當(dāng)硬幣為真時，電機(jī)正轉(zhuǎn)，擋板轉(zhuǎn)動，硬幣跟真擋板的運(yùn)動方向運(yùn)動，當(dāng)碰到行程開關(guān)時，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，硬幣滑落至真硬幣存儲室；當(dāng)硬幣為假時，電機(jī)反轉(zhuǎn)，擋板轉(zhuǎn)動，假硬幣 跟著擋板的運(yùn)動方向運(yùn)動，當(dāng)碰到行程開關(guān)時，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，假硬幣滑落至假硬幣的出口，假硬幣即被排除，掉落至出硬幣口，即完成真硬幣的進(jìn)入和假硬幣的排除。 此種行程開關(guān) 結(jié)構(gòu)簡單、功能實(shí)用、價格低廉 。在此設(shè)計(jì)中，要對電機(jī)進(jìn)行一個選型，因此需要的是一個小功率電機(jī)所以選擇 Y80M14 即可，Y80M14 的參數(shù)為額定功率 ， 額定電流 ，轉(zhuǎn)速 1390r/min，效率％，功率因數(shù) ，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩的 倍， 堵轉(zhuǎn)電流 /額定電流的 倍，最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩的 倍，振動速度為 ,重量為 17KG。電機(jī)帶動貨物的旋轉(zhuǎn)擋板運(yùn)動，當(dāng)擋板碰到行程開關(guān)的時候，即停止旋轉(zhuǎn)。動能為 。因?yàn)榧词瓜嗤馁|(zhì)的硬幣，如果厚薄不同，導(dǎo)致的頻率變化差異也較大。材質(zhì)不同所引起的頻率變化幅度和方向也不同，對某種硬幣硬幣的變化特征進(jìn)行記錄后，就成為使用中識別該種硬幣的依據(jù)。 圖 紙幣識別器 硬幣識別原理的主要識別指標(biāo)是材質(zhì)、厚度、直徑。 55℃；保存溫度為 20℃ 60℃；濕度為 30％ 85％ RH；重量為 ；插入方向?yàn)槿我夥较?；識別時間為 秒。當(dāng)識別紙幣時，把在各通道接口收到的信號參數(shù)與原寄存起來的信號參數(shù)進(jìn)行比較、判斷，若有明顯差異時就立即送出。在此設(shè)計(jì)中，要對電機(jī)進(jìn)行一個選型，因此需要的是一個小功率電機(jī)所以選擇 Y80M14 即可， Y80M14 的參數(shù)為額定功率， 額定電流 ，轉(zhuǎn)速 1390r/min，效率 ％，功率因數(shù) ，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩的 倍， 堵轉(zhuǎn)電流 /額定電流的 倍，最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩的 倍，振動速度為 ,重量為 17kg。 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 紙幣進(jìn)幣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 圖 紙幣進(jìn)幣機(jī)構(gòu)圖 如圖 所示，當(dāng)紙幣真假感應(yīng)器感應(yīng)到紙幣的時候，感應(yīng)器做出真假判斷，當(dāng)紙幣為真時，電機(jī)正 轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動上下兩條的運(yùn)輸皮帶，通過摩擦力把紙幣運(yùn)輸?shù)絻﹀X室里進(jìn)行儲存；當(dāng)紙幣為假時，電機(jī)反轉(zhuǎn)，把紙幣推送出去。在紙幣和硬幣進(jìn)入的過程中都會使用到相應(yīng)的紙幣傳感器和硬幣傳感器，在檢驗(yàn)真?zhèn)蔚倪^程中， 一般采用熒光檢測和紅外檢測即可。對于電機(jī)的選型，選擇的是 SJ2H042MA,因?yàn)榇穗姍C(jī)的型號為輕巧型，便于在自動售貨機(jī)內(nèi)部使用，電壓為 DC1232V，也在自動售貨機(jī)適用的電壓范圍之類。大體運(yùn)行如圖 所示。送貨部分采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，在出貨機(jī)構(gòu)處設(shè)計(jì)一個十字的旋轉(zhuǎn)擋片，當(dāng)要出貨時，電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動擋片進(jìn)行一個 90176。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中自動售貨機(jī)的基本功能就是對投入的錢幣數(shù)進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果做出相應(yīng)的判斷，看看哪種商品可以進(jìn)行購買，哪種商品不能購買，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求是可識別 4 種錢幣，分別是 1 元、 5 元、 10 元紙幣和 1 元硬幣，自動售貨機(jī)共出售8 種貨物，其價格分別定為 3 元、 5 元、 8 元，當(dāng)投幣數(shù)大于等于貨物價格時且售貨機(jī)里有這種貨物時，指示燈亮，表 示可以進(jìn)行購買， 8 種貨物分別用 8 個小燈代替。傳統(tǒng)的自動售貨機(jī)采用單片機(jī)作為控制核心，但這樣在輸入輸出接口上消耗很大。商品燈亮后，即可進(jìn)行商品的選擇，選擇你所需要的商品，商品選擇結(jié)束后，自動售貨機(jī)內(nèi)部進(jìn)行退幣余額的計(jì)算，余額計(jì)算完成后，則進(jìn)入退幣程序，選擇不退幣，即又再次進(jìn)入比較幣值階段；選擇退幣，則自動售貨機(jī)工作結(jié)束。 1) 此自動售貨機(jī)可以投入 1 元、 5 元、 10 元紙幣以及 1 元硬幣； 2) 共有 8 件商品供顧客選擇； 3) 商品的價位分別為 3 元、 5 元和 8 元； 4) 有商品時則貨物燈亮，無商品時則不亮； 5) 當(dāng)投入人民幣的總值等于或超過物品價值時，對應(yīng)的物品指示燈亮綠燈； 6) 當(dāng)物品對應(yīng)的指示燈亮綠燈時，按下相應(yīng)的按鍵，相應(yīng)的物品排出； 7) 找零時將會退 1 元硬幣。 自動售貨機(jī)設(shè)計(jì)的主要工作 在日常的生活中，自動售貨機(jī)無處不在， 24 小時服務(wù)，售貨便利；無需專人盯守，省人工，省成本；售貨范圍廣，人們通過自動售貨機(jī)不僅可以買到食品、香煙、飲料、報紙、票、卡，甚至鮮花和小寵物等物品；此外它還是一種新穎獨(dú)特的廣告媒體。進(jìn)入21 世紀(jì)時，自動售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。為防止地球暖化，自動售貨機(jī)的開發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。 現(xiàn)在，自動售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。一般售貨機(jī)的錢幣裝置由投幣口、選別裝置、確認(rèn) 錢幣 真?zhèn)蔚臋z查裝置、計(jì)算金額的計(jì)算裝置和找錢裝置組成。指示裝置用以指示顧客所選商品的品種。錢幣裝置是售貨機(jī)的核心，其主要功能是確認(rèn)投入錢幣的真?zhèn)?，分選錢幣的種類，計(jì)算金額?，F(xiàn)代自動售貨機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)和功能依出售的物品而異，主要有 食品 、 飲料 、 香煙 、 郵票 、 車票 、 日用品 等自動售貨機(jī) 。 國內(nèi)外自動售貨機(jī)的研究現(xiàn)狀 公元 1 世紀(jì) ,希臘人希羅制造的自動出售圣水的裝置是世界上最早的自動售貨機(jī)。但由于售貨機(jī)分布零散、范圍廣闊的特點(diǎn)，自動售貨機(jī)在為消費(fèi)者帶來方便的同時，也為經(jīng)營者在監(jiān)控、管理、維護(hù)等方面帶來很大的不便。大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有 50 萬臺飲料自動售貨機(jī)。它又被稱為 24 小時營業(yè)的微型超市。 附錄四 部分組態(tài)聯(lián)機(jī)圖 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。 附錄二 PLC 程序 ...................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 programming。 configuration?；?PLC 的自動售貨系統(tǒng)穩(wěn)定性好，能實(shí)現(xiàn)長期的穩(wěn)定運(yùn)行。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目 :基于 PLC 和組態(tài)的自動售貨機(jī)系統(tǒng) 學(xué)院 (直屬系 ): 機(jī)械工程與自動化學(xué)院 年級專業(yè) : 09級機(jī)械電子工程 姓 名 : 學(xué) 號 : 332021010607139 指 導(dǎo) 教 師 : 完 成 時 間 : 2021 年 5 月 30 日 摘 要 本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用了大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的 CAD、 PLC、力控組態(tài) 等知識，完成對自動售貨機(jī)系統(tǒng) 的 控制和監(jiān)控 模擬 。文章首先對各功能組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括進(jìn)幣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、出貨機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和退幣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等，接著利用西門子PLCS7200 來實(shí)現(xiàn) 對 整個系統(tǒng)的控制，包括 CPU 的選型及模塊配置、主電路的設(shè)計(jì)和控制電路的設(shè)計(jì) 等 ，最后運(yùn)用力控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)了自動售貨機(jī)交易的真實(shí)畫面和環(huán)境的監(jiān)控模擬。 【關(guān)鍵詞】 自動售貨機(jī)；組態(tài)； PLC；編程；模擬 Abstract CAD, PLC and the power control configuration of such knowledge are mainly used in this design. The vending machine system for control and monitoring is pleted. This paper introduces the design of each function module structure design. It includes shipping structure design, the coin structure design and refund mechanism design. PLC of S7200 is used to realize to control the entire system. It is includes the selection and design of module configuration, the main circuit of CPU and control circuit design. The use of Sunwayland software is used to realize the monitoring of vending machine