【正文】 以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。同時還要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員等緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 總體設計方案 16 題。 （ 1）最大限度地滿足被控對象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計 PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計過程中最重要的一條原則。 PLC控制系統(tǒng)設計編程要求及基本原則 PLC控制系統(tǒng)設計編程要求 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。在使用 PLC較多的情況下，這樣的差價當然是必須考慮的因數。這就要求用戶對市場上流行的 PLC品種有一個詳細的了解，以便做出正確的選擇。 對第二個問題，則有以下幾個方面要考慮： （ 1） 功能方面 所有 PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對某些特殊要求，就要知道所選用的 PLC是否有能力控制任務。因為 PLC的輸出點一般是幾個一組共用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級，所以一旦它們是交流 220V的負載使用，則直流 24V的負載只能使用其他的輸出端了，這樣有可能造成輸出點浪費，增加成本，所以要盡可能選擇相同等級和種類的負載，比如使用交流 220V的指示燈等。 對第一個問題，首先要對控制任務進行詳細的分析，把所有的 I/O點找出來，包括開關量 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。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 總體設計方案 15 PLC的選擇 當某一個控制任務決定由 PLC來完成后，選擇 PLC就成為最重要的事情。 （ 4）累計及自測功能系統(tǒng) 自動售貨機 CPU在每次售出商品后，向售出累計存儲器中累計售出數據，通過售貨機內部的按鍵可在金額顯示窗中讀到累計結果。此時可按下購貨按鈕，由 CPU檢測到購貨信號后，如金額累計存儲器中數值與預設價格相等，則通過并行擴展接口驅動電磁閥或微電機驅動出商品，并將金額累計存儲器清零，完成一次售貨過程；如累計金額大于預設價格時，驅動商品后，相減差額由信號驅動退幣，實現(xiàn)售貨和退幣找零功能。此外，在簡易型售貨機中，由于出售商品種類少，價格變化小，使用幣種單一，也可用硬件來設置價格，采用撥碼開關對應方式，結構簡單、操作方便。 控制子系統(tǒng)由以下四個部分組成 : （ 1）售貨價格系統(tǒng) 自動售貨機售出的同類商品可分若干品種，其售前設定價格須預先貯存在控制系統(tǒng)內。 （ 2）工作流程 首先開機 后要自檢各個部件的狀態(tài)是否正常，若不正常要顯示錯誤信息，方便運營人員及時修復；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，等待消費者投錢和選擇商品，若有人選擇商品，等錢幣投入自 動 售 貨 機 硬 件 系 統(tǒng) 溫控模塊 銷售模塊 人機模塊 通訊模塊 貨幣識別模塊 主控模塊 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 總體設計方案 14 后就開始執(zhí)行銷售模塊，將產品送出，并找零錢。 ： 主要包括紙幣識別器、硬幣識別器、硬幣找零系統(tǒng)等，它主要實現(xiàn)識別真假紙幣 (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。 ：包括鍵盤和顯示，有的機器還加上了顯示屏，可以投放廣告。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 總體設計方案 13 第 3章 總體設計方案 自動售貨機控制系統(tǒng) （ 1） 組成部分 圖 31 自動售貨機硬件系統(tǒng)組成部分 1. 溫控模塊：溫度采集和加熱制冷控制。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字連接器圖 形卡直接向 LCD顯示器傳送數字信號。這主要是因為目前桌面系統(tǒng)河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機硬件結構設計 12 中的絕大多數標準顯卡仍然是在將視頻信息由最初的數字信號轉化為模擬信號之后再傳送給顯示器顯示。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 的幫助實現(xiàn)模擬分辨率。 TFT LCD技術能夠 顯示更加清晰，明亮的圖象。 通常，在彩色 LCD面板中，每一個像素都是由三個液晶單元格構成，其中每一個單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍色的過濾器。液晶層中的水晶液滴都被包含在細小的單元格結構中，一個或多個單元格構成屏幕上的一個像素。位于最后面的一層是由熒光物質組成的可 以發(fā)射光線的背光層。如果對分子的排列加以適當的控制，液晶分子將會允許光線穿越。液晶顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通電時導通，使液晶排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時，排列則變得混亂，阻止光線通過。 顯示裝置 液晶顯示器 (LCD)是現(xiàn)在非常普遍的顯示器 ,廣泛應用于各種電子產品，具有體積小、重量輕、省電、輻射低、易于攜帶等優(yōu)點。在槽輪擺動的后半周 ,槽的開口向上轉到向下 ,并帶動一個罐體向出貨側擺動 ,同時槽輪的阻貨面擋住后面的罐體 ,電機停止工作 ,這樣就 完成一個罐體的售出。 本文所設計的罐體送出機構主要由槽輪、推拉桿、推拉銷、直線步進電機和前后兩邊側板構成 ,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 .如下送出機構示意圖 8 所示 . 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機硬件結構設計 10 圖 8 送出機構示意圖 送出機構主要通過直線步進電機帶動推拉桿和推拉銷 ,促使槽輪繞著轉動中心作往返轉動 .直線步進電機運作一次 ,使槽輪上下各擺動一次 .同時 ,在前后兩邊的側板上有導向槽 ,推拉銷在 導向槽內來回運動 ,導向槽的作用是限定推拉桿的運動方向和槽輪擺動角度。這種機構要求電機有較高的轉動精度。這種送出機構也需要較大的轉矩來帶動和占用較大的空間，而且會發(fā)生卡死現(xiàn)象。這種送出機構應用最為廣泛，它要求電機的轉矩較大，造價成本較高。 貨幣處理裝置流程如圖 22 檢測 22貨幣處理裝置流程圖 送出機構 目前，應用于自動售貨機上的商品送出機構種類較多，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)定的基準狀態(tài) 外部裝置 外部輸出裝置 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機硬件結構設計 9 機構。 根據設計中對自動售貨機的要求，選擇平面式貯幣，電磁閥退幣。不同的材質具有不同的磁場變化，可以通過電子技術進行分析、探查和識別，更高級的檢測還可以運用頻譜分析。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 自動售貨機硬件結構設計 8 貨幣處理裝置 貨幣處理裝置包括：檢測貨幣投入狀態(tài)的投入狀態(tài)檢測裝置；檢測有無貨幣退還操作的退還操作檢測裝置；在投入狀態(tài)及投入貨幣退還操作的有無達到規(guī)定的基準狀態(tài)時，將說得到的基準狀態(tài)信號利用所外部；連接裝置向投入外部裝置輸出的狀態(tài)輸出裝置。 電機有三根線：電源、地線和反饋信號 (電機轉一圈 送出一個低電平 )。綜合考慮選擇電機為L293D步進驅動電機。我們通常應用的電機大部分是選用 4極 1500r/min 的電機，因為這種額定轉速的電機適應范圍廣，而且其功率因數和工作效率也較高。若能選擇轉速愈高的電動機，則經濟性愈好，但若由此而引起電動機與被拖動機械間的轉速相差過大時，所需裝設減速裝置的傳動級數就越多，這就會加大設備成本及傳動的能量損耗。電動機每分鐘的轉數通常有 3000、 1500、 1000、 750及 600等多種，異步電動機額定轉速由于存在轉差率，一般要比上述轉速低 2％～ 5%。當電動機容量超過約 200KW 時，建議使用者選擇 3KV、 6KV 或 10KV 的高壓電機。 我國規(guī)定的低電壓標準為 220/380V，高壓配電電壓大多數為 10KV。至于潛水泵用電機，則應采用完全密封式，以保證在水中工作時不被潮氣侵入，當電動機在有火災或爆炸危險的環(huán)境中時，應注意必須選用防爆式。電動機的防護型式有開啟式、防護式、封閉式、防爆式、潛水式等數種。在一般情況下應盡量選用臥式電動機，只有在需要垂直運轉的場合（如立式深井水泵以及鉆床等），為了簡化傳動裝置時才考慮采用立式電動機（因為它的價格較貴）。該電動機的結構型式按其安裝位置的不同可分為臥式和立式兩種。 ② 繞線型電動機的價格較籠型電動機高，但是它的機械特性可通過轉子外加電阻的辦法加以調節(jié)，因而能限制起動電流并提高起動轉矩，故它可適用于電源容量 較小，電動機功率較大或有調速要求的場合，如某些起重設備、卷揚提升設備、鍛壓機及重型機床的橫梁移動等。因為它具有簡單、堅固耐用、工作可靠、價格低廉和維護方便等優(yōu)點，但是它的缺點是調速困難、功率因數低、起動電流較大和起動轉矩較小。綜合以上方面考慮，最后在 電機 產品目錄中選擇與要求相符的電動機，如果產品目錄中所列電動機不能滿足生產機械的某些特殊要求，則可向電機生產廠家單獨定制。其中， CPU 是 PLC 的核心；輸入單元 /輸出單元是 CPU 與現(xiàn)場輸入 /輸出設備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計算機等外部設備，其硬件結構圖如 圖 21 硬件結構圖 21 電機的選擇 電動機 選擇的參考因素主要包括：電動機型式、電壓與轉速；電動機型式種類；電動機防護型式的選擇；電動機電壓和轉速。 從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，大量生產，大量消費以及消費模式和銷售環(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生，人工費用也不斷上升，在加上場地的局限性和購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器也就有了其相當可觀的前景 。在夏季電力消費高峰時 ，這種機型的自動售貨機即使在關掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動售貨機相比，它能夠節(jié)約 10－ 15％的電力。 初 始 狀 態(tài)投 幣 狀 態(tài)購 買 狀 態(tài)退 幣 狀 態(tài)按 下退 幣按 鈕投 入 硬 幣按 下 選 擇 按 鈕是 否 有 剩 余NY 圖 11自動售貨機工作流程 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 緒論 3 現(xiàn)在，自動售貨機產業(yè)正在走向信息化并進一步實現(xiàn)合理化。此時售貨機繼續(xù)等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時不再購買而按下退幣按鈕，售貨機則要進行退幣操作，退回相應的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易?，F(xiàn)投入 1個 1元硬幣，當投入的貨幣超過 01商品的價格時， 01商品的選擇按鈕處應有變化，提示可以購買，其他商品同此。 售貨機的基本功能就是對投入的貨幣進行運算，并根據貨幣數值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應的反應。本次設計河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 緒論 2 就在于結合 PLC 的種種優(yōu)點聯(lián)系實際情況來彌補原有系統(tǒng)的不足，利用 PLC 控制的自動售貨機提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證了自動售貨機能夠長期穩(wěn)定的運行。自動售貨機 已 在國內普及，并成為城市現(xiàn)代文明程度的一種象征性標志 。通過自動售貨機進行自助購物正逐漸成為市民的一種新的消費時尚，快捷方便的購物方式滿足了人們在當今科技高速發(fā)展的現(xiàn)代社會追求高品質生活的需要。 自動售貨機設計目的和意義 面對當前快速商品社會，人們的時間觀念越來越重，如何才能更快的購買到顧客自己所需的商品，這都是顧客和商家共同面臨的問題。 利用三菱 FX2N PLC 控制的自動售貨機提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證自動售貨機能夠長期穩(wěn)定運行。 傳統(tǒng)的自動售貨機多采用單片機控制方案，系統(tǒng)硬件設計復雜，抗干擾能力相對較差，很難保證系統(tǒng)的 可靠性和穩(wěn)定性，維護維修困難。 自動售貨機行業(yè)長期以來在美國、日本等國家得到迅猛發(fā)展，目前已在 45個國家得到廣泛普及。 關鍵詞： 自動售貨機，可編程序控制器，梯形圖