【正文】 2 硬件的選擇 硬件電路組成框圖 圖 21 當售貨機有錢幣投入時，會經過硬幣識別器和紙幣識別器 ，在真幣的情況下將信號送到 PLC 的輸入端，此時，可以按下各選擇按鈕，選擇按鈕的信號送到 PLC 后相應的輸出端子得電，使輸出繼電器得電輸出飲料。當購買完畢按下焦作大學畢業(yè)論文 2 硬件的選擇 4 退幣按鈕退幣。 主要硬件選擇 硬幣識別器 硬幣識別原理 主要識別指標：材質、厚度、直徑。工作狀態(tài)下，線圈及其外圍電路會以一個特殊的頻率振蕩（多個線圈的話頻率各不相同），當硬幣以垂直或平行于線圈平面的方式穿過時（不同產品方式不同），會引起振蕩頻率的變化。 厚度是沒有東西專門測的，實際上這個指標是和材質一起測。 直徑 —— 老式的識別裝置用光電管隊列來識別直徑，排列組合得當的話，識別精度也不低（可答 ）。適用于人民幣。功耗：靜能 ；動能 工作溫度： 20℃～ +50℃ 焦作大學畢業(yè)論文 2 硬件的選擇 5 紙幣識別器 紙幣識別原理 把正常的鈔票在各傳感器接收到的信號進行統(tǒng)計取樣、識別，并寄存起來，作為檢測的依據。 型號 電壓 ： DC +12V +5% 電流 ： 待機 工作 2A 工作溫度 ： 0176。 C 保存溫度 ： 20176。 C 濕度： 30% ～ 85% RH ( no condensation ) 重量： 插入方向：任意方向 識別時間： 秒 電磁閥的選擇 國內外的電磁閥從原理上分為三大類 (即：直動式、分步直動式、先導式 )，而從閥瓣結構和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個分支小類 (直動膜片結構、分步膜片 結構、先導式膜片結構、直動活塞結構、分步活塞結構、先導活塞結構 ) 。 直動式電磁閥 原理：通電時，電磁線圈產生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧力把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。 圖 22 圖 23 焦作大學畢業(yè)論文 2 硬件的選擇 6 PLC的選擇 目前，自動售貨機的核心是單片機，可是一但輸出電壓不穩(wěn)定，單片機就容易發(fā)熱造成爆裂，可靠性低等缺點，而 PLC 不但可以實現(xiàn)類似的控制功能，還具有性能可靠、電壓使用范圍廣、靈活通 用、易于編程、使用方便等特點，并且提高了自動售貨機系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠保證自動售貨機能夠長期穩(wěn)定運行；因此近年來在工業(yè)自動控制、機電一體化、改造傳統(tǒng)產業(yè)等方面得到普遍應用。此次，我選擇的是西門子 S7200 的 PLC。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類 型的機械或生產過程。 PLC 的簡介 PLC 是以 CPU 為核心，綜合了計算機技術和通信技術發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（ PLC、機器人和 CAD/CAM）之一。日本的幾個廠家為三菱、富士 。美國的幾個廠家為德州食品公司、通用電器公司、歌德公司、數字設備公司等。 日本三菱電機公司（ MITSUBISHI）于 1971 年開始研制 PLC，目前主要有F1,F2,FX,K,A 等十幾個系列幾十種產品 ， 在我國（主要是華東和華南地區(qū)）的工業(yè)控制領域具有一定的市場占有率。 PLC 通電后，首先對硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復不停地分階段處理各種不同的任務（見圖 21）。 PLC的循環(huán)掃描工作 對每個程序， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉指令，則從則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結束符后又返回第一條指令，如此周而復始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。 （ 1） 輸 入刷新階段 在輸入刷新階段， CPU 掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。 （ 2） 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應的邏輯運算結果存入對應的內部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 圖 32 PLC的掃描全過程 PLC的硬件組成 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、擴展接口、電源等幾部分組成。 焦作大學畢業(yè)論文 3 PLC的概述 10 圖 33 PLC硬件結構圖 PLC的編程語言 PLC 為用戶提供了完善的編程語言來滿足編制用戶程序要求。 PLC的特點 （ 1）抗干擾能力強，可靠性好 I/O 系統(tǒng)設計有完善的通道保護與信號調理電路；在結構上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。 （ 3）編程方便，易于使用 PLC 程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。 （ 5）設計、施工、調試、的周期短 PLC 采用模塊化積木式結構，故僅需按性能、容量等選用組裝，因而縮短了設計周期，使設計和施工可同時進行。 （ 7）易于實現(xiàn)網絡化 PLC 可連成功能很強的網絡系統(tǒng)。焦作大學畢業(yè)論文 4 PLC控制自動售貨機設計 12 4 PLC控制自動售貨機設計 工作流程 自動售貨機是機電一體化的自動化裝置，在 接收 到貨幣已輸入的前 提下，靠觸摸控制按扭輸入信號使控制器啟動相關位置的機械裝置 來 完成規(guī)定動作 ， 將貨物輸出。在 20 秒之內，自動售貨機將自動找出零幣或用戶旋轉退幣旋鈕，退出零幣 ； （ 5） 從退幣口取出零幣完成此次交 易。 PLC 通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數據，以這些數據作為 PLC 對被控對象進行控制的依據；同時 PLC 又通過輸出接口將處理結果送給被控對象，以實現(xiàn)控制目的。 表 41自動售貨機 PLC控制 I/O地址分配表 輸入信號 PLC 地址 輸出信號 PLC 地址 找零按鈕 五角食品紅燈（售完） 五角食品按鈕 一元食品紅 燈（售完） 一元食品按鈕 一元飲料紅燈（售完） 一元飲料按鈕 二元飲料紅燈（售完） 二元飲料按鈕 二元日用紅燈（售完） 焦作大學畢業(yè)論文 4 PLC控制自動售貨機設計 13 二元日用按鈕 三元日用紅燈（售完） 三元日用按鈕 找零 五角投幣按鈕 五角食品出口 一元投幣按鈕 一元食品出口 五角找零按鈕 一元飲料出口 一元找零按鈕 二元飲料出口 五角食品行程開 關 二元日用出口 一元食品行程開關 三元日用出口 一元飲料行程開關 五角食品綠燈（可購買） 二元飲料行程開關 一元食品綠燈（可購買） 二元日用行程開關 一元飲料綠燈（可購買） 三元日用行程開關 二元飲料綠燈（可購買） 二元日用綠燈（可購買） 三元日用綠燈（可購買） I/O 接口圖 此次自動售貨機的 I/O 接口圖如圖 41 所示， SB2SB7 是物品選擇按鈕，當投入貨幣物品綠燈亮（ ）。 焦作大學畢業(yè)論文 4 PLC控制自動售貨機設計 14 圖 41自動售貨機 PLC控制 I/O接口圖 焦作大學畢業(yè)論文 5 自動售貨機的 PLC設計 15 5 自動售貨機的 PLC 控制 系統(tǒng)設計 控制系統(tǒng)設計的基本原則 任何一種 電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)生產設備或生產過程的控制要求和工藝需要，從而提高產品質量和生產效率。 定時器是 PLC 中重要的編程元件，是累計時間增量的內部器 件。定時器得電時，常閉觸點打開，常開觸點閉合，定時器的當前值、設定值均為 10 位有符號整數（ INT），允許最大值為 32767。 表 51 定時器指令 梯形圖 功能、注釋 TON 接通延時定時器 TOF 斷開延時定時器 TONR 保持型接通延時定時器 BITIM 起動間隔定時器 焦作大學畢業(yè)論文 5 自動售貨機的 PLC設計 16 CITIM 計算間隔定時器 自動售貨機 PLC 控制程序設計 本次設計的自 動售貨機主要銷售食品、飲料、日用三大類，而食品有五角和一元，飲料有一元和二元，日用有二元和三元共六種。 圖 52 自動售貨機模擬操作面板 本設計統(tǒng)一采用按鈕開關模擬物品選擇，按鈕內有綠燈和紅燈分別表示可購買物品和物品銷售完；指示燈模擬物品輸出及找零如圖 41所示 焦作大學畢業(yè)論文 6 設計總結 25 6 設計總結 論文在講述了自動售貨機的發(fā)展過程，以及國內外發(fā)展的現(xiàn)狀。根據畢業(yè)設計任務書的設計要求， 以 S7200 型 PLC 為主控制器 ，采用順序控制的程序設計思路，設計了系統(tǒng)控制程序，包括投幣程序、比較選擇購買程序和退幣程序 等等， 通過本次論文設計，使我對 PLC 控制的知識有了更深層次的認識，同時通過多次上機操作，我對計算計的運用能力也有很大的提高，而在論文設計中通過查閱文獻，搜集資料，綜合分析等方面的訓練，使我綜合運用各方面知識，分析解決實際問題的能力也得到了很大的提高。 本次自動售貨 機設計方案比較簡單，造價也比較便宜，操作簡便，適合投放在學校、醫(yī)院、超市等公共場合。不完善的部分和功能的增加有待于進一步的設計和調試。在學習中，老師嚴謹求實的教學風范、認真的工作態(tài)度都是值得我學習的，他的這種精神也將永遠激勵我向前進。同時還要感謝幫助我的其他同學和老師們， 正是由于他們給予了我耐心的幫助和關心支持，我才能在學習和其他方面有更一步的提高，才能更加豐富和完善自己。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! 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