【正文】 從自動售貨機(jī)的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。自動售貨機(jī)行業(yè)長期以來在美國、日本等國家得到迅猛發(fā)展，目前已在多個國家得到廣泛普及。 本設(shè)計研究的內(nèi)容本課題采用三菱FX2N系列PLC對飲料自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。（2） 通過對自動售貨機(jī)的售貨方法分析確定采用雙彈簧出貨機(jī)構(gòu)，直流電動機(jī)驅(qū)動。根據(jù)自動售貨機(jī)的功能選擇貨幣識別器和電動機(jī)以及接觸器的選擇。（4） 根據(jù)控制功能圖進(jìn)行性梯形圖設(shè)計，軟件這幾中要結(jié)合硬件的性質(zhì)選擇合適的數(shù)據(jù)寄存器以及根據(jù)功能使用合適的算法。2 自動售貨機(jī)的功能分析 自動售貨機(jī)主控單元的確定實現(xiàn)自動售貨機(jī)到的售貨功能最主要的是依靠主控單元。 PLC的部分功能PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其實質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計算機(jī)。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個完整的PLC系統(tǒng)，它們相輔相成，缺一不可。其中主機(jī)由中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出電路、外部設(shè)備接口、電源幾大部分組成。（2）以掃描方式接收來自輸入單元的輸入變量、狀態(tài)數(shù)據(jù)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)（3）利用錯誤校驗技術(shù)監(jiān)控存儲和通信狀態(tài)、診斷內(nèi)部電路的工作狀態(tài)、電源狀態(tài)和用戶編程中的語法錯誤。（5）響應(yīng)各種外圍設(shè)備的要求。根據(jù)存儲器在在系統(tǒng)中的作用，可將其分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)程序直接影響著PLC的整機(jī)性能。因此，系統(tǒng)程序需固化在只讀存儲器ROM中，作為PLC 的一部分提供給用戶，用戶無法改變系統(tǒng)程序的內(nèi)容。用戶程序存儲器用來存儲用戶編寫的程序，用戶數(shù)據(jù)存儲器用來存儲控制過程成中不斷改變的信息，如輸入/輸出信號、各種工作狀態(tài)、計數(shù)值、定時值、運(yùn)算的中間結(jié)果等。輸入模塊還需要將這些不同的電平信號轉(zhuǎn)換成CPU能識別的數(shù)字信號。 確定自動售貨機(jī)的主控單元為PLC單片機(jī)可以作為自動售貨機(jī)的核心結(jié)構(gòu)，價格也不太高，但如果電壓不穩(wěn)的話，單片機(jī)就有可能被損壞，所以雖然價格是選擇方案的一個因素，而可靠性是選擇時需要考慮的又一個因素。這無疑給企業(yè)增加了活力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。這是因為若用PLC不必改動外部設(shè)備接線，只要在軟件上做文章就可以了。這既經(jīng)濟(jì)又簡捷，可以達(dá)到事半功倍的目的。從方案的確立到技術(shù)、設(shè)計以及施工、圖面等方面，工作量很大，這勢必造成設(shè)計周期長。設(shè)計人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無誤地反映生產(chǎn)要求。開發(fā)這種軟件對優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，非常具有實際意義。在現(xiàn)在科技成果迅猛發(fā)展的今天，市場經(jīng)濟(jì)的競爭就是利用最小的投資獲取最大的利潤，為了使人們在生活購物中得到方便，就出現(xiàn)了自動售貨機(jī)。采用單片機(jī)作為控制核心，這樣不僅會在輸入輸出接口上做大量的工作，而且系統(tǒng)的抗干擾性也比較差。因為自動售貨機(jī)作為社會上完成商品零售和綜合服務(wù)的獨立設(shè)施，要求它的結(jié)構(gòu)必須可靠、穩(wěn)定和執(zhí)行效率高。因此選擇PLC為自動售貨機(jī)的主控單元。一種是彈簧出貨型售貨機(jī)，主要通過貨道彈簧的旋轉(zhuǎn)來出貨，是最為常見的商品輸出方式。只要商品尺寸與出貨彈簧匹配，就可以采用這種出貨方式。每個售貨動作均由精確的傳感器來控制，整個收獲過程精確、高效、自動化。第三種是升降臺出貨型售貨機(jī)，是一種輔助出貨系統(tǒng)，可以與彈簧出貨方式或者機(jī)械手推貨方式組合使用，減少商品掉貨時的損傷，用于易碎商品的售賣。這種結(jié)構(gòu)可以一目了然哪個貨道有貨無貨，既方便顧客選貨，又方便工作人員即使發(fā)現(xiàn)貨物剩余情況,在軟件部分也不用設(shè)置無貨報警。左右兩個螺旋體通過一對齒輪嚙合，一個螺旋體順時針旋轉(zhuǎn)則另一個螺旋體逆時針旋轉(zhuǎn)。由于采用雙螺旋體向上旋轉(zhuǎn)，對貨物的作用力除了有向前推力外還有向上和向貨到兩側(cè)的分力，能夠保證出貨的可靠性。 自動售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu)自動售貨機(jī)中儲存有一定量的飲料，每種飲料都要通過貨道而出去，因為該設(shè)計中售8種飲料，所以該售貨機(jī)可設(shè)置成8個貨道，而且為單貨道，即每種飲料占用一個貨道，這樣比較方便，如果以后需要擴(kuò)展賣更多種商品的話，根據(jù)商品的擺放設(shè)置多個雙推進(jìn)彈簧。飲料在售貨機(jī)種的存放形式為每個彈簧間隔固定一個單位飲料，并且每種飲料都要與彈簧螺距尺寸匹配，這樣可將飲料卡緊不致自動掉落。圖21 自動售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu)示意圖 自動售貨機(jī)的功能自動售貨機(jī)能夠?qū)λ度氲膸胖颠M(jìn)行累計，貨幣識別器提供該自動售貨機(jī)最基本的功能即從投幣口送入貨幣，然后經(jīng)過傳感器采集數(shù)據(jù)、識別判斷人民幣的面值；然后，識別器把信息傳給PLC；PLC根據(jù)所投入的硬幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種飲料，做出相應(yīng)的反應(yīng)。它具有投幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇和飲料供應(yīng)系統(tǒng)、退幣系統(tǒng)等來實現(xiàn)完整的售貨功能。售貨機(jī)中有8種商品，可樂2元，雪碧2元，芬達(dá)2元，健力寶2元。當(dāng)按下可樂按鈕時，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去可樂的價格同時啟動相應(yīng)的電機(jī)，提取可樂到出貨口。操作完成后不再購買而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。投幣狀態(tài)。購買狀態(tài)。驅(qū)動電機(jī)啟動，商品通過貨道掉落到取物口。自動售貨機(jī)計算退幣錢數(shù)并退幣。 自動售貨機(jī)的購物使用流程在自動售貨機(jī)上購物時，首先按下開始按鈕，就可以接著投幣了，如果，投幣后，不選擇飲料，可以直接按退幣按鈕，將會全額出幣。退出的錢都為硬幣，因為紙幣容易破損、褶皺、潮濕。而硬幣有規(guī)則，不易損壞，而且能循環(huán)使用。圖22 自動售貨機(jī)的使用流程3 自動售貨機(jī)的硬件部分自動售貨機(jī)的硬件部分包括主電路部分和控制電路部分的硬件。根據(jù)I/O分配表選擇出PLC，并列出外部接線圖。最后選擇自動售貨機(jī)上的主電路部分的硬件。圖31 自動售貨機(jī)控制部分硬件組成框圖 確定自動售貨機(jī)使用的PLC類型表31 PLC的I/O分配表輸入輸出 設(shè)備輸入 設(shè)備輸出開始按鈕SB0X000HL1Y0010．5元SB1X0011元燈HL2Y0021元SB2X0025元燈HL3Y0035元SB3X00310元燈HL4Y00410元SB4X00420元燈HL5Y00520元SB5X005可樂燈HL6Y006可樂按鈕SB6X006雪碧燈HL7Y007雪碧按鈕SB7X007純牛奶燈HL10Y010純牛奶按鈕SB10X010東方樹葉燈HL11Y011東方樹葉按鈕SB11X011芬達(dá)燈HL12Y012芬達(dá)按鈕SB12X012加多寶燈HL13Y013加多寶按鈕SB13X013健力寶燈HL14Y014健力寶按鈕SB14X014雀巢咖啡燈HL15Y015雀巢咖啡按鈕SB15X015可樂出口YV1Y016退幣按鈕SB16X016雪碧出口YV2Y017——————純牛奶出口YV3Y020——————東方樹葉出口YV4Y021——————芬達(dá)出口YV5Y022——————加多寶出口YV6Y023——————健力寶出口YV7Y024——————雀巢咖啡出口YV8Y025——————1元退幣YV13Y026——————YV14Y027——————退幣口燈HL16Y030——————貨幣不足燈HL17YO31——————取物口燈HL18Y032PLC控制在邏輯上方便、控制速度高、更靈活且便于維護(hù)。單片機(jī)是一種集成電路，不具可比性。從工程角度上說：對于單項或重復(fù)極少的項目，采用PLC是更明智、快捷的途徑。對于自動售貨機(jī)的設(shè)計來說。用PLC來控制是最好的選擇。但分析各種廠家生產(chǎn)的PLC。所以我選用了三菱型PLC來進(jìn)行自動售貨機(jī)的控制。輸出點包括5個貨幣識別指示燈、8個飲料指示燈、8個飲料輸出、2個退幣以及3個特殊的指示燈。關(guān)于PLC的具體分配如上表31所示。各種指示燈和接觸器可以用同一個電源，因此，不用將各個輸出分開個供電。雖然PLC輸出端有多個COM口，但由于各個點所接電壓相同，所以，圖中未顯示所