【正文】 業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)在美國(guó)、日本等國(guó)家得到迅猛發(fā)展，目前已在多個(gè)國(guó)家得到廣泛普及。 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容本課題采用三菱FX2N系列PLC對(duì)飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2） 通過(guò)對(duì)自動(dòng)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)的功能選擇貨幣識(shí)別器和電動(dòng)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(jì)，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(dòng)售貨機(jī)的功能分析 自動(dòng)售貨機(jī)主控單元的確定實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)控制裝置，其實(shí)質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個(gè)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(chǔ)器、輸入/輸出電路、外部設(shè)備接口、電源幾大部分組成。（2）以?huà)呙璺绞浇邮諄?lái)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(chǔ)區(qū)（3）利用錯(cuò)誤校驗(yàn)技術(shù)監(jiān)控存儲(chǔ)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(hù)編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。（5）響應(yīng)各種外圍設(shè)備的要求。根據(jù)存儲(chǔ)器在在系統(tǒng)中的作用，可將其分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶(hù)存儲(chǔ)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(chǔ)器ROM中，作為PLC 的一部分提供給用戶(hù)，用戶(hù)無(wú)法改變系統(tǒng)程序的內(nèi)容。用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)編寫(xiě)的程序，用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)控制過(guò)程成中不斷改變的信息，如輸入/輸出信號(hào)、各種工作狀態(tài)、計(jì)數(shù)值、定時(shí)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(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。 確定自動(dòng)售貨機(jī)的主控單元為PLC單片機(jī)可以作為自動(dòng)售貨機(jī)的核心結(jié)構(gòu)，價(jià)格也不太高，但如果電壓不穩(wěn)的話(huà)，單片機(jī)就有可能被損壞，所以雖然價(jià)格是選擇方案的一個(gè)因素，而可靠性是選擇時(shí)需要考慮的又一個(gè)因素。這無(wú)疑給企業(yè)增加了活力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。這是因?yàn)槿粲肞LC不必改動(dòng)外部設(shè)備接線(xiàn)，只要在軟件上做文章就可以了。這既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)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(jì)以及施工、圖面等方面，工作量很大，這勢(shì)必造成設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來(lái)輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無(wú)誤地反映生產(chǎn)要求。開(kāi)發(fā)這種軟件對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，非常具有實(shí)際意義。在現(xiàn)在科技成果迅猛發(fā)展的今天，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)就是利用最小的投資獲取最大的利潤(rùn)，為了使人們?cè)谏钯?gòu)物中得到方便，就出現(xiàn)了自動(dòng)售貨機(jī)。采用單片機(jī)作為控制核心，這樣不僅會(huì)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?yàn)樽詣?dòng)售貨機(jī)作為社會(huì)上完成商品零售和綜合服務(wù)的獨(dú)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(dòng)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(guò)貨道彈簧的旋轉(zhuǎn)來(lái)出貨，是最為常見(jiàn)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(gè)售貨動(dòng)作均由精確的傳感器來(lái)控制，整個(gè)收獲過(guò)程精確、高效、自動(dòng)化。第三種是升降臺(tái)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(shí)的損傷，用于易碎商品的售賣(mài)。這種結(jié)構(gòu)可以一目了然哪個(gè)貨道有貨無(wú)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(wú)貨報(bào)警。左右兩個(gè)螺旋體通過(guò)一對(duì)齒輪嚙合，一個(gè)螺旋體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)則另一個(gè)螺旋體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。由于采用雙螺旋體向上旋轉(zhuǎn)，對(duì)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(dòng)售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu)自動(dòng)售貨機(jī)中儲(chǔ)存有一定量的飲料，每種飲料都要通過(guò)貨道而出去，因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)中售8種飲料，所以該售貨機(jī)可設(shè)置成8個(gè)貨道，而且為單貨道，即每種飲料占用一個(gè)貨道，這樣比較方便，如果以后需要擴(kuò)展賣(mài)更多種商品的話(huà)，根據(jù)商品的擺放設(shè)置多個(gè)雙推進(jìn)彈簧。飲料在售貨機(jī)種的存放形式為每個(gè)彈簧間隔固定一個(gè)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(dòng)掉落。圖21 自動(dòng)售貨機(jī)的空間結(jié)構(gòu)示意圖 自動(dòng)售貨機(jī)的功能自動(dòng)售貨機(jī)能夠?qū)λ度氲膸胖颠M(jìn)行累計(jì)，貨幣識(shí)別器提供該自動(dòng)售貨機(jī)最基本的功能即從投幣口送入貨幣，然后經(jīng)過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)、識(shí)別判斷人民幣的面值；然后，識(shí)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(gòu)買(mǎi)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(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨功能。售貨機(jī)中有8種商品，可樂(lè)2元，雪碧2元，芬達(dá)2元，健力寶2元。當(dāng)按下可樂(lè)按鈕時(shí)，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(lè)的價(jià)格同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)，提取可樂(lè)到出貨口。操作完成后不再購(gòu)買(mǎi)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(shí)別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。投幣狀態(tài)。購(gòu)買(mǎi)狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，商品通過(guò)貨道掉落到取物口。自動(dòng)售貨機(jī)計(jì)算退幣錢(qián)數(shù)并退幣。 自動(dòng)售貨機(jī)的購(gòu)物使用流程在自動(dòng)售貨機(jī)上購(gòu)物時(shí)，首先按下開(kāi)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(huì)全額出幣。退出的錢(qián)都為硬幣，因?yàn)榧垘湃菀灼茡p、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(dòng)售貨機(jī)的使用流程3 自動(dòng)售貨機(jī)的硬件部分自動(dòng)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(xiàn)圖。最后選擇自動(dòng)售貨機(jī)上的主電路部分的硬件。圖31 自動(dòng)售貨機(jī)控制部分硬件組成框圖 確定自動(dòng)售貨機(jī)使用的PLC類(lèi)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(kāi)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(lè)燈HL6Y006可樂(lè)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(shù)葉燈HL11Y011東方樹(shù)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(lè)出口YV1Y016退幣按鈕SB16X016雪碧出口YV2Y017——————純牛奶出口YV3Y020——————東方樹(shù)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(shuō)：對(duì)于單項(xiàng)或重復(fù)極少的項(xiàng)目，采用PLC是更明智、快捷的途徑。對(duì)于自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)。用PLC來(lái)控制是最好的選擇。但分析各種廠(chǎng)家生產(chǎn)的PLC。所以我選用了三菱型PLC來(lái)進(jìn)行自動(dòng)售貨機(jī)的控制。輸出點(diǎn)包括5個(gè)貨幣識(shí)別指示燈、8個(gè)飲料指示燈、8個(gè)飲料輸出、2個(gè)退幣以及3個(gè)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(gè)電源，因此，不用將各個(gè)輸出分開(kāi)個(gè)供電。雖然PLC輸出端有多個(gè)COM口，但由于各個(gè)點(diǎn)所接電壓相同，所以，圖中未顯示所有的COM口。X0X0X0X