【正文】 YV14 Y027 —— —— —— 退幣口燈 HL16 Y030 —— —— —— 貨幣不足燈 HL17 YO31 —— —— —— 取物口燈 HL18 Y032 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 11 PLC 控制在邏輯上方便、控制速度高、更靈活且便于維護。單片機是一種集成電路，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 來進行自動售貨機的控制。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，圖中未顯示所有的 COM 口。 X0 X0 X0 X0 X05 分別為代表 元、 1 元硬幣和 5元、 10 元、 20 元紙幣的 投入 。 該 PLC 自動售貨機 I/O 接線圖中， PLC 元件 X006， X007， X010， X01 X01X01 X01 X015 是選擇控制 按鈕，選擇可樂，雪碧，純牛奶、東方樹葉、芬達、加多寶、健力寶、雀巢咖啡。當投幣，選擇可樂、雪碧、純牛奶、東方樹葉、芬達、加多寶、健力寶、雀巢咖啡時的指示引導(dǎo)購物作用。 確定了 PLC 的類型，又完成了對各個點的分配，那么 PLC 的外部接線圖如下 32所示。貨幣識別器是自動售貨 機中的重要部分，幾乎所有的操作都是在識別器工作正常的前提下才能發(fā)生的。 硬幣識別器分為三部分，一是投幣段，一是進幣段，再是退幣段。 東方樹葉按鈕雀巢咖啡按鈕X 00X 01X 02X 03X 04X 05X 06X 07X 10X 11X 12X 13X 14X 15X 16Y 01Y 02Y 03Y 04Y 05Y 06Y 07Y 10Y 11Y 12Y 13Y 14Y 15Y 16Y 17Y 20Y 21Y 22Y 23Y 24Y 25Y 26Y 27Y 30Y 31Y 32COM 1COMSB 6SB 7SB 10SB 11SB 12SB 13SB 14SB 15SB 16開始按鈕可樂按鈕雪碧按鈕純牛奶按鈕芬達按鈕加多寶按鈕健力寶按鈕退幣按鈕DC 24 V0 . 5 元燈1 元燈5 元燈10 元燈20 元燈可樂燈雪碧燈純牛奶燈東方樹葉燈芬達燈加多寶燈健力寶燈雀巢咖啡燈可樂雪碧純牛奶東方樹葉芬達加多寶健力寶雀巢咖啡1 元電磁閥0 . 5 元電磁閥退幣口燈貨幣不足燈取物口燈KM 1KM 2KM 3KM 4KM 5KM 6KM 7KM 8KM 9KM 10FX 2 N 64 MRSB 0SB 2SB 3SB 4SB 5SB 1 0 . 5 元1 元5 元10 元20 元硬幣紙幣河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 13 硬幣的識別原理 硬幣識別器的總體思想是通過真假硬幣通過兩種傳感器時電容和電感參數(shù)的改變量不同來辨別。 復(fù)合式硬幣識別器的原理：復(fù)合式硬幣識別器主要是由平板電容傳感器、和電感線圈傳感器、檢 測電路、單片機控制電路組成。通過與電容傳感器配用的交流電橋?qū)㈦娙莸淖兓D(zhuǎn)換為電壓信號，再通過放大電路將信號放大進入單相橋式整流濾波電路將交流變?yōu)橹绷鞑V去干擾信號在通過電壓比較器后輸入 AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳入控制電路。當硬幣通過電感線圈時也會使電感量改變，通過電感式傳感器配用的交 流電橋電路使電感的改變轉(zhuǎn)換為電壓信號，由于硬幣通過傳感器的時間比較短，所以所獲得的信號比較微弱，因此需要在信號輸出口連接一個放大電路使信號放大。在整個過程中也需要連接有濾波電路輸入單片機。找零功能的完成與貯幣腔的機械設(shè)計有關(guān)。 貨幣識別器通過通信傳達信息給 PLC。 表 32 硬 幣識別器選型 硬 幣識別器 工作電壓 工作電流 工作溫度 BD8G DC +12V 2A 20176。C 紙幣的識別原理 紙幣識別器是由主控部分、傳感器、去等組件、 A/D 轉(zhuǎn)換器、外部存儲、電機、模式選擇、電源版等組成的一個單片機控制系統(tǒng)。把正常鈔票在個傳感器中的信號進行統(tǒng)計取樣、識別，并寄存下來，作為檢測的依據(jù)。若有較大差異，則使電機反轉(zhuǎn)。 人民幣的制作一般采用的時專門的紙張，假鈔通常是采用經(jīng)過漂白處理的普通紙張。因此，紫外線可以檢測紙幣真?zhèn)巍? 紙幣識別器由雙向微型電機和捻紙皮帶組成傳動機構(gòu)，檢測則由熒光檢測、光敏電阻和紅外線對管等組成。也通過 通信傳達給 PLC 以實現(xiàn)控制。 表 33 紙幣識別器選型 紙幣識別器 工作電壓 工作電流 工作溫度 TCN73B DC +12V 2A 0176。C 自動售貨機電機及其它選擇 （ 1）自動售貨機上有多個電動機，在飲料的輸出部分，是由電動機帶動彈簧旋轉(zhuǎn)一圈將飲料轉(zhuǎn)出，每種飲料輸出都要有一個電動機驅(qū)動， 因此，需要選擇適當?shù)碾妱訖C。但是 要使用 直流 減速電機， 這樣可以增大扭矩，使飲料的彈出得到保證。 表 34 電動機 選型 減速電機 額定電壓 額定功率 轉(zhuǎn)速 減速比 XINX37JS DC +12V 3W 1： 10 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 （ 2）接觸器的選擇 因為使用的是直流電機，所以選用 24V直流接觸器。直流接觸器的操作頻 率較高。首先做出能完成自動售貨機要求的梯形圖，然后對梯形圖調(diào)試，最后， MCGS 組態(tài)軟件仿真。 顯示可購買，按下退幣按鈕可退幣。如果 C10 當前值小于 10，則 M10=1；如果 C10 當前值大于 10，則 M12=1；如果 C10 當前值等于 10，則M11=1。 當 X000 為 1 時，（ D0） +（ D5） =（ D6），運算是代數(shù)運算 圖 43 加法運算使用說明圖 減法運算：減法運算指令是把指定的源元件中的二進制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標元件中，如圖 33 所示。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 18 圖 44 減法運算使用說明圖 自動售貨機的控制程序 程序部分可分為 5 個部分。 啟動部分：設(shè)置啟動按鈕，當按下時， X000 置 1，松開時斷開。 圖 47 比較部分程序 可購買顯示部分和飲料選擇部分：即當投入的總金額購買某種飲料時，飲料所對應(yīng)的指示燈亮。因為選擇飲料時都是按鈕操作，所以選擇部分的輔助繼電器要自鎖。如上圖 49 所示。由于紙幣容易磨損，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 25 所以退幣只推 1 元和 5 角的硬幣。 圖 413(a) 退幣復(fù)位部分 圖 413(b) 退幣復(fù)位部分 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 26 程序的調(diào)試部分 GX Developer GX Developer 是三菱 PLC 的編程軟件。支持梯形圖、指令表、 SFC、 ST、及 FB、 Label 語言從程序設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫 PLC 程序功能。在幫助中有 CPU 錯誤，特殊繼電器 /特殊寄存器的說明，所以對于在線中發(fā)生錯誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利。 此次使用到的調(diào)試軟件是 GXSimulator6c，它是 GX Developer 的一部分。 按下梯形圖邏輯測試啟動 /結(jié)束按鈕，等待程序?qū)懭?PLC 中，然后梯形圖中就會顯示有藍色部分，一般常閉觸點都為藍色，表示接通，數(shù)據(jù)存儲器為顯示為 0 圖 414 進入調(diào)試數(shù)據(jù)寄存器的初始狀態(tài) 在菜單欄的 “在線 ”欄中選擇調(diào)試 軟元件測試。在 10s 內(nèi)迅速按 X001 按鈕 5 次（標志投入 5 元），再按下 X015 按鈕（表示買雀巢咖啡）。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 28 圖 418 退幣前的狀態(tài) 圖 419 退幣后狀態(tài) 基于 MCGS組態(tài)的自動售貨機仿真 MCGS(Monitor and Control Generated System，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng) )是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于 Windows 平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制。此次使用的是通用版。 MCGS 組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同 的工作，具有不同的特性。雖然軟件中有圖庫，庫里面都是工程商用的設(shè)備，比如電機，閥、儲藏罐。使用組態(tài)軟件做自動售貨機，最后想要得到的效果是，按下一個按鈕時，相應(yīng)的指示燈亮。打開 MCGS 組態(tài)環(huán)境后新建工程。設(shè)計好自動售貨機的格局，點擊動畫組態(tài)按鈕，開始創(chuàng)建畫面。需要自己創(chuàng)建?；氐絼赢嫿M態(tài)界面，點擊工具箱中的位圖選項，在自動售貨機窗口中畫大小合適的位圖，選中畫好得位圖，點擊右鍵選擇裝載位圖，存放制作圖片的文件夾，將圖片加載進去。接下來為各種飲料配置按鈕，選用工具箱種的標準按鈕，畫 好按鈕后雙擊該按鈕，更改按鈕標題即可。根據(jù)設(shè)想，調(diào)整各個部分的位置，最后做出效果圖如下圖 420 自動售貨機的組態(tài)下效果圖 設(shè)置各元件的參數(shù) 制作好效果圖之后，對各個部分進行參數(shù)設(shè)置。因為后其選擇通道時不能用漢字作為首字符，所以為每個元件命一個名，如燈就按 HLx命名，其余輸出以 YVx 命名，因河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 30 為輸入都是按鈕性質(zhì)，以 SBx命名。以可樂為例，在動畫組態(tài)中電機可樂指示燈，其設(shè)置如下圖 圖 423 可樂指示燈參數(shù) 在動畫組態(tài)中點擊可樂按鈕，在基本操作欄設(shè)置按鈕屬性為按 1 松 0，點擊其后面河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 32 的 “？ ”，選擇 SB6。 圖 424 可樂按鈕設(shè)置 在工作臺頁面點擊設(shè)備窗口，進入后點擊設(shè)備工具箱，點擊 設(shè)備管理，要先選擇通用串口父設(shè)備，然后再選相應(yīng)擇 PLC 設(shè)備。根據(jù) PLC 的 I/O 分配表對通道連接進行設(shè)計。點擊進入設(shè)備 0 后在點擊設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性后的帶有三個點的按鈕即可增加通道的數(shù)量?？赡軕?yīng)為其中有些參數(shù)的設(shè)置有誤，沒有 顯示相應(yīng)的動作。一個平常看似簡單使用方便的自動售貨機，其實并不是那么容易就做成的。在此過程中不斷的學(xué)習改進，從中學(xué)習到好多有用的知識和經(jīng)驗。 設(shè)計的自動售貨機的功能主要是對飲料進行自動交易，通過對 PLC 的程序輸入達到自動售貨的目的。 本設(shè)計的優(yōu)點與缺點是：通過程序的自鎖與互鎖，能夠正確的做出判斷，給出結(jié)果，設(shè)計出的自動售貨機裝置簡單、易操作，結(jié)構(gòu)線路設(shè)置容易，耗能低，能夠滿足在一些商店和工廠無人售貨的需要，老人和孩子都能夠運用：本設(shè)計的缺點有售貨品種較少，自動售貨機容量較小，識別的錢幣種類也有些限制。 本設(shè)計的結(jié)果能夠滿足設(shè)計需求，課題的效果明確，雖然售貨數(shù)量較少，但是理論明確且統(tǒng)一，在 此基礎(chǔ)上可以增加貨道及商品的數(shù)量，以滿足人們在生活中的需求！ 此次設(shè)計的自動售貨機還有很多地方不完善，比如沒有貨幣顯示部分，識別的幣種也比較少。短時間人流比較大的時候，它可以起到很大的作用，而且，服務(wù)范圍不大，離工作人員的視線范圍比較近，許多突發(fā)性問題都可以向工作人員反映。經(jīng)過這么長時間的學(xué)習，這些基本的功能自己竟然也能設(shè)計出來了。定題之后，韓老師每周定期對我們的課題進行輔導(dǎo)，提出問題和建議，幫助我們解決問題。韓素敏老師嚴格要求，力求完美。我再次對韓素敏老師的耐心和幫助表示感謝。 一個人思考不出來的時候，就會和同學(xué)討論，大家集思廣益，有時候就會豁然開朗。我也要向他們致以謝意。我向各位同學(xué)表示由衷的感謝！ 最后，再次向幫助我完成這次畢業(yè)設(shè)計的韓素 敏老師和同學(xué)們表示最誠