基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)

1、摘 要自動(dòng)售貨機(jī)是能根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨的機(jī)器。自動(dòng)售貨機(jī)是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備，它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人力、方便交易。是一種全新的商業(yè)零售形式，又被稱為24小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。自動(dòng)售貨機(jī)是臺(tái)機(jī)電一體化的自動(dòng)化裝置，在接受到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按扭輸入信號(hào)使控制器啟動(dòng)相關(guān)位置的機(jī)械裝置完成規(guī)定動(dòng)作，將貨物輸出。核心技術(shù)是通過可編程控制器通過程序設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī)；可編程控制器；程序設(shè)計(jì)abstractvending machine is automatic according to input shippers money machine. automatic

2、vending machines commonly used in commercial devices, it is not the time and place restrictions, to save manpower, convenient transaction. is a new retail format, also known as the 24-hour mini-supermarket. can be divided into three types: beverage vending machines, food vending machines, vending ma

3、chine synthesis. vending machine is electromechanical integration, automation equipment, has entered the received money under the premise of the input signal by the touch control buttons to control mechanical devices start position to complete the relevant provisions of the action, the goods output.

4、 programmable controller core technology is achieved through programming.key words：vending machine ；programmable controller；programming.目 錄1 概述31.1 plc的概述31.2 自動(dòng)售貨機(jī)的概述32 總體方案設(shè)計(jì)42.1 自動(dòng)售貨機(jī)的工作要求42.2 自動(dòng)售貨機(jī)的工作原理42.3 自動(dòng)售貨機(jī)總體設(shè)計(jì)方案53 主電路設(shè)計(jì)63.1 plc電路圖63.2自動(dòng)售貨機(jī)的i/o分配表64 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)84.1 系統(tǒng)顯示裝置84.2 投幣系統(tǒng)仿真與調(diào)試84.3 比

5、較系統(tǒng)仿真與調(diào)試84.4 退幣系統(tǒng)仿真與調(diào)試104.5 自動(dòng)售貨機(jī)的仿真與調(diào)試結(jié)果11總 結(jié)12參考文獻(xiàn)13致 謝14附錄a 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的梯形圖15附錄b 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的指令表17附錄c 自動(dòng)售貨機(jī)控制電路圖紙211 概述1.1 plc的概述plc是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線

6、復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。plc的特點(diǎn)：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)；易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造；體積小，重量輕，能耗低；plc的應(yīng)用領(lǐng)域：目前，plc在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。plc的國(guó)內(nèi)外狀況：我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、

7、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了plc的應(yīng)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器，可以預(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，plc在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。1.2 自動(dòng)售貨機(jī)的概述售貨機(jī)的最基本功能就是對(duì)投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能購(gòu)買某種商品，并做出相應(yīng)的反映。因此，售貨機(jī)應(yīng)能夠辨識(shí)機(jī)內(nèi)包含的商品:售貨機(jī)應(yīng)該能夠顯示已投入的幣值，以及再投入貨幣累計(jì)顯示;同時(shí)提示可以購(gòu)買的商品(或商品的編號(hào))。當(dāng)按下選擇商品的按鈕時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去該商品的價(jià)格，同時(shí)起動(dòng)

8、相應(yīng)的電機(jī)，提取該商品到出貨口，此時(shí)售貨機(jī)繼續(xù)等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時(shí)不再購(gòu)買，則按下退幣按鈕，售貨機(jī)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。2 總體方案設(shè)計(jì)2.1 自動(dòng)售貨機(jī)的工作要求1自動(dòng)售貨機(jī)有3個(gè)投幣孔，分別為1元、5元和10元。2售貨共有3種飲料供選擇，分別為汽水（12元）花茶（15）和咖啡（20）。3如投幣總額超過銷售價(jià)格，將可由退幣鈕找回余額。4投幣總額或當(dāng)前值顯示在7段數(shù)碼管上。5投幣值等于或大于12元時(shí)，汽水指示燈亮，表示只可選擇汽水。6投幣值等于或大于15元時(shí)，汽水和花茶指示燈亮，表示只可選擇汽水和花茶。7投幣值等于或大于20元時(shí)，汽水

9、、花茶和咖啡指示燈亮，表示3種均可選擇。8按下要飲用的飲料按鈕，則相對(duì)應(yīng)的指示燈開始閃爍，3s后自動(dòng)停止，表示飲料已經(jīng)掉出。9動(dòng)作停止后按退幣鈕，可以退回余額，退回金額如果大于10元，則先退10元再退1元，如果小于10元?jiǎng)t直接退1元的。2.2 自動(dòng)售貨機(jī)的工作原理本自動(dòng)售貨機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括：計(jì)幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應(yīng)系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)。1、 計(jì)幣系統(tǒng)：當(dāng)有顧客買東西時(shí)，投入的錢幣經(jīng)過系統(tǒng)識(shí)別機(jī)構(gòu)，記錄1元、5元或10元的個(gè)數(shù)，通過個(gè)數(shù)與幣值相乘或相加并將總錢幣數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。2、 比較系統(tǒng)：投幣完成后，系統(tǒng)會(huì)把存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和可以購(gòu)買的飲料的價(jià)格進(jìn)行比較，當(dāng)幣值等于或大于12元時(shí)，汽

10、水指示燈亮，表示只可選擇汽水；幣值等于或大于15元時(shí)，汽水和花茶指示燈亮，表示只可選擇汽水和花茶；幣值等于或大于20元時(shí)，汽水、花茶和咖啡指示燈亮，表示3種均可選擇或選擇退幣。3、 選擇系統(tǒng)：比較電路完成后選擇電路指示燈亮，當(dāng)按下汽水、花茶或咖啡選擇按鈕，則相對(duì)應(yīng)的指示燈開始閃爍，3s后自動(dòng)停止，表示飲料已經(jīng)掉出。4、 飲料供應(yīng)系統(tǒng)：當(dāng)按下選擇按鈕時(shí)，相應(yīng)的電機(jī)啟動(dòng)，在飲料輸出的同時(shí)，減去相應(yīng)的錢數(shù)。5、 退幣系統(tǒng)：當(dāng)顧客購(gòu)買完成后，多余的錢幣只要按下退幣按鈕，系統(tǒng)就會(huì)把數(shù)據(jù)寄存器中的錢幣退回。2.3 自動(dòng)售貨機(jī)總體設(shè)計(jì)方案自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能就是對(duì)投入的錢幣數(shù)進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果做出相

11、應(yīng)的判斷，看看哪種商品可以進(jìn)行購(gòu)買，哪種商品不能購(gòu)買，本次課程設(shè)計(jì)的要求是可識(shí)別三種錢幣，分別是1元、5元、10元，采用三個(gè)按鈕進(jìn)行模擬，自動(dòng)售貨機(jī)共出售3種貨物，其價(jià)格分別定為12元、15元、20元，當(dāng)投幣數(shù)大于等于貨物價(jià)格時(shí)，該種貨物的指示燈亮，表示可以進(jìn)行購(gòu)買，3種貨物分別用3個(gè)信號(hào)燈進(jìn)行指示。除此之外，本次設(shè)計(jì)還涉及了顯示、找零等功能的實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)由三個(gè)可以感受到投幣量的傳感器、五個(gè)按鈕開關(guān)、四個(gè)指示燈。系統(tǒng)的總體流程圖如圖1：圖1 系統(tǒng)總體流程圖3 主電路設(shè)計(jì)3.1 plc電路圖如圖2所示： 圖2 plc電路圖3.2自動(dòng)售貨機(jī)的i/o分配表plc控制的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的i/o分配

12、表如下圖3所示：x0sb1y0hl1x1sb2y1hl2x2sb3y2hl3x3sb4y3hl4x4sb5y4hl5x5sb6y5hl6x6sb7y6hl7x7sb8y10hl8y11hl9圖3 自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的i/o分配x0表示啟動(dòng)按鈕，x1表示1元投幣口，x2表示5元投幣口，x3表示10元投幣口，x4表示汽水購(gòu)買按鈕，x5表示花茶購(gòu)買按鈕，x6表示咖啡購(gòu)買按鈕，x7表示退幣按鈕。y0表示退幣指示燈，y1表示汽水提示燈，y2表示花茶提示燈，y3表示咖啡提示燈，y4表示汽水出口，y5表示花茶出口，y6表示咖啡出口，y10表示1元退幣，y11表示10元退幣。 4 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系

13、統(tǒng)顯示裝置自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)顯示裝置可以用七段數(shù)碼譯碼管來做，在plc實(shí)驗(yàn)當(dāng)中模擬進(jìn)行過，在此就不贅述了。4.2 投幣系統(tǒng)仿真與調(diào)試投幣系統(tǒng)的系統(tǒng)梯形圖仿真結(jié)果如圖4所示圖4投幣系統(tǒng)的仿真圖從仿真結(jié)果可以看出，投幣系統(tǒng)基本可以實(shí)現(xiàn)投幣計(jì)數(shù)，把總錢數(shù)進(jìn)行寄存；并用七短數(shù)碼管顯示出來。4.3 比較系統(tǒng)仿真與調(diào)試比較系統(tǒng)分汽水比較部分，花茶比較部分和咖啡比較部分，汽水比較結(jié)果提示系統(tǒng)如圖5所示；圖5 汽水比較結(jié)果系統(tǒng)仿真圖從圖3-2中，可以看到投入的錢的總數(shù)為17元，大于汽水的價(jià)格12元，其相應(yīng)的提示燈亮起，表示可以購(gòu)買汽水，符合設(shè)計(jì)要求?；ú璞容^結(jié)果仿真圖如圖6所示圖6 花茶比較結(jié)果仿真圖從圖3-3中

14、，可以看到投入的錢的總數(shù)為17元，大于花茶的價(jià)格15元，其相應(yīng)的提示燈亮起，表示可以購(gòu)買花茶，符合設(shè)計(jì)要求。咖啡比較結(jié)果仿真圖如圖7所示圖7 咖啡比較結(jié)果仿真圖從圖6中，可以看到投入的錢的總數(shù)為17元，小于咖啡的價(jià)格20元，其相應(yīng)的提示燈不亮，表示不可以購(gòu)買咖啡，符合設(shè)計(jì)要求。4.4 退幣系統(tǒng)仿真與調(diào)試退幣系統(tǒng)仿真與調(diào)試如圖8所示圖8 退幣系統(tǒng)仿真與調(diào)試圖 系統(tǒng)先比較金額是否等于零，當(dāng)金額等于零時(shí)常閉觸點(diǎn)斷開，這時(shí)退幣按鈕x7起不到退幣的作用，當(dāng)金額等大于零時(shí)，常閉觸點(diǎn)不動(dòng)作，按下退幣按鈕x7可以退幣；從圖7的仿真結(jié)果可以看到，退幣的金額為17元，c4計(jì)數(shù)一次也就是10元，c5計(jì)數(shù)7次也就是7

15、元，每一秒退一次幣，當(dāng)余額退完后，c4、c5的常開觸點(diǎn)就會(huì)閉合，這時(shí)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器將清零。4.5 自動(dòng)售貨機(jī)的仿真與調(diào)試結(jié)果通過仿真調(diào)試發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)較全面地演示自動(dòng)售貨機(jī)的使用功能； 通過修改plc控制程序， 可在自動(dòng)售貨機(jī)上實(shí)現(xiàn)多種控制方式、銷售方式、銷售種類。自動(dòng)售貨機(jī)可以根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨。它根據(jù)投入錢幣的多少，提示你可以買什么東西，再按一下相應(yīng)的按鈕，購(gòu)買的飲料就可以從出口處提出，出口處提示用戶將物品拿走，不買東西了就按下退幣按鈕，將多余的錢幣取回。在投幣階段，一共投的錢會(huì)在七段數(shù)碼管上顯示出總錢數(shù)，在購(gòu)買階段，按下所要買的商品按鈕后七短數(shù)碼管上就會(huì)顯示出所剩

16、的余額，在退幣階段，按下退幣按鈕后，金額如果大于10元，找零時(shí)找出兩種錢幣，即10元的和1元的，先找大面額的10元的錢幣，后找小面額的1元的錢幣，金額如果小于10，找零時(shí)只出1元的幣，整個(gè)退幣的過程清晰可見，出幣時(shí)為每秒出一次幣?？?結(jié)在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。使我加深了對(duì)plc梯形圖

17、、指令表、外部接線圖的理解，也使我更好的理解和認(rèn)識(shí)了關(guān)于plc設(shè)計(jì)原理和實(shí)際中的應(yīng)用過程。在課程設(shè)計(jì)過程中我們互相討論，請(qǐng)教老師，在不斷的調(diào)試各自的程序中，發(fā)現(xiàn)了很多各自的問題并進(jìn)行研究解決。我們?cè)囍貌煌脑O(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)我們的課題，這樣不僅可以拓寬我們的思路，還可以使我們的設(shè)計(jì)成果更加嚴(yán)謹(jǐn)。在這次課程設(shè)計(jì)中我深刻地體會(huì)到，在動(dòng)手設(shè)計(jì)以前，應(yīng)該進(jìn)行充分調(diào)查研究，根據(jù)所收集的資料進(jìn)行系統(tǒng)分析，在腦海中形成一個(gè)具體的結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行有計(jì)劃的實(shí)施。我現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)我對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，專業(yè)知道方面范圍太小。我現(xiàn)在深深體會(huì)到，自己要想在專業(yè)方面有所作為，不僅要有嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，注重實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度，還要有較為全面系統(tǒng)和先進(jìn)的專業(yè)知識(shí)。參考文獻(xiàn)1 史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.20102 廖常初.plc基礎(chǔ)及應(yīng)用m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.20093 賈德勝.plc應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序m.北京：人民郵電出版社.20064 鐘肇新.可編程序控制器原理及應(yīng)用m.廣州：華南理工大學(xué)出版社.20055 朱紹祥.可編程序控制器（pc）原理與應(yīng)用m.上海：上海交大出版社.20036 趙躍華.可編程序控制器原理及應(yīng)用m.成都：電子科