畢業(yè)論文自動售貨機PLC控制設計方案研究

1、摘 要本文主要介紹了自動售貨機的基本原理以及工作流程，然后以一次交易過程為例，把交易過程分為幾個程序塊，然后分別對程序塊進行編程。具體的說明了可編程控制器在自動售貨機中的作用。在接收到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸或者控制按鈕輸入信號使控制器啟動相關位置的機械裝置完成規(guī)定動作，將貨物輸出。自動售貨機是臺機電一體化的自動化裝置，再接收到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按鈕輸入信號使控制器啟動相關位置的機械裝置完成規(guī)定動作，將貨物輸出。當顧客按下需要買的商品所對應的按鍵時，數(shù)碼管上顯示出該商品的的價格，然后顧客需要將貨幣投入投幣口，數(shù)碼管上顯示出所投幣額。當按下確認鍵，則自動售貨機將對投入的貨幣與商品的

2、價格進行比較。如果投入的幣額足夠時，則自動送出商品，并且把多余的錢找回，在數(shù)碼管上顯示出來。如果兩者幣的相等，則直接送出商品。如果投入的幣額不足時，則報警，報警時間3秒。當顧客一旦按下確認鍵3秒后，自動售貨機將自動恢復到初始狀態(tài)，此時顧客才可以進行下一次購貨操作。本次設計用到了以前學過的PLC編程設計，參考了電子電路的設計方法關鍵字：自動售貨機 PLC 編程AbstractThis paper describes the basic principle of automatic vending machines and work processes, and then a course of

3、dealing, for example, the transaction process is divided into several blocks, and then program the block respectively. Specific instructions of the programmable controller's role in the vending machines. Receiving the money has been entered under the premise of control buttons or by touching the

4、 input signal to the controller starts the location of the mechanical devices related to complete the action, the goods output. Vending machines are electromechanical integration, automation devices, stop receiving money under the premise has been entered, by touching the control button input signal

5、 to the controller starts the location of mechanical equipment related to complete the action, the goods output. When customers need to buy a product when it pressed the corresponding key, the LED display on the price of the goods, then the customer will need to invest money slot, the digital displa

6、y on the amount of the coin. When you press the Enter key, then the vending machine will be put into the currency and commodity prices were compared. If the amount invested enough money, then automatically send goods, and the extra money back, in the digital tube display. If the two currencies are e

7、qual, then send goods directly. If the amount of money invested is less than the alarm time, alarm time, 3 seconds. When customers press the Enter key once for 3 seconds, vending machines will automatically revert to the initial state, then the customer can purchase the next operation. This design u

8、ses a previously learned PLC programming design, reference design of electronic circuits. Keywords: vending machine PLC Programming目 錄第1章 緒論11.1 選題背景11.2 課題來源及意義11.3 系統(tǒng)基本達到的目標及結論21.4 自動售貨機的結構31.5自動售貨機功能分析41.6自動售貨機的PLC控制設計原理5第2章 PLC的概述72.1 PLC的定義72.2 PLC的工作原理72.3 PLC的循環(huán)掃描工作72.3.1 PLC的編程語言82.4 PLC的特點9

9、2.5 PLC的選型原則92.6 PLC的硬件組成10第3章自動售貨機PLC控制設計方案研究123.1工控機自動售貨控制系統(tǒng)123.2 PLC自動售貨控制系統(tǒng)123.3 自動售貨機設計的基本思路133.4 自動售貨機設計的主要內容13第四章自動售貨機PLC控制（系統(tǒng)）設計154.1 FX系列PLC硬件配置及性能指標154.2 PLC各I/O地址分配164.3投入貨幣累加顯示電路18第五章自動售貨機設計的梯形圖195.1什么是梯形圖（LAD）195.2自動售貨機設計的梯形圖20第六章調試及運行結果296.1 MCGS組態(tài)程序設計說明296.2調試結果、調試中出現(xiàn)的問題及解決方法316.3創(chuàng)新設計

10、內容31結論32致謝33第1章 緒論1.1 選題背景自動售貨機最早出現(xiàn)在二十世紀五、六十年代的西歐，英國是較早實行自動售貨機售貨的國家之一。1942年，在食品銷售中首先推廣了自動售貨的銷售方式。1950年。英國食品雜貨行有500家采用自動售貨機售貨。1969年，采用自動售貨機售貨的商家增加到23000家，銷售的商品擴展到文化用品、唱片、香煙、食品等多個方面。進入70年代后，約有40多萬家香煙、飲料店采用自動售貨機。1980年英國有50余萬臺自動售貨機，年銷售額達8.81億英鎊。70年代后，日本、美歐等發(fā)達國家和地區(qū)自動售貨機迅猛的發(fā)展，短短30年，發(fā)達國家自動售貨機產業(yè)已發(fā)展到相當大規(guī)模。自動

11、售貨機被廣泛地布放于車站、油站、碼頭、機場、賓館、寫字樓、娛樂場所及大街小巷和公路旁，人們通過自動售貨機可以買到食品、香煙、飲料、報紙、票、卡甚至鮮花和小寵物等物品。自動售貨機實現(xiàn)了商品需求化、性能多樣化的發(fā)展，又原來只能有限商品品種，轉變?yōu)槔^百貨公司、超級市場、便民店之后，以消費者與售貨機“一對一”自動售貨的無店鋪銷售業(yè)態(tài)。目前自動售貨機是集聲、光、機電一體化的高新智能化產品，在我國也開始得到應用。在中國人們可以看到現(xiàn)代化的自動售貨機擺放在一些大商場門口、繁華街道兩旁、公園入口處以及其它熱鬧的場所。自動售貨機的新奇、文明、高檔、晝夜服務、占地小、靈活方便深受許多地區(qū)市民的青睞，甚至出現(xiàn)許多排

12、隊購買的現(xiàn)象。專輯測算，中國的自動售貨機在市場容量最保守算應該有四十七萬臺，一年的銷售額可達三百五十億元若按人均臺數(shù)計算全年可達五百億，自動售貨機在日本達到平均每二三十人一臺，在美國達到每四十人一臺，在歐洲每六十人一臺，由于中國經濟與上述國家還有一定差距，按每臺五百人計算。因此，自動售貨機在中國有著廣闊的發(fā)展前景。本文選擇PLC作為控制器，來控制售貨機子系統(tǒng)1.2 課題來源及意義面對當前快速商品社會，人們的時間觀念越來越重，如何才能更快的購買到顧客自己所需的商品，這都是顧客和商家共同面臨的問題。隨著科技的發(fā)展及人們生活水平的提高，自動售貨機市場的發(fā)展越來越呈現(xiàn)出多元化及個性化的需求。通過自動售

13、貨機進行自助購物正逐漸成為市民的一種新的消費時尚，快捷方便的購物方式滿足了人們在當今科技高速發(fā)展的現(xiàn)代社會追求高品質生活的需要。自動售貨機在城市商業(yè)區(qū)、寫字樓大廳、風景區(qū)、車站、碼頭、繁華街道等公共場所的布設能夠美化亮化城市環(huán)境，方便群眾生活，已經成為城市各角落的一道亮麗風景線。自動售貨機已在國內普及，并成為城市現(xiàn)代文明程度的一種象征性標志1.3 系統(tǒng)基本達到的目標及結論據說世界上最早的自動售貨機出現(xiàn)在公元前3世紀，那是埃及神殿里的投幣式圣水出售機。17世紀，英國的小酒吧里設有了香煙的自動售貨機。在自動售貨機歷史的長河中，日本開發(fā)出實用型的自動售貨機，那是在進入本世紀后的事。日本第一臺自動售貨

14、機是1904年問世的“郵票明信片自動出售機”，它是集郵票明信片的出售和郵筒投函為一體的機器。自動售貨機的真正普及是在第二次世界大戰(zhàn)以后。50年代，“噴水型果汁自動售貨機”大受歡迎，果汁被注入在紙杯里出售。后來，由于美國的飲料大公司進入日本市場，1962年，出現(xiàn)了以自動售貨機為主體的流通領域的革命。1967年，100日元單位以下的貨幣全部改為硬幣，從而促進了自動售貨機產業(yè)的發(fā)展。自動售貨機是本世紀70年代在日本、歐美發(fā)展起來的高新技術現(xiàn)代應用產品，被稱為24小時營業(yè)的微型超市，售貨領域已擴展至小食品、小用品、香煙、電話卡、車票、郵票等。目前在40多個國家已經廣泛使用，日本平均每23人一臺，美國平

15、均每40人一臺，歐洲平均每60人一臺。在鄰國日本，70%份額的罐裝飲料市場是通過自動售貨機售出的；美國可口可樂公司擁有五十余萬臺飲料自動售貨機分布在世界各地。通過自動售貨機銷售將成為商品零售業(yè)不可分割的重要組成部分。從自動售貨機的發(fā)展趨勢來看，它的出現(xiàn)是由于勞動密集型的產業(yè)構造向技術密集型社會轉變的產物。大量生產、大量消費以及消費模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產生，人工費用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應運而生了。二)售貨機的前景 現(xiàn)在，自動售貨機產業(yè)正在走向信息化并進一

16、步實現(xiàn)合理化。例如實行聯(lián)機方式，通過電話清涼飲料自動售貨機成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費高峰時，這種機型的自動售貨機即使在關掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動售貨機相比，它能夠節(jié)約1015的電力。進入21世紀時，自動售貨機也將進一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。1.4 自動售貨機的結構自動售貨機作為社會上完成商品交易和公益服務的獨立設施, 要求它的結構必須嚴謹齊備。而為實現(xiàn)各種不同需要, 在外型尺寸和外觀造型上必須適應現(xiàn)代商品社會的整體和諧。就自動售貨機整體外型而言, 可分成大型柜式、中型箱式、小型壁掛式和微型座式機四種。箱體外觀 正面上部為商品展示窗和價格標簽中部設投幣入

17、口、退幣鈕和金額顯示窗在價格標簽附近設有選擇商品的按鍵正面下部為退幣口和顧客取貨口。自動售貨機箱體, 必須堅固防盜、高雅美觀、防雨通風等。面向顧客的機具正面, 是完成商品價格介紹、接受投幣、顯示金額、推出商品和退幣整個售出過程的表體部分。商品樣品 展示窗由透明有機板窗、樣品展示架、商品價格標簽、選購按鈕和照明燈組成, 設在前門體里部的可開啟樣品門, 用來更換商品樣品和價格標簽。展示窗相當于商店櫥窗或者柜臺, 以清晰明亮的商品展示和明碼標價來招攬顧客。商品貯存部分 設有保溫內箱和保溫門,內部有可垂直排放各種同類產品的格架, 根據機種設計尺寸的不同, 貯存商品種類和數(shù)量也不同。商品垂直方式貯存,

18、便于利用商品自重將其方便推出設有保溫裝置則可實現(xiàn)商品冷藏保鮮貯備。商品驅動機構 根據售出商品包裝類型的不同, 采用機電結構的驅動技術可分成三種第一種為圓柱型商品如易拉罐、酒瓶等的電磁閥帶動翻板的驅動方式第二種為六方體型商品如香煙、紙盒包裝品等的微電機帶動連桿平推的驅動方式第三種為對薄形片狀商品如磁卡、票券等的微電機帶動捻拉機構的驅動方式。上述三種驅動方式都以平穩(wěn)的推出動作, 使貯存排放的商品落到取貨口中, 便于顧客方便地取走所購商品。電子識幣系統(tǒng) 由電子識幣器、識幣后的鈔幣自動分類貯存機構和退幣機構三部分組成。它做為一個可獨立被采用的機構, 可以識別鈔幣真?zhèn)? 并將分類貯存的不同種貨幣推出,

19、實現(xiàn)退幣找零的功能, 是自動售貨機的關鍵技術。微電腦控制系統(tǒng) 是自動售貨機在自動銷售過程中, 收到識幣信號后, 自動進行累計、外部金額顯示、顧客按鍵后自動推出商品和發(fā)出退幣找零等信號的電控系統(tǒng)。同時, 該系統(tǒng)還具備預設價格、售出累計、驅動檢測和故障自檢等功能, 是“售貨機器人”的“大腦”。整機電源和照明系統(tǒng) 具備穩(wěn)壓、變壓分配、防干擾防漏電等保護功能和樣品展示窗的照明。1.5自動售貨機功能分析這部分闡述了自動售貨機的各種動作功能和控制要求，給出了完整的自動售貨機操作規(guī)程，并介紹了自動售貨機運行系統(tǒng)種所包括的人工操作步驟。在進行上、下位機程序編寫之前，首先要做的工作是確定自動售貨機本身所具備的功

20、能及在進行某種操作后所具有的狀態(tài)。在實際生活中，我們見到的售貨機可以銷售一些簡單的日用品，如飲料、常用藥品和小的生活保健用品等。售貨機的基本功能就是對投入的貨幣進行運算，并根據貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應的反應。舉一個簡單的例子來說明，例如：售貨機中有8中商品，其中01號商品（代表第一種商品）價格為2.60元，02商品為3.50元，其余類推?，F(xiàn)投入1個1元硬幣，當投入的貨幣超過01商品的價格時，01商品的選擇按鈕處應有變化，提示可以購買，其他商品同比。當按下選擇01商品的價格時，售貨機進行減法運算，從投入的貨幣總值中減去01商品的價格同時啟動相應的電機，提取01號商品到出貨口。

21、此時售貨機繼續(xù)進行等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時不再購買而按下退幣按鈕，售貨機則要進行退幣操作，退回相應的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來，售貨機一次交易要涉及加法運算、減法運算以及在退幣時的除法運算，這是它的內部功能。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。1.6自動售貨機的PLC控制設計原理本次設計的題目是自動售貨機，主要是應用西門子S7-200型PLC的梯形圖來設計控制程序，并簡單介紹相關的知識，如：PLC的定義、PLC的編程語言、PLC的硬件組成等。根據設計內容和控制要求畫出順序功能圖和梯形圖，再根據PLC的相關知識設計出它的外部接線圖，結合梯形

22、圖和外部接線圖分析說明該設計的控制原理過程。本次設計的重要部分是第三章的設計部分，即自動售貨機梯形圖的設計。首先就得根據設計內容和控制要求準確畫出它的順序功能圖，再根據所畫出的順序功能圖準確設計出它的梯形圖自動售貨機是臺機電一體化的自動化裝置，在接受到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按 扭輸入信號使控制器啟動相關位置的機械裝置完成規(guī)定動作，將貨物輸出用戶將貨幣投入投幣口，貨幣識別器對所投貨幣進行識別； 控制器根據金額將商品可售賣信息通過選貨按鍵指示燈提供給用戶，由用戶自主選擇欲購買的商品； 按下用戶選擇商品所對應的按鍵，控制器接收到按鍵所傳遞過來的信息，驅動相應部件，售出用戶選擇的商品到達取物口

23、； 如果還有足夠的余額，則可繼續(xù)購買。在15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。 從退幣口取出零幣完成此次交易。自動售貨機系統(tǒng)流程圖：第2章 PLC的概述2.1 PLC的定義PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。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(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)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及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。2.2 PLC的工作原理PLC的工作原理與計算機的工作原理基本是一致的，可

24、以簡單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應用程序完成用戶任務。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2-1）。但是PLC也有它自己的特點，PLC在確定了工作任務，裝入了專用程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務管理及應用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的。2.3 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。PLC的掃描全過程如圖2

25、-2所示。（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。完成后關閉輸入端口，轉入程序執(zhí)行階段。（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。（3） 輸出刷新階段當所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅動外部相應執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實際輸出。 PLC的掃描全過程：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。它提供的編程語言通常有以下5種：梯形圖（LAD）、語

26、句表（STL）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）和結構文本（ST）。2.4PLC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。（2）控制系統(tǒng)結構簡單，通用性強PLC及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。（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。（4）功能完善在PLC內部具有許多控制功能，諸如時序、計算機、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。（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

27、而縮短了設計周期，使設計和施工可同時進行。（6）體積小，維護操作方便PLC體積小，質量輕，便于安裝。（7）易于實現(xiàn)網絡化PLC可連成功能很強的網絡系統(tǒng)。（8）可實現(xiàn)三電一體化PLC將電控（邏輯控制）、電儀（過程控制）和電結（運動控制）這三電集于一體。2.5 PLC的選型原則當某一個控制任務決定由PLC來完成后，選擇PLC就成為最重要的事情。一方面要選擇多大容量的PLC ,另一方面是選擇什么公司的PLC及外設。對第一個問題，首先要對控制任務進行詳細的分析，把所有的I/O點找出來，包括開關量I/O和模擬量I/O以及輸出是用繼電器還是晶體管或是可控硅型?？刂葡到y(tǒng)輸出點的類型非常關鍵，如果他們之中既有

28、交流220V的接觸器、電磁閥，又有24V的指示燈，則最后選用的PLC的輸出點數(shù)有可能大于實際電數(shù)。因為PLC的輸出點一般是幾個一組共用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級。所以一旦它們是交流220V的負載負載使用。則直流24V的負載只能使用其他的輸出端了。這樣有可能造成輸出點浪費，增加成本。所以要盡可能選擇相同等級和種類的負載，比如使用交流220V的指示燈等。一般情況下繼電器輸出的PLC使用最多，但對于要求高速輸出的情況，就要使用無觸點的晶體管輸出的PLC了。對第二個問題，則有以下幾個方面要考慮： （1）功能方面 所有PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對某些特殊要求，就要知道所選用的P

29、LC是否有能力控制任務。如對PLC與PLC、PLC與智能儀表及上位機之間有靈活方便的通信要求；或對PLC的計算速度、用戶程序容量等有特殊要求；或對PLC的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對市場上流行的PLC品種有一個詳細的了解，以便做出正確的選擇。（2）價格方面 不同廠家的PLC產品價格相差很大，有些功能類似、質量相當、I/O點數(shù)相當?shù)腜LC的價格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價當然是必須考慮的因數(shù)。2.6 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。其中，CPU是PLC的核心；輸入單元/輸出

30、單元是CPU與現(xiàn)場輸入/輸出設備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計算機等外部設備，其硬件構成圖如圖：第3章自動售貨機PLC控制設計方案研究3.1工控機自動售貨控制系統(tǒng)工控機即工業(yè)控制計算機，但現(xiàn)在更時髦的叫法是產業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡稱IPC。工程機通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場設計的計算機。而工業(yè)現(xiàn)場一般具有強烈的震動，灰塵特別多，另有很高的電磁力干擾等特點，而一般工廠均是連續(xù)作業(yè)，一年中一般沒有休息時間。因此，工控機與普通計算機相比有以下特點：1）機箱采用鋼結構，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。 2）機箱內有專用底板，底板上有IPC和ISA插槽。 3）機箱內有專門電源，電源有較

31、強的抗干擾能力。4）要求具有長時間工作能力。對于工控機作為自動售貨機控制系統(tǒng)，由于自動售貨控制系統(tǒng)的環(huán)境相對工業(yè)控制的環(huán)境要好的多，而且自動售貨控制系統(tǒng)對連續(xù)工作的能力要求不是很高。用工控機設計自動售貨機控制實屬大材小用。而且工控機的價格較同層次的PC機偏高，這樣就增加了系統(tǒng)的成本，降低了整體的性價比。3.2 PLC自動售貨控制系統(tǒng)自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在全世界各國得到了廣泛應用。 PLC是由模仿源繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的PLC只有開關量邏

32、輯控制，首先應用的是汽車制造業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控制程序表達了生產過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點。對于自動售貨機這樣的系統(tǒng)，被控制對象是設備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在組態(tài)軟件設計方面要容易一些。且PLC通常都支持現(xiàn)場總線，會使得系統(tǒng)通信得到有利保障，更適合實現(xiàn)上位機的遠程監(jiān)控。目前使用于自動售貨機控制的中小型PLC種類繁多，價格

33、低廉。使設計者會有更多的選擇余地。系統(tǒng)整體造價會比工控機低，而且不會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以PLC實現(xiàn)自動售貨控制的設計是最佳設計，本文中采用，因為售貨機的全部功能是在上位機上模擬的，所以控制起來很方便。3.3 自動售貨機設計的基本思路自動售貨機的基本功能就是對投入的錢幣數(shù)進行計算，然后根據運算結果做出相應的判斷，看看哪種商品可以進行購買，那種商品不能購買，本次設計的要求是可識別三種錢幣，分別是1元、2元、5元，采用三個按鈕進行模擬，自動售貨機共出售四種貨物，其價格分別定為1元、3元、4元、6元，當投幣數(shù)大于等于貨物價格時且售貨機中有這種貨物時，指示燈亮，表示可以進行購買，四種貨物分別用四個小燈

34、代替進行模擬。除此外，本次設計還涉及了顯示、找零、送貨等功能的實現(xiàn)，其中顯示部分采用數(shù)碼管進行顯示，顯示投幣總數(shù)和購買后的余額；當按下找零按鈕后，數(shù)碼管顯示進行清零，采用從高到低的形式進行清零。3.4 自動售貨機設計的主要內容1.此自動售貨機可以投入五角、一元的硬幣；2.如果顧客投入硬幣在限定的時間內（2分鐘）不按任何按鍵，自動售貨機將退還所投硬幣；3.當投入硬幣的總值等于或超過物品價值時，對應的物品指示燈亮綠燈；4.當物品對應的指示燈亮綠燈時，按下相應的按鍵，相應的物品排出，同時指示燈綠燈閃爍；5.如果顧客投入硬幣總值超過所選物品的價值時，自動售貨機會自動將余款退還顧客；6.當顧客成功購買完

35、一件物品后20秒無操作，自動售貨機會自動將余款退還顧客；7.如果顧客投入硬幣后又不想買物品，按下退款按鍵，自動售貨機會自動將余款退還顧客；8.找零時顧客可選擇退一元的還是五角的；9.當物品不足時，對應的物品指示燈亮紅燈，顧客按下相應的按鍵無反應（不出物品，不減余額），并向總部發(fā)送所缺物品。第四章自動售貨機PLC控制（系統(tǒng)）設計4.1 FX系列PLC硬件配置及性能指標FX系列PLC是由三菱公司近年來推出的高性能小型可編程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC產品。其中FX2是1991年推出的產品，F(xiàn)X0是在FX2之后推出的超小型PLC，近幾年來又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機殼

36、內的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價格比，應用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結合的疊裝式結構。FX系列PLC型號的含義如下： FX 系列名稱 輸入輸出總點數(shù) 特殊品種單元類型 輸出方式其中系列名稱：如0、2、0S、1S、ON、1N、2N、2NC等單元類型：M基本單元 E輸入輸出混合擴展單元 Ex擴展輸入模塊 EY擴展輸出模塊輸出方式：R繼電器輸出 relayS晶閘管輸出 T晶體管輸出 transistor特殊品種：DDC電源，DC輸出A1AC電源，AC（AC100120V）輸入或AC輸出模塊H大電流輸出擴展模塊V立式端子排的擴展模塊C接

37、插口輸入輸出方式F輸入濾波時間常數(shù)為1ms的擴展模塊如果特殊品種一項無符號，為AC電源、DC輸入、橫式端子排、標準輸出。例如FX2N48MTD表示FX2N系列，48個I/O點基本單位，晶體管輸出，使用直流電源，24V直流輸出型。4.2 PLC各I/O地址分配輸入/輸出單元通常也稱I/O單元，是PLC與工業(yè)生產之間的連接部件。PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據，以這些數(shù)據作為PLC對被控制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本控制對象，已實現(xiàn)控制目的。本次設計的主要I/O分配：表一 序號定義點符號功能1I0.0SB1找零按鈕2I0.1SB2食品五角按鈕3I0.2S

38、B3食品一元按鈕4I0.3SB4飲料一元按鈕5I0.4SB5飲料二元按鈕6I0.5SB6日用二元按鈕7I0.6SB7日用三元按鈕8I2.0SB8投五角硬幣9I2.1SB9投一元硬幣10I2.5SB10找零五角11I2.6SB11找零一元12I3.1SB12食品五角行程開關13I3.2SB13食品一元行程開關14I3.3SB14飲料一元行程開關15I3.4SB15飲料二元行程開關16I3.5SB16日用二元行程開關17I3.6SB17日用三元行程開關18Q3.1食品五角紅燈(物品售完)19Q3.2食品一元紅燈(物品售完)20Q3.3飲料一元紅燈(物品售完)21Q3.4飲料二元紅燈(物品售完)22

39、Q3.5日用二元紅燈(物品售完)23Q3.6日用三元紅燈(物品售完)24Q0.0找零25Q0.1出食品五角26Q0.2出食品一元27Q0.3出飲料一元28Q0.4出飲料二元29Q0.5出日用二元30Q0.6出日用三元31Q2.1食品五角綠燈（可以購買）32Q2.2食品一元綠燈（可以購買）33Q2.3飲料一元綠燈（可以購買）34Q2.4飲料二元綠燈（可以購買）35Q2.5日用二元綠燈（可以購買）36Q2.6日用三元綠燈（可以購買）4.3投入貨幣累加顯示電路該電路與商品價格顯示電路大致相同，投入錢幣的種類分別用四個開關來表示，仍然通過BCD碼編碼器，七段碼譯碼器，七段碼顯示器來顯示出來。但有一點不

40、同。由于投入的錢幣應該累加起來計算器總和，因此應該第一次投入的錢幣轉化的BCD碼儲存在寄存器中，讓其反饋到加法器的輸入端，讓其與第二次投入的錢幣相加輸出。反饋相加電路圖：第五章自動售貨機設計的梯形圖5.1什么是梯形圖（LAD）梯形圖是用的最多的程PLC圖形編程語言。梯形圖語言是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達符號的基礎上演變而來的。它與電器控制線路圖相似，如圖3-4所示。繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結構、邏輯運算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、實用的特點。因此，這種編程語言為廣大電氣技術人員所熟知，是應用最廣泛的PLC的編程語言，是PLC的第一編語言.圖3-4 傳統(tǒng)

41、繼電器控制線路圖和PLC梯形圖 a傳統(tǒng)繼電器控制線路圖 b PLC梯形圖 在梯形圖中，有兩根豎直的直線，被稱為母線，現(xiàn)在很多PLC只保留了左邊的母線，而把右邊的母線略去不寫。在梯形圖中引入了“能流”的概念。左邊的母線就如電源的“正極”，而右邊的母線就如電源的“負極”。如果有“能流”從左至右流向線圈，則線圈被激勵。如果沒有能流，則線圈未被激勵，“能流”在任何時刻都不會通過接點自右向左流5.2自動售貨機設計的梯形圖本此設計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。本次自動售貨機的梯形圖如下所示：第六章調試及運行結果6.1 MCGS組態(tài)程序設計

42、說明在組態(tài)軟件中，新建一個主控窗口。選中設備窗口，并雙擊“通用串口父設備0”,并選擇子設備“三菱Fx-232”，分別對其屬性進行設計。新建用戶窗口，得到的參考界面如下圖，然后再在“設備窗口”中添加所需的原件，進行通道連接后將其關閉，在“實時數(shù)據庫”中查看所添加的元件。回到用戶窗口對圖中的各元件進行鏈接。檢查無誤后把該組態(tài)與PLC相鏈接，運行該組態(tài)。所出現(xiàn)的運行界面就是所得組態(tài)。6.2調試結果、調試中出現(xiàn)的問題及解決方法調試結束后，在我們的mcgs仿真圖面上，按下硬幣按鈕投入硬幣，當投入的一元，二元，五元硬幣總數(shù)大于12元時，汽水指示燈亮。當投入的硬幣總數(shù)大于15元時，汽水指示燈和咖啡指示燈同時

43、亮。當按下咖啡指示按鈕時，咖啡出口燈亮，同時咖啡指示燈閃亮，七秒之后停止。在此期間不能進行買入操作。6.3創(chuàng)新設計內容當顧客交易完畢，點擊退幣按鈕時，自動售貨機將剩余的錢幣從錢幣輸出口輸出，或許由于顧客大意忘記從輸出口取出錢幣，這樣將給顧客帶來不必要的損失，針對此種情況，我們可以設計一個自動報警系統(tǒng)，就是當錢從自動售貨機中輸出超過6秒紅外線掃描發(fā)現(xiàn)沒有取出時，這時將啟動報警，及時提醒顧客，增強了售貨機的安全性。結論通過這次對自動售貨機PLC控制設計制作，讓我了解了PLC設計的基本步驟，也讓我了解了關于自動售貨機的原理與設計理念，要設計一個電路先進行軟件模擬仿真再進行實際的電路制作。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，再實際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設計時應考慮兩者的差異，從中找出最適合的設計方法。通過這次學習，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應該自己動手實際操作才會有深刻理解。PLC設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定