基于PLC的自動售貨機設計

1、摘 要自動售貨機是能根據(jù)投入的錢幣自動付貨的機器。自動售貨機是商業(yè)自動化的常用設備，它不受時間、地點的限制，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小時營業(yè)的微型超市。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。核心技術是通過可編程控制器通過程序設計而實現(xiàn)。關鍵詞：自動售貨機；可編程控制器；程序設計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 自動售貨機的概述32 總體方案設計42.1 自動售貨機的工作要求42.2 自動售貨機的工作原理42.3 自動售貨機總體設計方案53 主電路設計63.1 plc電路圖63.2自動售貨機的i/o分配表64 plc控制系統(tǒng)設計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 自動售貨機的仿真與調(diào)試結果11總 結12參考文獻13致 謝14附錄a 自動售貨機控制系統(tǒng)的梯形圖15附錄b 自動售貨機控制系統(tǒng)的指令表17附錄c 自動售貨機控制電路圖紙211 概述1.1 plc的概述plc是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。plc是微機技術與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術相結合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線

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

7、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設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)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了plc的應用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器，可以預期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，plc在我國將有更廣闊的應用天地。1.2 自動售貨機的概述售貨機的最基本功能就是對投入的貨幣進行運算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能購買某種商品，并做出相應的反映。因此，售貨機應能夠辨識機內(nèi)包含的商品:售貨機應該能夠顯示已投入的幣值，以及再投入貨幣累計顯示;同時提示可以購買的商品(或商品的編號)。當按下選擇商品的按鈕時，售貨機進行減法運算，從投入的貨幣總值中減去該商品的價格，同時起動

8、相應的電機，提取該商品到出貨口，此時售貨機繼續(xù)等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時不再購買，則按下退幣按鈕，售貨機進行退幣操作，退回相應的貨幣,并在程序中清零，完成此次交易。2 總體方案設計2.1 自動售貨機的工作要求1自動售貨機有3個投幣孔，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格，將可由退幣鈕找回余額。4投幣總額或當前值顯示在7段數(shù)碼管上。5投幣值等于或大于12元時，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，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，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，則相對應的指示燈開始閃爍，3s后自動停止，表示飲料已經(jīng)掉出。9動作停止后按退幣鈕，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元則直接退1元的。2.2 自動售貨機的工作原理本自動售貨機的自動控制系統(tǒng)主要包括：計幣系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)、飲料供應系統(tǒng)和退幣系統(tǒng)。1、 計幣系統(tǒng)：當有顧客買東西時，投入的錢幣經(jīng)過系統(tǒng)識別機構，記錄1元、5元或10元的個數(shù)，通過個數(shù)與幣值相乘或相加并將總錢幣數(shù)據(jù)進行存儲。2、 比較系統(tǒng)：投幣完成后，系統(tǒng)會把存儲的數(shù)據(jù)和可以購買的飲料的價格進行比較，當幣值等于或大于12元時，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，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，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，當按下汽水、花茶或咖啡選擇按鈕，則相對應的指示燈開始閃爍，3s后自動停止，表示飲料已經(jīng)掉出。4、 飲料供應系統(tǒng)：當按下選擇按鈕時，相應的電機啟動，在飲料輸出的同時，減去相應的錢數(shù)。5、 退幣系統(tǒng)：當顧客購買完成后，多余的錢幣只要按下退幣按鈕，系統(tǒng)就會把數(shù)據(jù)寄存器中的錢幣退回。2.3 自動售貨機總體設計方案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(jù)運算結果做出相

11、應的判斷，看看哪種商品可以進行購買，哪種商品不能購買，本次課程設計的要求是可識別三種錢幣，分別是1元、5元、10元，采用三個按鈕進行模擬，自動售貨機共出售3種貨物，其價格分別定為12元、15元、20元，當投幣數(shù)大于等于貨物價格時，該種貨物的指示燈亮，表示可以進行購買，3種貨物分別用3個信號燈進行指示。除此之外，本次設計還涉及了顯示、找零等功能的實現(xiàn)。整個系統(tǒng)由三個可以感受到投幣量的傳感器、五個按鈕開關、四個指示燈。系統(tǒng)的總體流程圖如圖1：圖1 系統(tǒng)總體流程圖3 主電路設計3.1 plc電路圖如圖2所示： 圖2 plc電路圖3.2自動售貨機的i/o分配表plc控制的自動售貨機控制系統(tǒng)的i/o分配

12、表如下圖3所示：x0sb1y0hl1x1sb2y1hl2x2sb3y2hl3x3sb4y3hl4x4sb5y4hl5x5sb6y5hl6x6sb7y6hl7x7sb8y10hl8y11hl9圖3 自動售貨機控制系統(tǒng)的i/o分配x0表示啟動按鈕，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表示汽水購買按鈕，x5表示花茶購買按鈕，x6表示咖啡購買按鈕，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)設計4.1 系

13、統(tǒng)顯示裝置自動售貨機系統(tǒng)顯示裝置可以用七段數(shù)碼譯碼管來做，在plc實驗當中模擬進行過，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)梯形圖仿真結果如圖4所示圖4投幣系統(tǒng)的仿真圖從仿真結果可以看出，投幣系統(tǒng)基本可以實現(xiàn)投幣計數(shù)，把總錢數(shù)進行寄存；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，汽水比較結果提示系統(tǒng)如圖5所示；圖5 汽水比較結果系統(tǒng)仿真圖從圖3-2中，可以看到投入的錢的總數(shù)為17元，大于汽水的價格12元，其相應的提示燈亮起，表示可以購買汽水，符合設計要求。花茶比較結果仿真圖如圖6所示圖6 花茶比較結果仿真圖從圖3-3中

14、，可以看到投入的錢的總數(shù)為17元，大于花茶的價格15元，其相應的提示燈亮起，表示可以購買花茶，符合設計要求?？Х缺容^結果仿真圖如圖7所示圖7 咖啡比較結果仿真圖從圖6中，可以看到投入的錢的總數(shù)為17元，小于咖啡的價格20元，其相應的提示燈不亮，表示不可以購買咖啡，符合設計要求。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，當金額等于零時常閉觸點斷開，這時退幣按鈕x7起不到退幣的作用，當金額等大于零時，常閉觸點不動作，按下退幣按鈕x7可以退幣；從圖7的仿真結果可以看到，退幣的金額為17元，c4計數(shù)一次也就是10元，c5計數(shù)7次也就是7

15、元，每一秒退一次幣，當余額退完后，c4、c5的常開觸點就會閉合，這時系統(tǒng)的存儲器、計數(shù)器、計時器將清零。4.5 自動售貨機的仿真與調(diào)試結果通過仿真調(diào)試發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)程序設計較全面地演示自動售貨機的使用功能； 通過修改plc控制程序， 可在自動售貨機上實現(xiàn)多種控制方式、銷售方式、銷售種類。自動售貨機可以根據(jù)投入的錢幣自動付貨。它根據(jù)投入錢幣的多少，提示你可以買什么東西，再按一下相應的按鈕，購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，一共投的錢會在七段數(shù)碼管上顯示出總錢數(shù)，在購買階段，按下所要買的商品按鈕后七短數(shù)碼管上就會顯示出所剩

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，找零時只出1元的幣，整個退幣的過程清晰可見，出幣時為每秒出一次幣?？?結在設計過程中，我通過查閱有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。使我加深了對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識了關于plc設計原理和實際中的應用過程。在課程設計過程中我們互相討論，請教老師，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行研究解決。我們試著用不同的設計方法來實現(xiàn)我們的課題，這樣不僅可以拓寬我們的思路，還可以使我們的設計成果更加嚴謹。在這次課程設計中我深刻地體會到，在動手設計以前，應該進行充分調(diào)查研究，根據(jù)所收集的資料進行系統(tǒng)分析，在腦海中形成一個具體的結構，再進行有計劃的實施。我現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)我對理論知識的學習不夠嚴謹，專業(yè)知道方面范圍太小。我現(xiàn)在深深體會到，自己要想在專業(yè)方面有所作為，不僅要有嚴謹認真，注重實踐的科學態(tài)度，還要有較為全面系統(tǒng)和先進的專業(yè)知識。參考文獻1 史國生.電氣控制與可編程控制器技術.北京：化學工業(yè)出版社.20102 廖常初.plc基礎及應用m.北京：機械工業(yè)出版社.20093 賈德勝.plc應用開發(fā)實用子程序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用m.廣州：華南理工大學出版社.20055 朱紹祥.可編程序控制器（pc）原理與應用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用m.成都：電子科