畢業(yè)論文--自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）</p><p><b>　　論文（設(shè)計(jì)）題目：</b></p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　自

2、動(dòng)售貨機(jī)是可完成無人自動(dòng)售貨的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，它不受任何場地限制，方便快捷，可以每天24h售貨，在我國也越來越普及。傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)采用單片機(jī)作為控制核心，但這樣在輸入輸出接口上消耗很大。PLC不但可實(shí)現(xiàn)類似控制功能，還具有可靠性高、編程簡單、功能強(qiáng)、能耗低、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。本款售貨機(jī)是基于汽水和咖啡的自動(dòng)售貨設(shè)計(jì)的。</p><p>　　論文以三菱PLC設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)，簡要介紹PLC各硬件選型，軟件的設(shè)

3、計(jì)，PLC梯形圖的編寫和系統(tǒng)的調(diào)試方法。</p><p>　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī), PLC, 調(diào)試</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Vending machine is a self-service device that can automatically sell goods to customer

4、s. It is not restricted to specific sites, which is convenient and sells 24 hours a day. Vending machines also become increasingly popular in China. The traditional vending machines use Single Chip Microcomputer as the c

5、ore of control, which costs greatly on its input/output interface. PLC not only fulfill a similar controlling function, but also has other advantages such as high reliability, easiness to progra</p><p>　　On

6、the basis of Mitsubishi PLC, this paper gives a brief introduction to the various hardware selection, software design, the compilation of PLC Ladder Diagram and the debugging method of the system.</p><p>　　K

7、ey words: Vending Machine, PLC, Debugging</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>　　目錄II</b></p><p><b>　　第1章 緒論1

8、</b></p><p>　　第2章 自動(dòng)售貨機(jī)的工藝流程1</p><p>　　第3章 自動(dòng)售貨機(jī)的硬件選型3</p><p>　　3.1 紅外線傳感器3</p><p>　　3.2 紅外檢測器3</p><p>　　3.3 紅外傳感器4</p><p>　　3.4 數(shù)碼

9、管顯示4</p><p>　　3.5 敲擊防盜報(bào)警器5</p><p>　　3.6 硬幣識(shí)別原理6</p><p>　　3.7 硬幣的貯存和退幣機(jī)構(gòu)7</p><p>　　第4章 自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)7</p><p>　　4.1 控制要求7</p><p>　　4.2 方案設(shè)計(jì)8

10、</p><p>　　4.3 控制接線圖9</p><p>　　4.4 I/O口分配10</p><p>　　4.5 控制流程圖10</p><p>　　4.6 程序設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.6.1計(jì)幣部分12</p><p>　　4.6.2比較部分12</p>

11、<p>　　4.6.3選擇和飲料供應(yīng)部分13</p><p>　　4.6.4余額計(jì)算部分13</p><p>　　4.6.5退幣部分13</p><p>　　4.6.6報(bào)警部分15</p><p>　　第5章 梯形圖程序調(diào)試15</p><p><b>　　結(jié)束語16</b>

12、;</p><p><b>　　致謝17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>　　附錄19</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)

13、是可完成無人自動(dòng)售貨，集光、機(jī)、電一體化的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。自動(dòng)售貨機(jī)不受任何場地限制，方便快捷，可以每天24h售貨，因此深受上班族的歡迎，很多城市的公共場所里面都放置有自動(dòng)售貨機(jī)，出售的商品五花八門，從飲料、零食、香煙、糖果，到牙刷、方便面、自動(dòng)照相機(jī)。近年來，我國的自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)突飛猛進(jìn)：在汽車總站、商廈、醫(yī)院、小區(qū)、學(xué)校等地區(qū)紛紛涌現(xiàn)出自動(dòng)售貨機(jī)的蹤跡。這種方便快捷的購物方式越來越受到人們的青睞，同時(shí)也是現(xiàn)代化城市配套設(shè)施的需求。傳

14、統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)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。但是PLC（即可編程序控制器）是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置，它不但可實(shí)現(xiàn)類似控制功能，還具有可靠性高、編程簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。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?？梢钥闯觯捎肞LC

15、對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，這在現(xiàn)代化商業(yè)社會(huì)的今天尤為重要。</p><p>　　本論文采用的PLC是FX2n-48MR型號(hào)，編程軟件是SWOPC-FXGP/WIN-C，設(shè)計(jì)的是一款簡單實(shí)用的自動(dòng)售貨機(jī)。該自動(dòng)售貨機(jī)最基本的功能是對(duì)投入的硬幣進(jìn)行感應(yīng)，并根據(jù)所投入的硬幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種飲料，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)包含的飲料，能夠?qū)λ度氲膸胖颠M(jìn)行累計(jì)，

16、并提供所要購買的飲料。當(dāng)按下選擇飲料的按鈕時(shí)，相應(yīng)的電磁閥起動(dòng)，飲料開始供應(yīng)，提取飲料到出貨口，顧客取出飲料，完成此次交易。它具有投幣感應(yīng)系統(tǒng)、比較系統(tǒng)、選擇和飲料供應(yīng)系統(tǒng)、退幣系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等來實(shí)現(xiàn)完整的售貨功能。</p><p>　　第2章 自動(dòng)售貨機(jī)的工藝流程</p><p>　　本文設(shè)計(jì)的是售汽水和咖啡這兩種飲料的自動(dòng)飲料機(jī)，它的售貨過程是：首先由顧客按下商品選擇開關(guān)時(shí)，然后顧客投

17、入的硬幣(投入硬幣的面值和剩余值由PLC驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示)經(jīng)過光傳感器感應(yīng)，再由光傳感器驅(qū)動(dòng)硬幣識(shí)別傳感器識(shí)別硬幣（由于能力有限，在識(shí)別硬幣上不做具體研究）。如果是無效幣則使繼電器打開閥門，將硬幣退出；如果是真幣則系統(tǒng)將硬幣自動(dòng)傳送到相應(yīng)的硬幣貯幣腔，并經(jīng)硬幣識(shí)別傳感器將信號(hào)送給PLC。最后經(jīng)顧客選擇，同時(shí)PLC控制，使PLC的輸出口上有相應(yīng)的信號(hào)輸出。若貯幣腔內(nèi)無硬幣（紅外檢測器感應(yīng)）、飲料的量位小于設(shè)定值（紅外傳感器感應(yīng)）、售貨機(jī)遭損

18、，系統(tǒng)就報(bào)警。大體運(yùn)行如圖2-1：</p><p>　　圖2-1自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)硬件組成示意圖</p><p>　　圖2-2是自動(dòng)售貨機(jī)簡單示意圖。在該機(jī)中有兩種已經(jīng)配制好的飲料儲(chǔ)液桶（未畫出來），一種為汽水，另一種為咖啡。汽水出口和咖啡出口分別代表由兩個(gè)電磁閥控制放入杯中的飲料品種的飲料出口。</p><p>　　退幣按鈕 汽水按鈕 咖

19、啡按鈕</p><p>　　退幣口 投幣口</p><p>　　退幣指示燈 汽水指示燈 咖啡指示燈投幣不足指示燈</p><p>　　汽水出口 咖啡出口</p><p>　　圖2-2自動(dòng)售貨機(jī)簡單示意圖</p><p>　　第3章

20、 自動(dòng)售貨機(jī)的硬件選型</p><p><b>　　3.1紅外線傳感器</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，當(dāng)硬幣投入開始由紅外線傳感器感應(yīng)，然后由紅外線傳感器驅(qū)動(dòng)硬幣識(shí)別傳感器，硬幣經(jīng)識(shí)別后進(jìn)入貯存腔時(shí)，由硬幣識(shí)別傳感器送給PLC一個(gè)信號(hào)，進(jìn)行硬幣的疊加運(yùn)算；</p><p>　　當(dāng)退幣時(shí)，退出的硬幣經(jīng)紅外線傳感器感應(yīng)，給PLC一個(gè)信號(hào)，

21、進(jìn)行退幣的相加運(yùn)算。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是運(yùn)用紅外線傳感器的原理對(duì)投幣進(jìn)行檢測的。</p><p>　　圖3-1所示是由紅外線傳感器構(gòu)成的紅外線探測開關(guān)電路圖。它是以單運(yùn)放為主構(gòu)成，PLC與之聯(lián)系。探測頭采用一體化紅外線傳感器發(fā)射接收組件。</p><p>　　當(dāng)發(fā)射管與接收管之間無硬幣時(shí)，接收管集電極與發(fā)射極間的電阻值變小，因此會(huì)使IC1反相信號(hào)輸入端3腳

22、電壓下降，IC1的同相輸入端2腳上的基準(zhǔn)電壓是由R3和R4*分壓后得到的，由此使其7腳輸出變?yōu)楦唠娖?，KA繼電器不工作，所以PLC得不到相應(yīng)的信號(hào)。 </p><p>　　當(dāng)發(fā)射管與接收管之間有硬幣時(shí)時(shí)，硬幣遮擋紅外線，接收管集電極和發(fā)射極之間的電阻變大，IC1的3腳電壓大于2腳電壓，其7腳輸出為低電平使VD7導(dǎo)通發(fā)光，KA繼電器工作，使PLC得到相應(yīng)的信號(hào)。</p><p>　　圖3-1

23、紅外線探測開關(guān)電路圖</p><p>　　3.2紅外檢測器

24、 </p><p>　　對(duì)貯存腔沒有硬幣的報(bào)警，在本設(shè)計(jì)中采用紅外檢測器給PLC的輸入端一個(gè)信號(hào),然后由PLC的輸出端驅(qū)動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。在貯存腔底部安裝了紅外遙控發(fā)射裝置。當(dāng)沒有投幣時(shí)，系統(tǒng)正常運(yùn)行，給出了運(yùn)行指示；當(dāng)沒有投幣時(shí)而按

25、了汽水、咖啡按鈕或者退幣按鈕，這時(shí)光線沒有被硬幣遮擋，有信號(hào)輸出，產(chǎn)生無幣報(bào)警。</p><p><b>　　3.3紅外傳感器</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，當(dāng)飲料的量位小于設(shè)定值時(shí)，由紅外傳感器感應(yīng)，光敏二極管接收到LED發(fā)射出的光，給PLC一個(gè)報(bào)警信號(hào)，然后PLC驅(qū)動(dòng)報(bào)警器。紅外傳感器應(yīng)用電路發(fā)光和受光方式如圖3-2。</p><p&

26、gt;<b>　　圖（</b></p><p>　　圖3-2紅外傳感器應(yīng)用電路圖</p><p><b>　　3.4數(shù)碼管顯示</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，顯示部分，以帶鎖存的7段顯示指令SEGL來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于指令SEGL，用12個(gè)掃描周期顯示一組4位數(shù)據(jù)，占用8個(gè)輸出點(diǎn)。源操作數(shù)可以選所有的數(shù)據(jù)類型，目標(biāo)操作數(shù)

27、為Y，只有16位運(yùn)算，n=0～7，該指令用12個(gè)掃描周期顯示一組或兩組4位數(shù)據(jù)，占用8個(gè)或12個(gè)輸出點(diǎn)，該指令可以是使用兩次。SEGL指令用12個(gè)掃描周期顯示一組或兩組4位數(shù)據(jù)，PLC的掃描周期應(yīng)大于10ms，若小于10ms，應(yīng)使用恒定掃描方式。該指令的執(zhí)行條件一旦接通，指令反復(fù)執(zhí)行，若執(zhí)行條件變?yōu)镺FF，停止執(zhí)行。圖3-3中使用一組輸出（n=0～3），D1中的數(shù)據(jù)依次送到Y(jié)0～Y3。選通信號(hào)由Y4～Y7提供。</p>&

28、lt;p>　　圖3-3帶鎖存的7段顯示接線圖</p><p>　　對(duì)于晶體管輸出電路有漏輸出（即集電極輸出）和源輸出（即發(fā)射極輸出）兩種（見圖3-4），前者為負(fù)邏輯，梯形圖中的輸出繼電器為ON時(shí)輸出低電平；后者為正邏輯，梯形圖中的輸出繼電器為ON時(shí)輸出高電平。</p><p><b>　　圖3-4正負(fù)邏輯圖</b></p><p>　　7

29、段顯示器的數(shù)據(jù)輸入（由Y0～Y3和Y10～Y13提供）和選通信號(hào)（由Y4～Y7提供）也有正邏輯和負(fù)邏輯之分。若數(shù)據(jù)輸入以高電平為“1”，則為正邏輯；反之為負(fù)邏輯。選通信號(hào)若在高電平時(shí)鎖存數(shù)據(jù)，則為正邏輯；反之為負(fù)邏輯。參數(shù)n的值由顯示器的組數(shù)、PLC與7段顯示器是否相同來確定（見表3-1）。</p><p>　　表3-1參數(shù)n的確定</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，因需顯示一組4位數(shù)據(jù)，P

30、LC與數(shù)據(jù)輸入類型相同，PLC與選通脈沖類型相同，所以n=0。</p><p>　　3.5敲擊防盜報(bào)警器</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，采用BS-02壓電式傳感器作為檢測售貨機(jī)遭破壞的一種傳感器，它利用壓電元件對(duì)振動(dòng)敏感的特性來感知售貨機(jī)受破壞時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)波，傳感器把振動(dòng)波轉(zhuǎn)換成電壓輸出，輸出電壓經(jīng)放大、濾波、比較等處理后提供給PLC，然后由PLC輸出控制報(bào)警系統(tǒng)。BS-02壓電式玻璃破

31、碎傳感器的外形及內(nèi)部電路如圖3-5所示。</p><p>　　傳感器的最小輸出電壓為100mV，是大輸出電壓為100V，內(nèi)阻阻抗為15～20KΩ，工作溫度為-10～60℃。</p><p>　　圖3-5BS-02傳感器外形及內(nèi)部電路圖</p><p>　　使用時(shí)傳感器用膠貼在售貨機(jī)上，通過電纜和PLC相連，然后再通過PLC與報(bào)警電路相連。為了提高報(bào)警器的靈敏度，信號(hào)

32、經(jīng)放大后，需經(jīng)帶通濾波器進(jìn)行濾波，要求它對(duì)選定的頻譜通帶的衰耗要小，而帶外衰耗要盡量大。由于售貨機(jī)振動(dòng)的波長在音頻和超聲波的范圍內(nèi)，這就使濾波器成為電路中的關(guān)鍵。</p><p>　　為了提高報(bào)警的可靠性，電路中設(shè)置有比較器，只有在傳感器信號(hào)高于設(shè)定的閾值時(shí)，它才會(huì)輸出報(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)PLC，再由PLC驅(qū)動(dòng)報(bào)警執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。報(bào)警器電路框圖如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6報(bào)警器電

33、路框圖</p><p><b>　　3.6硬幣識(shí)別原理</b></p><p>　　主要識(shí)別指標(biāo)：材質(zhì)、厚度、直徑。</p><p>　　材質(zhì)是用電磁的方式測的，使用空心線圈或磁芯線圈，線圈組數(shù)少的只有一組，多的常見的是六組。工作狀態(tài)下，線圈及其外圍電路會(huì)以一個(gè)特殊的頻率振蕩（多個(gè)線圈的話頻率各不相同），當(dāng)硬幣以垂直或平行于線圈平面的方式穿過時(shí)

34、（不同產(chǎn)品方式不同），會(huì)引起振蕩頻率的變化。材質(zhì)不同所引起的頻率變化幅度和方向（增加、減少）也不同，對(duì)某種硬幣的變化特征進(jìn)行記錄后，就成為使用中識(shí)別該種硬幣的依據(jù)。</p><p>　　厚度是沒有東西專門測的，實(shí)際上這個(gè)指標(biāo)是和材質(zhì)一起測。因?yàn)榧词瓜嗤馁|(zhì)的硬幣，如果厚薄不同，導(dǎo)致的頻率變化差異也較大。</p><p>　　直徑——老式的識(shí)別裝置用光電管隊(duì)列來識(shí)別直徑，排列組合得當(dāng)?shù)脑?，識(shí)

35、別精度也不低。新一點(diǎn)的都用偏心或異形線圈來測量，依據(jù)是直徑小的硬幣與線圈的重合部分也少，由此也帶來頻率變化的不同。</p><p>　　我國目前發(fā)行的1元、5角和1角硬幣的金屬原材料是為造幣而專門使用的特殊合金，因此在它通過投幣入口進(jìn)入由電感和電容組成的特定高頻振蕩線路所產(chǎn)生的磁場時(shí)。金屬材質(zhì)和體積的差異對(duì)電感量的影響大小也出現(xiàn)微弱差異，電感量的變化引起振蕩頻率的變化；再通過檢測頻率的變化，與設(shè)定值進(jìn)行比較，確定

36、某種硬幣種類后，經(jīng)窄帶選頻電路將頻率信號(hào)變成電壓信號(hào)輸出，完成對(duì)金屬硬幣的識(shí)別。</p><p>　　3.7硬幣的貯存和退幣機(jī)構(gòu)</p><p>　　金屬硬幣識(shí)別器種類繁多，但貯幣退幣機(jī)構(gòu)基本上分為兩類：一類是平面式貯幣，電磁閥退幣；另一類是圓筒式貯幣，步進(jìn)電機(jī)退幣。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，采用的是圓筒式貯幣，步進(jìn)電機(jī)退幣。當(dāng)硬幣投入后經(jīng)過識(shí)別識(shí)出電信號(hào)后

37、，偽幣和異物被排出，真幣按面值由幾組分布電磁閥分配到不同貯幣腔內(nèi)備用。當(dāng)收到退幣找零電信號(hào)后，通過退幣電機(jī)拉桿，將貯幣腔內(nèi)下部硬幣依電信號(hào)程序退出，完成自動(dòng)售貨機(jī)的退幣找零功能。</p><p>　　第4章 自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的重要部分是第4章的設(shè)計(jì)部分,即自動(dòng)售貨機(jī)梯形圖的程序設(shè)計(jì)。根據(jù)控制要求和工作流程圖準(zhǔn)確設(shè)計(jì)出它的梯形圖，這樣才能真正理解本次自動(dòng)售貨

38、機(jī)控制系統(tǒng)的控制原理。</p><p><b>　　4.1控制要求</b></p><p>　?。?）自動(dòng)售飲料機(jī)可投入1角、5角、1元的硬幣。</p><p>　?。?）所售飲料標(biāo)價(jià)：汽水——2元，咖啡——3元。</p><p>　　（3）投幣總額或現(xiàn)在值顯示在7段數(shù)碼管上。</p><p>　

39、?。?）當(dāng)投入的硬幣總值超過所購飲料的標(biāo)價(jià)時(shí)，所有可購買飲料的指示燈均亮，作可購買提示。（如：當(dāng)投入的硬幣總值超過2元，汽水指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值超過3元時(shí)，汽水、咖啡指示燈均亮）。</p><p>　　（5）當(dāng)汽水指示燈亮?xí)r，按選擇汽水按鈕，則排出汽水，7s后自動(dòng)停止。在這段時(shí)間內(nèi)，汽水指示燈閃爍。</p><p>　　（6）當(dāng)咖啡指示燈亮?xí)r，按選擇咖啡按鈕，則排出咖啡，7s后自動(dòng)停

40、止。在這段時(shí)間內(nèi)，咖啡指示燈閃爍。</p><p>　?。?）系統(tǒng)根據(jù)顧客投入的硬幣，判斷硬幣是否足夠，若足夠則根據(jù)顧客的要求自動(dòng)售貨，投幣不足則給出提示。</p><p>　?。?）購買飲料后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算剩余幣值，并根據(jù)剩余幣值提示可購買的飲料（指示燈亮）。</p><p>　　（9）若投入的硬幣總值超過所需的錢數(shù)（汽水2元，咖啡3元），則找錢指示燈亮,當(dāng)按退幣

41、控制按鈕時(shí)，退出找回的錢。</p><p>　?。?0）在報(bào)警系統(tǒng)中，PLC只起到開關(guān)連接的作用。</p><p><b>　　4.2方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）通過分析，取最有把握的思路，故采取一般梯形圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）注意一點(diǎn)，程序運(yùn)行開始階段要有上電復(fù)位，讓機(jī)子清零。<

42、;/p><p>　　（3）本自動(dòng)售貨機(jī)可使用1角、5角、1元硬幣，計(jì)幣時(shí)用ADD指令進(jìn)行累加從而得到一個(gè)投幣總額；比較幣值時(shí)使用CMP指令來判斷是否符合汽水排出或咖啡排出的條件；余額計(jì)算時(shí)用SUB指令從投幣總額中扣除顧客所消費(fèi)的幣值總額；退幣計(jì)算時(shí)用到觸點(diǎn)型比較指令。</p><p>　　（4）由于實(shí)驗(yàn)室PLC型號(hào)三菱FX2n-48MR對(duì)某些指令可能無法識(shí)別，所以需將所有用脈沖執(zhí)行型的功能指令

43、都使用PLS指令進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即通過PLS指令驅(qū)動(dòng)輔助繼電器M，實(shí)現(xiàn)程序功能。</p><p>　?。?）PLC選用繼電器輸出型。</p><p>　?。?）要求實(shí)現(xiàn)顧客的循環(huán)購買，故需實(shí)現(xiàn)控制程序的跳轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）退幣結(jié)束時(shí)，使用ZRST指令進(jìn)行購買完成的復(fù)位，以準(zhǔn)備下一個(gè)顧客購買飲料，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤。</p><p><

44、b>　　4.3控制接線圖</b></p><p>　　本系統(tǒng)是一個(gè)小型集中控制系統(tǒng)，PLC選型主要取決于控制系統(tǒng)輸入、輸出開關(guān)信號(hào)的數(shù)量、用戶程序的長短及相關(guān)的功能。根據(jù)控制要求，I/O點(diǎn)數(shù)在48個(gè)左右，選擇性能價(jià)格比較高的三菱FX2n-48MR，其中其輸入點(diǎn)為24點(diǎn)，輸出點(diǎn)為24點(diǎn)，該P(yáng)LC為繼電器輸出型。</p><p>　　了解各個(gè)控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求，分析對(duì)象的控制

45、要求，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。本設(shè)計(jì)中，退幣按鈕、各種飲料按鈕和飲料出口（驅(qū)動(dòng)電磁閥）等均為開關(guān)量。</p><p>　　根據(jù)上述要求，因條件所限輸出均用指示燈代替，由此繪制出PLC控制電路接線圖，如圖4-1所示：</p><p><b>　　圖4-1控制接線圖</b></p><p><b>　　4.4I/O口分配</b>

46、;</p><p>　　列出I/O口分配表，如表4-1：</p><p>　　表4-1I/O口分配表</p><p><b>　　4.5控制流程圖</b></p><p>　　繪出自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制流程圖，表達(dá)出各控制對(duì)象的動(dòng)作順序，相互間的制約關(guān)系。</p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制流

47、程圖，如圖4-2所示。</p><p><b>　　圖4-2控制流程圖</b></p><p><b>　　4.6程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于本設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì), 因此要求上要有現(xiàn)實(shí)中的自動(dòng)售貨機(jī)的多種功能。根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的流程可以知道自動(dòng)售貨機(jī)的主要系統(tǒng)包括：計(jì)幣部分、比較部分、選擇和飲料供應(yīng)部分、余

48、額計(jì)算部分、退幣部分、報(bào)警部分。</p><p><b>　　4.6.1計(jì)幣部分</b></p><p>　　當(dāng)有顧客購買飲料時(shí)，投入硬幣時(shí)經(jīng)過光傳感器感應(yīng)，然后由光傳感器驅(qū)動(dòng)硬幣識(shí)別器識(shí)別硬幣,如果是假幣則系統(tǒng)自動(dòng)退出硬幣,如果是真幣則系統(tǒng)將硬幣自動(dòng)傳送到相應(yīng)的硬幣貯存腔,并經(jīng)光傳感器感應(yīng)，然后在PLC內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，否則認(rèn)為是假幣并退出系統(tǒng)，梯形圖如圖4-3：&l

49、t;/p><p><b>　　圖4-3計(jì)幣部分</b></p><p><b>　　4.6.2比較部分</b></p><p>　　投幣完成后，系統(tǒng)會(huì)將D1內(nèi)錢幣數(shù)據(jù)和可以購買的飲料價(jià)格進(jìn)行區(qū)間比較：若投幣<2元，則指示燈Y24亮，顯示投幣不足，此時(shí)可以繼續(xù)投幣或退幣；若2元≤投幣<3元，則汽水選擇指示燈長亮，此時(shí)

50、可以選擇汽水或退幣；若投幣≥3元,則汽水和咖啡指示燈長亮,此時(shí)可以選擇汽水、咖啡或退幣。梯形圖如圖4-4:</p><p><b>　　圖4-4比較部分</b></p><p>　　4.6.3選擇和飲料供應(yīng)部分</p><p>　　比較完成后，按下指示燈長亮的選擇按鈕，相應(yīng)的電磁閥（Y12或Y13）起動(dòng)，并且相應(yīng)的選擇指示燈由長亮轉(zhuǎn)為以1s為周

51、期的閃爍直至飲料供應(yīng)完畢后閃爍停止。當(dāng)飲料輸出達(dá)到7s時(shí)，電磁閥關(guān)斷。梯形圖如圖4-5：</p><p>　　圖4-5選擇和飲料供應(yīng)部分</p><p>　　4.6.4余額計(jì)算部分</p><p>　　飲料輸出的同時(shí)減去相應(yīng)的購買幣數(shù)。梯形圖如圖4-6：</p><p>　　圖4-6余額計(jì)算部分</p><p><

52、;b>　　4.6.5退幣部分</b></p><p>　　顧客可在購?fù)觑嬃虾螅赏藥胖甘緹鬥23可知是否可以退幣，指示燈亮，則可以退幣，當(dāng)按下退幣控制按鈕后，數(shù)據(jù)寄數(shù)器D1內(nèi)的幣數(shù)除以10，商的整數(shù)部分是需要退回1元的個(gè)數(shù)并儲(chǔ)存在D2中；D3的數(shù)據(jù)除以5，商的整數(shù)部分是需要退回的5角錢的個(gè)數(shù)，并儲(chǔ)存在D4中，依次類推選擇退幣的同時(shí)起動(dòng)3個(gè)退幣電動(dòng)機(jī)。3個(gè)感應(yīng)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)感應(yīng)器記幣的個(gè)數(shù)等于數(shù)據(jù)

53、寄存器退回的幣數(shù)時(shí)，退幣電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。PLC編程梯形圖如圖4-7：</p><p><b>　　圖4-7退幣部分</b></p><p><b>　　4.6.6報(bào)警部分</b></p><p>　　PLC在報(bào)警系統(tǒng)中，只起到開關(guān)連接的作用，具體梯形圖如圖4-8：</p><p><b>

54、　　圖4-8報(bào)警部分</b></p><p>　　第5章 梯形圖程序調(diào)試</p><p>　　由于實(shí)驗(yàn)室沒有相應(yīng)的實(shí)物控制模型(自動(dòng)售貨機(jī))，因此，在調(diào)試系統(tǒng)控制程序時(shí)，所有的輸入信號(hào)均用開關(guān)信號(hào)和復(fù)位按鈕來代替，所有的輸出均用指示燈來表示。調(diào)試時(shí)，首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線，并仔細(xì)檢查接線是否有誤，特別要注意接線時(shí)不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況，否則會(huì)造成硬件損壞

55、及人身意外。</p><p>　　開始程序調(diào)試：首先將PLC控制程序?qū)懭氲絇LC機(jī)器中，再選擇監(jiān)控狀態(tài)，使PLC處于“RUN”狀態(tài)，然后逐一按投幣感應(yīng)器（即硬幣識(shí)別機(jī)構(gòu)用復(fù)位按鈕信號(hào)來表示硬幣的輸入），觀察有沒有進(jìn)行累加幣值；或按選擇按鈕，觀察輸出指示燈是否按預(yù)計(jì)效果閃滅（即顯示飲料選擇提示、飲料送出、送出時(shí)間和退幣提示），并通過監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運(yùn)行過程及輸入輸出信號(hào)、內(nèi)部描述實(shí)際出現(xiàn)的問題及解決方案。對(duì)報(bào)警部

56、分進(jìn)行調(diào)試，只需給相應(yīng)的輸入端口信號(hào)，然后相應(yīng)的指示燈變亮即可。要對(duì)照設(shè)計(jì)控制要求，逐一檢驗(yàn)設(shè)計(jì)功能是否能有效的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)和完善。</p><p>　　例如，調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)重復(fù)線圈問題，需將程序進(jìn)行合并，避免重復(fù)線圈等等?？偠灾?，對(duì)程序必須要反復(fù)調(diào)試，不斷改進(jìn)，以獲得既完全實(shí)現(xiàn)功能，而又簡單、嚴(yán)謹(jǐn)性高的PLC控制程序。</p><p><b>　　結(jié)束語</

57、b></p><p>　　畢業(yè)論文是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)

58、力，抗壓能力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。</p><p>　　雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來，也必然會(huì)讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力和更強(qiáng)理解力。</p><p&

59、gt;　　順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。比如我的設(shè)計(jì)還有很多的不足之處，可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對(duì)問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　大學(xué)三年，畢業(yè)論文就是我們所學(xué)知識(shí)

60、的見證，完成它既有一種收獲感，又有一種失落感，可無論如何它代表著我三年的努力，代表了我三年的歷程。當(dāng)它終于完工的時(shí)候，我不禁想起了很多人，很多事，尤其是辛勤培養(yǎng)我的老師們，謝謝你們！</p><p>　　在這里，首先我要特別感謝我的導(dǎo)師**老師對(duì)我的諄諄教導(dǎo)。正是在她的循循善誘和悉心指導(dǎo)下，我順利地完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　其次感謝我的同學(xué)和朋友，他們給予了我無私的幫助和無

61、窮的精神動(dòng)力。在我遇到知識(shí)上的難點(diǎn)時(shí)，他們總是能給我及時(shí)的援助。感謝我同宿舍的其他同學(xué)，謝謝他們在這大學(xué)三年里給我的幫助和關(guān)心。 再次深深感謝我的父母，他們在我的物質(zhì)及精神上給予很大的支持，使我大學(xué)三年得以順利完成的保障。是他們教會(huì)了我人生的真諦，讓我茁壯成長。父母的教誨是我一生最寶貴的財(cái)富，再一次感謝他們對(duì)我的培養(yǎng)。</p><p>　　最后，衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師！衷心地祝愿

62、各位身體健康、工作順利。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]廖常初.FX系列PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2005.1～127.</p><p>　　[2]羅宇航.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)(西門子S7-200系列)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社.2006.246～252.</p&

63、gt;<p>　　[3]高勤.可編程控制器原理及應(yīng)用（三菱機(jī)型）[M].北京:電子工業(yè)出版社.2006.41～46.</p><p>　　[4]錢銳.PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社.2006.112～113.</p><p>　　[5]黃繼昌等.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:人民郵電出版社.1998.</p><p>　　[6]朱軍等.

64、自動(dòng)售貨機(jī)中的紙鈔及硬幣識(shí)別原理[J].</p><p>　　[7]董淑冷等.PLC在自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].上海師范大學(xué)學(xué)報(bào).2007,36(2):47～51.</p><p>　　[8]趙紅梅等.自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].</p><p>　　[9]孫余凱等.傳感器應(yīng)用電路300例[M].北京:電子工業(yè)出版社.2008.157～158.&l