基于PLC控制的自动售货机的设计
基于PLC控制的自动售货机的设计[20200128194353]
摘要
在设计中以自动售货机的基本原理以及工作流程，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。在设计过程中按照“提出问题，分析问题，解决问题”的主导思想，对整个系统的设计工作做出了详细的阐述。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:可编程序控制器PLC仿真梯形图
引言 1
一. 设计方案和介绍 2
（一）. 自动售货机的介绍 2
（二）. 动售货机功能设计要求 2
（三）. 自动售货机设计思路 2
（四）. 自动售货机工作原理 3
二. PLC的工作原理和硬件组成 3
（一）. PLC的工作原理 3
（二）. PLC的硬件组成 3
三. PLC控制的自动售货机的硬件选择 5
（一）. 硬件电路组成框图（如图3-1） 5
（二）. 硬币识别器 5
（三）. 纸币识别器 6
（四）. 电磁阀的选择 6
（五）. PLC的选择 6
（六）. 面板的设计 7
四. PLC程序的设计 7
（一）. 程序控制系统设计的基本原则 7
（二）. 仿真实验系统中售货机的分析 9
（三）. 设计任务的确定 11
（四）. 部分程序设计 12
附录 19
结束语 21
参考文献 21
致 谢 22
引言
自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的小型超市。它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、消费以及消费模式和环境的变化，出现新的流通渠道。自动售货机可以充分补充人力资源的不足、消费环境和消费模式的变化，无人售货的系统可以更省力，运营资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的性能，可以很好地解决人工费用上升的问题。
自动售货机适宜的场所比较广泛，、车站、码头、地铁口、校园、办公写字楼、居民生活小区等都是安装自动售货机的好地方。适销的商品更是种类繁多，只要是各种标准化的商品，都可通过自动售货机予以销售。我们相信，随着我国经济的发展，人民消费水平的提高，对自动售货机的需求必将越来越多。
现在，自动售货机产业正在走向信息话。例如采用了联机方式，通过电话线路将自动售货机内的商品信息传送各营业点的电脑中，确保了商品的发送、补充的顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源的方向发展。
一. 设计方案和介绍
（一）. 自动售货机的介绍
1.自动售货机的基本功能
首先在进行上、下位机程序编写之前，要做的工作是确定自动售货机本身所具备的功能及在进行某种操作后所具有的状态。
售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品。举一个简单的例子来说明，比如：售货机中有5种商品，其中一号商品价格为二元，二号商品为三元，其余类推。现投入一个一元硬币，当投入的钱超过一号商品的价格时，一号商品的选择按钮处提示可以购买，其他商品同比。当按下一号商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的前中减去一号商品的价格并且同一时间启动相应的程序，将一号商品送出机器。此时售货机继续进行等待命令。如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。动售货机功能设计要求
1、接受三种面值的货币，5角、1元、5元。
2、在本次设计中只设有3种商品，即可乐、雪碧、咖啡，价格分别为1.5元、3元、5元。
3、可以显示金额。
4、投入金额大于某件商品单价则对应的LED指示灯会点亮，选择该商品时，灯就会闪烁3次，并且数码管会显示，按退币按钮退币。
（二）. 自动售货机设计思路
本次设计的题目是自动售货机，主要是应用三菱FX-2N型PLC的梯形图来设计控制程序，并简单介绍相关的知识，如：PLC的编程语言、自动售货机的硬件组成等。根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图，再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线图，结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。
本次设计的重要部分是自动售货机梯形图的设计。首先就得根据设计内容和控制要求准确画出它的顺序功能图，再根据所画出的顺序功能图准确设计出它的梯形图，并反复调试做到程序无误。
（三）. 自动售货机工作原理
1、从投币口送入货币，然后经过传感器采集数据、识别器判别人民币的真伪并判别面值。
2、识别器把信息数据传给通信模块。
3、通信模块与售货机的主控系统通信，主控系统显示面值，启动售货机的面板键，并等待顾客按键选择商品。
4、顾客选择商品后，自动售货机利用不同的驱动技术把商品送出。
5、显示余额，如果金额足够多，顾客可以选择找币或继续买商品；如果款额不足，售货机经过延时予以退币。
6、系统复零，完成售货。
二. PLC的工作原理和硬件组成
（一）. PLC的工作原理
PLC的工作原理可以简单地表述为在系统程序运行下，通过程序的运行完成任务。PLC开机后，首先作一些初始化操作，初始化处理不同的任务。但是PLC也有它自己的特点，PLC在确定了工作状态，装入了专用程序后采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是用扫描方式完成的。
（二）. PLC的硬件组成
PLC的硬件主要由中央处理器、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成。其中，CPU是PLC的核心；输入单元/输出单元是CPU与现场输入/输出设备之间的接口电路；通信接口用于连接编程器、上位计算机等外部设备，其硬件构成图（如图2-2）。
图2-2 PLC硬件结构图
三. PLC控制的自动售货机的硬件选择
（一）. 硬件电路组成框图（如图3-1）
图3-1硬件组成框图
当售货机有钱币投入时，会经过硬币识别器和纸币识别器，在真币的情况下将信号送到PLC的输入端，此时，可以按下各选择按钮，选择按钮的信号送到PLC后相应的输出端子得电，使输出继电器得电输出饮料。同时七段数码管也会显示出实时的金额提醒顾客。当购买完毕按下退币按钮退币。若有顾客忘记退币，售货机会自动报警提醒顾客退币。
（二）. 硬币识别器
1.硬币识别原理
主要识别指标：材质、厚度、直径。
（三）. 纸币识别器
1.纸币识别原理
把正常的钞票在各传感器接收到的信号进行统计取样、识别，并寄存起来，作为检测的依据。当识别纸币时，把在各通道接口接收到的信号参数与原寄存起来的信号参数进行比较、判断，若有明显差异时就立即送出报警信号并截停电机，同时送出对应的信号提示。
（四）. 电磁阀的选择
本设计主要采用的是直动势电磁阀。
（五）. PLC的选择
本文选择PLC来控制自动售货机。此次，我选择的是三菱FX-2N的PLC。
（六）. 面板的设计(如图3-2)
图3-2 面板的设计
四. PLC程序的设计
摘要
在设计中以自动售货机的基本原理以及工作流程，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。在设计过程中按照“提出问题，分析问题，解决问题”的主导思想，对整个系统的设计工作做出了详细的阐述。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:可编程序控制器PLC仿真梯形图
引言 1
一. 设计方案和介绍 2
（一）. 自动售货机的介绍 2
（二）. 动售货机功能设计要求 2
（三）. 自动售货机设计思路 2
（四）. 自动售货机工作原理 3
二. PLC的工作原理和硬件组成 3
（一）. PLC的工作原理 3
（二）. PLC的硬件组成 3
三. PLC控制的自动售货机的硬件选择 5
（一）. 硬件电路组成框图（如图3-1） 5
（二）. 硬币识别器 5
（三）. 纸币识别器 6
（四）. 电磁阀的选择 6
（五）. PLC的选择 6
（六）. 面板的设计 7
四. PLC程序的设计 7
（一）. 程序控制系统设计的基本原则 7
（二）. 仿真实验系统中售货机的分析 9
（三）. 设计任务的确定 11
（四）. 部分程序设计 12
附录 19
结束语 21
参考文献 21
致 谢 22
引言
自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的小型超市。它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、消费以及消费模式和环境的变化，出现新的流通渠道。自动售货机可以充分补充人力资源的不足、消费环境和消费模式的变化，无人售货的系统可以更省力，运营资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的性能，可以很好地解决人工费用上升的问题。
自动售货机适宜的场所比较广泛，、车站、码头、地铁口、校园、办公写字楼、居民生活小区等都是安装自动售货机的好地方。适销的商品更是种类繁多，只要是各种标准化的商品，都可通过自动售货机予以销售。我们相信，随着我国经济的发展，人民消费水平的提高，对自动售货机的需求必将越来越多。
现在，自动售货机产业正在走向信息话。例如采用了联机方式，通过电话线路将自动售货机内的商品信息传送各营业点的电脑中，确保了商品的发送、补充的顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源的方向发展。
一. 设计方案和介绍
（一）. 自动售货机的介绍
1.自动售货机的基本功能
首先在进行上、下位机程序编写之前，要做的工作是确定自动售货机本身所具备的功能及在进行某种操作后所具有的状态。
售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品。举一个简单的例子来说明，比如：售货机中有5种商品，其中一号商品价格为二元，二号商品为三元，其余类推。现投入一个一元硬币，当投入的钱超过一号商品的价格时，一号商品的选择按钮处提示可以购买，其他商品同比。当按下一号商品的价格时，售货机进行减法运算，从投入的前中减去一号商品的价格并且同一时间启动相应的程序，将一号商品送出机器。此时售货机继续进行等待命令。如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。动售货机功能设计要求
1、接受三种面值的货币，5角、1元、5元。
2、在本次设计中只设有3种商品，即可乐、雪碧、咖啡，价格分别为1.5元、3元、5元。
3、可以显示金额。
4、投入金额大于某件商品单价则对应的LED指示灯会点亮，选择该商品时，灯就会闪烁3次，并且数码管会显示，按退币按钮退币。
（二）. 自动售货机设计思路
本次设计的题目是自动售货机，主要是应用三菱FX-2N型PLC的梯形图来设计控制程序，并简单介绍相关的知识，如：PLC的编程语言、自动售货机的硬件组成等。根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图，再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线图，结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。
本次设计的重要部分是自动售货机梯形图的设计。首先就得根据设计内容和控制要求准确画出它的顺序功能图，再根据所画出的顺序功能图准确设计出它的梯形图，并反复调试做到程序无误。
（三）. 自动售货机工作原理
1、从投币口送入货币，然后经过传感器采集数据、识别器判别人民币的真伪并判别面值。
2、识别器把信息数据传给通信模块。
3、通信模块与售货机的主控系统通信，主控系统显示面值，启动售货机的面板键，并等待顾客按键选择商品。
4、顾客选择商品后，自动售货机利用不同的驱动技术把商品送出。
5、显示余额，如果金额足够多，顾客可以选择找币或继续买商品；如果款额不足，售货机经过延时予以退币。
6、系统复零，完成售货。
二. PLC的工作原理和硬件组成
（一）. PLC的工作原理
PLC的工作原理可以简单地表述为在系统程序运行下，通过程序的运行完成任务。PLC开机后，首先作一些初始化操作，初始化处理不同的任务。但是PLC也有它自己的特点，PLC在确定了工作状态，装入了专用程序后采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是用扫描方式完成的。
（二）. PLC的硬件组成
PLC的硬件主要由中央处理器、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成。其中，CPU是PLC的核心；输入单元/输出单元是CPU与现场输入/输出设备之间的接口电路；通信接口用于连接编程器、上位计算机等外部设备，其硬件构成图（如图2-2）。
图2-2 PLC硬件结构图
三. PLC控制的自动售货机的硬件选择
（一）. 硬件电路组成框图（如图3-1）
图3-1硬件组成框图
当售货机有钱币投入时，会经过硬币识别器和纸币识别器，在真币的情况下将信号送到PLC的输入端，此时，可以按下各选择按钮，选择按钮的信号送到PLC后相应的输出端子得电，使输出继电器得电输出饮料。同时七段数码管也会显示出实时的金额提醒顾客。当购买完毕按下退币按钮退币。若有顾客忘记退币，售货机会自动报警提醒顾客退币。
（二）. 硬币识别器
1.硬币识别原理
主要识别指标：材质、厚度、直径。
（三）. 纸币识别器
1.纸币识别原理
把正常的钞票在各传感器接收到的信号进行统计取样、识别，并寄存起来，作为检测的依据。当识别纸币时，把在各通道接口接收到的信号参数与原寄存起来的信号参数进行比较、判断，若有明显差异时就立即送出报警信号并截停电机，同时送出对应的信号提示。
（四）. 电磁阀的选择
本设计主要采用的是直动势电磁阀。
（五）. PLC的选择
本文选择PLC来控制自动售货机。此次，我选择的是三菱FX-2N的PLC。
（六）. 面板的设计(如图3-2)
图3-2 面板的设计
四. PLC程序的设计
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