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1、摘 要自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器。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小时营业的微型超市。自动售货机是台机电一体化的自动化装置，在接受到货币已输入的前提下，靠触摸控制按扭输入信号使控制器启动相关位置的机械装置完成规定动作，将货物输出。核心技术是通过可编程控制器通过程序设计而实现。关键词：自动售货机；可编程控制器；程序设计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 录1 概述31.1 PLC的概述31.2 自动售货机的概述32 总体方案设计42.1 自动售货机的工作要求42.2 自动售货机的工作原理42.3 自动售货机总体设计方案53 主电路设计63.1 PLC电路图63.2自动售货机的I/O分配表64 PLC控制系统设计84.1 系统显示装置84.2 投币系统仿真与调试84.3 比
5、较系统仿真与调试84.4 退币系统仿真与调试104.5 自动售货机的仿真与调试结果11总 结12参考文献13致 谢14附录A 自动售货机控制系统的梯形图15附录B 自动售货机控制系统的指令表17附录C 自动售货机控制电路图纸211 概述1.1 PLC的概述PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线
6、复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。PLC的特点：可靠性高，抗干扰能力强；套齐全，功能完善，适用性强；易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低；PLC的应用领域：目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。PLC的国内外状况：我国可编程控制器的引进、
7、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器，可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。1.2 自动售货机的概述售货机的最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购买某种商品，并做出相应的反映。因此，售货机应能够辨识机内包含的商品:售货机应该能够显示已投入的币值，以及再投入货币累计显示;同时提示可以购买的商品(或商品的编号)。当按下选择商品的按钮时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去该商品的价格，同时起动
8、相应的电机，提取该商品到出货口，此时售货机继续等待外部命令，如继续交易，则同上，如果此时不再购买，则按下退币按钮，售货机进行退币操作，退回相应的货币,并在程序中清零，完成此次交易。2 总体方案设计2.1 自动售货机的工作要求1自动售货机有3个投币孔，分别为1元、5元和10元。2售货共有3种饮料供选择，分别为汽水（12元）花茶（15）和咖啡（20）。3如投币总额超过销售价格，将可由退币钮找回余额。4投币总额或当前值显示在7段数码管上。5投币值等于或大于12元时，汽水指示灯亮，表示只可选择汽水。6投币值等于或大于15元时，汽水和花茶指示灯亮，表示只可选择汽水和花茶。7投币值等于或大于20元时，汽水
9、、花茶和咖啡指示灯亮，表示3种均可选择。8按下要饮用的饮料按钮，则相对应的指示灯开始闪烁，3s后自动停止，表示饮料已经掉出。9动作停止后按退币钮，可以退回余额，退回金额如果大于10元，则先退10元再退1元，如果小于10元则直接退1元的。2.2 自动售货机的工作原理本自动售货机的自动控制系统主要包括：计币系统、比较系统、选择系统、饮料供应系统和退币系统。1、 计币系统：当有顾客买东西时，投入的钱币经过系统识别机构，记录1元、5元或10元的个数，通过个数与币值相乘或相加并将总钱币数据进行存储。2、 比较系统：投币完成后，系统会把存储的数据和可以购买的饮料的价格进行比较，当币值等于或大于12元时，汽
10、水指示灯亮，表示只可选择汽水；币值等于或大于15元时，汽水和花茶指示灯亮，表示只可选择汽水和花茶；币值等于或大于20元时，汽水、花茶和咖啡指示灯亮，表示3种均可选择或选择退币。3、 选择系统：比较电路完成后选择电路指示灯亮，当按下汽水、花茶或咖啡选择按钮，则相对应的指示灯开始闪烁，3s后自动停止，表示饮料已经掉出。4、 饮料供应系统：当按下选择按钮时，相应的电机启动，在饮料输出的同时，减去相应的钱数。5、 退币系统：当顾客购买完成后，多余的钱币只要按下退币按钮，系统就会把数据寄存器中的钱币退回。2.3 自动售货机总体设计方案自动售货机的基本功能就是对投入的钱币数进行计算，然后根据运算结果做出相
11、应的判断，看看哪种商品可以进行购买，哪种商品不能购买，本次课程设计的要求是可识别三种钱币，分别是1元、5元、10元，采用三个按钮进行模拟，自动售货机共出售3种货物，其价格分别定为12元、15元、20元，当投币数大于等于货物价格时，该种货物的指示灯亮，表示可以进行购买，3种货物分别用3个信号灯进行指示。除此之外，本次设计还涉及了显示、找零等功能的实现。整个系统由三个可以感受到投币量的传感器、五个按钮开关、四个指示灯。系统的总体流程图如图1：图1 系统总体流程图3 主电路设计3.1 PLC电路图如图2所示： 图2 PLC电路图3.2自动售货机的I/O分配表PLC控制的自动售货机控制系统的I/O分配
12、表如下图3所示：X0SB1Y0HL1X1SB2Y1HL2X2SB3Y2HL3X3SB4Y3HL4X4SB5Y4HL5X5SB6Y5HL6X6SB7Y6HL7X7SB8Y10HL8Y11HL9图3 自动售货机控制系统的I/O分配X0表示启动按钮，X1表示1元投币口，X2表示5元投币口，X3表示10元投币口，X4表示汽水购买按钮，X5表示花茶购买按钮，X6表示咖啡购买按钮，X7表示退币按钮。Y0表示退币指示灯，Y1表示汽水提示灯，Y2表示花茶提示灯，Y3表示咖啡提示灯，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元退币，Y11表示10元退币。 4 PLC控制系统设计4.1 系
13、统显示装置自动售货机系统显示装置可以用七段数码译码管来做，在PLC实验当中模拟进行过，在此就不赘述了。4.2 投币系统仿真与调试投币系统的系统梯形图仿真结果如图4所示图4投币系统的仿真图从仿真结果可以看出，投币系统基本可以实现投币计数，把总钱数进行寄存；并用七短数码管显示出来。4.3 比较系统仿真与调试比较系统分汽水比较部分，花茶比较部分和咖啡比较部分，汽水比较结果提示系统如图5所示；图5 汽水比较结果系统仿真图从图3-2中，可以看到投入的钱的总数为17元，大于汽水的价格12元，其相应的提示灯亮起，表示可以购买汽水，符合设计要求。花茶比较结果仿真图如图6所示图6 花茶比较结果仿真图从图3-3中
14、，可以看到投入的钱的总数为17元，大于花茶的价格15元，其相应的提示灯亮起，表示可以购买花茶，符合设计要求。咖啡比较结果仿真图如图7所示图7 咖啡比较结果仿真图从图6中，可以看到投入的钱的总数为17元，小于咖啡的价格20元，其相应的提示灯不亮，表示不可以购买咖啡，符合设计要求。4.4 退币系统仿真与调试退币系统仿真与调试如图8所示图8 退币系统仿真与调试图 系统先比较金额是否等于零，当金额等于零时常闭触点断开，这时退币按钮X7起不到退币的作用，当金额等大于零时，常闭触点不动作，按下退币按钮X7可以退币；从图7的仿真结果可以看到，退币的金额为17元，C4计数一次也就是10元，C5计数7次也就是7
15、元，每一秒退一次币，当余额退完后，C4、C5的常开触点就会闭合，这时系统的存储器、计数器、计时器将清零。4.5 自动售货机的仿真与调试结果通过仿真调试发现，该系统程序设计较全面地演示自动售货机的使用功能； 通过修改PLC控制程序， 可在自动售货机上实现多种控制方式、销售方式、销售种类。自动售货机可以根据投入的钱币自动付货。它根据投入钱币的多少，提示你可以买什么东西，再按一下相应的按钮，购买的饮料就可以从出口处提出，出口处提示用户将物品拿走，不买东西了就按下退币按钮，将多余的钱币取回。在投币阶段，一共投的钱会在七段数码管上显示出总钱数，在购买阶段，按下所要买的商品按钮后七短数码管上就会显示出所剩
16、的余额，在退币阶段，按下退币按钮后，金额如果大于10元，找零时找出两种钱币，即10元的和1元的，先找大面额的10元的钱币，后找小面额的1元的钱币，金额如果小于10，找零时只出1元的币，整个退币的过程清晰可见，出币时为每秒出一次币。总 结在设计过程中，我通过查阅有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。使我加深了对PLC梯形图
17、、指令表、外部接线图的理解，也使我更好的理解和认识了关于PLC设计原理和实际中的应用过程。在课程设计过程中我们互相讨论，请教老师，在不断的调试各自的程序中，发现了很多各自的问题并进行研究解决。我们试着用不同的设计方法来实现我们的课题，这样不仅可以拓宽我们的思路，还可以使我们的设计成果更加严谨。在这次课程设计中我深刻地体会到，在动手设计以前，应该进行充分调查研究，根据所收集的资料进行系统分析，在脑海中形成一个具体的结构，再进行有计划的实施。我现在发现我对理论知识的学习不够严谨，专业知道方面范围太小。我现在深深体会到，自己要想在专业方面有所作为，不仅要有严谨认真，注重实践的科学态度，还要有较为全面
18、系统和先进的专业知识。参考文献1 史国生.电气控制与可编程控制器技术.北京：化学工业出版社.20102 廖常初.PLC基础及应用M.北京：机械工业出版社.20093 贾德胜.PLC应用开发实用子程序M.北京：人民邮电出版社.20064 钟肇新.可编程序控制器原理及应用M.广州：华南理工大学出版社.20055 朱绍祥.可编程序控制器（PC）原理与应用M.上海：上海交大出版社.20036 赵跃华.可编程序控制器原理及应用M.成都：电子科技大学出版社.20057 周淑珍、高鸿斌.PLC分析与设计应用. 成都：电子工业出版社.20058 王玉中.电气控制及PLC应用技术.开封：河南科学技术出版社.20069 孙平.可编程序控制器原理及应用.北京：高等教育出版社.2003致 谢感谢学校老师给我们这次机会，他们为了我们能学好知识付出了很多，无论是时间还是精力，都让我们深深感动。我们一定不服他们的希望，努力成才。也感谢我们小组的组员，没有他们我更不可能圆满完成任务，只有团结才能真正攻克难题。附录A 自动售货机控制系统的梯形图附录B 自动售货机控制系统的指令表附录C 自动售货机控制电路图纸
