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1、基于PLC的自动售货机控制摘 要自动售货机最早出现在二十世纪五、六十年代的西欧，当时在美国的地铁系统中，人们可以用1美分在自动售货机上买到一块口香糖。目前自动售货机在一些国家已达到普及的程度。自动售货机有自动售饮料机、自动售香烟机和自动服务机等等。本文对自动售货机进行了研究，报告了自动售货机的发展、现状、应用领域以及未来的发展趋势。利用PLC控制自动售货机，选择合适的方案，并进行合理的硬件选型、设计及I/O配置，将程序输入PC机进行调试，最终确定设计方案。文中详尽地介绍了自动售货机的各硬件组成，并完成了PLC外部接线图。在PLC梯形图的编写时，文中采用的是三菱PLC梯形图专用编译软件来进行编写
2、。介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。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。关键词：自动售货机，PLC，FX2NAbstractVending machine appears the earliest in the 1950s and 1960s, when the Western Europe in the subway system in the United States, people can use 1 cents in vending machine
3、to buy a piece of chewing gum. At present the vending machine in some countries has reached popularity of degree. Vending machines, automatic machines, automatic sale sell cigarette machine and automatic service machine, etc. This paper studied the vending machine, report the development of the situ
4、ation, application field and the future trend of development of the vending machine ,Using PLC control vending machine, choose the right plan and make reasonable hardware selection, design and the I/O configuration, debugging input PC, determines the design scheme.This paper introduced in detail the
5、 vending machines, hardware composition, and completed PLC external hookup. Write in PLC ladder diagram, the paper USES is when mitsubishi PLC ladder-diagram special compiled software to write. Introduces the basic principle of vending machine and the working process, specifying the programmable con
6、troller in the vending machine in the role. Program involves a vending machine work most of the process. Use of PLC controlled vending machines, improve the stability of the system, ensure the vending machine can have a long-term and stable operation.Keywords: vending machine,PLC,FX2N目录摘 要1Abstract2
7、绪论5第1章 自动售货机简介61.1自动售货机的起源和发展61.2 自动售货机的发展现状和发展前景7第2章 可编程控制器PLC简介92.1 PLC概述92.1.1可编程控制器的产生和发展92.1.2 PLC的发展前景和主要品牌102.2 PLC的工作原理112.2.1 PLC的硬件组成112.2.2 PLC的工作原理122.2.3 PLC应用的特点及编程语言14第3章 硬币验钞机构及原理153.1硬币验钞机构153.2硬币的识别原理15第4章 自动售货机的PLC程序设计184.1 硬件设计分析184.1.1控制要求分析184.1.2 I/O点统计184.1.3 PLC选择194.1.4 CD4
8、511七段数码管译码器204.2 软件设计分析214.2.1 I/O分配表214.2.2程序流程图的编制224.2.3 系统软件设计梯形图224.2.3 自动售货机控制系统外部接线图23第5章 仿真与分析275.1 仿真设计275.2 仿真结果及分析29结论31致谢33绪论自动售货机是可完成无人自动售货，集光、机、电一体化的商业自动化设备。自动售货机具有不受任何场地限制、方便快捷、可以每天24H售货的优点。传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心，这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性也比较差。可编程逻辑控制器（Programmable Logical Control
9、ler）,简称PLC，是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置，它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点，已在工业控制领域得到广泛的应用。因为自动售货机作为社会上完成零售和综合服务的独立设施，要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。PLC是以CPU为核心，综合了计算机技术和通讯技术发展起来的一种通用的工业控制装置，是现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人和CAD/CAM）之一。目前，可编程控制器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、环保等各行各业。PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通讯网络技
10、术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术的发展推动了PLC的发展，而PLC的发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了他们的发展。本次设计就在于结合PLC的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足，利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定的运行。第1章 自动售货机简介1.1自动售货机的起源和发展公元1世纪，希腊人希罗制造的自动出售圣水的装置是世界上最早的自动售货机。1925年美国研制出售香烟的自动售货机，此后又出现了出售邮票、车票的各种现代自动售货机。现代自动售货机的种类、结构和功能依出售的物品而异，主要有食品、饮料、香烟、邮票、车票、日用品等自动售货机
11、。一般的自动售货机由钱币装置、指示装置、贮藏售货装置等组成。钱币装置是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的种类，计算金额。如果投入的金额达到购买物品的数值即发出售货信号，并找出余钱。指示装置用以指示顾客所选商品的品种。贮藏售货装置保存商品，接收出售指示信号，把顾客选择的商品送至付货口。一般售货机的钱币装置由投币口、选别装置、确认钱币真伪的检查装置、计算金额的计算装置和找钱装置组成。70年代以来，出现了采用微型计算机控制的各种新型自动售货机和利用信用卡代替钱币并与计算机连接的更大规模的无人售货系统，如无人自选商场、车站的自动售票和检票系统、银行的现金自动支付机等。自动售货机是
12、一种全新的商业零售形式，20世纪70年代自日本和欧美发展起来。它又被称为24小时营业的微型超市。在日本，70的罐装饮料是通过自动售货机售出的。全球著名饮料商可口可乐公司在全世界就布有50万台饮料自动售货机。在日本全国各地，共设有550万台自动售货机（据1998年的统计），销售额达6兆8969亿4887万日元，为世界第一。在售货机的显示屏幕上进行操作，输入商品号码和购买数量，并投入钱币后，商品就会从取货口出来，甚至从食品自动售货机上还能买到热呼呼的面条和米饭团。虽然日本的自动售货机总台数低于美国（据1997年的统计为689万台），但是，从人口占有数来看却是世界上最高的，美国平均35人占有一台，而
13、日本为23人占有一台。据说世界上最早的自动售货机出现在公元前3世纪，那是埃及神殿里的投币式圣水出售机。17世纪，英国的小酒吧里设有了香烟的自动售货机。在自动售货机历史的长河中，日本开发出实用型的自动售货机，那是在进入本世纪后的事。日本第一台自动售货机是1904年问世的“邮票明信片自动出售机”，它是集邮票明信片的出售和邮筒投函为一体的机器。自动售货机的真正普及是在第二次世界大战以后。50年代，“喷水型果汁自动售货机”大受欢迎，果汁被注入在纸杯里出售。后来，由于美国的饮料大公司进入日本市场，1962年，出现了以自动售货机为主体的流通领域的革命。1967年，100日元单位以下的货币全部改为硬币，从而
14、促进了自动售货机产业的发展。现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。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，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。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，与以往的自动售货机相比，它能够节约1015的电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。自动售货咖啡机是一种既可以出冷热咖啡也可以同时出奶茶果汁饮料的咖啡饮料自动售货机，
15、省时方便快捷。既可以作投资来使用，也可作为员工福利来使用。1.2 自动售货机的发展现状和发展前景从自动售货机的发展趋势来看，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、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，2
16、4小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。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，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。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，与以往的自动售货机相比，它能够节约1015的电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能
17、源以及高功能化的方向发展。第2章 可编程控制器PLC简介2.1 PLC概述PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有体积小、结构简单、操作方便、可靠性好等特点。2.1.1 可编程控制器的产生和发展1969年，美国数字设备公司（DEC）根据对生产过程进行控制的需要，研制出了第一台可编程控制器，并在美国通用汽车公司（GM）的汽车自动装配线上试用成功。尽管当时的可编程控制器功能有限、体积庞大，但它标志
18、着这门新技术的产生和迅速发展的开始。1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台可编程序控制器DSC-8。1973年，西欧国家也研制出了他们的第一台可编程序控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。早期的可编程序控制器是为取代继电器控制线路、存储程序指令、完成顺序控制而设计的。主要用于：1.逻辑运算 2.计时，计数等顺序控制，均属开关量控制。所以，通常称为可编程序逻辑控制器（PLCProgrammable Logic Controller）。进入70年代，随着微电子技术的发展，PLC采用了通用微处理器，这种控制器就不再局限于当初的逻辑运算了，功能不断增强。因此
19、，实际上应称之为PC可编程序控制器。至80年代，随大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PC得到了惊人的发展。使PC在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破。不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。早期的可编程控制器虽然采用了计算机技术的优点和设计思想，并注重了面向用户、用于控制和适合工业现场的特点，但限于当时的技术发展水平，其功能很有限，器件多、线路复杂且体积大，名
20、称也不统一。随着网络技术的发展，现代可编程控制器对网络功能的要求更强，一般都有现场总线功能、互连网接入功能等，EASY嵌入式PLC采用CAN bus现场总线技术并支持专用的嵌入式Web服务器。20世纪20年代出现了将接触器、各类继电器、定时器、其他电器及其触头按一定逻辑关系连接的继电接触控制系统，其结构简单、价格便宜、便于掌握在一定范围了能够满足控制要求，在工业控制中一直占有主导地位。自动售货机是集声、光、机、电于一体的智能科技产物。2.1.2 PLC的发展前景和主要品牌进入21世纪，自动售货机将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速
21、度、易使用、高性能方向发展。具体表现在以下几个方面。向小型化、专用化、低成本方向发展向大容量、高速度方向发展智能型I/O模块的发展基于PC的编程软件取代编程器PLC编程语言的标准化PLC通信的易用化组态软件与PLC的软件化PLC与现场总线相结合开发新型特殊功能模块CPU的处理速度进一步加快PLC目前主要有以下品牌德国西门子，日本OMRON 三菱、日立、东芝、松下、富士， 美国GE施奈德、IPM、AB公司等PLC生产厂家。2.2 PLC的工作原理2.2.1 PLC的硬件组成PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的
22、核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内，其组成框图如图1所示；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上，其组成框图如图2-1所示。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。 2-1 整体式PLC组成框图1中央处理单元（CPU）同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器
23、(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。2存储器存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。3输入/输出单元输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，
24、以实现控制目的。2.2.2 PLC的工作原理PLC虽具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，而PLC则采用循环扫描工作方式。在PLC中用户程序按先后顺序存放。对每个程序，处理器从第一条指令开始执行，直至遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是处理器执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。一个扫描周期大致可分为输入/输出刷新和执行指令两个阶段。所谓输入/输出刷新是指，PLC先将上一次扫描的执行结果送到输出端，再读入输入数据并存入输出状态寄存器，
25、输出状态的寄存器内容进行一次更新，故称为“I(输入)/O (输出)刷新”。由于每一个扫描周期只进行一次输入/输出刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入与输出状态寄存器更新一次，故使系统存在输入与输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度，由此可见，若输入变量在输入/输出刷新期间状态发生变化，则本次扫描期间输出会相应地发生变化。反之，若在本次刷新之后输入变量才发生变化，则本次扫描输出不变，而要到下一次扫描的输入/输出刷新期间输出才会发生变化。 PLC的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户任务。PLC通电后，首先对硬件和软件作一些
26、初始化操作，初始化反复不停地分阶段处理各种不同的任务（见图2-2）。总之，采用循环扫描的工作方式，是PLC区别微机和其他控制设备的其他设备的最大特点。图2-2各阶段处理任务对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。PLC的扫描全过程如图2-3所示。 图2-3 PLC的扫描全过程2.2.3 PLC应用的特点及编程语言PLC现今已广泛应用于国内外的钢铁，采矿，水泥，化工，电力，石油，汽车装卸，机械制造，造纸，纺织，环保及娱乐等
27、各行各业。它的应用大致可分为以下几种类型：开关量逻辑控制是PLC最基本应用；闭环过程控制使PLC做模拟量控制；位置控制实现对各种机械运动时的控制；监控系统进行数据的采集和数据的处理，监控生产过程；分布控制系统实现自动控制的网络化。PLC与集散系统在数字处理，程序控制方面有优势，与工业控制计算机相比通用性强，硬件结构简单，编程容易，用PLC设计自动控制系统已成为世界潮流。PLC为用户提供了完善的编程语言来满足编制用户程序要求。它提供的编程语言通常有以下5种：梯形图（LAD）、语句表（STL）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）和结构文本（ST）。第3章 硬币验钞机构及原理3.1硬币验钞机构
28、硬币验钞机构用于检测所投入的硬币的真伪。对伪币退回到硬币退还口，真币则合计金额并与所售商品价格作比较。如果投入的金额等于或大于商品的售价，则发出允许出售的信号。待接到售货终了信号后，进行找零钱计算，并启动找零钱的电动机，把以不同币种适当的组合成零钱送到退还口。它要求机械技术与电子技术紧密结合。现在所有的货币机构都由微机进行控制。图3-1是硬币验钞机构简图。由硬币检测部分、运算控制部分、找零钱机构、自动售货机主体和接口组成。硬币验钞机构中机电一体化最引人注目的是钱币检查部分实现了电子化。图3-1 硬币验钞机结构简图3.2硬币的识别原理我国目前发行的1元、5角和1角硬币的金属原材料是为造币而专门使
29、用的特殊合金，因此在它通过投币入口进入由电感和电容组成的特定高频振荡线路所产生的磁场时，金属材质和体积的差异对电感量的影响大小也出现微弱差异，电感量的变化引起振荡频率的变化;再通过检测频率的变化，与设定值进行比较，确定某种硬币种类后，经窄带选频电路将频率信号变成电压信号输出（开关量），完成对金属硬币的识别。金属硬币识别器种类繁多,但贮币退币机构基本上分为两类:一类是平面式贮币,电磁阀退币；另一类是圆筒式贮币,步进电机退币。当硬币投入后经过识别识出电信号后,伪币和异物被排出,真币按面值由几组分布电磁阀分配到不同贮币腔体内备用.当收到退币找零电信号后,通过退币电磁阀或退币电机拉杆,将贮币腔内下部硬
30、币依电信号程序推出,完成自动售货机的退币找零功能. 主要识别指标：直径、材质、厚度。 材质是用电磁的方式测的，使用空心线圈或磁芯线圈，线圈组数少的只有一组，多的常见的是六组。工作状态下，线圈及其外围电路会以一个特殊的频率振荡（多个线圈的话频率各不相同），当硬币以垂直或平行于线圈平面的方式穿过时（不同产品方式不同），会引起振荡频率的变化。材质不同所引起的频率变化幅度和方向（增加、减少）也不同，对某种硬币的特征进行记录后，就成为使用中识别该种硬币的依据。 厚度是没有东西专门测的，实际上这个指标是和材质一起测。因为即使相同材质的硬币，如果厚薄不同，导致的频率变化差异也较大。 直径老式的识别装置用光电
31、管队列来识别直径，排列组合得当的话，识别精度也不低（可答0.5mm）。新一点的都用偏心或异形线圈来测量，依据是直径小的硬币与线圈的重合部分也少，由此也带来频率变化的不同。 常见防假原理 ：主要依靠前面说的频率变化特征，对于可接受的真币，将其变化限制在一个范围之内，而假币往往在某个指标上和真的有差异，被辨认出来被踢掉。 投币入口应有一个检测元件（一般是光电管），检测到硬币进入后才会让后面的线圈振荡并开始记录频率值，同时计算变化量。 一个硬币正常的情况下是被塞进入口，然后沿结构设计好的槽滚动进入，会有一定的速度，通过前述的线圈的时间很有限（500ms以内），而且速度比较均匀。所以，这作为一个判断的
32、指标，一枚缓慢放进的硬币是不会被接受的。 本文选择的是DH-0601专用投币器，其输出信号介入PLC中输入端。DH-0601专用投币器简介：规格：工作温度：-10+60适用范围：自动售货机、投币电话机、投币点唱机、投币洗衣机、游戏机功能:（1）硬币反向移动停机； （2）硬币在轨道停留报警； （3）防电击、电磁干扰； （4）CPU设定选币准确； （5）可有效排除铅、铝、铜等其它代币； （6）独有CPU防钓鱼报警程式，报警30秒自动恢复。第4章 自动售货机的PLC程序设计4.1 硬件设计分析4.1.1控制要求分析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应的判断，看看哪
33、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1元、2元、5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，其中显示部分采用数码管进行显示，PLC的外围接口由两个CD4511连接两个数码显示管，以显示投币总数和购买后的余额；当按下找零按钮后，数码管显示进行清零。整个系统由三个可以感受到投币量的传感器、六个按钮开关、三个指示灯、和两个七段数码管和两片CD4511组成。自动售货机
34、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。除此之外，本次设计还涉及了找零功能的实现。整个系统由三个可以感受到投币量的传感器、六个按钮开关、三个指示灯组成。4.1.2 I/O点统计根据确定的输入输出设备和所选择的PLC列出输入/输出设备与PLC的I/O点的地址对照表如表4-1表4-1 I/O点统计输入输出输入点数量输出点数量投币孔3够买商品指示3商品选择3输出商品3退币1退币2启动1数码管显示7停止1合计9合计154.1.3 PLC选择现在世
35、界上PLC的生产厂家有200多家，提供400多个品种的PLC供用户选择，目前我国市场上主要的PLC产品有：西门子公司的S7-400/300/200系列、施奈德公司的momentum等、还有就是日本的欧姆龙、三菱、松下等公司的产品。西门子公司生产的PLC可靠性高，特别适用于大的工业控制系统，造价比较高，对于小型的自动售货机的控制系统来说成本过高。目前我国市场上主流的小型的三菱PLC比较合适此设计控制，三菱公司生产的小型PLC的代表为FX-2N系列的PLC、它具有丰富的内部资源：程序存储器具有16K步的最大存储容量，128种应用指令，还具有184点8进制编号的输入点数，184点8进制编号的输出点数
36、，普通型、掉电保持性和赋予特殊用途型三种内部继电器，以及状态寄存器、定时器、计数器、数据寄存器、常数与指针等功能与资源。可靠性高、造价低，对于自动售货机的控制中心就特别的合适。因此，本次设计采用的PLC为三菱公司生产的FX-2N系列PLC软组件，控制系统选用FX2N-32MR-001，I/O点数各为16点，可以满足要求，且有一定裕量。4.1.4 CD4511七段数码管译码器CD4511是一组用来作为BCD对共阴极LED七段显示器译码的包装。其引脚图如图4-1，其各引脚功能如下： 图4-1 CD4511引脚图LT：做灯泡测试用，当LT=0，则不论其它输入状态为何，其输出abcdefg=11111
37、11，使七段显示器全亮，即显示8，以便观测七段显示器是否正常。当LT=1，则正常解码。BI：空白输入控制，当BI=0 (LT 为1 时) 则不论DCBA 之输入为何，其输出abcdefg皆为0，即七段显示器完全不亮，此脚可供使用者控制仅对有效数据译码，避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的系乱。LE：数据栓锁致能控制；在CD4511 中，不但具译码功能，更具有数据栓锁的记忆功能。当LE=0 时(LT=1 且 BI=1)，DCBA 数据会被送入IC 的缓存器中保存，以供译码器码；当LE=1 时，则IC 中的暂存器会关闭，仅保存原来在LE=0 时的DCBA数据供译码器译码。换句话说当LE=1
38、时，不论DCBA 的输入数据为何，皆不影响其输出，其输出abcdefg 仍保留原来在LE 由0转为1以前的资料。4.2 软件设计分析4.2.1 I/O分配表此次设计的PLC控制的自动售货机控制系统的I/O分配表如表4-2：表4-2 自动售货机 I/O分配表输入输出输入点功能输出点功能X01元投币孔Y0够买矿泉水指示X15元投币孔Y1够买可乐指示X210元投币孔Y2够买营养快线指示X3矿泉水选择Y10输出矿泉水X4可乐选择Y11输出可乐X5营养快线选择Y12输出营养快线X6退币Y13退10元X7启动Y14退1元X8停止4.2.2程序流程图的编制4-2 系统总体结构流程图4.2.3 系统软件设计梯
39、形图程序梯形图如下：4.2.3 自动售货机控制系统外部接线图图4-3 自动售货机外部接线图第5章 仿真与分析5.1 仿真设计仿真程序的编写利用利用组态软件FORCECONTROL2.6，下位机程序的编辑则用PLC专用FX-20P-E编程器完成的。PLC程序已经介绍，现在我们看一下仿真界面设计。1销售机背景的设计售货机背景是一个不动的画面，可以利用图片处理的方法按照制定样式的功能画出售货机的整体。先分几部分进行仿真设计，如图5-1所示。2显示屏部分的设计显示屏部分的设计利用了组态软件设计两个显示画面，一个是未交易时初始状态的欢迎界面如图3-4，在交易过程中的币值显示画面如图3-5所示 ，其中图3
40、-3中的欢迎字符是可以闪烁变化的，aaaa字符可以显示系统时间，图3-5中的8888用来显示币值，它们均是可以定义的变量。图5-1售货机背景图5-2 欢迎界面 图5-3币值界面3标签设计电子标签用来显示程序中传上来的价格，所以其中要有可以定义的字符，所以标签设计为，其中“J.03显示03商品价格的变量。4按钮设计“选择”按钮的设计要反映出可以购买和不可以购买的差异，所以其中也要有可以变化的字符，设计如右图，其中字符“选择”在满足条件下可以闪烁变色，退币按钮设计成样式，按钮均可以动作。5投退币提示框设计投退币提示框要有可已投入的硬币，确认按钮以及框架，其中硬币、确认按钮和字符“a”均是可以定义的
41、变量 图5-4投币提示框 图5-5 退币提示框6出货框的设计出货框中要有01-03商品的示意图以及框架，其中商品在满足条件后可以出现，鼠标点击后可以消失，因此也是可定义的变量效果如图5-6所示图5-6 出货框5.2 仿真结果及分析1首先接好系统的硬件电路，然后将梯形图下载到PLC中，再运行程序。运行结果图如下：图5-7 运行结果图2结果分析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
42、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。在交易的过程中，币值界面会显示投入钱币的金额、消费钱币的金额、余额。经过认真的调试，使整个系统能够按照要求完成各种工作，FX-2N系列PLC控制的自动售货机的设计工作也最终完成。结论本论文在论述了自动售货机的发展过程及国内外发展现状的基础上，进行了方案论证，介绍了PLC的基本组成、特点以及工作原理，并对基于PLC的自动售货机系统的构成进行了详尽的论述。通过本次论文设计，使我对PLC控制的知识有了更深层次的认识，同时通过多次上机操作，我对计算计的运用能力也有很大的提高，而在论文设计中通过查阅文献，搜集资料，综合分析等方面的
43、训练，使我综合运用各方面知识，分析解决实际问题的能力也得到了很大的提高。在具体的设计过程中，通过老师和同学的帮助和自己的不断摸索，掌握了不少的工程设计方法，同时也培养了自己的工程设计思想，为以后的实际工作打下了一定的基础。参考文献1殷洪义可编程控制器选择设计与维护.M北京：机械工业出版社，20042袁任光可编程控制器选择手册.M.北京：机械工业出版社，19973郭宗仁，吴亦锋可编程控制器系统应用及通信网络技术.M.人民邮电 出版社4何衍庆，愈全寿.可编程序控制器原理与应用技巧.M.北京：机械工业出版社5吴中俊，黄立红可编程控制器原理及应用.M.机械工业出版社，218-2206安燮南，张一刚可编程控制器PLC的应用.J.化工自动化及仪表，19997黄净电器及PLC控制技术.M.机械工业出版社，2002致谢一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。首先诚挚的感谢我的论文指导老师XX老师。她在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的论文。还有教过我的所有老师们，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢三年中陪伴在我身边的同学、朋友，感谢他们为我提出的有益的建议和意见，有了他们的支持、鼓励和帮助，我才能充实的度过了三年的学习生活。- 32 -
