基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中文摘要大數(shù)據(jù)時(shí)代打開了新零售的大門，新零售結(jié)合大數(shù)據(jù)可以根據(jù)不同人群的消費(fèi)屬性，制定適合的優(yōu)化方案，更好的服務(wù)于廣大消費(fèi)者。隨著國(guó)內(nèi)二維碼支付在我國(guó)全面普及。在高職及本科院校還有初中高中內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)的市場(chǎng)情況調(diào)查中，學(xué)校里面商業(yè)情況是小型超市和小賣部數(shù)量少，學(xué)校內(nèi)部多為教學(xué)辦公區(qū)域和學(xué)術(shù)住宿趨于，距離小賣部較遠(yuǎn)；其二情況是消費(fèi)者多為學(xué)生和老師，年紀(jì)區(qū)塊集中，購(gòu)買商品的種類多趨于飲料零食和文具類；這種消費(fèi)環(huán)境造就了自動(dòng)無(wú)人售貨機(jī)非常適合在校園內(nèi)應(yīng)用，但是高級(jí)的自動(dòng)無(wú)人售貨機(jī)成本高售價(jià)更高，將此應(yīng)用到校園非常不匹配。基于可編程控制器作為主要的控制核心來(lái)設(shè)計(jì)的自動(dòng)無(wú)人售貨機(jī)工程設(shè)計(jì)，以一個(gè)小系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)流程，硬軟件系統(tǒng)集成，其目的是為了解決校園內(nèi)廣大師生對(duì)于平日生活類商品的需求，不但兼?zhèn)鋵?shí)用，其市場(chǎng)也有現(xiàn)實(shí)的意義。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是以基于PLC的的一款簡(jiǎn)易自動(dòng)控制售貨控制系統(tǒng),硬件總體設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括自動(dòng)售貨機(jī)外形設(shè)計(jì)、I/O資源分配以及基于PLC控制的電氣原理的設(shè)計(jì);系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是基于PLC的梯形圖程序設(shè)計(jì),包括控制系統(tǒng)計(jì)幣復(fù)位程序設(shè)計(jì)部分、缺貨提示的程序設(shè)計(jì)部分、購(gòu)買以后出貨的程序設(shè)計(jì)部分、貨幣不足的程序設(shè)計(jì)部分、將投幣金額數(shù)值顯示在七段數(shù)碼管上的程序設(shè)計(jì)部分，貨幣自動(dòng)感應(yīng)及幣值累加的程序部分以及處理退幣和找零的程序設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：PLC;自動(dòng)售貨機(jī)；新零售；軟件設(shè)計(jì)；目錄TOC\o"1-3"\h\u8895第一章引言 818401.1選題的背景和意義 8240291.1.1背景 8279721.1.2意義 880731.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 8300711.2.1國(guó)外自動(dòng)售貨機(jī)的研究現(xiàn)狀 8252941.2.2國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)的研究現(xiàn)狀 9138431.3重點(diǎn)解決的問(wèn)題和思路 9287601.3.1研究的主要問(wèn)題 9213681.3.2解決思路 1010686第二章自動(dòng)售貨機(jī)的介紹 10183512.1自動(dòng)售貨機(jī)的功能介紹 10277762.1.1自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能 1080122.1.2自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的基本思路 1129712.2PLC的概述 11162012.2.1PLC的產(chǎn)生 11262072.2.2PLC的發(fā)展趨勢(shì) 12263472.3PLC的選型原則 133923第三章自動(dòng)售貨機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 14137353.1控制要求 14191873.2自動(dòng)售貨機(jī)電機(jī)的選型 15321013.2.1電機(jī)選型 15116473.2.2電機(jī)功率計(jì)算 15111493.3I/O分配表 166209自動(dòng)售貨機(jī)PLC的I/O地址分配表如圖表1所示： 16101743.4I/O接口圖 1766333.5電氣原理圖 18156643.6MCGS仿真 1948553.6.1仿真效果 19248883.6.2MCGS腳本介紹 2128773.6.3MCGS腳本程序 2352第四章自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì) 25113184.1設(shè)計(jì)思路 25254534.2流程狀態(tài)圖 26144014.3控制程序介紹 2714844.3.1計(jì)幣復(fù)位 27181164.3.2售貨機(jī)啟停輔助繼電器 2776834.3.3投入幣值 27176704.3.4顯示在七段數(shù)碼管上 2861854.3.5選擇飲料 2868884.3.6飲料的排出 2924613第五章參考文獻(xiàn) 318755第六章總結(jié) 3228061附錄 33第一章引言1.1選題的背景和意義1.1.1背景縱觀自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),它的出現(xiàn)是由于零售業(yè)所付出的人力成本大,耗時(shí)長(zhǎng),所消耗的勞動(dòng)力成本以及單一繁瑣的工作帶給人們的負(fù)擔(dān)大,而勞動(dòng)力本身的回報(bào)小。而與之相對(duì)的中小型商品超市、大型商品百貨店和購(gòu)物中心商場(chǎng)等新的商品流通渠道的不斷產(chǎn)生,這就造成了勞動(dòng)力成本的進(jìn)一步上升，而又隨著人民生活水平的提高，生活成本也在不斷提高，給商家?guī)?lái)的結(jié)果就是勞動(dòng)力成本不斷攀升;此外還有商場(chǎng)購(gòu)物及小商店的地域局限性及其商場(chǎng)購(gòu)物的交通便利性等這些客觀因素的受限,自動(dòng)售貨機(jī)這樣作為一種新型的販賣日用商品的專用機(jī)器便隨著人們的需求而生了。1.1.2意義自動(dòng)售貨機(jī)也就是需要投入大量硬幣、紙幣、進(jìn)行掃描二維碼等等在付款后便捷就可以進(jìn)行銷售各類商品的一種機(jī)械。從服務(wù)供給的基本條件上來(lái)看,它不僅可以充分起到補(bǔ)充系統(tǒng)人力資源的不足,適應(yīng)國(guó)際消費(fèi)市場(chǎng)環(huán)境和人們消費(fèi)生活模式的不斷變化,出現(xiàn)24小時(shí)無(wú)人人工售貨的服務(wù)系統(tǒng)使它可以更好地省時(shí)省力,這也是使得系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)時(shí)期所需要的商品成本少、面積小,有高的吸引力和人們對(duì)于購(gòu)買各類商品的強(qiáng)烈好奇心的系統(tǒng)性質(zhì)好處所在,可以很好地解決目前人工售貨費(fèi)用不斷上升的成本問(wèn)題等各項(xiàng)面的優(yōu)點(diǎn)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外自動(dòng)售貨機(jī)的研究現(xiàn)狀國(guó)外自動(dòng)售貨機(jī)最早出現(xiàn)在上世紀(jì)六十年代左右的歐美國(guó)家，那時(shí)在美國(guó)的地下交通上客口旁邊，人們可以用硬幣買到可口可樂(lè)飲料。這是一種新型零售方式，從上世紀(jì)八十年代開始，自動(dòng)售貨機(jī)在幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家中有了普遍應(yīng)用和發(fā)展。1942年,在推動(dòng)全國(guó)現(xiàn)代食品市場(chǎng)整體銷售中首先深入研究推廣了自動(dòng)送貨入庫(kù)網(wǎng)上售貨的現(xiàn)代食品市場(chǎng)銷售質(zhì)量管理服務(wù)方式。1950年,英國(guó)目前全國(guó)雜貨食品生產(chǎn)加工廠及雜貨食品零售連鎖行業(yè)只有500家,其門店必須采用一臺(tái)大型自動(dòng)售貨機(jī)才能進(jìn)行自動(dòng)售貨。1.2.2國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)的研究現(xiàn)狀近十年來(lái)，中國(guó)的大中型城市開始應(yīng)用自動(dòng)售貨機(jī)，車站，大學(xué)校園等場(chǎng)所都會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的身影。在七八年前，南方一線城市有大約不到兩千臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)，但這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人們的購(gòu)買需求。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)開始迅猛增長(zhǎng)，零售商業(yè)持續(xù)發(fā)展和需求擴(kuò)大刺激無(wú)人售貨的發(fā)展。自動(dòng)售貨機(jī)所代表的新型銷售模式、給人們帶來(lái)的高級(jí)感科技感、24小時(shí)自動(dòng)售貨、機(jī)體自身遠(yuǎn)比商店及大型商場(chǎng)所占面積小得多，而且非常靈活，也具有可移動(dòng)性等特點(diǎn)。這使得自動(dòng)售貨機(jī)收獲了一二線城市市民的青睞。這一點(diǎn)也就使得無(wú)人自動(dòng)停車售貨在目前對(duì)于我國(guó)也已經(jīng)可以開始逐漸的的得到廣泛應(yīng)用。1.3重點(diǎn)解決的問(wèn)題和思路1.3.1研究的主要問(wèn)題通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外自動(dòng)售貨機(jī)研究現(xiàn)狀的研究分析，得出國(guó)外自動(dòng)售貨機(jī)起步早，于歐、美、日等國(guó)家中很多早在上世紀(jì)六七十年代便開始流行于他們國(guó)家的大街小巷中。而我國(guó)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的應(yīng)用起步晚，好在我國(guó)人口基數(shù)大，購(gòu)買力強(qiáng)勁，GDP先又穩(wěn)居世界前列?；谏鲜鰡?wèn)題分析,本文的設(shè)計(jì)以基于PLC系統(tǒng)作為商品控制系統(tǒng)核心的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上又以設(shè)計(jì)開發(fā)出一款簡(jiǎn)易的小型自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)軟件為主要目標(biāo),設(shè)計(jì)主要旨在研究?jī)蓚€(gè)基本方面的主要內(nèi)容:一個(gè)就是應(yīng)用硬件總體設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括用于控制核心系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)、設(shè)備硬件選型、I/O資源分配以及基于PLC應(yīng)用硬件系統(tǒng)接線圖的總體設(shè)計(jì);而是應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)主要為基于PLC應(yīng)用程序軟件設(shè)計(jì),包括用于系統(tǒng)初始和優(yōu)化程序設(shè)計(jì)、缺貨信息提示的應(yīng)用程序軟件設(shè)計(jì)、可具有購(gòu)買性的商品應(yīng)用程序的軟件設(shè)計(jì)、貨幣不足的應(yīng)用程序軟件設(shè)計(jì)、貨幣自動(dòng)感應(yīng)及幣值累加的應(yīng)用程序軟件設(shè)計(jì)以及用于退幣后和找零的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。1.3.2解決思路在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)部分上,首先需要進(jìn)行I/O接口圖這一部分的設(shè)計(jì),進(jìn)而再去設(shè)計(jì)電氣原理圖的總體設(shè)計(jì)，初步地使用Solidworks軟件給簡(jiǎn)易的自動(dòng)售貨機(jī)畫出外形圖并標(biāo)明每個(gè)部分的名稱及其尺寸。在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分上,首先自己設(shè)計(jì)并自行編寫一個(gè)PLC梯形圖,在整個(gè)設(shè)計(jì)PLC梯形圖中,包括發(fā)貨系統(tǒng)初始碼優(yōu)化程序設(shè)計(jì),缺貨信息提示的操作程序原理設(shè)計(jì),可隨時(shí)購(gòu)買到的商品操作程序的原理設(shè)計(jì),貨幣不足的程序設(shè)計(jì),貨幣流量感應(yīng)及幣值累加的操作程序原理設(shè)計(jì)以及確定退幣點(diǎn)和找零的操作程序設(shè)計(jì)。第二章自動(dòng)售貨機(jī)的介紹2.1自動(dòng)售貨機(jī)的功能介紹2.1.1自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能在設(shè)計(jì)出符合需求的自動(dòng)售貨機(jī)之前，首先要做的事情是確定自動(dòng)售貨機(jī)的功能屬性及其特性。在我們的日常生活中，身邊經(jīng)常能見(jiàn)到的售貨機(jī)基本上主要都是販賣些飲料和零食。自動(dòng)售貨機(jī)之所以能夠進(jìn)行自動(dòng)售貨，其最核心的地方就是可以將投入的貨幣的數(shù)值和客戶要購(gòu)買的商品價(jià)格進(jìn)行比較并且進(jìn)行算數(shù)運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購(gòu)買某種商品。可以舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明自動(dòng)售貨機(jī)的算數(shù)功能，比如：自動(dòng)售貨機(jī)貨架上擺放了好幾種商品，其中一種商品價(jià)格為1元?，F(xiàn)投入兩個(gè)一元硬幣，也就是現(xiàn)有金額為2元，當(dāng)投入的貨幣大于等于這種商品的價(jià)格時(shí)，此商品的購(gòu)買按鈕處按下去會(huì)顯示示可以購(gòu)買。當(dāng)按下選擇這種商品的按鈕時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去此商品的價(jià)格同時(shí)啟動(dòng)這種商品對(duì)應(yīng)的出料電機(jī)，移動(dòng)貨架，將此商品運(yùn)送到出貨口。此時(shí)售貨機(jī)繼續(xù)進(jìn)行等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時(shí)不再購(gòu)買而按下退幣按鈕，售貨機(jī)則要進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來(lái)，售貨機(jī)一次交易要涉及加法運(yùn)算、減法運(yùn)算以及在退幣時(shí)的除法運(yùn)算，這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識(shí)別系統(tǒng)和貨幣的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的售貨、退幣功能。自動(dòng)售貨機(jī)的工作流程圖如圖1所示： 投入硬幣或初始狀態(tài)投入硬幣或初始狀態(tài)投幣狀態(tài)投幣狀態(tài)按下選擇按鈕購(gòu)買狀態(tài)按下選擇按鈕購(gòu)買狀態(tài)按下退幣按鈕YN按下退幣按鈕YN是否剩余余退幣狀態(tài)退幣狀態(tài)圖1自動(dòng)售貨機(jī)工作流程圖2.1.2自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)的基本思路本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)的研究題目主要是基于日本PLC的新型自動(dòng)售貨機(jī)遠(yuǎn)程控制管理系統(tǒng),主要內(nèi)容是通過(guò)應(yīng)用日本三菱公司Fx2n型的圖和PLC的梯形圖模型來(lái)分析設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)程序。如:PLC的基本定義、PLC的主要匯編語(yǔ)言、PLC的主要硬件結(jié)構(gòu)組成等。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和硬件控制功能要求首先編寫出PLC梯形圖,再根據(jù)外部硬件接口設(shè)計(jì)的一些相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)繪制出它的內(nèi)部I/O硬件接口梯形圖和外部硬件接口布線圖,結(jié)合梯形圖和外部硬件接口布線圖可以分析出并說(shuō)明該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的硬件控制工作原理和全過(guò)程。2.2PLC的概述2.2.1PLC的產(chǎn)生由于它系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易被工業(yè)人們所掌握、價(jià)格便宜,在一定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域范圍里之內(nèi)其功能完全能夠滿足各種工業(yè)遠(yuǎn)程控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用要求,因而廣泛用于使用并且普及面甚廣,在目前我國(guó)各種工業(yè)遠(yuǎn)程繼電控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中一直以來(lái)都是占據(jù)著市場(chǎng)主導(dǎo)地位.但是用在工業(yè)繼電接觸器上的這種控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)卻使其具有明顯的以下幾個(gè)缺點(diǎn):這種控制驅(qū)動(dòng)設(shè)備需要工作時(shí)間體積大,可靠性差,動(dòng)作速度慢,功能少,難與工業(yè)用戶連接實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的工業(yè)遠(yuǎn)程控制,特別糟的一點(diǎn)是由于它主要應(yīng)用是靠硬邏輯控制電路連線和軟邏輯電路連接構(gòu)成的一種控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),接線復(fù)雜,當(dāng)它的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝或驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)象功能發(fā)生重大改變時(shí),原有的用于控制系統(tǒng)接線和用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制電路的鍵盤就要及時(shí)進(jìn)行更換,所以它的系統(tǒng)通用性和實(shí)際操作上的靈活性都比較差。總結(jié)歸納PLC的優(yōu)點(diǎn)就是:（1）編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序。（2）維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)。（3）可靠性高于繼電器控制裝置。（4）體積小于繼電器控制盤。（5）數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)。（6）成本可與繼電器控制盤競(jìng)爭(zhēng)。（7）輸入可以是交流150V以上。（8）一個(gè)用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器至少必須能夠被擴(kuò)張大小到4kb(能夠適應(yīng)當(dāng)時(shí)小型汽車設(shè)備裝配繼電過(guò)程的實(shí)際需要)是這十項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的一個(gè)核心設(shè)計(jì)要求也就是是否采用一種軟布局接線(編程)設(shè)計(jì)方式或是代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電過(guò)程控制的一種硬接線設(shè)計(jì)方式,實(shí)現(xiàn)大中小規(guī)模汽車生產(chǎn)線的的全流程繼電控制。2.2.2PLC的發(fā)展趨勢(shì)PLC的趨勢(shì)性發(fā)展總的來(lái)說(shuō)在下面幾個(gè)幾點(diǎn)可以體現(xiàn)。(1)智能型I/O模塊的發(fā)展智能型通用數(shù)字模擬I/O模塊組它是以智能數(shù)字模擬微處理器和智能數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩個(gè)模塊為主要設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)的一種屬于功能型的集成部件,它們的兩個(gè)使用CPU與它和它跟PLC的兩個(gè)使用主CPU文字并行內(nèi)存驅(qū)動(dòng)同時(shí)工作,占用主CPU的文字內(nèi)存運(yùn)行時(shí)間很少,有利于不斷進(jìn)步提高它和它與PLC的文字?jǐn)?shù)據(jù)處理掃描率和工作運(yùn)行速度。(2)基于PLC的編程軟件取代編程器隨著移動(dòng)計(jì)算機(jī)的日益廣泛普及,越來(lái)越多的企業(yè)用戶開始使用基于其在個(gè)人電腦計(jì)算機(jī)上的文件編程處理軟件。編程控制軟件用戶可以對(duì)plPLC進(jìn)行控制操作系統(tǒng)的各個(gè)硬件組態(tài),即可以設(shè)置控制硬件的基本結(jié)構(gòu)和硬件參數(shù),例如可以設(shè)置各接口框架各個(gè)接口插槽上控制模塊的硬件型號(hào)、模塊的硬件參數(shù)、各串行接口通行控制接口的硬件參數(shù)等。（3）PLC編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化與任何其他個(gè)人組織使用其在計(jì)算機(jī)中的軟件過(guò)程相比,PLC

的所有相關(guān)硬件軟件的內(nèi)部功能管理體系以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都同樣應(yīng)該保持是完全相對(duì)封閉的而不是開放的。在企業(yè)通用系統(tǒng)硬件開發(fā)模塊兼容方面,各通用硬件生產(chǎn)廠家等硬件模塊和英特爾的通用I/O模塊互不支持兼容較為通用這樣就已經(jīng)使得了一編程人員同時(shí)能夠可以自由選擇不同的各種編程通用語(yǔ)言進(jìn)行格式輸出來(lái)用以方便適應(yīng)特殊的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)工作。2.3PLC的選型原則規(guī)模要適合：輸入輸出點(diǎn)所連接到的點(diǎn)數(shù)以及一個(gè)應(yīng)用程序軟件對(duì)一個(gè)存在

PLC中的硬件接口功能及一個(gè)應(yīng)用程序指令的軟件配置功能要求等都可以是我們判斷如何選擇一個(gè)存在于PLC中的應(yīng)用軟件機(jī)型及其硬件接口規(guī)模大小及其硬件大小的重要依據(jù)首先也就是你還需要特別注意如何確保自己有一個(gè)時(shí)間足夠的點(diǎn)數(shù)選擇時(shí)間輸入、輸出和其中的每個(gè)點(diǎn)數(shù),并且注意保留自己有一點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)選擇時(shí)間余地(比如符合要求的點(diǎn)數(shù)有10%的產(chǎn)品備用量)。如果只是為了能夠?qū)崿F(xiàn)較簡(jiǎn)單機(jī)床的自動(dòng)化,或機(jī)電設(shè)備一體化型的產(chǎn)品,可考慮選用小型化PLC。自動(dòng)售貨機(jī)的硬件設(shè)計(jì)3.1自動(dòng)售貨機(jī)外形圖自動(dòng)售貨機(jī)外形圖如圖2所示：3.2控制要求對(duì)于自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的控制運(yùn)行，首先客戶投入硬幣，在經(jīng)過(guò)紙幣或硬幣感應(yīng)器識(shí)別出投入金額數(shù)量后，用戶可對(duì)足夠金額的商品進(jìn)行選擇，次數(shù)PLC的控制系統(tǒng)自主判別金額能否足夠購(gòu)買該商品，并判斷料倉(cāng)內(nèi)商品數(shù)量是否足夠出貨，能出貨則啟動(dòng)出貨電機(jī)進(jìn)行出貨操作，在出貨之后，點(diǎn)擊退幣按鈕，此時(shí)退幣電機(jī)器，進(jìn)行退幣操作。大體運(yùn)行如圖3所示：PLC商品選擇開關(guān)各種指示燈PLC商品選擇開關(guān)各種指示燈退幣電機(jī)數(shù)量感應(yīng)退幣電機(jī)數(shù)量感應(yīng)硬幣或紙幣感應(yīng)出貨電機(jī)硬幣或紙幣感應(yīng)出貨電機(jī)圖3售貨總體流程圖3.2自動(dòng)售貨機(jī)電機(jī)的選型3.2.1電機(jī)選型自動(dòng)售貨機(jī)出料過(guò)程實(shí)際為電機(jī)帶動(dòng)皮帶繼而帶動(dòng)貨架將飲料倒入出料道的過(guò)程。在此使用L293D步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)需要24V電壓，同時(shí)控制信號(hào)需要經(jīng)過(guò)L293D后變?yōu)?4V左右的電源型號(hào)才可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)。3.2.2電機(jī)功率計(jì)算本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)同步帶直徑300mm，減速比10:1，負(fù)載重量0.6KG，負(fù)載與步進(jìn)電機(jī)傳送帶摩擦系數(shù)μ=0.6，負(fù)載最高運(yùn)動(dòng)速度0.4m/min。（1）計(jì)算折算到電機(jī)軸上的負(fù)載慣量JM===0.486按照負(fù)載慣量,JM<6（2）計(jì)算電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需要的扭矩克服摩擦力所需轉(zhuǎn)矩：===0.0882加速時(shí)所需轉(zhuǎn)矩：===0.0027伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩>，最大扭矩>+（3）計(jì)算電機(jī)所需要轉(zhuǎn)速N==0.4/(3.14*0.3)*10=4.25rpm<16rpm，按16rpm計(jì)算。（4）電機(jī)功率3.3I/O分配表自動(dòng)售貨機(jī)PLC的I/O地址分配表如圖表1所示：表1自動(dòng)售貨機(jī)的I/O地址分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)復(fù)位開關(guān)SQ1X000礦泉水指示燈HL1Y0041元投幣感應(yīng)器SQ2X001可樂(lè)指示燈HL2Y0055元投幣感應(yīng)器SQ3X005果汁指示燈HL3Y006啟動(dòng)按鈕開關(guān)SB1X002礦泉水接觸器KM1Y000停止按鈕開關(guān)SB2X003可樂(lè)電動(dòng)機(jī)KM2Y001礦泉水選擇按鈕SB3X011果汁電動(dòng)機(jī)KM3Y002可樂(lè)選擇按鈕SB4X012找錢電動(dòng)機(jī)KM4Y003果汁選擇按鈕SB5X013找錢指示燈HL4Y007退幣按鈕SB6X014報(bào)警指示燈HL5Y0107段數(shù)碼管HL6~HL12Y020~Y0263.4I/O接口圖自動(dòng)售貨機(jī)I/O接口圖如圖4所示：圖4I/O接口圖3.5電氣原理圖自動(dòng)售貨機(jī)電氣原理圖如圖5所示：圖5電氣原理圖3.6MCGS仿真3.6.1仿真效果點(diǎn)擊投入10元按鈕如圖6。圖6選擇左邊礦泉水按鈕，可以按到投幣金額從10元變成8元，礦泉水?dāng)?shù)量從初始值20瓶減少了1瓶。出料口顯示礦泉水的圖樣。如圖7。圖7此時(shí)繼續(xù)選擇中間可樂(lè)按鈕，可以按到投幣金額從8元變成5元，可樂(lè)數(shù)量從初始2瓶減少瓶。出料口顯示可樂(lè)的圖樣。如圖8。圖8在此基礎(chǔ)上，再繼續(xù)選擇右邊果汁按鈕，可以按到投幣金額從5元變成0元，果汁數(shù)量從初始值20瓶減少了1瓶。出料口顯示果汁的圖樣。如圖9。圖93.6.2MCGS腳本介紹投幣口：①一元的按鈕：投幣金額=投幣金額+1。即：當(dāng)投入一元時(shí)，投幣金額會(huì)在原有金額數(shù)值的基礎(chǔ)上加1。②五元的按鈕：投幣金額=投幣金額+5。即：當(dāng)投入五元時(shí)，投幣金額會(huì)在原有金額數(shù)值的基礎(chǔ)上加5。③十元的按鈕：投幣金額=投幣金額+10。即：當(dāng)投入十元時(shí)，投幣金額會(huì)在原有金額數(shù)值的基礎(chǔ)上加10。退幣：①退幣按鈕腳本程序：IF投幣金額>0THEN，退幣按鈕=1，ENDIF。即：如果投幣金額數(shù)值顯示器顯示當(dāng)前金額大于0元，按下退幣按鈕，則將金額數(shù)值顯示器顯示的所有錢找零給客戶。②退幣腳本程序：IF退幣按鈕=1THEN，退幣按鈕=0，退幣計(jì)時(shí)=5，退幣金額=投幣金額，投幣金額=0，ENDIF。即：按下退幣按鈕，退幣按鈕倒計(jì)時(shí)五秒，將現(xiàn)在的投幣金額數(shù)值賦給退幣金額，現(xiàn)有投幣金額清零。③退幣判斷計(jì)時(shí)腳本程序：IF退幣計(jì)時(shí)<=0THEN，退幣金額=0，ENDIF即：判斷退幣計(jì)時(shí)是否已到，當(dāng)退幣計(jì)時(shí)從上一個(gè)腳本設(shè)置計(jì)時(shí)的初值5秒到達(dá)時(shí)，執(zhí)行退幣金額清零操作。飲料選擇按鈕：①礦泉水：IF食品A價(jià)格<=投幣金額AND食品A步驟流程=0AND食品A數(shù)量>0THEN，投幣金額=投幣金額-食品A價(jià)格，食品A步驟流程=10，食品A取料計(jì)時(shí)=3，食品A數(shù)量=食品A數(shù)量-1，ENDIF。即：如果購(gòu)買食品A（礦泉水）需要的金額小于等于客戶已經(jīng)投入的金額，且食品A步驟流程到0且食品A數(shù)量大于0個(gè)，那么執(zhí)行現(xiàn)有投幣金額減去食品A價(jià)格的步驟，對(duì)食品A進(jìn)行取料，在取料計(jì)時(shí)3秒后進(jìn)行出料。②可樂(lè)：IF食品B價(jià)格<=投幣金額AND食品B步驟流程=0AND食品B數(shù)量>0THEN，投幣金額=投幣金額-食品B價(jià)格，食品B步驟流程=10，食品B取料計(jì)時(shí)=3，食品B數(shù)量=食品B數(shù)量-1，ENDIF。即：如果購(gòu)買食品B（可樂(lè)）需要的金額小于等于客戶已經(jīng)投入的金額，且食品B步驟流程到0且食品B數(shù)量大于0個(gè)，那么執(zhí)行現(xiàn)有投幣金額減去食品B價(jià)格的步驟，對(duì)食品B進(jìn)行取料，在取料計(jì)時(shí)3秒后進(jìn)行出料。③果汁：IF食品C價(jià)格<=投幣金額AND食品C步驟流程=0AND食品C數(shù)量>0THEN，投幣金額=投幣金額-食品B價(jià)格，食品C步驟流程=10，食品C取料計(jì)時(shí)=3，食品C數(shù)量=食品C數(shù)量-1，ENDIF。即：如果購(gòu)買食品C（果汁）需要的金額小于等于客戶已經(jīng)投入的金額，且食品C步驟流程到0且食品C數(shù)量大于0個(gè)，那么執(zhí)行現(xiàn)有投幣金額減去食品C價(jià)格的步驟，對(duì)食品C進(jìn)行取料，在取料計(jì)時(shí)3秒后進(jìn)行出料。模擬定時(shí)器IF緩存秒<>$SecondTHEN，緩存秒=$Second，退幣計(jì)時(shí)=退幣計(jì)時(shí)-1，食品A取料計(jì)時(shí)=食品A取料計(jì)時(shí)-1，食品B取料計(jì)時(shí)=食品B取料計(jì)時(shí)-1，食品C取料計(jì)時(shí)=食品C取料計(jì)時(shí)-1。ENDIF。即：如果緩存秒數(shù)處于變量$Second范圍內(nèi)，則將變量值賦給緩存秒，循環(huán)執(zhí)行退幣計(jì)時(shí)，食品ABC取料計(jì)時(shí)各減1，直到循環(huán)計(jì)時(shí)減為0。3.6.3MCGS腳本程序MCGS腳本程序如圖10，圖11圖10圖11第四章自動(dòng)售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)思路（1）在自動(dòng)售飲料機(jī)投幣口放入1元或5、10元面值的硬幣或紙幣。（2）由數(shù)碼管顯示投幣金額數(shù)值以及現(xiàn)在自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)現(xiàn)有金額的數(shù)值。（3）當(dāng)數(shù)碼管顯示的現(xiàn)有金額數(shù)值1元時(shí)，礦泉水按鈕按下有亮起；當(dāng)數(shù)碼管顯示的現(xiàn)有金額數(shù)值3元時(shí)，礦泉水和可樂(lè)按鈕按下都會(huì)有亮起；當(dāng)數(shù)碼管顯示的現(xiàn)有金額數(shù)值5元時(shí)，礦泉水、可樂(lè)和果汁按鈕按下都會(huì)有亮起。（4）當(dāng)按下礦泉水按鈕時(shí)，指示燈亮，則電機(jī)帶動(dòng)貨架，出料礦泉水一瓶。（5）當(dāng)按下可樂(lè)按鈕時(shí)，指示燈亮，則電機(jī)帶動(dòng)貨架，出料可樂(lè)一瓶。（6）當(dāng)按下果汁按鈕時(shí)，指示燈亮，則電機(jī)帶動(dòng)貨架，出料果汁一瓶。（7）若投幣總值超過(guò)所購(gòu)商品的價(jià)格（礦泉水2元，可樂(lè)3元，果汁5元），按下退幣按鈕，可退還售貨機(jī)內(nèi)剩余的錢。4.2流程狀態(tài)圖自動(dòng)售貨機(jī)的狀態(tài)流程圖如圖12所示：投幣計(jì)數(shù)投幣計(jì)數(shù)累加幣價(jià)累加幣價(jià)D1>=2D1>=3D1>=2D1>=3可樂(lè)選擇礦泉水選擇比較幣價(jià)可樂(lè)選擇礦泉水選擇比較幣價(jià)D1>=5D1>=5果汁計(jì)數(shù)果汁計(jì)數(shù)減去相應(yīng)的錢幣減去相應(yīng)的錢幣退幣退幣退幣計(jì)數(shù)退幣計(jì)數(shù)結(jié)束結(jié)束圖12自動(dòng)售貨機(jī)狀態(tài)流程圖4.3控制程序介紹4.3.1計(jì)幣復(fù)位當(dāng)它與x000接通,在第一個(gè)復(fù)位脈沖掃描信號(hào)開始到來(lái)時(shí),m0產(chǎn)生一個(gè)脈沖掃描時(shí)間周期的復(fù)位單脈沖,它的常閉斷開觸點(diǎn)自動(dòng)閉合一個(gè)脈沖掃描時(shí)間周期,常開斷閉觸點(diǎn)自動(dòng)斷開,實(shí)現(xiàn)了D1的脈沖復(fù)位掃描功能。其梯形圖結(jié)構(gòu)如如下圖13所示。圖134.3.2售貨機(jī)啟停輔助繼電器當(dāng)同時(shí)用戶繼續(xù)按下啟動(dòng)按鈕x002時(shí),輔助電機(jī)M2得電;當(dāng)按下停止按鈕時(shí),自動(dòng)售貨機(jī)停止電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行工作,該電機(jī)輔助繼電器M2失電。其梯形圖如下圖14所示：圖144.3.3投入幣值在自動(dòng)售貨機(jī)已經(jīng)啟動(dòng)的情況下,當(dāng)投幣口X001,X005由從關(guān)閉狀態(tài)變化到開啟狀態(tài)時(shí),投幣計(jì)數(shù)器D1的值會(huì)自加1，即將投入幣值進(jìn)行累加作為計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，并且隨后會(huì)顯示到七段數(shù)碼管中，其梯形圖如圖15所示：圖154.3.4顯示在七段數(shù)碼管上在自動(dòng)售貨機(jī)已經(jīng)開啟的狀態(tài)下,將投入的金額的數(shù)值與5進(jìn)行比較,并將計(jì)數(shù)器D1的數(shù)值送到位于Y020～Y026的7段數(shù)碼管進(jìn)行顯示,即將投入幣值的數(shù)值在求短數(shù)碼管上顯示出來(lái)。若投幣總額小于3元，則報(bào)警信號(hào)燈會(huì)亮。其梯形圖如圖16所示：圖164.3.5選擇飲料在程序中，將投幣總額與礦泉水的價(jià)格1元比較，若確定是3則M3或M4接通，確定排出的是礦泉水，則礦泉水按鈕按下時(shí)指示燈會(huì)亮。將投幣總額與可樂(lè)的價(jià)格3元比較，若確定是3，則M10或M11接通，確定排出的是可樂(lè)，則可樂(lè)按鈕按下時(shí)指示燈亮。將投幣總