基于plc控制的自动售货机毕业设计

基于plc控制的自动售货机毕业设计内容摘要：

币找零电信号后，通过退币电磁阀或退币电机拉杆，将贮币腔内下部货币依电信号程序推出，完成自动售货机的退币找 零功能。 货币处理装置流程如图 22 检测 22货币处理装置流程图 送出机构 目前，应用于自动售货机上的商品送出机构种类较多，下面是一些较典型的送出 投入状态检测装置 退还操作检测装置 规定的基准状态 外部装置 外部输出装置 河南城建学院本科毕业设计（论文） 自动售货机硬件结构设计 9 机构。 （ 1）旋转式送出机构 此送出机构把饮料放在螺旋导轨上，并在货道底部开设出口槽，由电机带动螺旋导轨转动，当饮料转到开口槽时便出槽下货。 这种送出机构应用最为广泛，它要求电机的转矩较大，造价成本较高。 （ 2）转盘式送出机构 上面是一个很大的喇叭状罐体存储容器，下面是一个周边有若干个圆槽的转盘，通过转盘的转动使罐体落入转盘周边的槽内而被售出。 这种送出机构也需要较大的转矩来带动和占用较大的空间，而且会发生卡死现象。 （ 3）滚筒送出机构 该送出机构由一个阶梯梁和滚筒构成，滚筒内可以装若干瓶饮料，通过步进电机来带动滚筒的转动，利用梁的各阶梯段与滚筒之间不同的开口距离控制商品掉落的顺。 这种机构要求电机有较高的转动精度。 （ 4）弹簧推动式送出机构 这种机构是由螺旋式弹簧和连在弹簧一端的电机构成的，电机转动一圈就带动弹簧转动一圈，同时推 出一瓶饮料。 本文所设计的罐体送出机构主要由槽轮、推拉杆、推拉销、直线步进电机和前后两边侧板构成 ,其中槽轮上槽弧的半径为罐体的半径 ,货道宽度为罐体的直径 .如下送出机构示意图 8 所示 . 河南城建学院本科毕业设计（论文） 自动售货机硬件结构设计 10 图 8 送出机构示意图 送出机构主要通过直线步进电机带动推拉杆和推拉销 ,促使槽轮绕着转动中心作往返转动 .直线步进电机运作一次 ,使槽轮上下各摆动一次 .同时 ,在前后两边的侧板上有导向槽 ,推拉销在 导向槽内来回运动 ,导向槽的作用是限定推拉杆的运动方向和槽轮摆动角度。 送出机构的工作过程如图 8 所示 ,自动售货机正处在待售状态下 ,槽轮的槽开口朝下 ,利用阻货面来支撑和阻挡上面的罐体 ,起到阻止罐体下落的作用 .当售货机接收到售货信号时 ,直线步进电机运行并作用于推拉杆 ,推拉杆同时推动槽轮上下摆动一次 .在槽轮摆动的前半周 ,槽从开口向下转到开口向上 ,并有一个罐体装入到槽中。 在槽轮摆动的后半周 ,槽的开口向上转到向下 ,并带动一个罐体向出货侧摆动 ,同时槽轮的阻货面挡住后面的罐体 ,电机停止工作 ,这样就 完成一个罐体的售出。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 自动售货机硬件结构设计 11 按钮装置 自动售货机的按钮装置，其特征在于备有操作按钮和基板，操作按钮设置在面板上，基板设置在操作按钮侧的相反侧，具有显示部分和检测机构，显示部分显示与操作按钮对应的信息，检测机构用于检测操作按钮的操作，显示部分设在基板上的与操作按钮不相向的位置。 显示装置 液晶显示器 (LC D)是现在非常普遍的显示器 ,广泛应用于各种电子产品，具有体积小、重量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。 液晶显示器（ LC D）的原理与阴极射线管显示器（ C RT）大不相同， LC D是基于液晶电 光效应的显示器件，包括段显示方式的字符段显示器件，矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件，矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。 液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过。 液晶这一呈液体状的化学物质，象磁场中的金属一样，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列。 如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越。 LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。 位于最后面的一层是由荧光物质组成的可 以发射光线的背光层。 背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。 液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。 当 LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。 通常，在彩色 LCD面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成，其中每一个单元格前面都分别有红色，绿色，或蓝色的过滤器。 这样，通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。 TFT LCD技术能够 显示更加清晰，明亮的图象。 早期的 LCD由于是非主动发光器件，速度低，效率差，对比度小，虽然能够显示清晰的文字，但是在快速显示图象时往往会产生阴影，影响视频的显示效果，受 LCD液晶层中实际单元格数量的影响， LCD显示器一般只能提供固定的显示分辨率。 如果用户需要将 800X600的分辨率提升到 1024X768的话，只能借助于特定 软件 的帮助实现模拟分辨率。 与传统的 CRT显示器 一样，应用于桌面系统的 LCD也被设计成接收波形模拟信号，而非直接由 PC产生的数字脉冲信号。 这主要是因为目前桌面系统河南城建学院本科毕业设计（论文） 自动售货机硬件结构设计 12 中的绝大多数标准显卡仍然是在将视频信息由最初的数字信号转化为模拟信号之后再传送给显示器显示。 虽然桌面系统的 LCD被设计成可以接收模拟信号，但是LCD本身仍然只能处理数字信息，因此当从显卡接收到模拟信号之后， LCD需要将模拟信号再还原为数字信号后进行处理。 为了解决上述问题带来的显示上的不足，最新的桌面 LCD采用了一种特殊的带有数字连接器图 形卡直接向 LCD显示器传送数字信号。 本章详细的讲解了自动售货机的硬件结构，从而对自动售货机的组成有了一个更深的认识，为更好地完成设计打下了良好的基础。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 总体设计方案 13 第 3章 总体设计方案 自动售货机控制系统 （ 1） 组成部分 图 31 自动售货机硬件系统组成部分 1. 温控模块：温度采集和加热制冷控制。 2. 销售模块：完成整体的销售动作，一般都是电机驱动特定的机构实现。 ：包括键盘和显示，有的机器还加上了显示屏，可以投放广告。 4. 通讯模块：目前仅部分高端机器有通讯模块的功能，一般都是采用 GPRS模块，可以完成销售统计、原料补给、广告管理以及一些会员服务。 ： 主要包括纸币识别器、硬币识别器、硬币找零系统等，它主要实现识别真假纸币 (一般为拾元、伍元 )和硬币 (壹元、伍角 )、拒收假币和残币、正确找零的功能。 ：接受人民币识别系统信息，确认已接受的人民币是否可购买消费者所指定的商品，确认后按要求售出商品。 （ 2）工作流程 首先开机 后要自检各个部件的状态是否正常，若不正常要显示错误信息，方便运营人员及时修复；若自检通过，检查商品信息，若缺少货物，停止销售该类商品；然后等待，等待消费者投钱和选择商品，若有人选择商品，等钱币投入自 动 售 货 机 硬 件 系 统 温控模块 销售模块 人机模块 通讯模块 货币识别模块 主控模块 河南城建学院本科毕业设计（论文） 总体设计方案 14 后就开始执行销售模块，将产品送出，并找零钱。 这是最基本的功能描述，在实际的设计中，有很多的因素需要考虑，一定要保证机器工作的可靠性和稳定性。 控制子系统由以下四个部分组成 : （ 1）售货价格系统 自动售货机售出的同类商品可分若干品种，其售前设定价格须预先贮存在控制系统内。 售货机的价格设置系 统由按键和存储器组成，通过按键选择被设价商品的种类及价格，并将价格写入存储器，该存储器本身具有掉电保护功能，属于软件设置方式。 此外，在简易型售货机中，由于出售商品种类少，价格变化小，使用币种单一，也可用硬件来设置价格，采用拨码开关对应方式，结构简单、操作方便。 （ 2）累计、可售指示和退币系统 控制系统的核心 CPU对识币、退币、无货检测及购货信号进行巡回检查，当有识币信号后，将金额数值送入金额累计存储器中进行累计，并通过串行扩展口进行显示，同时将金额累计存储器中的数值与预设价格存储器中的数值进行比较，如金额累 计数值等于或大于预设价格数值，则通过串行接口使可售指示灯亮，提示购货。 此时可按下购货按钮，由 CPU检测到购货信号后，如金额累计存储器中数值与预设价格相等，则通过并行扩展接口驱动电磁阀或微电机驱动出商品，并将金额累计存储器清零，完成一次售货过程；如累计金额大于预设价格时，驱动商品后，相减差额由信号驱动退币，实现售货和退币找零功能。 （ 3）检测系统 在自动售货机商品贮存道下方安有接触行程开关，当贮存道内有商品时，压下行程开关，售货机正常工作；当商品出售完毕时，行程开关被释放，向 CPU发出无货信号，经检测通过串行 扩展接口向相应的售完指示灯发出信号，使机身外部 “ 售完 ” 指示灯亮，此种商品自动停售，即使投币累计金额达到该道商品预设价格数值，可售按钮仍然无启动信号，金额累计存储器也不清零。 （ 4）累计及自测功能系统 自动售货机 CPU在每次售出商品后，向售出累计存储器中累计售出数据，通过售货机内部的按键可在金额显示窗中读到累计结果。 此外，在按下自测功能键后，出现自测功能信号，由外部按键操作，可检测各商品贮存道的驱动商品功能。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 总体设计方案 15 PLC的选择 当某一个控制任务决定由 PLC来完成后，选择 PLC就成为最重要的事情。 一方面要选择多大容量的 PLC ,另一方面是选择什么公司的 PLC及外设。 对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的 I/O点找出来，包括开关量 I/O和模拟量 I/O以及输出是用继电器还是晶体管或是可控硅型。 控制系统输出点的类型非常关键，如果它们之中既有交流 220V的接触器、电磁阀，又有 24V的指示灯，则最后选用的 PLC的输出点数有可能大于实际点数。 因为 PLC的输出点一般是几个一组共用一个公共端，这一组输出只能有一种电源的种类和等级，所以一旦它们是交流 220V的负载使用，则直流 24V的负载只能使用其他的输出端了，这样有可能造成输出点浪费，增加成本，所以要尽可能选择相同等级和种类的负载，比如使用交流 220V的指示灯等。 一般情况下继电器输出的 PLC使用最多，但对于要求高速输出的情况，就要使用无触点的晶体管输出的 PLC了。 对第二个问题，则有以下几个方面要考虑： （ 1） 功能方面 所有 PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的 PLC是否有能力控制任务。 如对 PLC与 PLC、 PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通信要求；或对 PLC的计算速度、用户程序容量等有特殊要求；或对 PLC的位置控制有 特殊要求等。 这就要求用户对市场上流行的 PLC品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。 （ 2） 价格方面 不同厂家的 PLC产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、 I/O点数相当的 PLC的价格能相差 40%以上。 在使用 PLC较多的情况下，这样的差价当然是必须考虑的因数。 PLC主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。 PLC控制系统设计编程要求及基本原则 PLC控制系统设计编程要求 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。 因 此，在设计 PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则。 （ 1）最大限度地满足被控对象的控制要求 充分发挥 PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计 PLC控制系统的首要前提，这也是设计过程中最重要的一条原则。 这就要求设计人员在设计之前就要深入现场进行调查研究，充分收集控制现场的资料，同时收集相关国内、国外相关的资料。 同时还要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员等紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问河南城建学院本科毕业设计（论文） 总体设计方。