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摘要自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备，它不受任何场地限制，方便快 捷，可以每天24h售货，在我国也越来越普及传统的门动售货机采用单片机作为控制核 心，但这样在输入输出接口上消耗很大PLC不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、 编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点木款售货机是基于汽水和咖啡的自动售货 设计的论文以三菱PLC设计自动售货机控制系统，简要介绍PLC各硬件选型，软件的设计，PLC 梯形图的编写和系统的调试方法关键词：自动售货机；PLC；调试摘要 I目 录 1第1章绪论 2第2章自动售货机的工艺流程 3第3章自动售货机的硬件选型 53.1红外线传感器 53. 2红外检测器 63. 3红外传感器 63. 4数码管显示 63. 5敲击防盗报警器 83.6硬币识别原理 93.7硬币的贮存和退币机构 10第4章自动售货机的软件设计 114.1控制要求 114.2方案设计 114.3 PLC的选型 124. 4控制接线图 124.5 I/O 口分配 134.6控制流程图 144.7程序设计 154. 7.1计币部分 164.7.2比较部分 164.7.3选择和饮料供应部分 174. 7.4余额计算部分 174. 7.5退币部分 184.7.6报警部分 19第5章梯形图程序调试 20结束语 21致 谢 22参考文献 23附 录 24第1章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 货机不受任何场地限制，方便快捷，可以每天24h售货，因此深受上班族的欢迎，很多城 市的公共场所里面都放置有口动售货机，出售的商品五花八门，从饮料、零食、香烟、糖 果，到牙刷、方便而、自动照相机近年来，我国的自动售货机行业突飞猛进：在汽车总 站、商厦、医院、小区、学校等地区纷纷涌现出门动售货机的踪迹这种方便快捷的购物 方式越來越受到人们的青睐，同时也是现代化城市配套设施的需求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但是PLC （即可编程序控制器）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，它不但可实现类似控制功能，述具 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地应用因为自动 售货机作为社会上完成商品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 执行效率高可以看出，采用PLC对自动售货机控制系统进行控制可以提高系统的稳定性 和可靠性，这在现代化商业社会的今天尤为重要本论文采用的PLC是FX2n-48MR型号，编程软件是SW0PC-FXGP/W1N-C,设计的是一款 简单实用的□动售货机。

该门动售货机最基本的功能是对投入的硬币进行感应，并根据所 投入的硬币数值判断是否能够购买某种饮料，并做出相应的反映因此，售货机应能够辨 识机内包含的饮料，能够对所投入的币值进行累计，并提供所要购买的饮料当按下选择 饮料的按钮时，相应的电磁阀起动，饮料开始供应，提取饮料到出货口，顾客取出饮料， 完成此次交易它具冇投币感应系统、比较系统、选择和饮料供应系统、退币系统、报警 系统等來实现完整的售货功能第2章自动售货机的工艺流程本文设计的是售汽水和咖啡这两种饮料的自动饮料机，它的售货过程是：首先出顾客 按下商品选择开关时，然后顾客投入的硬币（投入硬币的面值和剩余值由PLC驱动数码管 显示）经过光传感器感应，再由光传感器駆动硕币识别传感器识别硕币（由于能力有限， 在识别硕币上不做具体研究）如果是无效币则使继电器打开阀门，将硕币退出；如果是 真币则系统将硬币□动传送到相应的硬币贮币腔，并经硬币识别传感器将信号送给PLCo 最后经顾客选择，同时PLC控制，使PLC的输出口上冇相应的信号输出若贮币腔内无駛 币（红外检测器感应）、饮料的量位小于设定值（红外传感器感应）、售货机遭损，系统就 报警大体运行如图2-1：图2-1自动售货机控制系统硬件组成示意图图2-2是自动售货机简单示意图。

在该机中冇两种已经配制好的饮料储液桶（未画出 来），一种为汽水，另一种为咖啡汽水岀口和咖啡出口分别代表由两个电磁阀控制放入 杯中的饮料品种的饮料出口退币按钮汽:水按钮咖啡按钮退币口投币口退币指示灯汽水指示灯咖啡指示灯投币不足指示灯咖啡出丨I图2-2 动售货机简单示意图第3章自动售货机的硬件选型3.1红外线传感器在本设计中，当硕币投入开始由红外线传感器感应，然后由红外线传感器驱动硕币识 别传感器，硬币经识别后进入贮存腔时，由硕币识别传感器送给PLC—个信号，进行硕币 的叠加运算；当退币时，退出的硬币经红外线传感器感应，给PLC-个信号，进行退币的相加运算 木设计是运用红外线传感器的原理对投币进行检测的图3-1所示是由红外线传感器构成的红外线探测开关电路图它是以单运放为主构成, PLC与Z联系探测头采用一体化红外线传感器发射接收组件当发射管与接收管Z间无硬币时，接收管集电极与发射极间的电阻值变小，因此会使 TC1反相信号输入端3脚电压下降，IC1的同相输入端2脚上的基准电压是由R3和1^4*分 压后得到的，由此使其7脚输出变为高电平，KA继电器不工作，所以PLC得不到相应的信 号当发射管与接收管Z间有硬币时时，硬币遮扌当红外线，接收管集电极和发射极之间的 电阻变大，IC1的3脚电压大于2脚电压，其7脚输出为低电平使VD7导通发光，KA继电 器工作，使PLC得到相应的信号⑼。

3. 2红外检测器由PLC的输出端对贮存没有硬币的报警，在本设计中采用红外检测器给PLC的输入 端一个信号,然后驱动报警系统在贮存腔底部安装了红外遥控发射装置当没有投币时， 系统正常运行，给出了运行指示；当没有投币吋而按了汽水、咖啡按钮或者退币按钮，这 时光线没有被硬币遮挡，有信号输出，产生无币报警3. 3红外传感器在本设计中，当饮料的量位小于设定值时，出红外传感器感应，光敏二极管接收到LED 发射出的光，给PLC-个报警信号，然后PLC驱动报警器红外传感器应用电路发光和受光方式如图3-2oLEDLED驱动电路光做输出3. 4数码管显示在本设计中，显示部分，以带锁存的7段显示指令SEGL來实现，对于指令SEGL,用 12个扫描周期显示一组4位数据，占用8个输出点源操作数可以选所有的数据类型，口 标操作数为Y,只有16位运算，n=0〜7,该指令用12个扫描周期显示一组或两组4位数 据，占用8个或12个输出点，该指令可以是使用两次SEGL指令用12个扫描周期显示一 组或两组4位数据，PLC的扫描周期应大于10ms,若小于10ms,应使用恒定扫描方式该 指令的执行条件一旦接通，指令反复执行，若执行条件变为OFF,停止执行。

图3-3中使 用一组输出（n二0〜3）, D1中的数据依次送到Y0〜Y3选通信号由Y4〜Y7提供C0M1 Y0Y1Y2Y3COM2 Y4Y5 Y6Y7COM3Y10Y11Y12Y131丿2丿4丿81010110221 / 7PLC/ / / / |fCP fo* tfCP So1 |103IBIBIBIB^ IBlBlBlBM 带锁J?的7段显示接线图 第二组图3-3带锁存的7段显示接线图对于晶体管输出电路有漏输出（即集电极输出）和源输出（即发射极输出）两种（见 图3-4）,前者为负逻辑，梯形图中的输出继电器为ON时输出低电平；后者为正逻辑，梯 形图中的输出继电器为ON时输出高电平图3-4正负逻辑图7段显示器的数据输入（曲Y0〜Y3和Y10〜Y13提供）和选通信号（曲Y4〜Y7提供） 也有正逻辑和负逻辑之分若数据输入以高电平为“1”，则为正逻辑；反之为负逻辑选 通信号若在高电平时锁存数据，则为正逻辑；反之为负逻辑参数n的值由显示器的组数、 PLC与7段显示器是否相同来确定（见表3-l）o组数12PLC少数据 输入类型相同不同相同不同PLC与选通 脉冲类型相同不同相同不同相同不同相同不同n01234567表3-1参数n的确定在本设计中，因需显示一组4位数据，PLC与数据输入类型相同，PLC与选通脉冲类 型相同，所以n二0。

3. 5敲击防盗报警器在本设计中，采用BS-02压电式传感器作为检测售货机遭破坏的一种传感器，它利用 压电兀件对振动敏感的特性来感知售货机受破坏时产牛的振动波，传感器把振动波转换成 电压输出，输出电压经放大、滤波、比较等处理后提供给PLC,然后由PLC输出控制报警 系统BS-02压电式玻璃破碎传感器的外形及内部电路如图3-5所示传感器的最小输出电压为lOOmV,是大输出电压为100V,内阻阻抗为15〜20KQ,工作 温度为T0〜60C外形图3-5BS-02传感器外形及内部电路图使用时传感器用胶贴在售货机上，通过电缆和PLC相连，然后再通过PLC与报警电路 相连为了捉高报警器的灵敏度，信号经放大后，需经带通滤波器进行滤波，要求它对选 定的频谱通带的衰耗要小，而带外衰耗耍尽量大由于售货机振动的波长在咅频和超声波 的范围内，这就使滤波器成为屯路中的关键为了提高报警的可靠性，电路中设置有比较器，只有在传感器信号高于设定的阈值吋, 它才会输出报警信号，駅动PLC,再由PLC驱动报警执行机构工作报警器电路框图如图 3~6所示传感器口动售货机图3-6报警器电路框图3. 6硬币识别原理主要识别指标：材质、厚度、直径。

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 频率各不和同），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， 对某种硬币的变化特征进行记录后，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I大I为即使相同材质的皎 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管队列來识别直径，排列组合得当的话，识别精度也 不低新一点的都用偏心或异形线圈来测量，依据是直径小的硕币与线圈的重合部分也少, 由此也带来频率变化的不同我国目前发行的1元、5角和1角硕币的金属原材料是为造币而专门使用的特殊合金， 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 材质和体积的并界对电感量的影响大小也出现微弱并界,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，确定某种硕币种类后，经窄带选频电路 将频率信号变成电压信号输出，完成对金属硬币的识别。

3.7硬币的贮存和退币机构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，步进电机退币在本设计中，采用的是圆筒式贮币，步进电机退币当硬币投入后经过识别识出屯信 号后，伪币和界物被排出，真币按面值由儿组分布电磁阀分配到不同贮币腔内备用当收 到退币找零电信号后，通过退币电机拉杆，将贮币腔内下部硕币依电信号程序退出，完成 自动售货机的退币找零功能第4章自动售货机的软件设计本次设计的。