自动售货机课程设计

1、四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告目录前言.11.系统整体设计方案.21.1整体设计思路方案.21.2PLC整体设计方案.32.单元模块设计.42.1硬件设计.4硬件电路构成框图.4主要硬件选择.4电磁阀的选择.6PLC的选择.62.2软件设计.8系统波及PLC指令简介.8分派表.93系统功能.103.1系统部分程序图.104.设计总结.145.参照文件.156.附录.16附录1：系统设计原理总梯形图.161四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告纲要：日本最早开发了饮料自动售货机，该自动售货机被称为“喷水型果汁自动售货机”，自此出现了迸发性的自动售货机浪潮。此种喷水型果汁自动售货机

2、为花费者带来了奇特、前卫的购置方式，并对以后日本的自动售货机高度普及起到了很大的作用。之后登场的是可乐自动售货机。跟着美国大型可乐企业正式进驻日本市场，到了1960年月中期，罐装饮料自动售货机也登场了。自动售货机的活跃表现对可乐销量的惊人增添贡献巨大。同时，优异的自动售货机市场战略、操作技巧等都对日本的自动售货机家产的发展产生了很大的影响。重点词：自动售货机，购置方式，市场战略Abstract:Japanfirstdevelopedthevendingmachines,thevendingmachineiscalledwater-juicevendingmachine,sincethenthe

3、rehavebeenoutbreaksofvendingmachineextravaganza.Suchwater-sprayfruitjuicevendingmachinesofferconsumersnew,cutting-edgewaystobuy,andaftertheJapanvendingmachinethetheUnitedStatesbigColacompanyenteredJapanmarket,bythemid1960,cannedbeveragevendingmachinesalsoappeared.Vendingmachinesactivecontributiontot

4、hephenomenalgrowthinColasalesishuge.Atthesametime,excellentvendingmachinemarketstrategies,skillsandsoonJapansvendingmachineshavehadagreatinfluenceonthedevelopmentoftheindustry.Keywords:Vendingmachines,Buytheway,marketstrategy2四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告前言自动售货机很早就出现了，自动售货机的历史，可向来追忆到太古时代的埃及。亚历山大的科学家HERON在其所

5、著的气体装置（PNEUMATIKA）中描绘，只需将钱币投入该装置，水就会自动流出来。这就是自动售货机的发源，大概在公元前215年左右，埃及寺院中就安装了这类装置，用来销售“神圣之水（圣水）”目前，自动售货机作为一种不一样于传统的零售方式进入四十五个国家市场。在这四十五个国家中，美国和日本发展最快。在外国主假如以饮料厂家指引，带动自动售货机的发展。作为世界上最大的自动售货市场，日本经过自动售货机销售的商品多达6000余种。在欧洲每台自动售货机日销售额达到50到100美元不等，以巴黎地铁车站为例，在各个站点总计摆放了1500台，每个月销售额达600万法郎。美国自动售货机的零售营业额高达293亿美元

6、，日本每个花费者每年在自动售货机上的花费金额达5.5万日元。全球每年经过自动售货机销售商品的总数已达2000亿美元。陪伴收入水平的提升，人们追求灵巧、方便、快捷以及自助式服务是自动售货机得以这样迅猛发展的主要原由。在发达国家自动售货机已经成为零售业一个不行切割的部分，特别是对青年一代，这类陪伴其成长的前卫零售方式更堪称是一种新的花费时髦。现代都市生活的节奏日益加速，追求方便、快捷的服务成为人们的一种时髦，以麦当劳、肯德基为代表的的西式快餐在我国的快速发展就是很好的例子。跟着对外开放的不停扩大，传统的零售业发展成百货商铺、连锁商场、电视直销、厂家直销等多种方式并存的场面，极大地方便了人们的生活。

7、3四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告系统整体设计方案1.1整体设计思路方案图1系统整体设计流程图4四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告1.2PLC整体设计方案L24+AC220VNCOMPECOM1COMCOM2启动按钮X0COM30.5元输入X1Y01元输入X2Y1元输入X3Y25雪碧按钮X4Y3可乐按钮X5Y4奶茶按钮X6FX2N-48MRY5退币按钮X7Y6硬币辨别X10Y7纸币辨别X11Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17图2PLC整体设计方案图L七段码显示12345678雪碧指示灯N可乐指示灯奶茶指示灯雪碧输出可乐输出奶茶输出找钱指示灯退钱输出5四川师范大学

8、成都学院电子工程系课程设计报告单元模块设计2.1硬件设计硬件电路构成框图图3PLC整体设计图当售货机有钱币投入时，会经过硬币辨别器和纸币辨别器，在真币的状况下将信号送到PLC的输入端，此时，能够按下各选择按钮，选择按钮的信号送到PLC后相应的输出端子得电，使输出继电器得电输出饮料。同时七段数码管也会显示出及时的金额提示顾客。当购置完成按下退币按钮退币。如有顾客忘掉退币，售货时机自动报警提示顾客退币。主要硬件选择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6四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告的常有的是六组。工作状态下，线圈及其外头电路会以一个特别的频次振荡（多

9、个线圈的话频次各不相同），当硬币以垂直或平行于线圈平面的方式穿过时（不一样产品方式不同），会惹起振荡频次的变化。材质不一样所惹起的频次变化幅度和方向（增添、减少）也不一样，对某种硬币的变化特色进行记录后，就成为使用中辨别该种硬币的依照。厚度是没有东西特意测的，实质上这个指标是和材质一同测。由于即便相同材质的硬币，假如厚薄不一样，致使的频次变化差别也较大。直径老式的辨别装置用光电管行列来辨别直径，摆列组合适当的话，辨别精度也不低（可答0.5mm）。新一点的都用偏爱或异形线圈来丈量，依照是直径小的硬币与线圈的重合部分也少，由此也带来频次变化的不一样合用硬币：直径18mm-32mm；厚度。工作电压：

10、DC+12V。功耗：静能0.5mW；动能0.5W。工作温度：-20+50。把正常的钞票在各传感器接收到的信号进行统计取样、辨别，并寄存起来，作为检测的依照。当辨别纸币时，把在各通道接口接收到的信号参数与原寄存起来的信号参数进行比较、判断，如有显然差别时就立刻送出报警信号并截停电机，同时送出对应的信号提示。此型号为：电压：DC+12V+-5%；电流：待机0.12A，工作2A；工作温度：0C55C；保留温度：-20C60C；湿度：30%85%RH；插入方向：随意方向；辨别时间：2.5秒。7四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告图4纸币辨别器电磁阀的选择国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即：直动

11、式、分步直动式、先导式)，而从阀瓣构造和资料上的不一样与原理上的差别又分为六个分支小类(直动膜片构造、分步膜片构造、先导式膜片构造、直动活塞构造、分步活塞构造、先导活塞构造)。本设计主要采纳的是直动势电磁阀。直动式电磁阀原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把封闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消逝，弹簧力把封闭件压在阀座上，阀门封闭。特色：在真空、负压、零压时能正常工作，但一般通径不超出25mm。的选择目前，自动售货机的核心是单片机，但是一但输出电压不稳固，单片机就简单发热造成爆裂，靠谱性低等弊端，而PLC不只能够实现近似的控制功能，还拥有性能靠谱、电压使用范围广、灵巧通用、易于编程、使用

12、方便等特色，而且提升了自动售货机系统的稳固性，能够保证自动售货机能够长久稳固运转；所以最近几年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统家产等方面获得广泛应用。所以，本文选择PLC来控制自动售货机。此次，我选择的是三菱FX-2N的PLC。PLC的构造目前PLC种类众多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微办理器为核心用做8四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告工业控制的专用计算机，所以其构造和工作原理都大概相同，硬件构造与微机相像。主要包含中央办理单元CPU、储存器RAM和ROM、输入输出接口电路、电源、I/O扩展接口、外面设施接口等。其内部也是采纳总线构造来进行数据和指令的传输。PLC控制

13、系统由输入量PLC输出量构成，外面的各样开关信号、模拟信号、传感器检测的各样信号均作为PLC的输入量，它们经PLC外面输入端子，作为PLC的输出量对外头设施进行各样控制。因而可知，PLC的基本构造有控制部分输入和输出构成。CPU是由控制器和运算器构成的。运算器也称为算术逻辑单元，它的功能就是进行算术运算和逻辑运算。控制器的作用是控制整个计算机的各个零件井井有条地工作，它的基本功能是从内存中取指令和履行指令。他的重要功能以下：诊疗PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。收集现场的状态或数据，并送入PLC的寄存器中。按用户程序储存器中寄存的先后次序逐条读取指令，进行编译解说后，按指规

14、定的任务达成各样运算和操作。将存于寄存器中的办理结果送至输出端。应各样外面设施的工作恳求。储存器PLC的储存器分为两大多数：一部分是系统储存器，用来寄存系统管理程序、监控程序及其系统内部数据。二部分是用户储存器，包含用户程序储存区及工作数据储存区。输入输出接口电路PLC经过输入输出（I/O）接口电路实现与外头设施的连结。输入接口经过PLC的输入端子接受现场输入设施的控制信号，并将这些信号变换成CPU所能接受和办理的数字信号。电源PLC的电源是指将外面输入的沟通电经过整流、滤波、稳压等办理后变换成知足PLC的CPU、储存器、输入输出接口等内部电路工作所需要的直流电源电路或电源模块。PLC的原理P

15、LC的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的，能够简单地表述为在系统程序的管理下，经过运转应用程序达成用户任务。但是PLC也有它自己的特色，PLC在确立了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采纳循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序履行都是用循环扫描方式达成的。9四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告输入刷新阶段在输入刷新阶段，CPU扫描所有输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成后封闭输入端口，转入程序履行阶段。程序履行阶段在程序履行阶段，依据用户输入的控制程序，从第一条开始逐条履行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部协助寄存器和输出状态寄存器。输出刷新阶段当所有指

16、令履行完成后，将输出状态寄存器中的内容，挨次送到输出锁存电路，并经过必定输出方式输出，驱动外面相应履行元件工作，这才形成PLC的实质输出。2.2软件设计系统波及PLC指令简介比较指令CMP比较指令在PLC控制系统中是一条十分重要的功能指令，它将S1、S2中的数据进行比较，比较结果送到目的操作数D中，以以下图所示，当X0为OFF时，不履行CMP指令，M0，M1，M2保持不变；当X0为ON时，履行CMP指令，S1、S2中的数据进行比较，即C20计数器值与K100（数值K100）比较。假如C20目前值小于100，则M0=1；假如C20目前值大于100，则M2=1；假如C20目前值等于100，则M1=

17、1。计数指令计数器使用两条指令达成计数任务，其指令编程格式如图5示。图5指令C的使用说明运算指令10四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告加法运算图6加法运算使用说明加法运算指令是把指定的源元件中的二进制数相加，结果送到指定的目标元件中，如图6示。当X0为1时，（D10）+（D12）=（D14），运算是代数运算。减法运算图7减法运算使用说明减法运算指令是把指定的源元件中的二进制数相加，结果送到指定的目标元件中，如图7示。当X0为1时，（D10）+（D12）=（D14），运算为代数运算。BCD指令BCD码变换指令是将源操作数中的二进制数变换成BCD码送至目标操作数中，如上图所示。当X0为ON

18、时，将D12中的二进制数变换成BCD码送到输出口Y7Y0中。以后的BCD码可送到LED七段显示器显示D12中的值。分派表11四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告表1PLC的I/O分派表输入输出设施输入设施输出开始按钮SB0X0可乐指示灯LEDY100.5元SB1X1雪碧指示灯LEDY111元SB2X2奶茶指示灯LEDY125元SB3X3找钱指示灯LEDY16可乐按钮SB4X4可乐输出LEDY14雪碧按钮SB5X5雪碧输出LEDY13奶茶按钮SB6X6奶茶输出LEDY15退币按钮SB9X7退币出口LEDY17硬币辨别SB10X10七段数码管8421Y0Y7纸币辨别SB11X113系统功能设

19、计一种只接受三种面值的钱币。并自动售出奶茶，可乐，雪碧，价钱分别为4.5元，3.5元，3元；当金额大于某商品时LED指示灯亮，按退币按钮可退币的自动售货机。3.1系统部分程序图（1）投币部分12四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告图8系统投币部分图X0、X1、X2为投币辨别，每辨别一次，即X0、X1或X2接通一次，往寄存器D10中累加按键代表的相应金额，但是在报警和退币的时候不行投币，此时M206和M208会分别断开，此时投币无效，只有在退币过程结束4s后，再投币刚刚有效，若在4s内投币则直接退币。M204在系统上电按下启动键X6后接通后，M205接通时方可开始下一次操作。2）价钱比较部

20、分图9系统价钱比较部分图寄存在D10中的钱币金额和商品的单价对比较，如第一句中假如（D10）45，则M6=1；（D10）=45，则M7=1；（D10）45，则M8=1。最后一句用于判断用户投币金额能否大于99，只有当（D10）100时，即M9=1时方可调用以下程序，不然系统自动调用退币程序。13四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告图10系统投币选择部分图当投币金额不大于99时，而且大于相应商品的单价时，对应的指示灯会点亮，当某种商品被选择后，对应的指示灯会以1s为周期闪耀。在退币时LED灯不在点亮，即M300的常闭触点断开。3）选择商品和送出部分选择商品部分由三段程序构成，分别用来办理汽

21、水，花茶和咖啡的选择，下边以选择汽水为例进行详尽说明。图11系统选择商品部分图图12系统商品送出部分图汽水的单价为3元，当汽水指示灯点亮，即Y10接通时，每按键一次汽水选择按钮X10，系统将把用户的可花费余额减去3元，如按键前数码管显示5.0元，按键后则显示2元，并由M40控制汽水输出。这里须注意的是按键X10时，不行同时按X11，X12，14四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告不然，按键无效。相同在商品送出时按选择商品键也是无效的，这里由M30的常闭来实现。商品的送出由代表该商品的指示灯闪耀4次来表示。入选择该商品后在实现上述处理的同时，将M30置“1”，它的常闭触点能够障蔽用户再次选择该商品，它的一对常开触点用于产生四个周期为4s的方波，每个方波的占空比为50%。其波形如图13所示。图13系统商品送出波形部分图当C0在四次计数完成后，开释M30，并将C0复位清零。（4）退币找零部分图14系统退币找零部分图退币键为X7，当接通X7后，退币指示灯Y14亮，以表示系统退币正在进行中。亮的时间由T14设置，这里设置T14=40，就是亮4s。M207的常开在用户投币金额大于99元系统自动调用退币时接通。退币时，系统依据用户所节余额进行比较，当余额大于或许等于5元时，先退币面值为5元的钱币