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引言 自動(dòng)售貨機(jī)是自動(dòng)化時(shí)代的產(chǎn)物,它的出現(xiàn)方便了人們的生活購(gòu)物。由于地理位置的限制，人工的費(fèi)用，以及時(shí)間的差異，給人們的購(gòu)物限制了一定的條件，為了方便人們的生產(chǎn)生活，自動(dòng)售貨機(jī)便出現(xiàn)在人們的生活中，自動(dòng)售貨機(jī)以長(zhǎng)時(shí)間的不間斷工作，占地面積小，維修方便，無(wú)需人工監(jiān)守，在國(guó)外得到了快速的發(fā)展。但是自動(dòng)售貨機(jī)在中國(guó)市場(chǎng)的擁有量較小，相對(duì)于中國(guó)人口較大的購(gòu)買(mǎi)消費(fèi)能力，自動(dòng)售貨機(jī)在中國(guó)市場(chǎng)有很大的發(fā)展應(yīng)用空間。但自動(dòng)售貨機(jī)的工作環(huán)境復(fù)雜工作周期長(zhǎng)，這就需要自動(dòng)售貨機(jī)有較強(qiáng)的抗干擾能力和穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，目前市場(chǎng)上的自動(dòng)售貨機(jī)多以PLC為控制系統(tǒng)，該種售貨機(jī)操作方便，容易維修，購(gòu)買(mǎi)操作方便，本設(shè)計(jì)通過(guò)分析自動(dòng)售貨機(jī)的銷售方式和功能要求，以確定控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)編程軟件編寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)梯形圖，調(diào)試分析確認(rèn)系統(tǒng)無(wú)誤后，導(dǎo)入PLC仿真軟件中，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬，檢測(cè)系統(tǒng)能否滿足設(shè)計(jì)要求。并對(duì)系統(tǒng)不足之處進(jìn)行修改，滿足設(shè)計(jì)要求后，在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行接線模擬。最終在試驗(yàn)臺(tái)上模擬出自動(dòng)售貨機(jī)的銷售方式和購(gòu)買(mǎi)流程。隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)售貨機(jī)還會(huì)不斷地改進(jìn)，能更好的為人們提供服務(wù)，方便人們的生活。 第一章 緒論 1.1自動(dòng)售貨機(jī)研究的背景 自動(dòng)售貨機(jī)的出現(xiàn)是自動(dòng)化社會(huì)的產(chǎn)物。在社會(huì)消費(fèi)水平迅速提高的今天，大量的購(gòu)買(mǎi)消費(fèi)可發(fā)生在任何時(shí)間任何地點(diǎn)。由于時(shí)間，地理位置的限制，給人們的購(gòu)物帶來(lái)了不便，為了滿足商業(yè)的需求方便人們的購(gòu)物消費(fèi)自動(dòng)售貨機(jī)便出現(xiàn)在人們的生活中，自動(dòng)售貨機(jī)以其占地面積小，24小時(shí)不間斷工作，后期投入少的優(yōu)勢(shì)方便著人們的生產(chǎn)生活，可放置在人流量較多的車站，學(xué)校餐廳，人群密集的小區(qū)，街道。自動(dòng)售貨機(jī)在一定程度上為人們提供了購(gòu)買(mǎi)可能，但在國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)的數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，人均占有量少，只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的購(gòu)買(mǎi)交易，人工智能欠缺，國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)還急待發(fā)展?；赑LC的自動(dòng)售貨機(jī)操作方便，性能穩(wěn)定，銷售種類豐富，在市場(chǎng)的銷售中有著良好的發(fā)展前景。 1.2 自動(dòng)售貨機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著自動(dòng)化時(shí)代的來(lái)臨，以及商業(yè)銷售發(fā)展的需要，自動(dòng)售貨機(jī)出現(xiàn)在人們的生活中，美國(guó)在二十世紀(jì)初期研究出銷售香煙的售貨機(jī)，后來(lái)又逐漸出現(xiàn)了銷售不同產(chǎn)品的自動(dòng)售貨機(jī)。現(xiàn)在自動(dòng)售貨機(jī)逐漸發(fā)展完善，銷售的種類多種多樣，操作方便簡(jiǎn)單不僅能用貨幣交易們還支持在線付款網(wǎng)上交易。國(guó)內(nèi)自助售貨行業(yè)起步晚，發(fā)展快，隨著自動(dòng)售貨機(jī)的不斷發(fā)展其功能也會(huì)逐漸完善，人工智能也會(huì)做的更好，目前市場(chǎng)上自動(dòng)售貨機(jī)主要由投幣系統(tǒng)，通過(guò)貨幣識(shí)別器識(shí)別出貨幣的面值、真?zhèn)?，并通過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)對(duì)幣值進(jìn)行累加，當(dāng)投入的貨幣總數(shù)大于商品售價(jià)時(shí)，可以進(jìn)行商品的選擇購(gòu)買(mǎi)，購(gòu)買(mǎi)結(jié)束后找出余額。較為先進(jìn)的自動(dòng)售貨機(jī)在投幣階段可以進(jìn)行付款方式的選擇，不僅能進(jìn)行投幣，還可選擇在移動(dòng)端進(jìn)行網(wǎng)上支付。在商品出貨方式上有多種出貨方式，可根據(jù)銷售對(duì)象的種類設(shè)置不同的出貨方式，目前較先進(jìn)的是通過(guò)機(jī)械手出貨方式出貨，能保證物品在銷售過(guò)程中不受損傷，但由于技術(shù)及成本的問(wèn)題，目前市場(chǎng)上的售貨機(jī)還沒(méi)有普及此種出貨方式，由于國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)發(fā)展時(shí)間短，與先進(jìn)國(guó)家還有一段的差距。國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)在穩(wěn)定性方面，銷售商品的多樣性還與國(guó)外有一定的差距，在管理方面也有很大的欠缺不足，不能很好的監(jiān)控到售貨機(jī)的狀態(tài)。隨著行業(yè)的發(fā)展售貨機(jī)逐漸接近成熟支持多種付款方式線上和線下支付，支持較大金額的支付與交易結(jié)算，根據(jù)銷售商品的不同商品的出貨方式也不同，根據(jù)氣候地區(qū)的不同自動(dòng)售貨機(jī)具有制冷，半制冷，制熱功能，同時(shí)具有多種監(jiān)控方式。國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)不斷發(fā)展以滿足商業(yè)需求和人們的購(gòu)物需求，內(nèi)部系統(tǒng)和智能方面也逐漸完善，自動(dòng)售貨機(jī)也逐漸的出現(xiàn)在人們的生活中，在一些城市校園中我們隨處可見(jiàn)，它改變著人們的購(gòu)物方式。 目前市場(chǎng)上的自動(dòng)售貨機(jī)根據(jù)操作方式分為兩類，一類為先選擇商品在投入錢(qián)幣操作流程如下圖： 圖1.1 操作流程圖 此類售貨機(jī)根據(jù)選擇的商品價(jià)格投入一定的貨幣。另一類為先投入錢(qián)幣在選擇商品，操作流程如下： 圖1.2 操作流程圖 此類先投入一定的貨幣，根據(jù)投入的貨幣選擇可購(gòu)買(mǎi)的商品，兩類售貨機(jī)在購(gòu)買(mǎi)流程上有一定的差別。 (1） 當(dāng)發(fā)生交易時(shí)，貨幣從投幣入口投入，經(jīng)過(guò)貨幣識(shí)別器識(shí)別出貨幣的真?zhèn)?。?dāng)貨幣為真時(shí)，傳感器給PLC傳送指令。 （2） PLC接到指令把投入的錢(qián)幣幣值累加到一起，再與商品價(jià)格形成對(duì)比，當(dāng)投入的幣值大于等于商品售價(jià)時(shí)，對(duì)應(yīng)的商品顯示燈亮可進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)此類商品。自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)此種商品售空，則無(wú)法在進(jìn)行此種商品的購(gòu)買(mǎi)，此種商品的缺貨指示燈亮。 （3）當(dāng)某類商品可購(gòu)買(mǎi)時(shí)，按下對(duì)應(yīng)的商品按鈕，就可以在取貨口進(jìn)行取貨。 （4）當(dāng)一次購(gòu)買(mǎi)結(jié)束后，余額會(huì)再次和商品價(jià)格進(jìn)行比較，若余額仍大于某些商品售價(jià)，則還可進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)。購(gòu)買(mǎi)結(jié)束則可按退幣按鈕，進(jìn)行退幣結(jié)束交易。 （5）系統(tǒng)復(fù)位，完成售貨。 1.3 本課題研究的目的及意義 在自動(dòng)化時(shí)代，任何的發(fā)展研究都是為更好的服務(wù)人們的生產(chǎn)生活。由于時(shí)間的和地理位置的因素，商場(chǎng)和超市并不能很好的滿足人們的購(gòu)物要求。為了滿足商業(yè)的銷售，也為了更好的滿足人們的購(gòu)物需求，自動(dòng)售貨機(jī)便漸漸的滲透到生活的各個(gè)角落，如今在學(xué)校圖書(shū)館，餐廳，車站候車室，以及人員密集的街道都能看到自動(dòng)售貨機(jī)的身影。簡(jiǎn)易的購(gòu)物操作，多方式的支付方式，和穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，能為用戶帶來(lái)良好的體驗(yàn)。 1.4 研究的主要內(nèi)容 自動(dòng)售貨機(jī)是一種自動(dòng)化設(shè)備，為人們提供24小時(shí)售貨服務(wù)，其扮演的角色不斷方便著我們的生活，也越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)。相比以單片機(jī)為控制基礎(chǔ)的售貨機(jī)，以PLC為控制基礎(chǔ)的售貨機(jī)更能抵抗外部因素帶來(lái)的干擾，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，設(shè)備維修方便，在程序設(shè)計(jì)上也比較簡(jiǎn)便，更加適合在復(fù)雜的公共環(huán)境下使用。具體研究方法分以下步驟： （1） 硬件設(shè)計(jì)：通過(guò)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的功能分析，了解自動(dòng)售貨機(jī)的工作原理，分析出硬件組成結(jié)構(gòu)。 （2） 軟件設(shè)計(jì)：根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)功能的要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模塊分解，逐個(gè)分析系統(tǒng)模塊，掌握模塊系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)整體的系統(tǒng)進(jìn)行研究分析，編寫(xiě)出所要求的控制程序以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的功能。 （3） 仿真模擬：通過(guò)編程軟件STEP 7-Micro_WIN SP9編出對(duì)應(yīng)功能的梯形圖，調(diào)試確認(rèn)無(wú)誤后導(dǎo)出程序，在S7-200 仿真軟件上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬以分析控制系統(tǒng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并通過(guò)模擬反饋完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。確認(rèn)系統(tǒng)無(wú)誤后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行接線模擬，確認(rèn)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用的可行性。 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.1自動(dòng)售貨機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 在自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)中，各種硬件設(shè)備與PLC連接，當(dāng)硬幣識(shí)別器，紙幣識(shí)別器對(duì)錢(qián)幣識(shí)別后給PLC一個(gè)信號(hào)，PLC內(nèi)部進(jìn)行貨幣的加數(shù)計(jì)算。通過(guò)各種按鈕進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，退幣的控制。當(dāng)購(gòu)買(mǎi)商品時(shí)，按下商品選擇按鈕，PLC輸出指令通過(guò)接觸器控制電機(jī)進(jìn)行商品的出貨、退幣。該自動(dòng)售貨機(jī)可靠性強(qiáng),使用方便,對(duì)投入的錢(qián)幣有自動(dòng)識(shí)別真?zhèn)喂δ?并能對(duì)投入的錢(qián)進(jìn)行累計(jì),根據(jù)投入的錢(qián)幣選擇商品,當(dāng)商品缺貨時(shí)對(duì)應(yīng)的缺貨指示燈亮,交易結(jié)束進(jìn)行自動(dòng)找零。 圖2.1 硬件結(jié)構(gòu)圖 2.2 PLC選型設(shè)計(jì) 圖2.2 PLC控制系統(tǒng)圖 本次設(shè)計(jì)以西門(mén)子S7-200為內(nèi)部控制系統(tǒng)。以西門(mén)子S7-200為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)可根據(jù)銷售對(duì)象的種類來(lái)選擇要擴(kuò)展的模塊。直接讀寫(xiě)摸擬量I/O模塊，不需要復(fù)雜的編程，方便了開(kāi)發(fā)人員的程序設(shè)計(jì)。普通PLC溫度適用范圍為0~55度，寬溫型S7-200適用溫度范圍為-25~+70度，為自動(dòng)售貨機(jī)復(fù)雜的銷售環(huán)境提供了可能。S7-200以其極高的性價(jià)比，在工業(yè)控制中占有不可替代的地位。 圖2.3 PLC外形圖 根據(jù)自動(dòng)售貨機(jī)的功能要求，對(duì)PLC進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì) (1)系統(tǒng)初始化功能模塊。每當(dāng)發(fā)生一次交易時(shí)系統(tǒng)都要進(jìn)行一定的初始化以方便再次購(gòu)買(mǎi)。如錢(qián)幣計(jì)數(shù)系統(tǒng)的初始化，當(dāng)售貨機(jī)內(nèi)存貨不足時(shí)要及時(shí)補(bǔ)給商品，并對(duì)商品數(shù)量計(jì)數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。 (2)貨幣的辨識(shí)功能模塊。當(dāng)有貨幣投入時(shí)，通過(guò)貨幣識(shí)別模塊進(jìn)行對(duì)貨幣的識(shí)別，當(dāng)識(shí)別通過(guò)后會(huì)給PLC發(fā)送指令通過(guò)累計(jì)器對(duì)錢(qián)幣計(jì)數(shù)。 (3)系統(tǒng)顯示功能模塊。通過(guò)系統(tǒng)顯示模塊來(lái)識(shí)別投入的錢(qián)幣是否能夠購(gòu)買(mǎi)某種商品，和商品是否缺貨無(wú)法購(gòu)買(mǎi)。 (4)價(jià)格比較功能模塊。 通過(guò)價(jià)格比較模塊來(lái)比較投入的貨幣是否能達(dá)到購(gòu)買(mǎi)某種商品。 (5)商品選擇功能模塊。自動(dòng)售貨機(jī)售有4種產(chǎn)品,分別為1元的純凈水、2元的山泉水、3元的紅茶,4元的奶茶，當(dāng)投入的貨幣幣值大于等于商品按鈕時(shí)只要選擇對(duì)應(yīng)的商品按鈕就可以購(gòu)買(mǎi)。 (6)退幣功能模塊。當(dāng)交易結(jié)束時(shí)按下退幣按鈕就可以退出余額結(jié)束購(gòu)買(mǎi)。 2.3硬幣的識(shí)別 硬幣的識(shí)別主要通過(guò)識(shí)別硬幣的材料和尺寸來(lái)判別硬幣的真?zhèn)?，硬幣的材質(zhì)是由特殊的合金制作成的，無(wú)法偽造出來(lái)，不同幣值的硬幣在尺寸重量上有很明顯的差別。當(dāng)硬幣投入后，硬幣通過(guò)由電感和電容組成的磁場(chǎng)，由于硬幣材料和尺寸上的不同，通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)會(huì)影響電感的電感量，電感量的變化引起振蕩頻率的變化，檢測(cè)到的振蕩頻率與系統(tǒng)中存在的頻率進(jìn)行對(duì)比，就可判別出錢(qián)幣的真?zhèn)危绻X(qián)幣為真則給PLC發(fā)送信號(hào)，進(jìn)行貨幣的計(jì)算。當(dāng)投入假幣時(shí)，由于假幣在振蕩頻率的不同無(wú)法通過(guò)硬幣識(shí)別器被彈了出來(lái)。 圖2.4 硬幣識(shí)別器 2.4 紙幣的識(shí)別 在紙幣的投幣過(guò)程中，紙幣要先經(jīng)過(guò)紙幣識(shí)別器進(jìn)行識(shí)別。在市場(chǎng)上紙幣的識(shí)別通常為紫外線識(shí)別，由于紙幣是由特殊的紙張制作而成，在紫外線下沒(méi)有熒光反射，可以根據(jù)熒光的強(qiáng)度辨別錢(qián)幣的真?zhèn)巍２煌瑤胖档募垘琶娣e大小有所不同，可通過(guò)紅外裝置來(lái)辨別錢(qián)幣紙張的大小來(lái)區(qū)分幣值，當(dāng)錢(qián)幣為真時(shí)，錢(qián)幣可通過(guò)紙幣識(shí)別器，并給PLC一個(gè)信號(hào)，進(jìn)行貨幣的累加計(jì)算。如果錢(qián)幣為假，則吐出假幣，無(wú)信號(hào)輸出。 圖2.5 紙幣識(shí)別器 2.5電機(jī)的選擇 當(dāng)發(fā)生購(gòu)買(mǎi)后，自動(dòng)售貨機(jī)要自動(dòng)出貨，市場(chǎng)上售貨機(jī)出貨方式多種多樣，根據(jù)售貨的種類不同，出貨方式也有所不同。市場(chǎng)上的售貨機(jī)大都是通過(guò)電機(jī)提供動(dòng)力出貨，在自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)部每種產(chǎn)品的出貨都需要一個(gè)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但自動(dòng)售貨機(jī)中電機(jī)的功率并不需要多大，但當(dāng)要求電機(jī)通電后能迅速動(dòng)作，因此在電機(jī)選擇方面我們選擇低電壓功率較小的直流電機(jī)。 2.6自動(dòng)售貨機(jī)出貨結(jié)構(gòu) 在市場(chǎng)上自動(dòng)售貨機(jī)的出貨種類方式較多，不同的出貨方式都有其優(yōu)缺點(diǎn)，下面是市場(chǎng)上的兩種種出貨機(jī)構(gòu)。 目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種機(jī)械臂出貨方式，該方式相對(duì)于傳統(tǒng)的掉落式出貨方式更加智能，當(dāng)發(fā)生購(gòu)買(mǎi)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)部的機(jī)械手便上升到對(duì)應(yīng)商品的位置，在抓取商品后，送到取貨口出，即可取出貨物，這種出貨方式很大程度上保護(hù)了商品。適用于易碎易損商品的出售，但成本較高不適合以飲料為出售對(duì)象的售貨機(jī)。 旋轉(zhuǎn)式送出機(jī)構(gòu)，把出售的商品放置在螺旋軌道上，當(dāng)購(gòu)買(mǎi)時(shí)電機(jī)動(dòng)作帶動(dòng)螺旋軌道旋轉(zhuǎn)，當(dāng)商品轉(zhuǎn)到貨到底部開(kāi)設(shè)的口槽時(shí)，便從槽口下貨，這種出貨方式在市場(chǎng)上占有很大份額，它要求電機(jī)的轉(zhuǎn)矩較大，不適用于易碎易損商品的出貨方式。但本次的銷售對(duì)象為抗摔抗破碎商品因此選擇旋轉(zhuǎn)式出貨機(jī)構(gòu)。 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.1自動(dòng)售貨機(jī)工作流程圖 自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)工作是從投幣開(kāi)始，從退幣結(jié)束。當(dāng)投入貨幣時(shí)開(kāi)始對(duì)幣值進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，然后判斷投入的幣值是否大于等于商品的售價(jià)，是否能購(gòu)買(mǎi)商品，購(gòu)買(mǎi)后計(jì)算出余額，若交易結(jié)束按下選擇按鈕即可結(jié)束交易，若繼續(xù)購(gòu)買(mǎi)余額繼續(xù)與商品售價(jià)比對(duì)，判斷是否可以購(gòu)買(mǎi)。 圖3.1工作流程圖 3.2自動(dòng)售貨機(jī)I/O分配 表3.1 自動(dòng)售貨機(jī)I/O分配表 功能名稱 定義點(diǎn) 符號(hào) 投1元硬幣 I0.0 SB1 投5元紙幣 I0.1 SB2 投10元紙幣 I0.2 SB3 純凈水選擇按鈕 I0.3 SB4 山泉水選擇按鈕 I0.4 SB5 找零按鈕 I0.5 SB6 紅茶選擇按鈕 I0.6 SB7 果汁選擇按鈕 I0.7 SB8 純凈水出貨 Q0.1 山泉水出貨 Q0.2 紅茶出貨 Q0.3 果汁出貨 Q0.4 找零 Q0.5 純凈水綠燈（可購(gòu)買(mǎi)） Q0.7 山泉水綠燈（可購(gòu)買(mǎi)） Q1.0 紅茶綠燈（可購(gòu)買(mǎi)） Q1.1 果汁綠燈（可購(gòu)買(mǎi)） Q1.2 純凈水紅燈（售空） Q1.3 山泉水紅燈（售空） Q1.4 紅茶紅燈（售空） Q1.5 果汁紅燈（售空） Q1.6 在上表中SB1,、SB2、SB3為貨幣投入模擬按鈕，SB3、SB5、SB7、SB8為相應(yīng)的商品選擇按鈕，當(dāng)投入的錢(qián)幣滿足購(gòu)物時(shí)只需要按下相應(yīng)的按鈕即可購(gòu)買(mǎi)。SB6為找零按鈕。在投入貨幣后，當(dāng)貨幣值大于等于某商品時(shí)，此時(shí)滿足購(gòu)買(mǎi)此物的條件，對(duì)應(yīng)的指示綠燈亮，表示可以購(gòu)買(mǎi)。如果商品對(duì)應(yīng)的指示紅燈亮表示該商品缺貨無(wú)法購(gòu)買(mǎi)。 3.3 PLC外部接線圖 圖3.2 自動(dòng)售貨機(jī)外部接線圖 14 3.4 PLC程序的設(shè)計(jì) 3.4.1錢(qián)幣計(jì)數(shù)系統(tǒng) 當(dāng)出現(xiàn)交易時(shí)，顧客每次投入的錢(qián)幣都需要經(jīng)過(guò)貨幣真假識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別，若貨幣為偽假幣則系統(tǒng)不給PLC傳遞計(jì)幣指令。若錢(qián)幣為真則傳感器給PLC發(fā)送計(jì)幣指令，PLC把接收來(lái)的信號(hào)指令進(jìn)行系統(tǒng)的處理，累加幣值，當(dāng)投入1元的貨幣累加1，投入5元的貨幣累加5，投入10元的貨幣累加10。下圖3.3是當(dāng)投入錢(qián)幣，或購(gòu)買(mǎi)商品后幣值發(fā)生變化時(shí)，C1的值改變。當(dāng)投入1元時(shí)I0.0閉合，C1累加1，投入5元時(shí)M0.1閉合5次C1的值加5，投入10元時(shí)M0.3閉合10次，C1的值加10。當(dāng)發(fā)生購(gòu)買(mǎi)后，根據(jù)對(duì)應(yīng)商品的售價(jià)值其對(duì)應(yīng)的控制按鈕閉合，C1的值減去對(duì)應(yīng)商品的值。 圖3.3 幣值計(jì)數(shù) 下圖是當(dāng)五元時(shí)，I0.1閉合，M0.0閉合，系統(tǒng)處于自鎖狀態(tài)。且當(dāng)T51計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)系統(tǒng)斷開(kāi)。 圖3.4 多元投幣梯形圖 當(dāng)M0.0閉合后，T51，T52開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)T51計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)系統(tǒng)斷開(kāi)停止計(jì)時(shí)。在 T52計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)M0.1輸出一個(gè)信號(hào)，同時(shí)T53開(kāi)始計(jì)時(shí)，T53計(jì)時(shí)時(shí)間到后T52斷開(kāi)，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。此時(shí)系統(tǒng)完成一個(gè)輸出周期。在T51結(jié)束計(jì)時(shí)期間M0.1共輸出5次，C1的值加5。只要改變T51的值就可完成其它多元的投幣。 3.4.2商品購(gòu)買(mǎi)系統(tǒng) 當(dāng)投幣完成后，系統(tǒng)把所投入的貨幣值累加到一起，系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行貨幣與商品售價(jià)的對(duì)比，當(dāng)投幣幣值大于等于某商品時(shí)，該商品的可購(gòu)買(mǎi)指示燈亮，此時(shí)可以進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)該商品。 按下相應(yīng)的商品選擇按鈕即可在自動(dòng)售貨機(jī)出貨口內(nèi)取貨，接著再進(jìn)行價(jià)格與余額的比較，若余額符合購(gòu)物條件還可再次進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，相應(yīng)的指示燈亮，若再一次購(gòu)買(mǎi)后余額仍大于一些商品的價(jià)格則還可以繼續(xù)購(gòu)物。不然商品指示燈不亮。 如下圖3.5，當(dāng)投入的金額或余額大于等于該商品售價(jià)時(shí)則可以摁下商品選擇按鈕I0.3就可購(gòu)買(mǎi)此商品，然后通過(guò)加減計(jì)數(shù)器指令計(jì)算出余額并存入C1中。當(dāng)購(gòu)買(mǎi)該商品時(shí)，按下此商品的選擇按鈕，T57開(kāi)始計(jì)時(shí)，M1.3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束后，M1.3斷開(kāi)經(jīng)過(guò)下降沿觸發(fā)Q0.1輸出，電機(jī)工作商品被拋出。 圖3.5 商品的購(gòu)買(mǎi)出貨 圖3.6 商品差價(jià)計(jì)算 當(dāng)按下購(gòu)買(mǎi)按鈕后，T57開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)T58也開(kāi)始計(jì)時(shí)，0.5S后T59開(kāi)始計(jì)時(shí)，T58常開(kāi)觸點(diǎn)閉合M0.4輸出一個(gè)信號(hào)，加減計(jì)數(shù)器減1，再過(guò)0.5S后T59常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。此時(shí)一個(gè)周期結(jié)束C1的值減1，在T57計(jì)時(shí)結(jié)束期間共有一個(gè)周期，M0.4一次輸出，C1的值減1。 3.4.3商品計(jì)數(shù)系統(tǒng) 自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)商品一次存放的數(shù)量都是有限的，當(dāng)自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的商品銷售缺貨時(shí)，則無(wú)法再進(jìn)行此類商品的購(gòu)買(mǎi)。以下是純凈水?dāng)?shù)量的計(jì)數(shù)，每發(fā)生一次購(gòu)買(mǎi)Q0.1閉合一次，商品數(shù)量減少一次，當(dāng)購(gòu)買(mǎi)五次后，則無(wú)法再進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，需要補(bǔ)充商品。 圖3.7 商品計(jì)數(shù) 3.4.4商品可購(gòu)買(mǎi)顯示 當(dāng)投入的金額大于商品的售價(jià)時(shí)且自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)有該商品時(shí)則該商品顯示綠燈，Q0.7閉合商品可以購(gòu)買(mǎi)。 圖3.8 商品可購(gòu)買(mǎi)顯示 3.4.5缺貨顯示系統(tǒng) 當(dāng)商品被多次購(gòu)買(mǎi)后，C2從設(shè)定的商品數(shù)量值減到0則C2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，則該商品對(duì)應(yīng)的售空不可購(gòu)買(mǎi)紅燈亮，即使投入的錢(qián)幣大于等于商品售價(jià)，也無(wú)法進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，商品可購(gòu)買(mǎi)綠燈不再顯示。 圖3.9商品缺貨顯示 3.4.6 找零系統(tǒng) 當(dāng)購(gòu)買(mǎi)結(jié)束后，按下找零按鈕I0.5，Q0.5閉合，找零電機(jī)動(dòng)作，即可把余額退出。 圖3.10 退幣找零系統(tǒng) 第四章 仿真模擬 4.1仿真軟件的操作設(shè)置 學(xué)習(xí)PLC最有效的手段就是手動(dòng)編程和上機(jī)調(diào)試,由于一些條件的限制缺乏實(shí)驗(yàn)條件,編寫(xiě)程序后無(wú)法檢測(cè)是否正確，仿真軟件的出現(xiàn)解決了這一現(xiàn)狀。S7-200 仿真軟件能模擬S7-200的大多數(shù)指令和功能，PLC編程過(guò)后通過(guò)編譯確認(rèn)系統(tǒng)無(wú)誤后可通過(guò)該軟件進(jìn)行仿真模擬，并確認(rèn)系統(tǒng)的正確可行性。 在系統(tǒng)配置中選擇此次試驗(yàn)的CPU的型號(hào)，CPU224。在CPU的右邊是拓展模塊，可根據(jù)要添加的I/O點(diǎn)拓展模塊數(shù)量。仿真軟件不能直接接受S7-200的程序代碼，程序編譯成功后，在編程軟件中導(dǎo)出文件，將程序轉(zhuǎn)換成擴(kuò)展名為“awl”的文本文件。打開(kāi)仿真軟件，在“程序”中選擇“裝載程序”，選擇要裝載的文件。如果仿真軟件支持程序中的全部指令和功能，單擊工具欄的“運(yùn)行”按鈕，切換到RUN模式，此時(shí)可對(duì)程序進(jìn)行監(jiān)控。 圖4.1 仿真軟件的設(shè)置 4.2 系統(tǒng)仿真 在系統(tǒng)的仿真中，系統(tǒng)處于RUN狀態(tài)，并對(duì)程序塊進(jìn)行監(jiān)控。初始狀態(tài)下，幣值計(jì)數(shù)C1的值為0。 圖 4.2 投幣計(jì)數(shù)系統(tǒng)模擬 圖 4.3 一元投幣計(jì)數(shù) 當(dāng)按下I0.0投幣按鈕后，I0.0常開(kāi)閉合C1的值加1。當(dāng)按下5元投幣按鈕后，I0.1常開(kāi)閉合，M0.1輸出，C1的值加5。 圖4.4 多元投幣計(jì)數(shù) 當(dāng)投入的錢(qián)幣大于等于商品售價(jià)時(shí)商品可購(gòu)買(mǎi)指示燈亮。 圖4.5 商品可購(gòu)買(mǎi)提示 當(dāng)商品可購(gòu)買(mǎi)按下商品選擇按鈕，通過(guò)計(jì)時(shí)器，控制M0.4的輸出，商品售價(jià)為1則M0.4輸出1次，加減計(jì)數(shù)器的值減1。同時(shí)Q0.1有輸出，電機(jī)工作商品被送出。 當(dāng)一次購(gòu)買(mǎi)出貨后，自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)，商品的庫(kù)存量減一。 圖4.6 商品計(jì)數(shù) 當(dāng)商某一商品被售空對(duì)應(yīng)的缺貨指示燈亮，此時(shí)無(wú)法再進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)該商品。且當(dāng)余額小于商品售價(jià)時(shí)，此商品對(duì)應(yīng)的可購(gòu)買(mǎi)指示燈熄滅，該商品無(wú)法購(gòu)買(mǎi)。 當(dāng)交易結(jié)束時(shí)，余額大于0，按下找零按鈕I0.5，Q0.5輸出，電機(jī)工作找零出幣，C1值清零 ，交易結(jié)束。 圖4.7 退幣找零 圖4.8 系統(tǒng)復(fù)位 4.3 接線模擬 26