[强烈推荐]基于PLC的自动售货机控制系统设计 - 毕业论文设计

本次设计的自动售货机采用的是双螺旋体出货机构，即双弹簧出货机构。这种结构可以一目了然哪个货道有货无货，既方便顾客选货，又方便工作人员即使发现货物剩余情况,在软件部分也不用设置无货报警。这种结构主要由驱动电机、螺旋体挂轮，螺旋体、货道等组成。左右两个螺旋体通过一对齿轮啮合，一个螺旋体顺时针旋转则另一个螺旋体逆时针旋转。当螺旋体每个螺距间隔放满货物后，螺旋体旋转一圈，即可退出一个货物。由于采用双螺旋体向上旋转，对货物的作用力除了有向前推力外还有向上和向货到两侧的分力，能够保证出货的可靠性。即使将来自动售货机售卖液体软包装的货物，也不容易出现“卡货”的现象。

2.3 自动售货机的空间结构

自动售货机中储存有一定量的饮料，每种饮料都要通过货道而出去，因为该设计中售8种饮料，所以该售货机可设置成8个货道，而且为单货道，即每种饮料占用一个货道，这样比较方便，如果以后需要扩展卖更多种商品的话，根据商品的摆放设置多个双推进弹簧。当需要够买某种饮料时，电动机会带动弹簧转动一圈，将饮料转出，掉如道出货通道中，滑落到取物口。饮料在售货机种的存放形式为每个弹簧间隔固定一个单位饮料，并且每种饮料都要与弹簧螺距尺寸匹配，这样可将饮料卡紧不致自动掉落。在自动售货机上可以储藏多种饮料，但总体数量是有限的，所以自动售货机也需要及时的补货。

图2-1 自动售货机的空间结构示意图

2.4 自动售货机的功能

自动售货机能够对所投入的币值进行累计，货币识别器提供该自动售货机最基本的功能即从投币口送入货币，然后经过传感器采集数据、识别判断人民币的面值；然后，识别器把信息传给PLC；PLC根据所投入的硬币数值判断是否能够购买某种饮料，做出相应的反应。当按下选择饮料的按钮时，相应的电电动机启动，饮料开始供应，提取饮料到取物口，顾客取出饮料，完成此次交易。它具有投币系统、比较系统、选择和饮料供应系统、退币系统等来实现完整的售货功能。售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并做出相应的反应。

售货机中有8种商品，可乐2元，雪碧2元，纯牛奶4.5元，东方树叶3.5元，芬达2元，加多宝3.5元，健力宝2元，雀巢咖啡4.5元。现投入钱币，当投入的货币超过可乐的价格时，可乐、雪碧、芬达、健力宝指示灯亮，提示可以购买，当投入的货币超过3.5元但小于4.5元时，只有纯牛奶和雀巢咖啡的等不亮，当投入的货币超过4.5元时，所有商品的等都亮，提示可以购买。当按下可乐按钮时，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去可乐的价格同时启动相应的电机，提取可乐到出货口。买其它商品时也一样。操作完成后不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。

由此看来，自动售货机进行一次交易要涉及加法运算、减法运算，这是它的内部功能。还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。

可通过操作属性把把自动售货机分为四个过程： (1) 投币过程

(2) 价格比较过程 (3) 选择商品过程 (4) 退币过程

可把自动售货机工作过程分为5个状态： (1) 启动状态 (2) 投币状态 （3）可购买显示状态 (4) 购买状态 (5) 退币状态

初始状态，自动售货机内部各元件都处于复位状态，内部电机停止运转，等待投币操作。

投币状态。自动售货机可以识别硬币1元和5角，识别纸币5元、10元、20元纸币，投入钱币后，自动售货机会进入货币比较状态，能够购买的饮料灯亮。

购买状态。按下可以购买的选择按钮，所选的商品灯仍然亮，其它可选商品灯灭掉。驱动电机启动，商品通过货道掉落到取物口。

退币按钮。自动售货机计算退币钱数并退币。 到此为止，自动售货机的一个完整工作过程结束。

2.5 自动售货机的购物使用流程

在自动售货机上购物时，首先按下开始按钮，就可以接着投币了，如果，投币后，不选择饮料，可以直接按退币按钮，将会全额出币。如果买饮料，则按下所需购买饮料的按钮，按下后等待取物，取物后若需找币，再按下退币按钮即可。退出的钱都为硬币，因为纸币容易破损、褶皱、潮湿。若想设计成找纸币的情况，在体积、难度、成本会很大。而硬币有规

则，不易损坏，而且能循环使用。因此本次设计中只退1元和5角的硬币。

图2-2 自动售货机的使用流程

3 自动售货机的硬件部分

自动售货机的硬件部分包括主电路部分和控制电路部分的硬件。控制部分中PLC的选型和货币识别器的选型的最重要的。根据IO分配表选择出PLC，并列出外部接线图。根据之前对自动售货机的功能介绍，选择货币识别器。最后选择自动售货机上的主电路部分的硬件。

3.1 控制电路硬件组成框图

自动售货机的控制部分硬件包括PLC、货币识别器、各种按钮、各种指示灯和接触器。

图3-1 自动售货机控制部分硬件组成框图

3.2 确定自动售货机使用的PLC类型

表3-1 PLC的IO分配表

输入

设备 开始按钮 0．5元 1元

SB0 SB1 SB2

输入 X000 X001 X002

输出

设备 0.5元灯 1元灯 5元灯

HL1 HL2 HL3

输出 Y001 Y002 Y003