1、南昌工程学院本科毕业设计摘 要随着科技发展和生活水平的提高，在许多中大型城市的很多公共场合出现了自动售饮料机，极大的方便的人们的即时性需求，为人们进行简单物品的采购提供了一种便利。传统的自动售饮料机多采用单片机来控制，系统硬件设计复杂，抗干扰能力差，成本高，并且难以保证系统的稳定性，维护困难。本文的设计是基于三菱 PLC 自动售饮料机的控制系统，阐述了自动售饮料机的发展背景与前景，详细的分析了自动售饮料机的功能及其特点，提出 了总体设计方案。本文选用三菱 FX 系列 PLC 为主控控制器，基于 FXGP 编程软件，采用顺序控制的程序设计方法，设计了系统控制程序，包括计币系统、比较系统、选择系统
2、、饮料供应系统、退币系统。本文的程序部分采用梯形 图以及指令语句来编写。该设计提高了自动饮料机的可靠性和执行效率，系统维护简单、方便， 具有一定的场推广价值。关键字：自动售饮料机 PLC 梯形图IABSTRACTWith the development of technology and the improvement of living standards, in many large cities in many public places there are beverage vending machines, a great convenience to peoples immedia
3、te needs, provides a convenient for simple procurement of goods. Traditional beverage vending machines with single-chip microcomputer to control system hardware design for a complex, anti-jamming ability, high cost, and it is difficult to guarantee the stability of the system, and difficult to maint
4、ain. This design is based on Mitsubishi PLC beverage vending machine control system, presented the background and prospect of beverage vending machines, detailed analysis of the function and characteristics of the beverage vending machine, presented the overall design. This selection of Mitsubishi F
5、X series PLC a master controller based on FXGP programming software, use of sequence control program design method, design system control program, including period of currency systems, comparative systems, selected systems, beverage supply systems, coin system. Program section of this article use of
6、 ladder diagram and instruction statements to write. The design to improve reliability and efficiency in the implementation of an automatic drinks machines, system maintenance is simple and convenient, have a certain market value. I2I南昌工程学院本科毕业设计Keywords: automatic machine for beverages PLC ladder d
7、iagramIII目 录摘 要IABSTRACTII第一章、自动售饮料机的介绍11.1 自动售饮料机的概述11.2 自动售饮料机的功能分析21.3 自动售饮料机研究现状31.4 自动售饮料机的前景分析4第二章、三菱 PLC 的介绍62.1 PLC 的概述62.2 PLC 的产生原因62.3 PLC 的特点72.4 PLC 的应用领域82.5 PLC 的工作原理92.6 PLC 的选型步骤102.7 三菱 PLC 的未来发展趋势10第三章、自动售饮料机硬件设计123.1 控制要求123.2 光传感器123.3 金属硬币的识别原理133.4 硬币的存储和退币143.5 自动售饮料机 PLC 外部接
8、线15第四章、自动售饮料机的软件设计164.1 设计要求164.2 主要设计思想164.3 总体流程图174.4 I/O 口地址分配174.5 主程序设计184.5.1 计币系统184.5.2 比较系统204.5.3 选择、供应饮料系统204.5.4 退币系统23结论28致谢30参考文献31附录.4.32南昌工程学院本科毕业设计第一章 自动售饮料机的介绍1.1 自动售饮料机的概述自动饮料机是可完成无人自动售饮料，集光、机、电一体化的商业自动化设备。自动饮料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自动饮料机，出售的商品五花八门，从
9、饮料、零食、香烟、糖果，到牙刷、方便面、自动照相机。为了更好的为人们服务，本文设计的是售汽水和橙汁这两种饮料的自动饮料机它的售货过程是：首先由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， 再由光传感器驱动硬币识别传感器识别硬币（由于能力有限，在识别硬币上不做具体研究）。如果是无效币则使继电器打开阀门，将硬币退出；如果是真币则系统将硬币自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 PLC。最后经顾客选择，同时 PLC 控制，使 PLC 的输出口上有相应的信号输出。若贮币腔内无硬币（红外检测器感应）、饮料的量位小于设定
10、值（红外传感器感应）、售货机遭损，系统就报警。为了全面控制系统，综合运用大学所学的基本理论、基础及专业知识，加强对控制系统的认识，提高学生综合运用所学知识分析与解决实际问题的能力，为毕业后从事工程技术和科研工作奠定基础。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。为了提高报警器的灵敏度，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，而带外衰耗要尽量大。由于售饮料机振动的波长在音频和超声波的范围内，这就使滤波器成为电路中的关键。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时，它才会输出报警信号，
11、驱动PLC，再由 PLC 驱动报警执行机构工作。常见的自动售饮料机如下图所示：34第一章 自动售饮料机的介绍 图 1.1 自动售饮料机外观图1.2 自动售饮料机的功能分析自动售饮料机的系统主要分为五个子系统，分别为：计币系统、比较系 统、选择和供应系统、退币系统。自动售饮料机的工作原理为：PLC 在其内部对顾客投入的硬币进行累加运算，并将运算所得的结果与预设值进行比较 并判断是否能进行某种饮料的购买，作出相应的反应，进行找零。举一个简 单的例子来说明，例如：售饮料机中有两种饮料为：汽水和咖啡。汽水的售 价为 4 元，橙汁的价格为 5 元。现顾客投入若干个 1 元的硬币，当投入的硬币数值大于或等
12、于汽水的价格，那么这个时候自动售饮料机作出能购买汽水 反应，汽水指示灯亮，当顾客按下汽水的按钮时，自动售饮料机的电磁阀打 开并掉出汽水与此同时汽水指示灯闪烁，并在其主控控制器内进行减法运算， 将多余的钱找回。这样就完成了一次交易。自动售饮料机的工作流程图如下 所示：南昌工程学院本科毕业设计初始状态投入硬币投币状态按下选择按钮购买状态是否有剩余按下退币按钮YN退币状态 图 1.2 自动售饮料机工程流程图1.3 自动售饮料机研究现状 自动饮料机作为自动化商业机械的代表被广泛用于公共场所。传统的自动饮料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
13、差。可编程序控制器(PLC)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. 因为自动饮料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。现在，自动售饮料机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售饮料机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售饮料机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售饮料机成为该行业第一章 自动售饮料机的介绍的主流。在
14、夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售饮料机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售饮料机相比，它能够节约1015的电力。进入 21 世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。因经济复苏缓慢，社会对扩大就业与工作场所提供茶点饮料的福利事业更为关注。自动售饮料机不仅保障了惬意的工休时间，也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段。特别是在 24 小时无休工作状态中的办公场所，使用独具魅力的迷你型饮料冲饮机，解决了不间断提供咖啡饮品服务的问题， 这种服务加速了自动售饮料机与咖啡饮品服务的融合。研究前景分析：自动售饮料机是现代社会中的一种商务工具，2004 年以后， 中国的自动售饮料机产业实现了快速增长，奥运会和世博会为自动售饮料机市场带来了巨大商机，2008 年后进入了发展期，自动售饮料机即将在中国零售业掀起继百货商店、超市之后的第三次零售业革命。现在，中国自动售饮料机市场已经进入了发展期。另外，各个大型城市的改造使得很多小店小铺消失，同时随着金融支付手段的增多，IC 卡、手机移动支付等技术使自动售饮料机提供便利服务成为可能，这些自动售卖平台的创新模式无疑为国内的自动售货业迅速成长创造了条件。 2009 年中国自动售货机产品专项调研及
