专科生毕业设计（论文）
第3章 自动售货机PLC控制设计方案研究
3.1工控机自动售货控制系统
工控机即工业控制计算机，但现在更时髦的叫法是产业电脑或工业电脑，英文简称IPC。工程机通俗的说就是专门为工业现场设计的计算机。而工业现场一般具有强烈的震动，灰尘特别多，另有很高的电磁力干扰等特点，而一般工厂均是连续作业，一年中一般没有休息时间。因此，工控机与普通计算机相比有以下特点：1）机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防冲击的能力。 2）机箱内有专用底板，底板上有IPC和ISA插槽。 3）机箱内有专门电源，电源有较强的抗干扰能力。4）要求具有长时间工作能力。对于工控机作为自动售货机控制系统，由于自动售货控制系统的环境相对工业控制的环境要好的多，而且自动售货控制系统对连续工作的能力要求不是很高。用工控机设计自动售货机控制实属大材小用。而且工控机的价格较同层次的PC机偏高，这样就增加了系统的成本，降低了整体的性价比。
3.2 PLC自动售货控制系统
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器装置以来，PLC得到了快速发展，在全世界各国得到了广泛应用。
PLC是由模仿源继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。
一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点。对于自动售货机这样的系统，被控制对象是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在组态软件设计方面要容易一些。且PLC通常都支持现场总线，会使得系
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统通信得到有利保障，更适合实现上位机的远程监控。
目前使用于自动售货机控制的中小型PLC种类繁多，价格低廉。使设计者会有更多的选择余地。系统整体造价会比工控机低，而且不会降低系统的稳定性。
所以PLC实现自动售货控制的设计是最佳设计，本文中采用，因为售货机的全部功能是在上位机上模拟的，所以控制起来很方便。
3.3 自动售货机设计的基本思路
自动售货机的基本功能就是对投入的钱币数进行计算，然后根据运算结果做出相应的判断，看看哪种商品可以进行购买，那种商品不能购买，本次设计的要求是可识别三种钱币，分别是1元、2元、5元，采用三个按钮进行模拟，自动售货机共出售四种货物，其价格分别定为1元、3元、4元、6元，当投币数大于等于货物价格时且售货机中有这种货物时，指示灯亮，表示可以进行购买，四种货物分别用四个小灯代替进行模拟。除此外，本次设计还涉及了显示、找零、送货等功能的实现，其中显示部分采用数码管进行显示，显示投币总数和购买后的余额；当按下找零按钮后，数码管显示进行清零，采用从高到低的形式进行清零。
3.4 自动售货机设计的主要内容
1.此自动售货机可以投入五角、一元的硬币；
2.如果顾客投入硬币在限定的时间内（2分钟）不按任何按键，自动售货机将退还所投硬币；
3.当投入硬币的总值等于或超过物品价值时，对应的物品指示灯亮绿灯； 4.当物品对应的指示灯亮绿灯时，按下相应的按键，相应的物品排出，同时指示灯绿灯闪烁；
5.如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时，自动售货机会自动将余
款退还顾客；
6.当顾客成功购买完一件物品后20秒无操作，自动售货机会自动将余款退
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还顾客；
7.如果顾客投入硬币后又不想买物品，按下退款按键，自动售货机会自动将余款退还顾客；
8.找零时顾客可选择退一元的还是五角的；
9.当物品不足时，对应的物品指示灯亮红灯，顾客按下相应的按键无反应（不出物品，不减余额），并向总部发送所缺物品。
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第四章自动售货机PLC控制（系统）设计
4.1 FX系列PLC硬件配置及性能指标
FX系列PLC是由三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC产品。其中FX2是1991年推出的产品，FX0 是在FX2之后推出的超小型PLC，近几年来又连续推出了将众多功能凝集在超小型机壳内的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有较高的性能价格比，应用广泛。它们采用整体式和模块式相结合的叠装式结构。 FX系列PLC型号的含义如下：
FX □ ─ □ □ □ ─ □
系列名称
输入输出总点数 特殊品种
单元类型 输出方式
其中系列名称：如0、2、0S、1S、ON、1N、2N、2NC等
单元类型：M ──基本单元
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E ──输入输出混合扩展单元 Ex ──扩展输入模块 EY ──扩展输出模块
输出方式：R ──继电器输出 relay
S ──晶闸管输出
T ──晶体管输出 transistor
特殊品种：D ──DC电源，DC输出
A1 ──AC电源，AC（AC100~120V）输入或AC输出模块 H ──大电流输出扩展模块 V ──立式端子排的扩展模块 C ──接插口输入输出方式
F ──输入滤波时间常数为1ms的扩展模块
如果特殊品种一项无符号，为AC电源、DC输入、横式端子排、标准输出。 例如FX2N－48MT－D表示FX2N系列，48个I/O点基本单位，晶体管输出，使用直流电源，24V直流输出型。
4.2 PLC各I/O地址分配
输入/输出单元通常也称I/O单元，是PLC与工业生产之间的连接部件。PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给本控制对象，已实现控制目的。本次设计的主要I/O分配：
表一 序号 定义点 符号 功能 16