洛阳理工学院毕业设计（论文）
点。关于PLC的品牌选择,主要参考自己所设计的售货机的功能,对PLC有无特殊要求,如计算速度、用户程序容量等;还需要根据实际情况考虑价格问题,因为不同的品牌价格差别较大。
根据设计要求共有13个输入点,分别为:5个货币输入点、7个饮料选择按钮、1个退币按钮;输出点共有18个,分别为:7个饮料指示灯、7个饮料输出电磁阀、2个退币口、1个退币指示灯、1个取物指示灯。选择PLC时除了需要满足控制要求,还需要考虑留有适当的裕量以备补充扩展使用。通常裕量的选择是有存储器裕量和I/O点数裕量,存储器裕量为10%至25%,I/O点数裕量为10%至15%。
现在可供选择的PLC有三菱、西门子、欧姆龙、施耐德等多种品牌,但是根据现有实际情况及学校可供模拟实验台的情况,我选择了三菱FX-2N系列的PLC来完成此次设计,之前已经计算过I/O口数量所以本次设计选择PLC的型号为FX-2N-48MR,具体的I/O分配如下表:
表2-1 I/O接口分配表
输入 设备 0.5元硬币 1元硬币 1元纸币 5元纸币 10元纸币 矿泉水按钮 可乐按钮 雪碧按钮 冰红茶按钮 果粒橙按钮 纯牛奶按钮 咖啡按钮 退币按钮 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB10 SB11 SB12 SB13 SB14 SB15 输入 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X010 X011 X012 X013 X014 X015 9
输出 设备 矿泉水指示灯 可乐指示灯 雪碧指示灯 冰红茶指示灯 果粒橙指示灯 纯牛奶指示灯 咖啡指示灯 矿泉水出货阀 可乐出货阀 雪碧出货阀 冰红茶出货阀 果粒橙出货阀 纯牛奶出货阀 HL6 HL7 HL10 HL11 HL12 HL13 HL14 YV6 YV7 YV10 YV11 YV12 YV13 输出 Y006 Y007 Y010 Y011 Y012 Y013 Y014 Y016 Y017 Y020 Y021 Y022 Y023 洛阳理工学院毕业设计（论文）
咖啡出货阀 0.5元退币口 1元退币口 退币指示灯 货币不足指示灯 取物口指示灯 YV14 YV1 YV2 HL3 HL4 HL5 Y024 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005
我们已经根据需要确定了PLC的型号,并完成了对各个接口的分配,接下来需要设计PLC与外部设备的连接,具体接线图如下:
图 2-4 PLC 的I/O接口接线图
2.4 货币识别器选型
自动售货机的投币只有硬币和纸币两种,因此需要选择两种货币识别器分别进行硬币识别和纸币识别,因为现在市场上已有货币识别器的相对
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我的本次设计来说已经足够使用且更加合适,因此我此次选用了现成的货币识别器。
2.4.1 硬币识别
硬币识别主要分为投币、进币和退币三个阶段,其主要识别原理是当真假币通过两种传感器时电容和电感的改变量不同,通过改变量可以辨别硬币的真假。现在市场上已经出现多种硬币识别器可供我们选择,但是根据多种比较及各方面考虑,我选择了复合式硬币识别器这种价格便宜、功能稳定可靠的识别器来完成硬币识别工作。
复合式硬币识别器主要是由感应线圈、平板电容传感器,通过对货币的材料、大小厚薄等各个要素进行检测,来辨别硬币的真伪和币值大小,当然其中还要单片机、交流电桥、A/D转换器等协助工作,共同完成信号的采集、转换及最后的识别和任务的分配完成。当硬币识别完成后,已经通过识别的硬币根据币值的不同将会被单片机控制系统来利用电磁阀分配到不同的硬币储存装置中留作备用,当顾客在完成购买操作且钱币有剩余的时候按下退币按钮,硬币识别器收到退币信号将会控制电磁阀将之前储存的硬币根据退币信号来退还多余的钱币,此时硬币识别器就完成了自主退币找零的功能。硬币识别器通过设备之间的通信将相应的信号送达到PLC。
在本次设计中所选用的硬币识别器经过多方面考虑,最终选择储存硬币数为500枚的BD-8G型的复合式硬币识别器来完成一元、五角硬币的识别。该硬币识别器相关信息如下表:
表2-2 硬币识别器选型
硬币识别器 BD-8G 工作电压 DC +12V 工作电流
2A 工作温度 -20°C～60°C
2.4.2 纸币识别
纸币识别跟硬币识别相似,但是只有投币和进币两个阶段,因为纸币易磨损且退币麻烦,所以在选择退币时只设计了硬币退币功能。纸币识别器在硬件构成上与硬币识别器大部分相似,也需要传感器、A/D转换器、外部存
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储等部分,同时也是单片机控制系统,但是纸币识别器需要紫外、红外、磁性穿透装置来通过对投入纸币进行各种取样,并将投入纸币的各部分信号参数与已经设置存储的真的纸币信号参数样本进行比较来判断投入纸币的真假。当然我国人民币的制作也是相当复杂,无论是纸张还是印刷材料都与假钞有很大区别,关于纸币识别器的工作原理在这里也不多加赘述。另外纸币识别器与PLC之间也是通过通信连接。
纸币识别器的类型也多样,根据价格等多方面因素,我此次选择的是型号为TCN-7-3B,纸币储存容量为400张的纸币识别器来识别1元、5元、10元纸币。该型号纸币识别器的相关信息见下表:
表2-3 纸币识别器选型
纸币识别器 TCN-7-3B 工作电压 DC +12V 工作电流
2A 工作温度 0°C ～55°C
2.5 送出机构
从市场来看目前自动售货机上应用的送出机构种类繁多,较为典型的有旋转送出机构、转盘式送出机构、滚筒式送出机构、弹簧推送式机构。因为旋转式送出机构虽说应用广泛但是相应的成本较高,转盘式送出机构需要较大的转矩来带动和占用较大的空间容易发生卡死现象,滚筒式送出机构对电机的转动精度要求较高,所以比较而言我选择了弹簧推送式送出机构。
2.6 电机选择
自动售货机上需要多个电机来驱动,因此需要选择合适的电机。对自动售货机来说,电动机的功率参数要求不大,但是要使用直流减速电机,因为使用直流减速电机可以增大扭矩保证饮料的输出。
虽然说现在一般使用的是交流电动机,但是在自动售货机上使用直流电机比较好,因为其自动售货时间很短,电动机的启动和制动时间都比较短,
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