基于PLC的自动售货机控制系统设计(4)

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硬币纸币SB1SB2SB3SB4SB5开始按钮0.5元1元5元10元20元可乐按钮雪碧按钮纯牛奶按钮东方树叶按钮芬达按钮加多宝按钮健力宝按钮雀巢咖啡按钮退币按钮SB0X00X01X02X03X04X05Y01Y02Y03Y04Y05Y06Y07Y10FX2N-64MRY11Y12Y13Y14Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y27Y30Y31Y32COM1DC24VKM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM8KM9KM100.5元灯1元灯5元灯10元灯20元灯可乐灯雪碧灯纯牛奶灯东方树叶灯芬达灯加多宝灯健力宝灯雀巢咖啡灯可乐雪碧纯牛奶东方树叶芬达加多宝健力宝雀巢咖啡1元电磁阀0.5元电磁阀退币口灯货币不足灯取物口灯SB6SB7SB10SB11SB12SB13SB14SB15SB16X06X07X10X11X12X13X14X15X16COM

图3-2 外部接线图

3.3 货币识别器选型

货币识别器有硬币识别器和纸币识别器。货币识别器是自动售货机中的重要部分，几乎所有的操作都是在识别器工作正常的前提下才能发生的。货币识别器本来可以自己设计，但由于时间紧张，本次设计都采用现成的。

硬币识别器分为三部分，一是投币段，一是进币段，再是退币段。纸币识别器没有退币段。

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3.3.1 硬币的识别原理

硬币识别器的总体思想是通过真假硬币通过两种传感器时电容和电感参数的改变量不同来辨别。在硬币识别器中复合式硬币识别器价格便宜，识别可靠，所以选用此种硬币识别器来完成硬币方面的识别。

复合式硬币识别器的原理：复合式硬币识别器主要是由平板电容传感器、和电感线圈传感器、检测电路、单片机控制电路组成。电容传感器是通过检验硬币的厚度来辨别真伪的，当硬币通过投币口进入平板电容传感器时会引起传感器电容的变化，这个传感器也可以实现对硬币材质的检测。通过与电容传感器配用的交流电桥将电容的变化转换为电压信号，再通过放大电路将信号放大进入单相桥式整流滤波电路将交流变为直流并滤去干扰信号在通过电压比较器后输入AD转换器将模拟信号转换为数字信号传入控制电路。

而电感线圈传感器是通过不同的金属材质通过线圈时电感改变量不同来检测的。当硬币通过电感线圈时也会使电感量改变，通过电感式传感器配用的交流电桥电路使电感的改变转换为电压信号，由于硬币通过传感器的时间比较短，所以所获得的信号比较微弱，因此需要在信号输出口连接一个放大电路使信号放大。在复合硬币识别器中需要用到单片机，而传入单片机的信号必须是直流信号，所以在放大电路的末端我们需要连接一个单相桥式整流滤波电路是将交流变为直流再传入单片机控制系统。在整个过程中也需要连接有滤波电路输入单片机。

当硬币识别器识别硬币后，硬币按面值被电磁阀分配到不同的贮币腔内备用，当收到退币找零信号后，通过退币电磁阀拉杆，将贮币腔内下部的硬币依电信号程序退币，完成自动售货机的退币找零功能。找零功能的完成与贮币腔的机械设计有关。

当硬币识别器识别硬币后将会把不同的硬币分别派发在不同的腔内。货币识别器通过通信传达信息给PLC。

本次使用的现有硬币识别器的容量为500枚，可识别5角与1元硬币。

表3-2 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 3.3.2 纸币的识别原理

纸币识别器是由主控部分、传感器、去等组件、A/D转换器、外部存储、电机、模式选择、电源版等组成的一个单片机控制系统。通过多个接口把紫外、磁性、红外穿透

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引入主控器。把正常钞票在个传感器中的信号进行统计取样、识别，并寄存下来，作为检测的依据。当识别纸币时，把在各通道接口接收到的信号参数与原来寄存的信号进行比较、判断。若有较大差异，则使电机反转。

纸币相对于硬币来说，识别会麻烦一些，纸币中常常会出现一些假币，所以能够识别货币的真假时之比识别器的一项重要功能。

人民币的制作一般采用的时专门的纸张，假钞通常是采用经过漂白处理的普通纸张。经过漂白处理的纸张在紫外线的照射下通常会有荧光反映，而人民币则没有。因此，紫外线可以检测纸币真伪。利用红外激光照射人民币上的荧光字，会使荧光字产生一定波长的激光，透过对此激光的检测可辨出纸币的真伪。

纸币识别器由双向微型电机和捻纸皮带组成传动机构，检测则由荧光检测、光敏电阻和红外线对管等组成。当由纸币投入时，入口处红外线被遮挡，接受管发出信号电机正转，捻纸皮带将纸币送入，在此过程中，各种检测元件对纸币进行全面检测，如果被判定与原有储存参数不符，则电机反转，将纸钞退出，如果符合内部参数信息，则进入纸钞进入内部贮钞箱。也通过通信传达给PLC以实现控制。

此次使用的现有纸币识别器的容量为300张，可识别5元、10元和20元。

表3-3 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 3.4 自动售货机电机及其它选择

（1）自动售货机上有多个电动机，在饮料的输出部分，是由电动机带动弹簧旋转一圈将饮料转出，每种饮料输出都要有一个电动机驱动， 因此，需要选择适当的电动机。但是在自动售货机上使用的电动机一般功率不大，像小罐的饮料自动售货机一般使用额定电压为12~24V，额定功率为3W。但是要使用直流减速电机，这样可以增大扭矩，使饮料的弹出得到保证。

虽然现在一般使用的电动机大部分为交流电机，但在自动售货机上，售货的时间很短，因此需要在很短的时间内启动，也需要在很短的时间内制动，交流电机不能满足这些要求，因此使用之路电动机比较好。

表3-4 电动机选型

减速电机 XINX-37JS

额定电压 DC +12V

额定功率 3W

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转速 16R.P.M

减速比 1：10

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（2）接触器的选择

因为使用的是直流电机，所以选用24V直流接触器。直流接触器的电磁机构无涡流和磁滞损耗，铁心由整块软钢组成，端面上无需装短路环，采用磁吹式灭弧装置，线圈匝数多。直流接触器的操作频率较高。

图3-3 主要接线图

M1M2M3M4M5M6M7M8KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM8DC24V

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4 自动售货机的软件设计

本次设计中最重要的部分是软件部分。首先做出能完成自动售货机要求的梯形图，然后对梯形图调试，最后，MCGS组态软件仿真。

4.1 自动售货机的控制系统

开始投币比较币值>=4.5是否否>=3.5是是>=2否货币不足可乐灯亮雪碧灯亮芬达灯亮健力宝灯亮东方树叶灯亮加多宝灯亮纯牛奶灯亮雀巢咖啡灯亮选择商品不选择商品减法运算顺序退币结束图4-1 自动售货机的控制系统流程图

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