一种自动售货机PLC控制系统设计

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一种自动售货机PLC控制系统设计

甄彩霞

（齐齐哈尔工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161005）

摘　要：本文介绍一种PLC控制的自动售货机控制系统设计。针对自动售货机的需求和特点，利用西门子PLC实现对自动售货机的控制,系统适应型强，简单、易于维护。

关键词：PLC；自动售货机；控制系统设计DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.109

1　引言

　　随着社会和科学技术的发展，自动售货机越来越受到欢迎，很多商场或者公共场所都安装了自动售货机。自动售货机相比较人工商场而言，主要的优点表现在不受时间的控制，可以实现24小时无人售货，来满足人们的日常需求。本文以西门子S7-200型号的PLC为控制核心，进行自动售货机控制系统的设计。

　　PLC是以微处理器为核心的、高度集成的通用工业自动化控制装置。它融合了计算机、自动控制以及通信等先进技术，具有可靠性高、功能完善、组合灵活及编程简单等优点，已被广泛用于工业生产的各个控制领域，成为工业生产自动化的支柱技术之一。自动售货机是商业自动化的设备，目前国内常见的自动售货机主要有饮料自动售货机、化妆品自动售货机、食品自动售货机和综合自动售货机四中常见的类型。本文针对饮料自动售货机进行设计，其实现的功能为：自动售货机能够识别用户投入货币的数量，根据钱数多少辨别能够购买的商品的种类，能够根据用户选择的按钮，正确地投出相应的商品，能够在用户购买商品后，将剩余的前退回给用户，交易结束后能够回到初始状态。

2　自动售货机的控制要求分析

　　根据上述对自动售货机的功能的描述，本文对自动售货机的控制要求分析如下：　　（1）设定自动售货机能够出售2种商品：灌装可乐、灌装咖啡。（2）自动售货机的2种商品的价格分别为：灌装可乐5元、灌装咖啡8元。（3）三个投币口，分别为一元、五元、十元。（4）投入自动售货机的钱数少于2元时，余额不足显示灯亮，显示余额不足；当钱大于5元时，灌装可乐指示灯亮，当钱大于等于10元时，灌装咖啡指示灯亮。（5）按下选择开关灌装可乐或者灌装咖啡，灌装可乐电磁阀或灌装咖啡电磁阀灯亮，运行8S后，灯灭。（6）按退币按钮，显示退币金额灯亮。5s后系统停止。

3　PLC选型

　　西门子公司S7-200系列的PLC应用领域从更换继电器和接触器一直扩展到在单机、网络以及分布式配置中更复杂的自动化任务。S7-200系列的PLC采用整体式结构，系统由CPU模块和各种功能丰富的扩展模块组成，可靠性高、操作简捷、易于掌握，编程软件简单易用，具有丰富的内置集成功能，强大的通信能力，具有极高的性价比。CPU模块包括CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP/Xpsi和CPU226等型号，根据控制要求，选用主机规格为CPU224，14入/10出。输入电压DC24V，输出电压DC24V。采用基本RS-485串行通信的网络控制方案，即每一个工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS-485串行通信实现互连的分布式控制方式。

4　自动售货机的PLC控制系统的I/O分配

　　根据上述控制要求，以及控制功能等综合要求，可知PLC需要以下输入端：投币口3个、灌装可乐选择、灌装咖啡选择、退币按钮6个输入，需要以下输出：灌装可乐出口及指示灯、灌装咖啡出口及指示灯、退币3个、余额不足指示灯共计8个输出。I/O分配表如下表所示：

表1　自动售货机PLC控制I/O分配表输入信号输出信号一元投币口I0.2余额不足指示灯Q0.0五元投币口I0.3灌装咖啡出口Q0.1十元投币口I0.4灌装可乐出口Q0.2灌装咖啡选择I0.5灌装咖啡指示灯Q0.3灌装可乐选择I0.6灌装可乐指示灯Q0.4退币按钮I0.7退币一元Q0.5退币五元Q0.6退币十元Q0.75　控制程序

　　按控制要求，根据设计的I/O分配表进行程序设计，部分程序如图1。

6　程序的调试

　　对于应用西门子PLC编写的程序，主要通过实验进行调试。其所需要的调试步骤如下：　　（1）检查实验设备中器材和程序调试。（2）按照设计的I/O分配表完成PLC与实验模块之间的接线，要认

真检查，确保正确图1

无误。（3）使用STEP 7 MicroWIN SMART V2.3 将程序打开，进行编译，有错误时根据提示的信息进行修改，直至程序无误。打开PLC主机电源开关，进行通信，选择CPU，下载程序。下载后，将PLC的“RUN/STOP”开关选择为“RUN”，并崔程序进行监控。（4）对照设计的控制要求，按下相应的选择按钮，观察灌装可乐和灌装咖啡的指示灯、余额不足指示灯等是否符合设计逻辑要求。（5）重复（4），反复运行程序，不断修改，直至实现控制系统的所有要求，从而实现自动售货机的控制。

7　结束语

　　本次设计了一种自动售货机的PLC控制系统程序，经反复调试能够满足设计要求。对于自动售货机调试和控制更多种商品时，具有一定的参考价值。应用PLC实现对自动售货机的控制，系统硬件结构简单，造价低，应用方面，已成为工业自动化发展的必然趋势。参考文献：

[1]刘凤春,王林,周晓丹.可编程序控制器原理与应用基础（第2版）[M].北京：机械工业出版社,2016(04).