一種自動售貨機PLC控制系統設計

甄彩霞

摘 要：本文介紹一種PLC控制的自動售貨機控制系統設計。針對自動售貨機的需求和特點，利用西門子PLC實現對自動售貨機的控制，系統適應型強，簡單、易于維護。

關鍵詞：PLC;自動售貨機;控制系統設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.109

1 引言

隨著社會和科學技術的發展，自動售貨機越來越受到歡迎，很多商場或者公共場所都安裝了自動售貨機。自動售貨機相比較人工商場而言，主要的優點表現在不受時間的控制，可以實現24小時無人售貨，來滿足人們的日常需求。本文以西門子S7-200型號的PLC為控制核心，進行自動售貨機控制系統的設計。

PLC是以微處理器為核心的、高度集成的通用工業自動化控制裝置。它融合了計算機、自動控制以及通信等先進技術，具有可靠性高、功能完善、組合靈活及編程簡單等優點，已被廣泛用于工業生產的各個控制領域，成為工業生產自動化的支柱技術之一。自動售貨機是商業自動化的設備，目前國內常見的自動售貨機主要有飲料自動售貨機、化妝品自動售貨機、食品自動售貨機和綜合自動售貨機四中常見的類型。本文針對飲料自動售貨機進行設計，其實現的功能為：自動售貨機能夠識別用戶投入貨幣的數量，根據錢數多少辨別能夠購買的商品的種類，能夠根據用戶選擇的按鈕，正確地投出相應的商品，能夠在用戶購買商品后，將剩余的前退回給用戶，交易結束后能夠回到初始狀態。

2 自動售貨機的控制要求分析

根據上述對自動售貨機的功能的描述，本文對自動售貨機的控制要求分析如下：

（1）設定自動售貨機能夠出售2種商品：灌裝可樂、灌裝咖啡。（2）自動售貨機的2種商品的價格分別為：灌裝可樂5元、灌裝咖啡8元。（3）三個投幣口，分別為一元、五元、十元。（4）投入自動售貨機的錢數少于2元時，余額不足顯示燈亮，顯示余額不足;當錢大于5元時，灌裝可樂指示燈亮，當錢大于等于10元時，灌裝咖啡指示燈亮。（5）按下選擇開關灌裝可樂或者灌裝咖啡，灌裝可樂電磁閥或灌裝咖啡電磁閥燈亮，運行8S后，燈滅。（6）按退幣按鈕，顯示退幣金額燈亮。5s后系統停止。

3 PLC選型

西門子公司S7-200系列的PLC應用領域從更換繼電器和接觸器一直擴展到在單機、網絡以及分布式配置中更復雜的自動化任務。S7-200系列的PLC采用整體式結構，系統由CPU模塊和各種功能豐富的擴展模塊組成，可靠性高、操作簡捷、易于掌握，編程軟件簡單易用，具有豐富的內置集成功能，強大的通信能力，具有極高的性價比。CPU模塊包括CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP/Xpsi和CPU226等型號，根據控制要求，選用主機規格為CPU224，14入/10出。輸入電壓DC24V，輸出電壓DC24V。采用基本RS-485串行通信的網絡控制方案，即每一個工作單元由一臺PLC承擔其控制任務，各PLC之間通過RS-485串行通信實現互連的分布式控制方式。

4 自動售貨機的PLC控制系統的I/O分配

根據上述控制要求，以及控制功能等綜合要求，可知PLC需要以下輸入端：投幣口3個、灌裝可樂選擇、灌裝咖啡選擇、退幣按鈕6個輸入，需要以下輸出：灌裝可樂出口及指示燈、灌裝咖啡出口及指示燈、退幣3個、余額不足指示燈共計8個輸出。I/O分配表如下表所示：

5 控制程序

按控制要求，根據設計的I/O分配表進行程序設計，部分程序如圖1。

6 程序的調試

對于應用西門子PLC編寫的程序，主要通過實驗進行調試。其所需要的調試步驟如下：

（1）檢查實驗設備中器材和程序調試。（2）按照設計的I/O分配表完成PLC與實驗模塊之間的接線，要認真檢查，確保正確無誤。（3）使用STEP 7 MicroWIN SMART V2.3 將程序打開，進行編譯，有錯誤時根據提示的信息進行修改，直至程序無誤。打開PLC主機電源開關，進行通信，選擇CPU，下載程序。下載后，將PLC的“RUN/STOP”開關選擇為“RUN”，并崔程序進行監控。（4）對照設計的控制要求，按下相應的選擇按鈕，觀察灌裝可樂和灌裝咖啡的指示燈、余額不足指示燈等是否符合設計邏輯要求。（5）重復（4），反復運行程序，不斷修改，直至實現控制系統的所有要求，從而實現自動售貨機的控制。

7 結束語

本次設計了一種自動售貨機的PLC控制系統程序，經反復調試能夠滿足設計要求。對于自動售貨機調試和控制更多種商品時，具有一定的參考價值。應用PLC實現對自動售貨機的控制，系統硬件結構簡單，造價低，應用方面，已成為工業自動化發展的必然趨勢。

參考文獻：

[1]劉鳳春，王林，周曉丹.可編程序控制器原理與應用基礎（第2版）[M].北京：機械工業出版社，2016（04）.