基于PLC的自動售貨機控制系統設計

金薇

摘? ?要：該文以基于PLC的自動售貨機控制系統設計為主要研究課題，在硬件選型上采用三菱FX2N-48MR系列PLC作為系統的核心控制模塊，在系統的硬件設計上，從選擇PLC的型號、輸入輸出的I/O點、貨幣識別的原理以及各個電路等方面進行設計。在系統的軟件設計上，對系統的各個控制程序進行分析，以確保設計的自動售貨機控制系統達到設計要求，并有著一定的實際應用價值。

關鍵詞：PLC;自動售貨機;控制系統

中圖分類號：TP273? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 自動售貨機控制系統硬件設計

1.1 PLC選型

對比各類型的PLC，該設計選用三菱FX2N-48MR系列PLC，綜合其系統功能，其能夠很好的滿足設計要求，模塊化的結構可以根據實際需要靈活組裝。PLC最多有4 096個輸入和輸出點，內部存儲程序容量可以達到252K步，擴展后可以達到32M，主命令處理速度可以達到34 ns，甚至Q系列PLC可以在一塊板上組裝多個CPU模塊。CPU模塊之間的通信可以立即或定期進行。其分別通過命令控制和自動更新來實現，系統處理速度得到了進一步提高[1]。

1.2 輸入輸出I/O點定義

I/O（輸入/輸出）單元是PLC系統的重要組成部分。輸入/輸出單元是PLC與工業領域之間的接口。現場信號通過I/O單元連接PLC。PLC控制器通過端口I從系統中接收傳感器信號，并通過端口O將各種命令發送到驅動器。表1顯示了I/O模塊的具體分布情況。

1.3 系統各模塊電路設計

1.3.1 主電路接線圖設計

自動售貨機自動控制系統選擇三菱FX2N-48MR系列PLC，其通過TC變壓器的次級繞組供電。在輸入回路部分，7個輸入端子X000～X006利用SB1～SB7環繞公共COM端子[2]。在三菱FX2N-48MR系列PLC的輸出電路中，Y000～Y003拆分COM1，Y004～Y007拆分COM2，Y010～Y013拆分COM3，Y014～Y017拆分COM4，Y020～Y027拆分COM5。因此，COM1和COM2互連，PLC端子“L”通過FU3保險絲連接，Y000～Y005端子通過KA1～KA5和KM連接到PLC端子“N”。LED數字管和HL指示器的標稱電壓為24VDC，因此COM3、COM4和COM5互連并連接到PLC端子“24+”。將Y010～Y023連接到負載，然后連接到PLC端子“PE”。

在高電流控制的220VAC頻率和主PLC控制器的輸出電路中，變壓器用于電源和電氣隔離。圖1為自動售貨機的電氣控制系統示意圖。

1.3.2 電氣控制回路部分

根據自動售貨機系統輸出端口功能的分布，使用主PLC控制器輸出相應的控制信號，實現自動售貨機每個站點的電磁閥調整。PLC分析決策之后，輸出控制信號作用于與自動售貨機端口對應的電磁閥上，以此來控制這個部分的操作。從圖1中可以看到，7個控制交貨過程的電磁閥連接各個端口。

1.3.3 伺服控制部分

伺服控制部分在整個設備的高效運轉過程中處于舉足輕重的地位，伺服模塊由FM354定位模塊、伺服驅動器SIMODRIVE 611、伺服電機等組成。

2 自動售貨機控制系統軟件設計

由于自動售貨機的控制系統中受控元件較多、運行比較復雜，因此進行安全性編程十分重要，應重點編寫自動售貨機系統的PLC控制程序[3]。

系統具有3個投幣按鈕SB0、SB1、SB2分別對應于0.5元、1元、5元，任意按下一個按鈕，系統會接收相應的貨幣加法指令并統計總值。投幣部分梯形圖如圖2所示。

寄存在D200中的貨幣金額和商品的單價進行比較，如果在程序第66步中，寄存器D200中的數字>25，則M2得電，按下選擇按鈕SB3推可樂電磁閥推出可樂，減指令計算出所找零錢退幣。

退幣鍵為X7，只要機器內的貨幣總額不等于零，此時按下X7就可以退幣，在退幣前系統會比較貨幣的值。退幣找零與計時器部分梯形圖如圖3所示。

3 結語

該文詳細設計了基于PLC的自動售貨機控制系統，基于FX2N-48MR系列PLC，通過深入分析該系統的原理，與各種開關電器、電磁閥等硬件相互配合，從而完成了自動售貨機投幣取貨和自動出貨的自動控制程序設計[4]。通過該次設計，使我們對自動售貨機控制系統的實現有了清晰的認識和了解，對PLC在自動控制領域的應用有了深刻體會。由于筆者自身能力不足，加之相關資料的缺失，導致該文的研究還不夠深入詳細，在后期還有待進一步完善。

參考文獻

[1]王曉麗.一種基于PLC的自動售貨機系統的設計[J].集成電路應用，2019，36（2）：74-75.

[2]秦沖.一種基于PLC的自動售貨機控制系統設計[J].輕工科技，2018，34（9）：48-49，71.

[3]郭濤.基于S7-1200PLC控制的自動售貨機系統設計[J].內燃機與配件，2018（3）：238-239.

[4]袁書寒，趙娟.自動售貨機的PLC控制系統設計[J].廣東蠶業，2017，51（3）：37.