基于PLC的自動售貨機控制系統設計

任新海 李樺芃

摘要：隨著技術的不斷發展，PLC在項目中的應用是巨大的，并且PLC在各個領域中，將有更好的發展。我國人口非常多，無人機器在人們的生活中起著越來越重要的作用，從長遠來看，它有一個巨大的發展空間。

關鍵詞：自動售貨機;PLC;MCGS

城市公用事業是建立城市材料文明和精神文明的最重要的物質基礎。自重新開放以來，我國的公共基礎設施取得了突出的成就。進入數字信息時代后，使用智能電子公共設施更受歡迎，尤其是自動售貨機，在主要購物中心，學校和車站等公共場所的出現更多。隨著經濟的發展和國際化進程的加快，無人售賣機在中國的發展和普及成為必然趨勢。然而，自上世紀90年代無人售賣機引進我國以來，無人售賣機的保有量僅為20多萬臺。根據國外發展經驗，可以說中國的自動售貨行業正在處于一個快速發展的階段。隨著便利店租金成本和人力成本的提高，在中國自動售貨機市場分布極不均衡的大背景下，行業發展逐步從東南沿海發達區域向中西部，一線城市向二、三線城市發展。根據要求，設計并開發基于PLC的自動售貨機控制系統具有非常重要的研究意義。

1.自動售貨機的總體方案

1.1自動售貨機的空間結構

一般自動售貨機內部主要包括電路，計算機控制系統，商品存儲，機械傳輸等，可確保自動售貨機的各種外部結構。當你需要購買某種飲料時，電機會驅動彈簧轉動彈簧，轉動飲料，落入通道，滑到提取物。飲料的存儲在存儲的模型中固定到每個彈簧間隔，并且每個飲料與彈簧間距尺寸匹配，不會自動掉落。

1.2自動售貨機的特點

自動售貨機分為投幣、價格比較、選擇商品和退幣四個過程;可把自動售貨機工作過程分為5個狀態：啟動狀態、投幣狀態、可購買顯示狀態、購買狀態和退幣狀態。

2.自動售貨機控制系統的硬件設計

無人售貨機硬件部分的設計主要有兩個方面，一種是控制部分的選擇。控制部分的選擇主要有兩個方面，一是PLC，再就是貨幣識別器。另一種是主電路的硬件選擇，根據I/O分配表選擇PLC并設計外部接線圖。最后，選擇自動售貨機上的主電路部分硬件，選擇自動售貨機的識別功能，選擇貨幣識別器。

2.1PLC選型

有多種控制模式可供選擇，不同的控制模式適合不同的場合，各有所長，通過各自的優缺點分析，PLC是本次設計的最佳選擇。選擇FX2N-64MR。因為PLC的輸入端內部本身有24V的電源，所以輸入部分不用外接電源，而在輸出端需要外接電源。各種指示燈和接觸器可以用同一個電源，因此，不用將各個輸出分開個供電。選擇的電源是根據電動機的額定電壓選的。雖然PLC輸出端有多個COM口，但由于各個點所接電壓相同，所以，圖中未顯示所有的COM口。確定PLC類型，完成每個點的分配，并且PLC接線圖如2-1所示。

2.2自動售貨機電機選型

自動售貨機上有多個電動機，在飲料的輸出部分，是由電動機帶動彈簧旋轉一圈將飲料轉出，每種飲料輸出都要有一個電動機驅動，因此，需要選擇適當的電動機。但是在自動售貨機上使用的電動機一般功率不大，像小罐的飲料自動售貨機一般使用額定電壓為12～24V，額定功率為3W。但是要使用直流減速電機，這樣可以增大扭矩，使飲料的彈出得到保證。雖然現在一般使用的電動機大部分為交流電機，但在自動售貨機上，售貨的時間很短，因此需要在很短的時間內啟動，也需要在很短的時間內制動，交流電機不能滿足這些要求，因此使用直流電動機比較好。由此畫出主電路圖圖2-2所示。

3.自動售貨機控制系統軟件設計

完成硬件設計后，需要進行軟件的設計實現系統的功能。首先完成自動售貨機的梯形圖，然后對梯形圖調試，最后，MCGS組態軟件仿真。

程序部分可分為5個部分。分別為：啟動部分、投幣比較部分、可購買顯示部分和飲料選擇部分、貨幣相減部分和退幣部分。

因為在軟件中沒有自動售貨機所用的圖片，因此要先建立圖片。打開MCGS組態環境后新建工程。在新建的工程中點擊用戶窗口，然后點擊新建窗口0，選中窗口0，點擊鼠標右鍵選擇屬性，在窗口名稱處更改名字為自動售貨機。設計好自動售貨機的格局，點擊動畫組態按鈕，開始創建畫面。回到動畫組態界面，點擊工具箱中的位圖選項，在自動售貨機窗口中畫大小合適的位圖，選中畫好得位圖，點擊右鍵選擇裝載位圖，存放制作圖片的文件夾，將圖片加載進去。以此方法將8種可選飲料的圖片做好。接下來為各種飲料配置按鈕，選用工具箱種的標準按鈕，畫好按鈕后雙擊該按鈕，更改按鈕標題即可。工程中所用的燈可以在工具箱中的插入元件中選擇。根據設想，調整各個部分的位置，最后做出效果圖。

4.總結

本設計通過程序的自鎖與互鎖，能夠正確的做出判斷，給出結果，設計出的自動售貨機裝置簡單、易操作，結構線路設置容易，耗能低，能夠滿足在一些商店和工廠無人售貨的需要，老人和孩子都能夠運用。缺點是售貨品種較少，自動售貨機容量較小，識別的錢幣種類也有些限制。沒有顯示器顯示所投入的錢幣總值。

一個平常看似簡單使用方便的自動售貨機，其實并不是那么容易就做成的在此過程中不斷的學習改進，從中學習到好多有用的知識和經驗。此次設計的自動售貨機還有很多地方不完善，比如沒有貨幣顯示部分，識別的幣種也比較少。這種售貨機適合放在工廠或學校的餐廳。短時間人流比較大的時候，它可以起到很大的作用，而且，服務范圍不大，離工作人員的視線范圍比較近，許多突發性問題都可以向工作人員反映。

參考文獻

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