一種自動售貨機PLC控制系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)設(shè)計。針對自動售貨機的需求和特點，利用西門子PLC實現(xiàn)對自動售貨機的控制，系統(tǒng)適應(yīng)型強，簡單、易于維護。

關(guān)鍵詞：PLC;自動售貨機;控制系統(tǒng)設(shè)計

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

1 引言

隨著社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)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(yōu)點表現(xiàn)在不受時間的控制，可以實現(xiàn)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(tǒng)的設(shè)計。

PLC是以微處理器為核心的、高度集成的通用工業(yè)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(shù)，具有可靠性高、功能完善、組合靈活及編程簡單等優(yōu)點，已被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)的各個控制領(lǐng)域，成為工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱技術(shù)之一。自動售貨機是商業(yè)自動化的設(shè)備，目前國內(nèi)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(shè)計，其實現(xiàn)的功能為：自動售貨機能夠識別用戶投入貨幣的數(shù)量，根據(jù)錢數(shù)多少辨別能夠購買的商品的種類，能夠根據(jù)用戶選擇的按鈕，正確地投出相應(yīng)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(jié)束后能夠回到初始狀態(tài)。

2 自動售貨機的控制要求分析

根據(jù)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(shè)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(shù)少于2元時，余額不足顯示燈亮，顯示余額不足;當(dāng)錢大于5元時，灌裝可樂指示燈亮，當(dāng)錢大于等于10元時，灌裝咖啡指示燈亮。（5）按下選擇開關(guān)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(tǒng)停止。

3 PLC選型

西門子公司S7-200系列的PLC應(yīng)用領(lǐng)域從更換繼電器和接觸器一直擴展到在單機、網(wǎng)絡(luò)以及分布式配置中更復(fù)雜的自動化任務(wù)。S7-200系列的PLC采用整體式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)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(nèi)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(jù)控制要求，選用主機規(guī)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(wǎng)絡(luò)控制方案，即每一個工作單元由一臺PLC承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC之間通過RS-485串行通信實現(xiàn)互連的分布式控制方式。

4 自動售貨機的PLC控制系統(tǒng)的I/O分配

根據(jù)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(jù)設(shè)計的I/O分配表進行程序設(shè)計，部分程序如圖1。

6 程序的調(diào)試

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

（1）檢查實驗設(shè)備中器材和程序調(diào)試。（2）按照設(shè)計的I/O分配表完成PLC與實驗?zāi)K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(jù)提示的信息進行修改，直至程序無誤。打開PLC主機電源開關(guān)，進行通信，選擇CPU，下載程序。下載后，將PLC的“RUN/STOP”開關(guān)選擇為“RUN”，并崔程序進行監(jiān)控。（4）對照設(shè)計的控制要求，按下相應(yīng)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(shè)計邏輯要求。（5）重復(fù)（4），反復(fù)運行程序，不斷修改，直至實現(xiàn)控制系統(tǒng)的所有要求，從而實現(xiàn)自動售貨機的控制。

7 結(jié)束語

本次設(shè)計了一種自動售貨機的PLC控制系統(tǒng)程序，經(jīng)反復(fù)調(diào)試能夠滿足設(shè)計要求。對于自動售貨機調(diào)試和控制更多種商品時，具有一定的參考價值。應(yīng)用PLC實現(xiàn)對自動售貨機的控制，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，造價低，應(yīng)用方面，已成為工業(yè)自動化發(fā)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(yīng)用基礎(chǔ)（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016（04）.