基于PLC的自动售货机

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摘 要：本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，以一次交易过程为例，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程.

关键字：PLC；自动售货机；仿真实验；优化系统

中途分类号：TH692.6 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.06.009

本文著录格式：[1]严元，於磊.基于plc的自动售货机 [J].软件，2013，34（6）： 27-28

0 引言

本文设计自动售货机的工作过程是：首先由顾客按下商品选择开关，然后顾客投入硬币经过光传感器感应识别硬币，投入硬币的面值和剩余值由PLC驱动数码管显示。如果是无效硬币，则使继电器打开阀门，将无效硬币退出；如果是有效硬币，则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮存箱，并经硬币识别传感器将信号送给PLC。最后经顾客选择，同时PLC控制，使PLC的输出口上有相应的信号输出。如果发生商品缺货、售货机遭损情况之一，系统就向远程控制器报警。

1 设计要求

1.1本机销售商品价格：矿泉水——1元，面包——2元，果汁——3元，假定数量有限。

1.2每次投币时间有限制，如果顾客投入硬币在限定的时间内（2分钟）不按任何按键，自动售货机将退还所投硬币；

1.3当投入硬币的总值等于或超过物品价值时，对应的物品指示灯亮绿灯；按下相应的按键，相应的物品排出，同时指示灯绿灯闪烁；

1.4如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时，自动售货机会自动将余款退还顾客；当顾客成功购买完一件物品后20秒无操作，自动售货机会自动将余款退还顾客；

1.5如果顾客投入硬币后又不想买物品，按下退款按键，自动售货机会自动将余款退还顾客；

1.6当物品不足时，对应的物品指示灯亮红灯，顾客按下相应的按键无反应（不出物品，不减余额），并向总部发送所缺物品。

2 总体思想

自动售货机内有三种商品：矿泉水、面包和果汁，在售货机面板上设置一个取货按钮X1。当顾客按下取货按钮，根据计数器C1，C2，C3，C4的逻辑关系来判断，投了几个币，该给什么商品。Y1，Y2，Y3分别是不同货物的出货口。Y4是超过3元的退币口。出货的逻辑关系是：Y1=C1*C2（非）Y2=C2*C3（非）Y3=C3*C4（非）Y4=C4出货有两秒的延时，延时完毕后。将四个计数器清零。如果在顾客投币120秒后，没有按取货按钮。系统将自动将所投的硬币退出。在系统出货（即延时期间），有投币的动作时，将其视为非法，系统进入非正常退币程序。等出货延时完毕后，退币。Y5为非正常程序的退币口。

3 硬件设计

自动售货机是用户直接面对的终端界面，主要实现功能为：

1）货物存储和出货，自动售货机将销售商品存储其中。

2）无线数据交换。自动售货机具有无线通信功能，可以和现有的GSM/CDMA网络进行对接，接受网络侧发起的各种无线通信连接，也可以主动向GSM/CDMA的网络发起连接。通过无线数据交换可以实现售货机的无线远程控制，并可以实时获取售货机当前系统状态和销售情况，从而实现整个业务的交易流程可控。自动售货机支持的无线通信方式包括：SMS、USSD、GPRS和CDMA 1X。其运行如图1：

4 整体运行梯形图及程序调试

在调试系统控制程序时，所有的输入信号均用开关信号和复位按钮来代替，所有的输出均用指示灯来表示。调试时，首先按控制系统PLC接线图完成硬件接线，并仔细检查接线是否有误。

首先将PLC控制程序写入到PLC机器中，再选择监控状态，使PLC处于“RUN”状态，然后逐一按投币感应器（即硬币识别机构用复位按钮信号来表示硬币的输入），观察有没有进行累加币值；或按选择按钮，观察输出指示灯是否按预计效果闪灭（即显示商品选择提示、商品送出、送出时间和退币提示），并通过监控状态观察程序的运行过程及输入输出信号、内部描述实际出现的问题及解决方案。要对照设计控制要求，逐一检验设计功能是否能有效的实现，并对程序进行改进和完善。

5 流程图

（图2）

6 自动售货机仿真

若程序编写好后无法验证正误，实际效果难以验证，而仿真实验是解决这一问题的理想方法。本次自动售货机的仿真，首先配置CPU的型号，为了自动售货机的仿真方便好看，我们选用CPU224，扩展模块我们选用2个8点输入8点输出的EM223（8I/8Q。

接下来将梯形图程序编译导出，在仿真软件中把导出的ASCLL文件导入仿真软件，开启仿真软件就可以仿真。

参考文献

[1]程周.可编程序控制器原理与应用.北京：高等教育出版社，2003

[2]廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社.2005.1～127