基于PLC的自动售货机控制系统的设计

1、引言自动售货机是自动化时代的产物,PLC 为控制系统，该种售货PLC 仿真软件中，对系统进行仿真模拟，检测系统能否满足设计要求。并能更好的为人们提供服务，方便人们的生活。1第一章 绪论自动售货机研究的背景货机以其占地面积小，24 PLC 货机操作方便，性能稳定，销售种类丰富，在市场的销售中有着良好的发展前景。自动售货机国内外发展现状交易们还支持在线付款网上交易。国内自助售货行业起步晚，发展快，随着自动售货机的不断发展其功能也会逐渐完善，人工智能也会做的更好，目前市场上自动售货机，同时具有多种监控方式。主要由投币系统，通过货币识别器识别出货币的面值、真伪，并通过内部系统对币值进行累加，当投入的货

2、币总数大于商品售价时，可以进行商品的选择购买，购买结束后找出余额。较为先进的自动售货机在投币阶段可以进行付款方式的选择，不仅能进行投币，还可选择在移动端进行网上支付。在商品出货方式上有多种出货方式，可根据销售对象的种类设置不同的出货方式，目前较先进的是通过机械手出货方式出货，能保证物品在销售过程中不受损伤，但由于技术及成本的问题，目前市场上的售货机还没有普及此种出货方式，由于国内自动售货机行业发展时间短，与先进国家还有一段的差距。国内自动售货机在稳定性方面，销售商品的多样性还与国外有一定的差距，在管理方面也有很大的欠缺不足，不能很好的监控到售货机的状态。随着行业的发展售货机逐渐接近成熟支持多种

3、付款方式线上和线下支付，支持较大金额的支付与交易结算，根据销售商品的不同商品的出货方式也不同，根据气候地区的不同自动售货机具有制冷，半制冷，制热功能，同时具有多种监控方式。2变着人们的购物方式。变着人们的购物方式。流程如下图：选择商品选择商品投入钱币取出商品找回零钱图 1.1 操作流程图此类售货机根据选择的商品价格投入一定的货币。另一类为先投入钱币在选择商品， 操作流程如下：投入钱币投入钱币选择商品取出商品找回零钱图 1.2 操作流程图上有一定的差别。(1） 当发生交易时，货币从投币入口投入，经过货币识别器识别出货币的真伪。当货币为真时，传感器给 PLC 传送指令。PLC 接到指令把投入的钱币

4、币值累加到一起，再与商品价格形成对比，当投此种商品售空，则无法在进行此种商品的购买，此种商品的缺货指示灯亮。当某类商品可购买时，按下对应的商品按钮，就可以在取货口进行取货。售价，则还可进行购买。购买结束则可按退币按钮，进行退币结束交易。系统复位，完成售货。本课题研究的目的及意义3购物操作，多方式的支付方式，和稳定的控制系统，能为用户带来良好的体验。研究的主要内容24 出硬件组成结构。现自动售货机的功能。STEP 7-Micro_WIN SP9 编出对应功能的梯形图，调试确认无误后导出程序，在S7-200 仿真软件上，对系统进行仿真模拟以分析控制系统是试确认无误后导出程序，在S7-200 仿真软

5、件上，对系统进行仿真模拟以分析控制系统是确认系统在实际运用的可行性。4第二章 系统硬件设计自动售货机硬件结构指示灯投币硬币识别器PLC接触器电机纸币识别器按钮PLC 连接，当硬币识别器，纸币识别器PLC PLC 输出指令通过接触器控制电机进行商品的出货、退币。该自动售货机可靠性强,指示灯投币硬币识别器PLC接触器电机纸币识别器按钮2.1 硬件结构图5PLC选型设计按钮限位开关选择开关电源可编程控制器输入CPU输出模块模块模块接触器电磁阀指示灯电源图 2.2 PLC 控制系统图S7-200 S7-200 I/O PLC 055 度，宽温型S7-200 适用温度范围为-25+70 度，为自动售货机

6、复杂的销售环境提供了可能。S7-200 以其极高的性价比，在工业控制中占有不可替代的地位。图 2.3 PLC 外形图根据自动售货机的功能要求，对 PLC 进行模块化设计计数系统进行初始化。6PLC 发送指令通过累计器对钱币计数。和商品是否缺货无法购买。品。4 种产品,1 2 元的ft3 元的红茶,4 退币功能模块。当交易结束时按下退币按钮就可以退出余额结束购买。硬币的识别PLC 发送信号，进行货7纸币的识别图 2.4 硬币识别器PLC 号，进行货币的累加计算。如果钱币为假，则吐出假币，无信号输出。8电机的选择图 2.5 纸币识别器的直流电机。自动售货机出货结构场上的两种种出货机构。旋转式送出机

7、构，把出售的商品放置在螺旋轨道上，当购买时电机动作带动螺旋轨道9为抗摔抗破碎商品因此选择旋转式出货机构。10第三章 系统软件设计3.1 自动售货机工作流程图开始投币计数否币值商品值是开始投币计数否币值商品值是选择商品币值与商品差值计算否是否退币是退币计算退币结束图 3.1 工作流程图113.2 自动售货机I/O 分配表 3.1自动售货机I/O 分配表功能名称定义点符号投 1 元硬币5 元纸币10 纯净水选择按钮ft泉水选择按钮找零按钮红茶选择按钮果汁选择按钮纯净水出货 ft泉水出货红茶出货果汁出货找零纯净水绿灯（可购买ft泉水绿灯（可购买红茶绿灯（可购买） 果汁绿灯（可购买） 纯净水红灯（售空

8、） ft泉水红灯（售空） 红茶红灯（售空）果汁红灯（售空）I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5Q1.6SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8在上表中 SB1,、SB2、SB3 为货币投入模拟按钮，SB3、SB5、SB7、SB8 为相应的12SB6 绿灯亮，表示可以购买。如果商品对应的指示红灯亮表示该商品缺货无法购买。PLC外部接线图投1元投5元L+I0.0Q0.1纯净水出货I0.1投 10 元 纯净水选择按钮f

9、t泉水选择按钮找零按钮红茶选择按钮I0.2I0.3 I0.4 I0.5I0.6Q0.2ft泉水出货PLC S7-20Q0.3红茶出货Q0.4果汁出货Q0.5找零货币指示灯果汁选择按钮I0.7Q0.7纯净水绿灯Q1.0ft泉水绿灯Q1.1红茶绿灯Q1.2果汁绿灯L+Q1.3纯净水红灯MQ1.4ft泉水红灯Q1.5红茶红灯1MQ1.6果汁红灯M 1M24V0V图 3.2 自动售货机外部接线图13PLC 程序的设计钱币计数系统PLC PLC 把接收来的信号指令进行系统的处理，累加币值，当投入1 1，投入5 510 103.3 是当投入钱币，或购买商品后币值发生变化时，C1 1 I0.0 闭合，C1

10、15 M0.1 5 次C1 510 M0.3 10 次，C1 10。当发生购买后，根据对应商品的售价值其对应的控制按钮闭合，C1 的值减去对应商品的值。图 3.3 币值计数下图是当五元时，I0.1 闭合，M0.0 T51 时系统断开。14图 3.4 多元投币梯形图M0.0 T51 T52 M0.1 输出一个信号，同时T53 T52 T51 M0.1 5 次，C1 的5T51 的值就可完成其它多元的投币。15商品购买系统I0.3 就可购买此商品，然后C1 T57 开始计时，M1.3 常开触点闭合，当计时结束后，M1.3 Q0.1 输出，电机工作商品被抛出。16图 3.5 商品的购买出货17图 3

11、.6 商品差价计算当按下购买按钮后，T57 T58 也开始计时，0.5S T59 开始计时， T58 M0.4 0.5S T59 C1 T57 一次输出，C1 1。商品计数系统自动售货机内商品一次存放的数量都是有限的，当自动售货机内的商品销售缺货时， 则无法再进行此类商品的购买。以下是纯净水数量的计数，每发生一次购买 Q0.1 闭合一次，商品数量减少一次，当购买五次后，则无法再进行购买，需要补充商品。3.7 商品计数18商品可购买显示闭合商品可以购买。缺货显示系统图 3.8 商品可购买显示当商品被多次购买后，C2 0 C2 常闭触点断开，常开触法进行购买，商品可购买绿灯不再显示。图 3.9 商

12、品缺货显示19找零系统当购买结束后，按下找零按钮 I0.5，Q0.5 闭合，找零电机动作，即可把余额退出。图 3.10 退币找零系统20第四章 仿真模拟仿真软件的操作设置学习 PLC 最有效的手段就是手动编程和上机调试,由于一些条件的限制缺乏实验条件,S7-200 S7-200 的大多数指令和功能，PLC 进行仿真模拟，并确认系统的正确可行性。CPU 的型号，CPU224CPU 的右边是拓展模块， I/O S7-200 的程序代码，程序编译成功后，在编程软件中导出文件，将程序转换成扩展名为“awl”的文本文件。打开仿“程序”中选择“装载程序”部指令和功能，单击工具栏的“运行”RUN 模式，此时可对程序进行监控。4.1 仿真软件的设置21系统仿真在系统的仿真中，系统处于RUN C1 0。图 4.2 投币计数系统模拟图 4.3 一元投币计数22I0.0 投币按钮后，I0.0 C1 15 元投币按钮后，I0.1 常开闭合，M0.1 输出，C1 5。图 4.4 多元投币计数当投入的钱币大于等于商品售价时商品可购买指示灯亮。图 4.5 商品可购买提示23当商