智慧校园自动售货机PLC控制系统的设计

林永鑫 张博 辽宁锦州渤海大学工学院

智慧校园自动售货机PLC控制系统的设计

林永鑫 张博 辽宁锦州渤海大学工学院

本文主要是描述了自动售货机中PLC的运用，本文阐述了相关的设计思想以及编程方法等。针对该系统进行了详细的介绍，同时根据具体的教学应用，得到了十分重要的经验，PLC的运用有着重大的理论意义与实践意义。

PLC 自动售货机 编程方法

现今社会的不断发展以及随着社会的飞速进步，在众多的领域中自动化的运用也更加地普遍，自动售货机在公共场合中充当的作用是商业机械。同时自动售货机在日常生活中有着十分重大的作用，比如商品、饮料以及日常用品的购买等等。自动售货机使得了商品需求化得到了很大的展现，另一方面商品向超级市场、百货公司以及便民店方向进行发展，将售货机和消费者之间形成一种自动售货的形式。通过自动售货能够让人们体会到很大的便捷。PLC的核心是CPU，将通信技术与计算机技术相互结合起来，从而实现自动控制装置，该装置是实现工业控制重点内容之一。PLC实现原理与计算机是十分类似的，同时能够基于系统程序下，借助于应用程序的运行从而实现用户任务。然而根据PLC的特征，当任务确定以后，PLC就成功和专用程序进行相互连接最后形成了专用机，所用到的工作方式是循环扫描，该方式在管理系统工作任务的时候以及执行应用程序的过程中都起到了很大的作用。为了进一步熟悉了解PLC，本文主要是侧重描述了自动售货机中PLC的运用以及系统设计。

一般情况下，通过现实生活的自动售货机生产的商品包括了多种多样的，本文设计实现的自动售货机主要是购买散装饮料。售货机的仿真实现是用到了FX-2n技术。输入部分包括的按键由3个部分组成，每个按键对应着具体的操作功能。其中的输出部分指示灯有4个，分别是传动电机有2个，数码管也有2个。其中的存贮器是可编程的，主要的目的是为了进行逻辑运算、算术运算以及计数等，同时输入和输出的实现需要借助于数字以及模拟，从而将所有的生产过程进行控制。

1 自动售货机

自动售货机的特点体现出的是更加的灵活，文明以及创新性极高，而且自动售货机的主要功能是计算所投入的货币，同时按照投入货币数目对商品购买的权限进行判断，另外针对这些权限也做出对应的反映。所以，售货机可以对自动售货机中的物品进行辨认，可以计算用户投入的货币值大小，另外当用户需要购买商品的时候，可以通过点击购买商品的按钮实现，按照用户所给用户的货币的数目的不同，从而将物品从出货口中取出，当顾客将商品取出来的时候，交易就结束了。基于PLC的售货机的功能具体包括了对货币的识别作用，以及传送货物与货币的过程。

本文实现的自动售货机流程是第一步先由用户进行物品的选择，接着投入相应的货币，货币会通过光传感器，硬币会通过光驱进行驱动，当投入的硬币是无法识别的时候，就会自动退出，当货币是真的时候，硬币就会投入到其他的贮币口里面，同时传感器对货币进行了识别处理之后就可以把信号发送给PLC，用户进行选择，PLC进行控制，在相应的输出口地方会有对应的信号输出，同时如果在货币的储存中没有剩余的货币货值是售货机受到了损坏等等外在影响的时候，那么这个时候系统就会启动报警机制。基于PLC的自动售货机控制系统的系统总体结构图如图1所示。

图1 系统总体结构图

2 可编程序控制器

在进行PLC控制的论述过程中，在设计电气控制的过程中选择了基于PLC以及基于单片机两种方式，然而考虑到该系统所输入的电压值不是很稳定，所以单片机的核心MCS-51容易出现温度过高，导致爆裂的现象，同时PLC能够完成控制操作，另外其特点还具体包括了高可靠性，强干扰性，以及易编程等操作。因此按照使用自动售货机的相关需求，本文设计的系统重点是用到了三菱PLC，这个控制装置在自动售货机系统中起到了很大的作用。硬件接线图如图2所示。

3 PLC设计步骤

按照具体的设计需求，对系统的控制进行分析，完成PLC的输入点以及输出点的分配工作；接着将对应的硬件接线图绘制出来；完成梯形图程序的设计；将对应的指令程序表写出来。

①系统比较：当所有的货币都已经成功投入使用之后，系统就会比较物品的价格和D41中钱币的数量，当发现用户投入的钱不够物品的实际价格得时候，D2的指示灯就会出现闪亮，提示用户需要投入钱币，用户也可以此时选择退出系统。如果投入的钱币数目是就会出现停止闪烁的现象。

图2 硬件接线图

表1 I/O的分配内容

③供应饮料系统：如果当选择按钮按下的时候，就会启动对应的D3或D4按钮。当输出饮料输的时候，货币的数目就会进行减法运算。如果饮料在输出的整个过程时间是超过了9秒，那么就会停止操作。

④退币系统：如果当顾客饮料购买过程完成之后，剩余的钱币可以通过退币按钮实现。用户可以在D11处接收到所退出的货币数目。

I/O的分配主要内容如表1所示。

4 系统示意图

本文设计的自动售货机主要的组成部分包括了饮料以及矿泉水两种，其中在饮料以及矿泉水出口的地方表示的是电磁阀的控制部分。系统的简单示意图如图3所示。

通过程序的调试和相关的实验结果能够得出：这个系统程序可以很好地演示该系统，对PLC控制程序进行修改，从而能够选择多种销售种类以及销售方式，另外也给自动售货机的研究创建了一种模拟的环境。通过完成了调试之后，系统就可以稳定地进行操作，从而完成教学的目标，从一定程度可以帮助电工或者是机电专业的学生掌握更多的知识。

结语：本文主要实现的自动售货机程序，在一定程度体现了自动售货机的功能以及相关的结构。实现的效果很明显，同时有着极强的操作性，另外建立模型中用到了PLC技术，从某种程度上而言可以运用到真实的模型里面种，通过设计出新的软件，从而增强调试的成功率，为学生创造一个很好的学习环境，运行的方式不同，那么模拟实现的操纵也不同，改善了教学模型单一性以及教学的局限性，从而也给教学以及科研创造了一个很好的实验环境，也有着一定的实用意义。大于2元的时候，饮料的指示灯D0就会出现闪亮的现象。如果投入钱币的数值是大于3元的时候，饮料与矿泉水之间就会出现闪亮，这个时候能够对饮料进行选择，也可以选择退出操作。

图3 系统的简单示意图

②选择系统：电路比较分析之后，就可以进行选择的操作，如果按下的按钮是饮料或者是矿泉水的话，那么对应的指示灯就会以1秒作为周期从而出现闪烁的现象。如果当供应完对应的饮料之后，

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