基于PLC的自动售货机控制系统设计

金薇

摘   要：该文以基于PLC的自动售货机控制系统设计为主要研究课题，在硬件选型上采用三菱FX2N-48MR系列PLC作为系统的核心控制模块，在系统的硬件设计上，从选择PLC的型号、输入输出的I/O点、货币识别的原理以及各个电路等方面进行设计。在系统的软件设计上，对系统的各个控制程序进行分析，以确保设计的自动售货机控制系统达到设计要求，并有着一定的实际应用价值。

关键词：PLC;自动售货机;控制系统

中图分类号：TP273            文獻标志码：A

1 自动售货机控制系统硬件设计

1.1 PLC选型

对比各类型的PLC，该设计选用三菱FX2N-48MR系列PLC，综合其系统功能，其能够很好的满足设计要求，模块化的结构可以根据实际需要灵活组装。PLC最多有4 096个输入和输出点，内部存储程序容量可以达到252K步，扩展后可以达到32M，主命令处理速度可以达到34 ns，甚至Q系列PLC可以在一块板上组装多个CPU模块。CPU模块之间的通信可以立即或定期进行。其分别通过命令控制和自动更新来实现，系统处理速度得到了进一步提高[1]。

1.2 输入输出I/O点定义

I/O（输入/输出）单元是PLC系统的重要组成部分。输入/输出单元是PLC与工业领域之间的接口。现场信号通过I/O单元连接PLC。PLC控制器通过端口I从系统中接收传感器信号，并通过端口O将各种命令发送到驱动器。表1显示了I/O模块的具体分布情况。

1.3 系统各模块电路设计

1.3.1 主电路接线图设计

自动售货机自动控制系统选择三菱FX2N-48MR系列PLC，其通过TC变压器的次级绕组供电。在输入回路部分，7个输入端子X000～X006利用SB1～SB7环绕公共COM端子[2]。在三菱FX2N-48MR系列PLC的输出电路中，Y000～Y003拆分COM1，Y004～Y007拆分COM2，Y010～Y013拆分COM3，Y014～Y017拆分COM4，Y020～Y027拆分COM5。因此，COM1和COM2互连，PLC端子“L”通过FU3保险丝连接，Y000～Y005端子通过KA1～KA5和KM连接到PLC端子“N”。LED数字管和HL指示器的标称电压为24VDC，因此COM3、COM4和COM5互连并连接到PLC端子“24+”。将Y010～Y023连接到负载，然后连接到PLC端子“PE”。

在高电流控制的220VAC频率和主PLC控制器的输出电路中，变压器用于电源和电气隔离。图1为自动售货机的电气控制系统示意图。

1.3.2 电气控制回路部分

根据自动售货机系统输出端口功能的分布，使用主PLC控制器输出相应的控制信号，实现自动售货机每个站点的电磁阀调整。PLC分析决策之后，输出控制信号作用于与自动售货机端口对应的电磁阀上，以此来控制这个部分的操作。从图1中可以看到，7个控制交货过程的电磁阀连接各个端口。

1.3.3 伺服控制部分

伺服控制部分在整个设备的高效运转过程中处于举足轻重的地位，伺服模块由FM354定位模块、伺服驱动器SIMODRIVE 611、伺服电机等组成。

2 自动售货机控制系统软件设计

由于自动售货机的控制系统中受控元件较多、运行比较复杂，因此进行安全性编程十分重要，应重点编写自动售货机系统的PLC控制程序[3]。

系统具有3个投币按钮SB0、SB1、SB2分别对应于0.5元、1元、5元，任意按下一个按钮，系统会接收相应的货币加法指令并统计总值。投币部分梯形图如图2所示。

寄存在D200中的货币金额和商品的单价进行比较，如果在程序第66步中，寄存器D200中的数字>25，则M2得电，按下选择按钮SB3推可乐电磁阀推出可乐，减指令计算出所找零钱退币。

退币键为X7，只要机器内的货币总额不等于零，此时按下X7就可以退币，在退币前系统会比较货币的值。退币找零与计时器部分梯形图如图3所示。

3 结语

该文详细设计了基于PLC的自动售货机控制系统，基于FX2N-48MR系列PLC，通过深入分析该系统的原理，与各种开关电器、电磁阀等硬件相互配合，从而完成了自动售货机投币取货和自动出货的自动控制程序设计[4]。通过该次设计，使我们对自动售货机控制系统的实现有了清晰的认识和了解，对PLC在自动控制领域的应用有了深刻体会。由于笔者自身能力不足，加之相关资料的缺失，导致该文的研究还不够深入详细，在后期还有待进一步完善。

参考文献

[1]王晓丽.一种基于PLC的自动售货机系统的设计[J].集成电路应用，2019，36（2）：74-75.

[2]秦冲.一种基于PLC的自动售货机控制系统设计[J].轻工科技，2018，34（9）：48-49，71.

[3]郭涛.基于S7-1200PLC控制的自动售货机系统设计[J].内燃机与配件，2018（3）：238-239.

[4]袁书寒，赵娟.自动售货机的PLC控制系统设计[J].广东蚕业，2017，51（3）：37.