基于PLC自动售货机控制系统设计研究

基于 PLC自动售货机控制系统设计研究

程道荣

海南省技师学院，海南省海口市， 570203 程道荣，男，汉族，籍贯：广西合浦 生于： 1984-07，职称：讲师，本科学历，研究方向：主要从事 PLC控制。

摘要：现阶段，自动售货机凭借着自身快捷、方便、不受场地限制、二十四小时售货等诸多优势，在学校、小区、医院、商场、车站等地得到了大范围的应用。本文主要针对基于PLC的自动售货机控制系统设计研究进行分析，然后基于此，研究了一系列设计情况，以供参考。

关键词：PLC自动售货机；控制系统；设计

前言：随着现代化科学技术的不断发展，自动售货机得到了大范围的应用，为公众生活、出行都提供了极大程度的便利。自动售货机可以售卖卡、证、票、饮料、包装小产品等。随着公众生活节奏持续加速，以及市场经济的繁荣发展，自动售货机作为自动化服务设备的代表，对其系统设计进行研究分析，就目前现状而言，拥有极其重要的现实意义。

1 基于PLC的软件系统设计

1.1 商品购买系统

自动售货机上会标明商品售卖的价格，只要投入商品相应的币值，商品下方的指示灯就会点亮，之后按下机器上的选择按钮，出货框就会自动弹出相应商品，与此同时，消费显示窗口就会自动显示，已经消费完成的金额、剩余钱币，接着系统会对余额及机器中的系统价格进行比对、分析，评判剩余余额是否可以购买余下其他产品。

如果剩余余额可以购买其他类型的产品，那么相应产品下方的指示灯就会自动点亮，否则灯就不会点亮。

1.2 钱币记录系统

顾客在自动售货机上购买商品时，每投入一次钱币，系统就会自动对钱币进行真伪鉴别，之后再向PLC发送计算钱币的命令。如果发现有假钱币，感应器不会对PLC下发积累钱币的命令，与此同时会自动弹出假的钱币。相反，如果投入的钱币在经过真伪鉴别之后确定全部为真钱币，PLC就会自动向感应器发送指令，要求感应器对投入钱币进行累计，之后PLC就会自动将接收到的货币数据进行累加，然后存放到寄存器中。

1.3 价格比对系统

价格比对操作贯穿于整个购买周期，只要显示余额高于某种商品的价格，就需要输出一个相应的信号，向购买人员作出提示，表示其可以继续购买。钱币投入完成之后，系统会将寄存器中的钱币数据及已经购买完成的物品价格进行比对。比如，售货机中商品最低价格为3元，购买人员投入低于3元的钱币时，无法购买商品的指示灯会点亮，就表示购买人员投入的钱币无法对商品进行购买，此时购买人员可以选择退掉钱币或者继续投入钱币；其中，投入3元或高于3元的钱币时，饮料指示灯会点亮，此时就表示购买人员可以购买饮料或者退掉硬币；与此同时，购买人员投入高于5元的硬币时，售卖机中的零食选择指示灯就会点亮，而投入10元以上时，售货机中的咖啡、花茶等选择指示灯就会点亮，此时亦表示可以选择购买商品亦或是退掉钱币。

1.4 报警系统

购买人员在购买商品时，如果投入的钱币不足，或者识别器检测到了假的货币，系统就会自动发出报警。此时如果选择购买按钮，会弹出报警窗口，并同时显示余额不足请及时投币，亦或是显示货币余额。

1.5 退币系统

购买人员在购买完全部商品之后，可以选择按下退币按钮，退回自己剩余的货币按钮，按下之后，系统感应器会自动工作，并对钱币数量进行计算之后，退还给购买人员，操作完成之后，即表示整个购买流程完成。

2 自动售货机的主要功能以及硬件构成

2.1 自动售货机的功能以及主要工作流程：

1.货币在投入投币口之后，光电传感器会对货币数据信息进行采集，甄别货币的面值以及真伪。

2.之后将获取到的相关信息，向通信模块进行传递，PLC主要控制系统用来对通信模块所发送的有关信息进行接收，主控系统会对货币的面值进行合理显示，之后系统面板的按键就会自动启动，显示售货机货到存货情况，哪些有货、哪些已经售完，等待购买人员按下按键，对商品进行选择购买。

3.自动售货机会自动将商品弹出，之后等顾客将购买完成的商品取出。

4.顾客取出商品之后，售货机会自动显示货币的余额，如果余额足够，顾客就可以继续对售货机中的其他商品进行购买，或者直接找零；如果余额不足、暂时不想再购买其他产品的时候，可以选择延时退币。

5.系统就会自动复位，完成整个售货流程。

6.顾客在选定商品之后会投入钱币，如果投入的钱币面值不足，或是系统甄别出有假币，系统就会自动发出报警提示。

2.2 系统硬件构成

系统硬件主要由PLC主控系统、数据采集模块、识别模块、通信模块等4个模块共同构成。系统结构简化框图如图2-1所示。

图2-1 自动售货机的硬件系统简化构图

3 系统运行以及调试

PLC程序写入完成之后，首先需要对其进行仔细检查，如果发现错误及时修正。用户程序需要事先在实验室中继续进行模拟以及调试，不用对PLC具体负载进行连接。按照功能表图可以用按钮或者开关，对反馈信号进行模拟。在调试期间要全方位思考，有可能发生的各种不同状况，针对系统在工作中的不同方式，以及每个功能表中的支路，或者有可能发生的路线都仔细进行检查，不可以有丝毫泄漏。如若发现问题，必须迅速进行调节，修改梯形图，直到确定所有状况下的输入、输出量，相互之间的关系都能够符合有关要求才能终止。

如果程序中有一些定时器的设定数值太大，为了减少调试所花费的时间，可以在开展调试工作时人为将其降低，调试模拟工作完成之后，再将其调回原本设计的具体数值。在开展模拟调试以及设计工作时，可以同时对控制柜、控制台进行设计以及制作，亦或是安装其他的零部件或者接线等诸多工作。

模拟调试工作全部完成之后，需要在现场进行调试，首先需要联机进行总体调试，调试期间系统有可能在接线、执行器、传感器等层面出现不同的问题，亦或是梯形图、PLC外部接线图等在设计层面发生问题，一旦发现问题，必须迅速对其进行解决以及调整。如若调试无法符合用户的具体需求，就需要对于软件、硬件设计环节作出合理调节，通常情况下只需要简单的对程序进行修改，就可以呈现出一个极好的效果。经过现场调试之后，需要再适应一段时间，之后才可以正式投入到实际应用中。

结束语：综上所述，日常生活中时常会见到自动售货机，虽然自动售货机表面看起来结构较为简单，但是深入分析就会发现，内部架构极其复杂。文章主要针对基于PLC的自动售货机控制系统展开分析以及研究，并对系统功能、架构、软件、模块的设计和实现进行了论述，且经过实验论证之后，证实了系统的可行性以及操作性。

参考文献：

[1]李家学,孙承帅.自动售货机的自动化控制系统设计[J].环球市场,2019,(031):389.

[2]王丽睿.浅谈自动售货机的自动化控制系统设计[J].汽车世界,2019(20):1.