基于PLC及组态王的自动售货机监控系统设计

2012-06-23聂虹

电子科技 2012年12期

聂虹

(福建农林大学机电工程学院，福建福州 350002)

自动售货机作为自助服务领域中的一员，被国内外该领域厂商不断研究改进，并得到广泛应用。自动售货机是根据投入的金额自动售货的机器，是商业自动化的常用设备，其不受时间和地点的限制，可节省人力、方便交易。传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心，不仅需在输入输出接口上做大量的工作，且系统的抗干扰性较差。PLC的应用面广、功能强大、使用方便，已被广泛应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中［1］。自动售货机作为完成商品零售和综合服务的独立设施，要求其结构必须可靠、稳定且执行率高。文中介绍了一种使用 PLC实现的自动售货机控制系统的硬件和软件设计［2－3］。

1 自动售货机控制系统的控制要求

售货机能销售3元/瓶的可乐和5元/瓶的咖啡两种饮料，具有金额显示、金额累加、自动售货、自动找零等功能，可接受1角、5角、1元共3种硬币。控制系统流程如图1所示。

图1 控制系统流程图

2 PLC选择及硬件设计

2.1 PLC机型的选择

该系统是一个小型控制系统，PLC选型主要取决于控制系统输入、输出开关信号的数量，根据自动售货机的控制要求，输入点为7点，输出点为11点，同时考虑到I/O扩展，即选择了性价比较高的西门子的24点主机CPU224XP，其中输入点为14点，输出点为10点。有7个扩展模块，配有内置时钟，并具有更强的模拟量和高速计数处理功能。I/O扩展模块选择一个输出扩展模块EM222，其有4个相互独立的输出点［4］。

2.2 自动售货机I/O点的分配

在确定PLC的机型后，即可进行该控制系统的硬件接口设计。考虑到编程简单、检查方便和接线操作便捷等因素，文中编制了控制系统的输入、输出 I/O地址分配表，如表1所示。

表1 输入输出信号地址分配表

3 PLC程序设计

PLC程序设计思路如下:

(1)编写硬币计数程序，计算硬币的总面值并保存。

图2 硬币计数程序

(2)编写数码管显示程序，可显示投入的金额。

图3 显示程序

(3)编写汽水和咖啡指示灯程序，判断金额是否充足并点亮相应的指示灯。

图4 咖啡指示灯程序

(4)编写售货程序，当金额达到购买相应货物时，可选择物品，并且编写指示灯点亮的时间。

图5 售货程序

(5)当购物完毕时，执行找零程序。

(6)编写报警程序，金额不足时，相应指示灯点亮报警。

(7)系统复位。

4 上位机监控系统的设计

组态王软件以优越的性能、纯中文界面、编程风格简单、实时性能强且与其他应用程序交互方便、易调试等优点，在工控领域得到了广泛的应用［5］。该监控系统采用King View 6.53工控组态软件开发实现，其设计开发包括自动售货机监控体统的通信设置以及构建过程数据库、组态监控面设计与编程等方面的内容［6］。