基于PLC的自动售货机系统设计

四川自贡市高级技工学校 四川 自贡 643000

一、前言

自动售货机(Vending Machine)起源于公元前215年的古埃及,当时用于人们在神庙里用金币购买圣水。19世纪70年代,自动售货机在美国、日本迅猛发展,如今已成为世界上最大的现金交易市场。作为一种前卫的零售方式,自动售货机已在45个国家广泛普及。据统计,全世界每年通过自动售货机销售商品的总额已达2000亿美元。

二、西门子S7—200PLC简介

S7—200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容[1],从而使它能够监视输入状态,改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7—200成为各种控制应用的理想解决方案。它集成24输入/16输出共40个数字量I/O点,有I/O扩展能力。拥有10KB字节程序和数据存储空间,4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出以及1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。

三、自动售货机的基本功能

售货机的基本功能是对投入的货币进行运算,并根据货币数值判断是否能够购买某种商品交易。由此看来,售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算以及在退币时的除法运算,这是它的内部功能。还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的销售、退币功能。

自动售货机PLC控制的工作要求

a.此售货机可投入1元、5元、10元钱币。

b.所售饮料标价:汽水——12元 花茶——15元 咖啡——20元

c.当投入的硬币和纸币总价值超过所购饮料的标价时,所有可购买饮料的指示灯均亮,作可购买提示。

d.当饮料的按钮指示灯亮时,才可以按下需要购买饮料的按钮,购买相应的饮料。

e.购买饮料后,系统自动计算剩余金额,并根据剩余金额提示是否还能继续购买饮料及可购买饮料的品种(相应指示灯亮)。

f.若投入的硬币或纸币总价值超过所消费的金额时,找余指示灯亮,按下退币按钮,就可以退出多余的钱。

四、自动售货机PLC硬件控制电路设计

图1 自动售货机PLC控制电路原理图

表1 自动售货机PLC控制信号端口

I0.5 汽水按钮 Q0.5 咖啡输出灯I0.6 花茶按钮 Q0.6 退币指示灯I0.7 咖啡按钮 Q0.7 十元输出口I1.0 退币按钮 Q1.0 一元输出口

五、自动售货机PLC控制程序设计

根据硬件设计中的口线分配情况,编写程序,采用模块化的方式进行编写,整个程序由主程序和子程序组成,主程序只完成了系统的初始化和饮料选择部分,其他程序都是在相应的中断服务子程序中完成的。本程序选择存VD100为钱币总金额的储区域,初始化部分就是按下启动按钮I0.0,VD100就清零,并进入投币系统。

当有顾客要购买饮料时,按下启动按钮,启动自动售货机,然后投入一定数量的货币,但货币的面值只能是1元、5元和10元的,否则不能被识别,可重复多次投入货币,直道顾客按下选择按钮,可根据指示灯亮的情况购买对应的饮料,饮料输出后,可选择退币或继续购买。

整个程序用PLC语言编写,使用模块化的设计方法,把各个模块相关的程序放在一个子程序中,便于分块调试和管理,缩短了调试周期,增加了程序的可移植性和可裁剪性。