自动售货机--PLC课程设计

内容提要：本设计主要通过PLC和触摸屏相结合，来实现对自动售货机系统的控制，从而提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。

关键词：自动售货机  PLC  触摸屏 

引言：随着社会发展和科技的不断进步，自动化商业机械也有了越来越广泛的应用，自动售货机作为自动化商业机械的代表被广泛用于公共场所，人们通过自动售货机可以买到自己想要的物品，自动售货机实现了商品需求化，性能多样化的发展，给人们的生活带来了极大的方便。

本设计通过PLC与触摸屏相结合控制自动售货机，最终完成交易。其中系统主要包括：计币系统、比较系统、选择系统、饮料供应系统、退币系统。自动售货机最基本的功能是对投入的货币进行运算，并根据所投入的货币数值判断是否能够购买某种商品，并做出相应的反应，因此，售货机能够辨识机内包含的商品，对所投的币值进行累计，并提供顾客所要购买的物品。当按下选择饮料的按钮时（假如选酸奶3.5元/瓶），售货机会根据投入的钱（钱币不足时，会提示顾客要加钱）同时启动电机和电磁阀，提取饮料到出货口，顾客取出商品，按下退币按钮，退出剩于的钱，完成此次交易。顾客也可以根据需要继续购买饮料。

  一、控制原理

1、计币系统：当有顾客买饮料时，可投入的钱币可以是5角、1元、5元，5角、1元、5元、钱币的入口分别对应PLC的X0～X2，投入的钱币经过感应器，感应器记忆投币的个数并进行叠加，叠加的钱币以角为单位，存放在数据寄存器D2中。

2、比较系统：投入完毕后，系统会把D2内钱币数据和可以购买饮料的价格进行比较，当的钱币少于2.5时，钱币不足指示灯Y0亮，表示投入的钱币不足。此时可以再投币或选择退币。当投入的钱币大于2.5元而少于3.5元时，可乐可选指示灯Y1长亮，表示顾客可以选择购买可乐：当投入的钱币大于3.5元时，可乐可选指示灯Y1和酸奶可选指示灯Y2同时长亮，表示顾客可以选择购买可乐或酸奶。

3、选择系统：比较电路完成后选择电路指示灯是长亮的，当按下可乐选择(X3)或酸奶选择(X4)时，相应的指示灯由长亮转为以1秒为周期的闪烁，表示系统正在供应饮料，当饮料供应完毕时，闪烁同时停止。

4、当顾客按下可乐或酸奶选择按钮时，相应的电磁阀（Y4或Y6）和电机（Y3或Y5）同时启动。给顾客供应所选择的饮料，当饮料输出达到8秒时，电磁阀首先关断，小电机继续工作0.5秒后停机。此小电机的作用是：在输出饮料时，加快输出的速度，在电磁阀关断时，给电磁阀加压，加速电磁阀的关断。（说明：在售货机长期使用过程中，由于电磁阀使用过多，返回弹力减少，不能完全关断会出现漏饮料的现象。此时小电机Y3和Y5延长工作0.5秒起到给电磁阀加压的作用，使电磁阀可以完好的关断。）在饮料供应完毕时，系统将自动减去所购买饮料的钱币数，剩余的钱币存放在数据寄存器D2中。

5、退币系统：当顾客购完饮料后，多余的钱币只要按下退币按钮。系统就会把数据寄存器D2内的钱币数首先除以10得到整数部分，是1元钱需要退回的数量，存放在D10里。余数存放在D11里。再用D11除以5得到的整数部分是5角钱需要退回的数量。在选择退币电动机(Y13和Y14)，Y13以1秒周期闪烁的次数表示退了1元，Y14以1秒周期闪烁的次数表示退了5角。

二、I/O分配如下

  1、 输入点分配表：

表1：

表2：

四、PLC控制程序解释和完整控制程序图(附录二)

图为启动 (X016)和停止(X017)。

图为计币系统：X0为5角钱币入口，X1为1元钱币入口，X2为5元钱币入口。

图为比较系统：M8000为监控常开触头，当运行时，M8000得电，ZCP进行比较，当D2小于2.5元时，Y000得电，表示钱币不足，当D2大于2.5小于3.5时，M1断开，M2得电，Y001得电，表示可以购买可乐，当D2大于3.5时，M3得电，Y001和Y002得电，表示可以购买可乐或酸奶。

图为选择系统：当按下X3(可乐选择)或X4(酸奶选择)时，M8013以1秒为周期进行闪烁，此时表示钱币已够，可以进行购买，Y001(可乐选择)或Y002(酸奶选择)进行闪烁，表示系统正在供应饮料，当饮料供应完毕时，闪烁同时停止。

图为饮料供应系统：当按下X003(可乐)时，电动机(Y3)和电磁阀(Y4)启动，T0和T1得电，并进行延时8秒和8.5秒，8秒后T0得电，电磁阀(Y4)关断，8.5秒后T1得电，电动机(Y3)停止，系统自动减去可乐25角钱币数。

当按下X004(酸奶)时，电动机(Y5)和电磁阀(Y6)启动，T2和T3得电，并进行延时8秒和8.5秒，8秒后T2得电，电磁阀(Y6)关断，8.5秒后T3得电，电动机(Y5)停止，系统自动减去酸奶35角钱币数。

图为退币系统：M8013以1秒为周期闪烁，表示正在供应饮料，当按下X010{退币按钮}，表示有钱可退，经过除法指令DIV进行运算，得到的结果分别保存在D10和D12中，D10为1元的数量，D12为5角的数量，D13为余数的数值，当M13得电，清除D2的内容，当大于1元的数量，M200接通，Y13(1元传动机)得电，并以1秒周期的闪烁表示退了1元，当大于5角的数量，M200接通。Y14(5角传动机)得电，并以1秒周期的闪烁表示退了5角。

五、自动售货机触摸屏控制 （触摸屏画面附录三）

  1、自动售货机触摸屏控制的技术要求、输出分配和梯形图和PLC控制的基本都一样，只有触摸屏的输入不同。触摸屏的输入分配如表3所示：

表3：

2、自动售货机系统控制的触摸屏操作：

1、触摸屏的控制画面传送到触摸屏，并且把触摸屏与可编程控制器PLC连接。当触摸屏开机后就会出现可以控制及监控自动售货机第一界面，“欢迎光临”，旁边显示“可乐虽好，不可贪杯;酸奶爽口，营养又健康。”

2、当顾客触摸下一步，就会出现一个模拟自动售货机画面（主画面），顾客可以选择你所需要的饮料（可乐或者酸奶），假如顾客想购买酸奶，相应的电磁阀（Y6）和电机（Y5）同时启动，确定购买的饮料是酸奶。此时顾客可以触摸退币按钮，退币系统自动退出多余的钱归还给顾客。

3、假如顾客还想继续购买饮料，此时会返回主界面，然后顾客可以增加钱币，继续购买自己所需的饮料。

4、触摸屏控制机械手的其他操作与PLC控制的一样，只是触摸屏只需触摸一下就可以控制机械手。而顾客购买饮料在触摸屏上有相应的指示灯指示方便监控，同时让顾客方便简单快捷购买自己喜欢的饮料。

5、顾客就能轻轻松松喝上一杯清凉的饮料，开开心心继续购物。

结束语：

通过这次PLC、触摸屏对自动售货机系统控制的设计，基本上反映了自动售货机的结构和使用功能，效果直观，可靠性好；适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人销售的可以更加省力，运营时需要资本少，面积小，可以方便顾客随时购买自己所需饮料，方便快捷。自动售货机将是今后小商品和饮料销售方式的一个很好的发展趋势，它的出现将极大的方便人们购买所需的小商品。

参考文献

[1].王国海主编  《可编程序控制器及其应用》 第二版  中国劳动社会保障出版社  2007

[2].瞿彩萍主编  《PLC应用技术》（三菱）  中国劳动社会保障出版社 2006

[3].赵英春，于素芬编著  《中文Photoshop Cs 基础教程》 河北科学技术出版社  2006

[4].梁耀光,余文杰主编  《电工新技术教程实训指导》中国劳动社会保障出版社  2007

附录一：I/O接线图

附录二：完整控制程序图

附录三：触摸屏画面