基于PLC自动售货机的系统设计(精)

I / 41 摘要

随着科技的不断发展，PLC在工程中的应用大家有目共睹，PLC在各个领域已占得一席之地，并将有更好的发展。我国人口数量庞大，自动售货机在人们的生活中扮演越来越重要的角色，从长远来看其具有广阔的发展空间。本次设计的自动售货机为饮料自动售货机，贩卖的商品性质明确，适于放置在短时间人口流动比较大的地方，比如餐厅。首先通过与单片机和液压等控制的对比，确定采用PLC来控制自动售货机，然后分析自动售货机的结构和工作原理，明白自动售货机的贩卖过程，以便为硬件的选择做准备。通过自动售货机的功能分析作出硬件框图，根据硬件框图选择所需要的PLC、货币识别器、电动机和接触器。根据I/O分配表对PLC选型，并画出外部接线图。根据控制系统流程图编写符合自动售货机功能的程序。如果购物后有剩余金额，则可按退币按钮退币。梯形图的编写通过GX Developer来完成，完成梯形图后可以在三菱PLC仿真软件 GX

Simulator 6c进行调试和仿真。最后用MCGS作出组态效果。组态仿真图中自动售货机包括按钮、指示灯、投币口、取物口、退币口等部分。

关键词：自动售货机；PLC； 梯形图； MCGS

II / 41 ABSTRACT

With the development of science and technology, the application of PLC in

engineering everybody be obvious to people, PLC has occupied a space for one

person in every field, and will have a better development. Because of the large

number of population, the vending machine is playing a more and more important

毕业设计

课题：自动售货机控制系统

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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学位论文版权使用授权书

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涉密论文按学校规定处理。

中国新技术新产品2020 NO.7（下）

- 15 -高 新 技 术

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。表1 输入输出I/O口分配名称地址说明输入信号假币传感器SQ0X0识别假币1元传感器SQ1X1检测1元硬币数量5元传感器SQ2X2检测5元的数量10元传感器SQ3X3检测10元的数量矿泉水按钮SB0X4选择矿泉水可乐按钮SB1X5选择可乐茶π按钮SB2X6选择茶π咖啡按钮SB3X7选择咖啡找钱按钮SB4X10找钱输出信号假币指示灯L0Y0识别结果为假币矿泉水指示灯L1Y1投入钱币可购买矿泉水可乐指示灯L2Y2投入钱币可购买可乐茶π指示灯L3Y3投入钱币可购买茶π咖啡指示灯L4Y4投入钱币可购买咖啡找钱指示灯L5Y5钱币不足假币退出继电器KM0Y6控制执行机构退出假币矿泉水出货继电器KM1Y7控制执行机构执行送出矿泉水的动作可乐出货继电器KM2Y10控制执行机构执行送出可乐的动作茶π出货继电器KM3Y11控制执行机构执行送出茶π的动作咖啡出货继电器KM4Y12控制执行机构执行送出咖啡的动作找1元继电器KM5Y13控制找钱机构执行退1元动作找5元继电器KM6Y14控制找钱机构执行退5元动作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。退币找基于PLC的自动售货机控制系统设计金󰀁薇（湖北美术学院，湖北 武汉 430200）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󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文献标志码：A中国新技术新产品2020 NO.7（下）

基于PLC的自动售货机控制系统设计

Abstract

In recent years, vending machines have become more and

more popular due to their convenience and efficiency in

providing goods and services. To improve the control and

management of vending machines, a new system using

programmable logic controller (PLC) technology was designed

and implemented. This paper presents the design of a PLC-based vending machine control system, including hardware and

software implementation, system architecture, and control

algorithms. The proposed system can ensure the accuracy of

product dispensing, detect and prevent fraud, and provide

real-time monitoring and control of the vending machine's

operation. Additionally, the system can be easily integrated

with other devices such as payment systems and inventory

management tools, to improve overall efficiency and reduce