基于PLC的自動售貨機系統(tǒng)設(shè)計

四川自貢市高級技工學(xué)校 四川 自貢 643000

一、前言

自動售貨機(Vending Machine)起源于公元前215年的古埃及,當(dāng)時用于人們在神廟里用金幣購買圣水。19世紀(jì)70年代,自動售貨機在美國、日本迅猛發(fā)展,如今已成為世界上最大的現(xiàn)金交易市場。作為一種前衛(wèi)的零售方式,自動售貨機已在45個國家廣泛普及。據(jù)統(tǒng)計,全世界每年通過自動售貨機銷售商品的總額已達2000億美元。

二、西門子S7—200PLC簡介

S7—200的用戶程序中包括了位邏輯、計數(shù)器、定時器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運算以及與其它智能模塊通訊等指令內(nèi)容[1],從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài),改變輸出狀態(tài)以達到控制目的。緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強大的指令集使S7—200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案。它集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O點,有I/O擴展能力。擁有10KB字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間,4個獨立的30kHz高速計數(shù)器,2路獨立的20kHz高速脈沖輸出以及1個RS485通訊/編程口,具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。非常適合于小點數(shù)控制的微型控制器。

三、自動售貨機的基本功能

售貨機的基本功能是對投入的貨幣進行運算,并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能夠購買某種商品交易。由此看來,售貨機一次交易要涉及加法運算、減法運算以及在退幣時的除法運算,這是它的內(nèi)部功能。還要有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現(xiàn)完整的銷售、退幣功能。

自動售貨機PLC控制的工作要求

a.此售貨機可投入1元、5元、10元錢幣。

b.所售飲料標(biāo)價:汽水——12元 花茶——15元 咖啡——20元

c.當(dāng)投入的硬幣和紙幣總價值超過所購飲料的標(biāo)價時,所有可購買飲料的指示燈均亮,作可購買提示。

d.當(dāng)飲料的按鈕指示燈亮?xí)r,才可以按下需要購買飲料的按鈕,購買相應(yīng)的飲料。

e.購買飲料后,系統(tǒng)自動計算剩余金額,并根據(jù)剩余金額提示是否還能繼續(xù)購買飲料及可購買飲料的品種(相應(yīng)指示燈亮)。

f.若投入的硬幣或紙幣總價值超過所消費的金額時,找余指示燈亮,按下退幣按鈕,就可以退出多余的錢。

四、自動售貨機PLC硬件控制電路設(shè)計

圖1 自動售貨機PLC控制電路原理圖

表1 自動售貨機PLC控制信號端口

I0.5 汽水按鈕 Q0.5 咖啡輸出燈I0.6 花茶按鈕 Q0.6 退幣指示燈I0.7 咖啡按鈕 Q0.7 十元輸出口I1.0 退幣按鈕 Q1.0 一元輸出口

五、自動售貨機PLC控制程序設(shè)計

根據(jù)硬件設(shè)計中的口線分配情況,編寫程序,采用模塊化的方式進行編寫,整個程序由主程序和子程序組成,主程序只完成了系統(tǒng)的初始化和飲料選擇部分,其他程序都是在相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序中完成的。本程序選擇存VD100為錢幣總金額的儲區(qū)域,初始化部分就是按下啟動按鈕I0.0,VD100就清零,并進入投幣系統(tǒng)。

當(dāng)有顧客要購買飲料時,按下啟動按鈕,啟動自動售貨機,然后投入一定數(shù)量的貨幣,但貨幣的面值只能是1元、5元和10元的,否則不能被識別,可重復(fù)多次投入貨幣,直道顧客按下選擇按鈕,可根據(jù)指示燈亮的情況購買對應(yīng)的飲料,飲料輸出后,可選擇退幣或繼續(xù)購買。

整個程序用PLC語言編寫,使用模塊化的設(shè)計方法,把各個模塊相關(guān)的程序放在一個子程序中,便于分塊調(diào)試和管理,縮短了調(diào)試周期,增加了程序的可移植性和可裁剪性。