PLC在自動售貨機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用_圖文

1、第36卷第2期 2007筇4胄上靜挪范大學(xué)學(xué)報<自然辯學(xué)舨】蛐md矗曲擊Nd uni啪i竹(Hat啪l sdml僻sVd.3矗.2 2007,Apr.PLC在自動售貨機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用董淑冷,茅紅僚(上海師范天學(xué)機械與電子工程學(xué)貌,上海0234摘要:首先介紹了自動售貨機的結(jié)構(gòu)組成,簡速了利用可編程序控制器(P【控制的自動 售貨機控制系統(tǒng)的控制原理,最后給出了該控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計,并編寫了系統(tǒng)程序總框圖 和一個具體的梯形圖,經(jīng)實踐驗證該控制系統(tǒng)是可行的.關(guān)鍵詞:可鳊程序控制器;自動售貨機;硬件設(shè)計;軟件設(shè)計;梯形圖中圉分類號:TP391.8;F716文獻標識碼:A 文章編號:1000l耵

2、(200702刪7彤O弓l畜盤動售貨機是可完成無入鑫動售贊,集光、視、電一體佬豹裔-l盟自動詫設(shè)備.自動售貨機不受任何場 地限制,方便快捷,可以每天24h售貨,因此深受上班族的歡迎,很多城市的公共場所里面都放置有囪動 售貨機,出售的商品五花八門,從飲料、零食、香煙、糖果,到牙刷、方便面、自動照相機.近年來,我國的自 動售貨機行業(yè)突飛猛進:在汽車總站、商廈、醫(yī)院、小區(qū)、學(xué)校等地區(qū)紛紛涌現(xiàn)出自動售貨機的蹤跡.這種 方便快捷的購物方式越來越受到人們的青昧,同時也是現(xiàn)代化城市配套設(shè)施的需求.傳統(tǒng)的自動售 貨機控制系統(tǒng)采用單片機作為控制核心,這樣不僅會在輸人輸出接口上做大量的工作,而且系統(tǒng)的抗干 擾性也

3、疆:較差.可編程序控制器(PLc整綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)幫通訊技術(shù)麗發(fā)展起來的一 種毿型瓣工攮控鑭裝置,它具鴦可靠餒瓷、編程籬革、維護方便等優(yōu)點,已在工盟控制領(lǐng)域褥到廣泛地應(yīng) 用.因為蠡動售貨杌作為社會上完成商品零售和綜臺服務(wù)豹獨立設(shè)施,簧求它的結(jié)穆必須可靠、穩(wěn)定釃 執(zhí)行效率高.本文就詳細地介紹種用PI實現(xiàn)的自動售貨機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計.1自動售貨機的結(jié)構(gòu)組成忙。正面上部為商品展示窗和價格標簽;中部設(shè)投幣入口、退幣鈕和金額顯示窗;在價格標簽附近設(shè)有 選擇商品的按鍵,正面下部為退幣口和顧客取貨日.面向顧客的桃具正蘧,是完成商品價格介紹、接受授 幣、顯示金額、推出商品和退幣整個售

4、出過程的表體部分,l。2商品樣品磊示窗商品樣品展示窗由透明有機板窗、樣品展示架、商品價格標簽、遺贍按鈕和照明燈組成,設(shè)在前門搏 內(nèi)部的可開啟樣品門,用來更換商品樣品和價格標簽.展示窗相當(dāng)于商店櫥窗或者柜臺,以清晰明亮的 商品展示和明碼標價來招攬顧客.收稿日期:200610-10作者簡介:董淑冷(1975一,女,上海師范大學(xué)機械與電子工程學(xué)院講師,從事機電一體化、信號處理等教學(xué)及研究 工作;茅紅偉(19“一,男,上海師范大學(xué)機械與電子工程學(xué)院副教授,從事自動控制、智能檢測等教學(xué)及研究工作.商品的包裝多種多樣,主要有箱、盒、罐、袋等。它們的提取機構(gòu)也各種各樣.商品在送出時可以采用 “螺旋移動”等動

5、作移到取貨口.由于商品的驅(qū)動機構(gòu)是雙螺旋體出貨機構(gòu),由此決定了該自動售貨機的商品貯存方式,商晶主要是 擺放在雙螺旋體中,通過雙螺旋體的旋轉(zhuǎn)把商品推到出貨口.錢幣識別系統(tǒng)由錢螽識別器、識舅l后的錢幣自動分類貯存楓鞠和遺習(xí)i機掏3部分組成,l。6PLC控制系統(tǒng)PLc控制系統(tǒng)是自動售貨視在自動銷售過程中,收到識幣信號詹,自動進行累計、外部金額顯示、顧 客按鍵后自動推出商品和發(fā)出退幣找零等信號的電控系統(tǒng).同時,該系統(tǒng)還具備預(yù)設(shè)價格、售出鬃計、驅(qū) 動檢測和故障自檢等功能,是“售貨機器人”的“大腦”.2自動售貨機控制系統(tǒng)的控制原理在本控制系統(tǒng)中,自動售貨機只售5種商品;自動售貨機可識別1元、5角、l角硬幣

6、;自動售貨機可 退幣l元、5角、1角硬幣。其控制原理是:首先由頒客接下商品選擇開關(guān),然后顳客投入錢幣,綴錢幣識 男4傳感器壽將信號送給王'Lc,由耀戶編寫豹壬,臻程序運行可以識別出錢螽的真?zhèn)我约拜椭?勢攮示投 入錢雨約數(shù)值,并圍酵與裔晶的徐格比較,當(dāng)投入靜錢幣滿琵漿海菇的贍買價格后,劉可以鶼買該海晶 的指示燈亮,PLc通過計算還可以髭示出消費數(shù)值和余額數(shù)值,商品驅(qū)動機構(gòu)收到控制信號詹卻出貨電 磁閥動作,送出商品,若有余額,則遐幣電動機動作,可以退出余額數(shù)值的相應(yīng)幣值,同時完成內(nèi)部清零 過程.這樣就完成一次商品提貨過程.其控制系統(tǒng)的硬件組成示意圖見圖1.f商箍選擇開燕卜呻PLC錢幣識別佟

7、蒼器 |嘲l(fā) 目動罟賃機控制系統(tǒng)螳件緄戚示意圖3系統(tǒng)的硬件設(shè)計本系統(tǒng)是一個小型集中控制系統(tǒng),PLc選型主要取決予控稍系統(tǒng)輸入、輸宙開關(guān)信號的數(shù)量、篪戶 程穆的長短及相關(guān)盼功能.根據(jù)此控翻系統(tǒng)的要求,yO點數(shù)在40個左右,并且考慮到為段履的yO擴 艟,我們選擇了性能價格比較高的松下電工點數(shù)之和為56的FPl系列機型,其中其輸入點為32點,輸 出點為24點.在選擇好PLc的機型后,就ij|:r以進行該控制系統(tǒng)的硬件接口設(shè)計,考慮到編程簡單、檢查方便和接 線容易等因素,我們編制了控制系統(tǒng)的輸入輸出(O地址分配寢,如表l所示.第2期 董淑凈,茅紅偉:眥在自動售貨機拄制系統(tǒng)中的應(yīng)用 494PLC軟件設(shè)計

8、根據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理及硬件設(shè)計,該系統(tǒng)的軟件采用模塊化的設(shè)計方法,其主要由初始化、投 表1輸人信號、輸出信號地址分配表輸入信號 輸出信號說明 眥中地址分配 說明PLc中地址分配 選擇01商品 x101商品燈亮 Yl選擇02商品 拋 02商品燈亮 Y2選擇商品 o 商品燈亮 ”選擇04商品 x404商品燈亮 Y4選擇05商品 (505商品燈亮 Y5投人l角wxl 送出01商品 Y8投人5角w旺 進出02商品Y9l 投A1元w 進出03商品 Y退幣按鈕 x8進出04商品 YB進出05商品 Yc幣過程、價格比較過程、商品選擇、顯示、退幣和報警等模塊組成,其中一些主要模塊的功能如下(1初始化模塊圖2

9、價格比較橫塊梯形圖50上海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版 2007年硬件初始化.對系統(tǒng)中各硬件資源設(shè)定明確的初始化狀態(tài),包括對可編程器件初始化,各L/0口 初始狀態(tài)設(shè)定等.軟件初始化.包括堆棧初始化、狀態(tài)變量初始化、各軟件標志初始化、各變量存儲單元初始化、系 統(tǒng)參數(shù)初始化等.(2投幣模塊在投幣過程中,每投下一枚硬幣,經(jīng)錢幣識別傳感器把信號傳遞給PLC,該模塊將完成辨別硬幣的 真?zhèn)魏团卸ň唧w的幣值,可以進行錢幣的疊加,并顯示出相應(yīng)的幣值,余額也增加同樣的幣值.(3價格比較模塊投幣完成后.系統(tǒng)會將在余額中錢幣數(shù)據(jù)和可以購買的飲料價格進行區(qū)間比較:若大于或等于商品 l的價格,則可以購買商品l,指示燈Y1亮

10、;若大于或等于商品2的價格,則指示燈Y2亮.以此類推. (4商品選擇系統(tǒng)此模塊可以實現(xiàn)用戶對商品的選擇購買.(5退幣模塊系統(tǒng)可在顧客購買完商品后退回余幣.在退幣過程中,最主要的是要完成退幣的運算過程,運算結(jié)果放在數(shù)據(jù)寄存器,根據(jù)結(jié)果起動退幣電動機工作,輸出相應(yīng)的錢幣,退幣結(jié)束時還要給程序中使用到的某些寄存器重新賦零.(6報警模塊當(dāng)貨倉沒有貨物或投入硬幣是偽幣時,系統(tǒng)就報警.(7顯示模塊可以實現(xiàn)幣值顯示、余額顯示等.根據(jù)松下電工公司提供的NPsT一GR V3.O軟件,可以編寫上述模塊的程序,下面就是以價格比較模塊為例,編寫出梯形圖面,余額顯示對應(yīng)的PLc地址為wR3,01商品價格、02商品價格、

11、03商品價格、04商品價格和05商品價格相對應(yīng)的PLc的地址分別為wR4、wR5、wR6、wR7和中的一個特殊內(nèi)部繼電器,在程序執(zhí)行過程中,該繼電器是始終保持閉合的這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時比較.F60是松下即l型 圖3系統(tǒng)程序總框圖呈第2期 董撒冷,茅缸偉:PLc在自動售貨機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用PLc中的16倥數(shù)據(jù)比較指令.用它來比較余額和商品的價格,R900A是大于標志,R900B是等于標志, 當(dāng)余額大于或等于某種商品價格時,相對應(yīng)的商品指示燈就亮表示可以購買該商品.根據(jù)系統(tǒng)控銷要求,編寫了控銣系統(tǒng)的程痔總框圖,麴圖3所示.5結(jié)語層前,可編程序控翻器、機器人、CAD/cAM已經(jīng)成為工監(jiān)生產(chǎn)盎動億

12、盼三太支柱.在以PLc為核心 的自動售貨機控制系統(tǒng)中。當(dāng)需要增加可選擇的商品數(shù)量時,該控制系統(tǒng)的硬件只需要增加相應(yīng)的輸入 信號,其硬件的原有接線不需要改變,軟件則可以根據(jù)不同的控制要求進行修改,具有較強的適應(yīng)性,因 此在島動售貨棍行監(jiān)中褥羽廣泛豹斑用.參考文獻:1】裴進夏,一種新型彥莉售貨粕曲研制J3.科技情搬開發(fā)與經(jīng)濟,2002,(12:14l142.2】朱軍.自動信貸杌靜結(jié)構(gòu)C J】,信息每電腦,19鳥晤,(10:1213.3周美蘭,PLc電氣拉制與組壽設(shè)計M.北京:科學(xué)出版社,2003:4206.The application of PLC in v蚰ding maclIine control systemDONG Shuleng,MAO H。ngw(c出egedM幽cd觸dBedtrodc En畫ne出啤,曲越No珊al unive礎(chǔ)y,sh躕g嘣201418,chinaAbslracl:1k b矗￥icek刪協(xié)ofa'棚dillgm辯linea豫intf胡u。edjn鋤8p8per Tbe e。nn啦damental oflhe vendi玎gmacK e0蛐啦s彈tem b粕螄PLcB糟Blso盎船d鋤.h&rdware蚰d s硪wa辨d曲i辨硝the co眥硅sy毗鋤is gl螂Itbl。ck di