plc控制的自动售卖机的设计及组态仿真
【】本文介绍了自动售卖机的基本工作原理及流程。以一次交易过程为例，交易过程共分为多个程序模块,每个模块具体说明了PLC（可编程控制器）在自动售卖机中所起的作用。本文中采用的是PLC型号是三菱FX-2N，更为方便快捷，更为稳定，另外也稍加介绍了一下主要硬件中的纸币识别器和硬币识别器。利用PLC控制程序对这些硬件的控制，完成了一个比较简易的自动售卖机，最后还对自动售卖机进行了组态王的仿真模拟。
目录
引言 1
一、自动售卖机的原理及设计 2
（一）自动售卖机选题背景 2
（二）自动售卖机工作流程 2
（三）自动售卖机设计要求 2
（四）自动售卖机控制要求 3
（五）自动售卖机的设计思路 3
二、自动售卖机的硬件选择 5
（一）硬币识别器的选择 5
（二）纸币识别器的选择 6
（三）PLC的选择 6
三、PLC控制程序梯形图 6
（一）PLC指令介绍 6
（二）PLC程序详解 7
四、组态仿真 13
（一）建立工程 13
（二）运行和调试 15
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录 21
引言
从1962年的自动售卖机革命开始，到20世纪80年代美国等西方国家的不断成熟与完善。我国随着经济的不断发展，自动售卖机也开始在一些大城市中普及开来。
自动售卖机是随着科学与经济的发展而生的科技产物。如今生活节奏日益加快，快捷的购物方式越来越受到人们的欢迎，在众多公共场所，如公园，学校，繁华街道等地都能见到自动售卖机。本人平时在校期间，在上体育课时，就经常会去自动售卖机处买饮料解渴，省去了去实体店的漫长路程。有时天气炎热，甚至出现了在自动售卖机前排队买饮料的情况。
PLC是融合了微电子、计算机、通信、自动控制等技术而成的工业控制系统，比以前的继电器控制更为方便，更易理解，更方便修改。
该设计以在本校自动售卖机实体为参考，减少了饮料的种类和各种指示灯，经过略微简化而成。我选择了其中四种饮料，矿泉水（1元），
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罐装可乐（2元），瓶装可乐（3元），柠檬水（4元）来作为自动售卖机中的饮料，顾客可以投入对应的金额来购买自己想喝的饮料。选好自动售卖机的硬件，再设计好自动售卖机的PLC控制程序后，最后在进行对自动售卖机的仿真模拟。
一、自动售卖机的原理及设计
（一）自动售卖机选题背景
由于人们生活节奏的加快，人们都不喜欢出门逛街，更喜欢网购等方便的购物方式，简单快捷的购物方式必定广受欢迎。自动售卖机占地资源小，也不需要昂贵的人力资源，只需要专职人员定期维护与检修就可以完成各种简单货物的自动贩卖，所以说自动售卖机的普及是大趋势。目前国内自动售卖机市场日益增加，自动售卖机覆盖范围逐步扩大，现如今在学校，超市，繁华街道旁都有分布。在饮料需求巨大的地方，如操场、体育馆等地更是供不应求，可以说自动售卖机的前景十分良好。
（二）自动售卖机工作流程
1.从投币口投入硬币，或从投入纸币口投入纸币，通过硬币识别器和纸币识别器来判别投入金额的数量。
2.按下对应的按钮选择想买的饮料，若余额不足则可选择退币找零或者继续投币增加余额来购买。
3.如果购买完想要的饮料后仍有较多余额，可以继续购买其他想要的饮料，或者选择找零。
4.如果在购买第一瓶饮料后，超过4秒没有再购买的话，系统会自动出货和找零。
5.如果有货，指示灯亮，可以购买；如果断货，指示灯灭，按之后无反应。
详细工作流程如图11
图11 工作流程图
（三）自动售卖机设计要求
1.自动售卖机可以售卖四种价格的饮料，矿泉水1元，罐装可乐2元，瓶装可乐3元，柠檬水4元。
2.自动售卖机能识别不同面额的硬币与纸币，如硬币1元，纸币5元与10元。
3.当余额大于或等于顾客所买的饮料的价格时，系统才会售出顾客所买的饮料。
4.当余额小于顾客所买的饮料的价格时，系统不会做出反应，顾客可以继续投币增加余额来购买，或者选择找零。
5. 如果饮料已断货，提示有货的指示灯灭，如果按断货的饮料的按钮，系统无反应
6.顾客可一次购买多瓶饮料，当交易结束后，系统会自动复位等待下位顾客光临
7.当自动售卖机中尚有余额且顾客不想等待4秒时，可以按找零按钮直接找零。
（四）自动售卖机控制要求
1.投入1元硬币，硬币识别器识别，余额加1。投入5元、10元纸币，纸币识别器识别，余额加5或10。?
2.余额每次购买后会减去相应的饮料的价格的数值，可以一次买多瓶，直到余额不足。
3.当余额不足，无法购买饮料时，可以继续投币来增加余额。?
4.如果在购买第一瓶饮料后，超过4秒没有再购买，自动出货和找零。?
5.如果尚有余额，可以按找零按钮直接找零。
6.如果用来找零的硬币不足，无币找零灯会亮，来提示顾客慎重购买。?
（五）自动售卖机的设计思路
本次设计主要是应用GT Work2来设计控制程序。根据自动售卖机的工作流程，画出I/O分配表，再设计出程序梯形图，再设计出它的外部接线。其中最重要的就是PLC程序梯形图的编写，要经过多次调试保证没有问题。
根据自动售卖机的控制要求，画出PLC的输入与输出图，如图12
图12 PLC输入与输出图
根据PLC的输入与输出图，列出I/O分配表,画出PLC外部接线图
PLC外部接线图如图13
图13 PLC外部接线图
I/O分配表如表14、15
表14 PLC输入端
输 入 信 号
名称
代码
I/O接口
系统启动
SB1
X0
系统停止
SB2
X1
识别为1元
SQ1
X2
识别为5元
SQ2
X3
目录
引言 1
一、自动售卖机的原理及设计 2
（一）自动售卖机选题背景 2
（二）自动售卖机工作流程 2
（三）自动售卖机设计要求 2
（四）自动售卖机控制要求 3
（五）自动售卖机的设计思路 3
二、自动售卖机的硬件选择 5
（一）硬币识别器的选择 5
（二）纸币识别器的选择 6
（三）PLC的选择 6
三、PLC控制程序梯形图 6
（一）PLC指令介绍 6
（二）PLC程序详解 7
四、组态仿真 13
（一）建立工程 13
（二）运行和调试 15
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录 21
引言
从1962年的自动售卖机革命开始，到20世纪80年代美国等西方国家的不断成熟与完善。我国随着经济的不断发展，自动售卖机也开始在一些大城市中普及开来。
自动售卖机是随着科学与经济的发展而生的科技产物。如今生活节奏日益加快，快捷的购物方式越来越受到人们的欢迎，在众多公共场所，如公园，学校，繁华街道等地都能见到自动售卖机。本人平时在校期间，在上体育课时，就经常会去自动售卖机处买饮料解渴，省去了去实体店的漫长路程。有时天气炎热，甚至出现了在自动售卖机前排队买饮料的情况。
PLC是融合了微电子、计算机、通信、自动控制等技术而成的工业控制系统，比以前的继电器控制更为方便，更易理解，更方便修改。
该设计以在本校自动售卖机实体为参考，减少了饮料的种类和各种指示灯，经过略微简化而成。我选择了其中四种饮料，矿泉水（1元），
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罐装可乐（2元），瓶装可乐（3元），柠檬水（4元）来作为自动售卖机中的饮料，顾客可以投入对应的金额来购买自己想喝的饮料。选好自动售卖机的硬件，再设计好自动售卖机的PLC控制程序后，最后在进行对自动售卖机的仿真模拟。
一、自动售卖机的原理及设计
（一）自动售卖机选题背景
由于人们生活节奏的加快，人们都不喜欢出门逛街，更喜欢网购等方便的购物方式，简单快捷的购物方式必定广受欢迎。自动售卖机占地资源小，也不需要昂贵的人力资源，只需要专职人员定期维护与检修就可以完成各种简单货物的自动贩卖，所以说自动售卖机的普及是大趋势。目前国内自动售卖机市场日益增加，自动售卖机覆盖范围逐步扩大，现如今在学校，超市，繁华街道旁都有分布。在饮料需求巨大的地方，如操场、体育馆等地更是供不应求，可以说自动售卖机的前景十分良好。
（二）自动售卖机工作流程
1.从投币口投入硬币，或从投入纸币口投入纸币，通过硬币识别器和纸币识别器来判别投入金额的数量。
2.按下对应的按钮选择想买的饮料，若余额不足则可选择退币找零或者继续投币增加余额来购买。
3.如果购买完想要的饮料后仍有较多余额，可以继续购买其他想要的饮料，或者选择找零。
4.如果在购买第一瓶饮料后，超过4秒没有再购买的话，系统会自动出货和找零。
5.如果有货，指示灯亮，可以购买；如果断货，指示灯灭，按之后无反应。
详细工作流程如图11
图11 工作流程图
（三）自动售卖机设计要求
1.自动售卖机可以售卖四种价格的饮料，矿泉水1元，罐装可乐2元，瓶装可乐3元，柠檬水4元。
2.自动售卖机能识别不同面额的硬币与纸币，如硬币1元，纸币5元与10元。
3.当余额大于或等于顾客所买的饮料的价格时，系统才会售出顾客所买的饮料。
4.当余额小于顾客所买的饮料的价格时，系统不会做出反应，顾客可以继续投币增加余额来购买，或者选择找零。
5. 如果饮料已断货，提示有货的指示灯灭，如果按断货的饮料的按钮，系统无反应
6.顾客可一次购买多瓶饮料，当交易结束后，系统会自动复位等待下位顾客光临
7.当自动售卖机中尚有余额且顾客不想等待4秒时，可以按找零按钮直接找零。
（四）自动售卖机控制要求
1.投入1元硬币，硬币识别器识别，余额加1。投入5元、10元纸币，纸币识别器识别，余额加5或10。?
2.余额每次购买后会减去相应的饮料的价格的数值，可以一次买多瓶，直到余额不足。
3.当余额不足，无法购买饮料时，可以继续投币来增加余额。?
4.如果在购买第一瓶饮料后，超过4秒没有再购买，自动出货和找零。?
5.如果尚有余额，可以按找零按钮直接找零。
6.如果用来找零的硬币不足，无币找零灯会亮，来提示顾客慎重购买。?
（五）自动售卖机的设计思路
本次设计主要是应用GT Work2来设计控制程序。根据自动售卖机的工作流程，画出I/O分配表，再设计出程序梯形图，再设计出它的外部接线。其中最重要的就是PLC程序梯形图的编写，要经过多次调试保证没有问题。
根据自动售卖机的控制要求，画出PLC的输入与输出图，如图12
图12 PLC输入与输出图
根据PLC的输入与输出图，列出I/O分配表,画出PLC外部接线图
PLC外部接线图如图13
图13 PLC外部接线图
I/O分配表如表14、15
表14 PLC输入端
输 入 信 号
名称
代码
I/O接口
系统启动
SB1
X0
系统停止
SB2
X1
识别为1元
SQ1
X2
识别为5元
SQ2
X3
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