组态王监控简易自动售货机控制系统的设计

摘要

随着社会的发展，越来越多便利人们的东西出现在了这个世界上，自动售货机就是其中之一。自动售货机的新奇、高档、文明、灵活方便等深受广大人们青睐。为此，本文设计了一个基于组态王6.53作为上位机监控画面，PLC作为下位机控制简易自动售货机的控制系统。

简易自动售货机能出售12元/瓶的咖啡和15元/瓶的可乐两种饮料；机器有一个投币孔，能识别1 元、5元、10元三种硬币；当投入的钱足够购买饮料后，顾客才可以选择要购买的饮料，售货机也才会自动售出饮料等等。简言之，简易自动售货机能计算投币总额并显示出来，自动判断是否超过、正好或者少于饮料的价格，并发出可购买饮料、找零等信号，同时具有销售数量和销金额的累加功能。

组态王画面能实时监控售货机的销售情况，画面与实际控制同步，美观形象，功能齐全，画面间易于切换，同时有各种变量的查询与记录（如实时报表，历史报表和报警记录等）。

关键词自动售货机监控销售

1 前言

1.1 自动售货机的背景与实际意义

从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。

在中国,自动售货机1999年开始进入中国市场．如今，在机场、地铁、商场、公园等客流较大的场所，已不难发现自动售货机的身影。

从广义来讲，自动售货机是投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械；从狭义来讲，自动售货机就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。

现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。

1.2 本论文的设计目的

为了提高个人对所学知识（组态王软件使用与PLC应用）的综合运用能力，独立工作能力，以及分析和解决问题能力，而选择写此论文。这有利于我对所学知识的复习和巩固。

1.3 简易自动售货机监控系统设计要求

售货机能销售12元/瓶的咖啡和15元/瓶的可乐两种饮料，具有硬币识别、币值显示、币值累加、自动售货、自动找钱等功能，可接受1 元、5元、10元三种硬币。具体要求如下：

（1）如果投入的硬币总值等于或超过12元，咖啡指示灯亮，如果投入的硬币总值等于或超过15元，则咖啡和可乐的指示灯都亮。数码管同时显示所投入的总钱数。

（2）咖啡指示灯亮时，若按下“咖啡”按钮，则咖啡从售货口自动售出。咖啡指示灯闪烁（闪烁频率为1sNO,1sOFF）,6s后自动停止。

（3）可乐指示灯亮时，若按下“可乐”按钮，则可乐从售货口自动售出。可乐指

示灯闪烁（闪烁频率为1sNO,1sOFF）,6s后自动停止。

（4）当按下咖啡按钮或可乐按钮后，如果投入的硬币总值超过所需钱数时，找钱指示灯亮，售货机以1元硬币的形式自动退出多余的钱，数码管显示清0。

（5）如果售货口发生故障，或顾客投入硬币后又不想买了（未按咖啡按钮或可乐按钮），可按复位按钮，售货机以1元硬币的形式如数退出顾客已投入的硬币，数码管显示清0。

（6）具有销售数量和销金额的累加功能。

（7）利用组态王6.53建立对简易售货机的监控画面，能实时监控简易自动售货机的销售情况。

1.4 简易自动售货机监控系统设计的基本思路

上位机组态王监控画面和下位机PLC程序不必一口气完成，可以分步进行设计。

PLC程序设计思路如下：①编写硬币识别程序，识别投入硬币面值并保存，②编写数码管显示程序，能显示投入的钱数，③编写指示灯程序，自动判断投入钱数点亮相应指示灯，④编写售货程序，当投入钱数足够购买货物时，可选择购物，⑤编写计时程序，作指示灯亮灭的计时，⑥编写记录程序，能记录销售信息。各步程序的编写都是基于上一步完成的程序上，最后修善可得完整的控制程序。

组态王监控画面设计思路如下：①建立监控主画面，设置相应变量及动画效果，②建立报表、报警等画面，并完成相关设置。组态王各画面要美观形象、易于切换。

2 简易自动售货机监控系统

2.1 下位机PLC程序

2.1.1 PLC的I/O点定义

PLC的I/O点定义如表2.1.1。

表2.1.1 PLC的I/O点分配

输出

Y1 咖啡指示灯

Y2 可乐指示灯

Y3 找钱指示灯

Y10～Y17 7段数码管（1）ABCDEFG Y20～Y27 7段数码管（2）ABCDEFG

2.1.2 PLC梯形图程序设计

梯形图是用的最多的PLC图形编程语言。梯形图语言是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电器控制线路图相似。继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，具有形象、直观、实用的特点。因此，这种编程语言为广大电气技术人员所熟知，是应用最广泛的PLC的编程语言，是PLC的第一编程语言。

本论文选用三棱可编程控制器（PLC）FX系列，可用PLC程序设计软件GX Developer Version编辑PLC梯形图程序如图2.1.2（有“*”之后的文字为注释语言）：

* D10=D10+1

* D10=D10+5

* D10=D10+10

* 当D10 >12,M0=1；当D10=12,M1=1；当D10<12,M2=1

* 当D10 >15,M3=1；当D10=15,M4=1；当D10<15,M5=1

* D10/10=D20……D21