基于PLC的自动售货机控制系统设计_郝敏钗
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基于PLC 的自动售货机控制系统设计
郝敏钗
（石家庄职业技术学院，石家庄 050081）
摘要：根据自动售货机的总体设计要求,利用S7-200设计自动售货机控制系统，包括I/O 分配情况和外部连接线路,并对其系统梯形图进行设计,通过调试,效果达到设计要求。
关键词：PLC ；自动售货机；程序
中图分类号：TH692.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0157-02
一、引言： 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，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相
比，它能够节约10－15％的电力。进入21世纪时，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。
PLC 是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计
算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、计时、计数等顺序控制
功能,建立柔性的可编程控制系统。由于PLC 具有通用性强、使
用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强。该设计就在于结
合PLC 的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足，利用
PLC 控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定的运行。
二、系统的设计思路
自动售货机有三个投币口，分别是1元、2元、5元，采用
三个按钮进行模拟，自动售货机共出售四种货物，其价格分别定
为1元、3元、4元、6元，当投币数大于等于货物价格时且售货机里有这种货物时，指示灯亮，表示可以进行购买，四种货物分
别用四个小灯代替进行模拟。除此之外，如果投入的币值大于商
品的价格要进行找零、显示、送货等功能的实现，其中显示部分
采用数码管进行显示，显示投币总数和购买后的余额；当按下找
零按钮后，数码管显示进行清零，采用从高到低递减的形式进行清零。送货部分采用小车直线运动进行模拟，将四种货物分别送
到四个不同的地点，采用四个光电开关分别代表四个不同的送货
地点，当按下不同的送货按钮后，小车会以其对应的光电开关为
终点做直线往返运动。
三、PLC 总体设计流程 以下为
PLC
的
一般
工作过
程流程图
。
四、PLC 的硬件设计 我的设计采用的是西门子公司的S7—200系列PLC ，它可以提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元，其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。 （一）I/O 地址分配 表一 I/O 地址分配 输入单
元
PLC
地址
输出单元 PLC 地址 投币1元 I0.1 A 货物显示 Q1.0 投币2元 I0.2 B 货物显示 Q1.1 投币5元 I0.3 C 货物显示 Q2.0 送货（A 货物） I0.4 D 货物显示 Q2.1 送货（B 货物） I0.5 找零出口 Q2.2 送货（C 货物） I0.6 出货口 Q2.3 送货（D 货物） I0.7 电机正转 Q2.6 找零 I0.0 电机反转 Q2.5 数码个位显示 I0.0—I0.3 数码十位显示 I0.4—I0.7 限位开关S1 I1.0 限位开关S2 I1.1 限位开关S3 I1.2 限位开关S4 I1.3 （二）硬件接线图
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五、整体设计流程图
六、结论
自动售货机的发展趋势来看，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，在加上场地的局限性和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也就有了其相当可观的前景。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。
（上接第177页）
监控系统的设计不合理。变电站中后台的监控系统采用的都是单机、单网的设计方式，这样运行的可靠性有所降低，并影响到变电站的安全运行。然而，现在数字化变电站中都是通过微机以及相关的软件对系统的数据进行处理和控制，而智能化电气设备的更新换代比较快，软件有时候针对新的设备难以发现其缺陷，监控工作难以进行。
由上分析可知，数字化变电站在设计阶段的许多问题对变电站的运行有着关键性的影响，在设计中应该按照IEC61850的相关技术规范，采用统一协议，根据需要采用具有较高性能和具有完善的保护措施的设备。
四、数字化变电站运行问题
保护装置由于本身的缺陷误发报文，造成断路器误动作。由于电力系统或变电站本身的信号抖动，变电站中的保护装置可能发出动作信号，断路器动作，造成供电可靠性降低。可以通过升级全站的保护程序，增加消除抖动的延时，增强抗干扰的能力。
电压和电流等数据不准确的问题。在数字化变电站中进行传输的都是数字信号。通过电子互感器采集模拟信号，然后转化成数字信号，数字信号与模拟信号的重要区别是，数字信号需要有同步时钟，而模拟信号不需要。如果有一个间隔的信号丢失，那么将会造成整个间隔层的保护都无法动作。由于设备的缺陷，信号丢失也很容易发生，除此之外，如果同种设备之间的数值转换的计算方法不同，采用的精度不同，也将造成数据传输错误的发生。解决的办法是采用精度比较高的设备或者采用放大系统对数据进行处理，减少误差。
备用电源的不稳定性。变电站内部的备用电源主要是用于故障或者事故情况下对站内的关键设备进行供电。在最初，采用的是站内直流和逆变的方式作为变电站的备用电源。但是站内直流不稳定，因此故障时通信设备工作不正常，甚至有时候会造成事故相关状态信息的丢失。UPS 是一种含有储能装置，并且以逆变器作为主要组成部分的恒压恒频不间断电源，主要用于计算机及
其网络或者其他电力电子设备的电力供应，其电压波形精度高，频率稳定，能够承受电网的电能波形波动，电能间断甚至短时的停电，具有低输出阻抗的特点，因此作为变电站的备用电源，能够提高变电站在事故之后的通信传输效率。
后台机的运行与维护不到位。现在数字化变电站内部后台机的管理措施还不完善，管理缺位，只重视后台机的病毒防护，然而忽视了其中的散热和清洁工作。后台机是一种常年工作的设备，其放置的环境往往有很多灰尘，如果不进行及时清理，很多时候会出现蓝屏死机等现象。然而后台机记录了大量的数据，因此很容易造成数据的丢失，对变电站的工作造成影响，通过采取及时有效的数据备份措施可以减少损失，但是对后台机的维护工作仍然非常关键。
五、总结
数字化变电站具有智能化程度高的特点，其技术和使用的设备都是新兴的，在设备的设计阶段与运行阶段都会存在各种各样的问题。本文通过分析，根据数字化变电站的技术特点，总结了在设计阶段设备冗余、设计不合理等方面的问题，提出了相应的建议，也总结了在实际运行中数字化变电站中的安装调试与日常维护问题，其中提出的建议对变电站的运行具有指导意义。
参考文献：
[1]蔡吉文,赵娟,钱家政.数字化变电站技术浅析[M].科技综述,2009
[2]冯春松,段春华.变电所综合自动化系统的安全可靠运行[J].黑龙江科技信息,2010
[3]孙东.数字化变电站系统概述[J].科技风,2009 [4]陈轶伟.数字化变电站实用化研究[D].浙江大学,2007
[作者简介]孙睿（1984-），男，重庆人，助理工程师，研究方向：电力企业变电运行管理。