【基于PLC的饮料自动售货机控制系统设计(毕业论文)】随着自动化技术的不断发展，传统的手动操作方式已逐渐被智能化、自动化的系统所取代。在众多工业和商业应用中，自动售货机因其便捷性、高效性和低人工成本而得到了广泛应用。本文以基于可编程逻辑控制器（PLC）的饮料自动售货机控制系统为研究对象，探讨其硬件结构、软件控制流程及实际运行效果。通过分析系统的整体架构与功能模块，结合PLC在工业控制中的优势，提出了一种适用于中小型自动售货机的控制方案，并对该系统进行了仿真验证与优化设计。

关键词： PLC；自动售货机；控制系统；可编程逻辑控制器；工业自动化

一、引言

自动售货机作为现代生活中不可或缺的设备，广泛应用于商场、车站、学校等公共场所。它不仅提高了服务效率，也减少了人力投入。然而，传统自动售货机多采用继电器或单片机控制，存在控制逻辑复杂、扩展性差、维护困难等问题。因此，如何提高自动售货机的智能化水平，成为当前研究的重点。

PLC作为一种高性能、高可靠性的工业控制装置，具有良好的抗干扰能力、编程灵活、易于维护等优点，非常适合用于自动售货机的控制系统中。本文旨在设计一套基于PLC的饮料自动售货机控制系统，实现对饮料选择、支付、出货等过程的自动化控制。

二、系统总体设计

2.1 系统组成

本系统主要由以下几个部分组成：

- 输入模块：包括用户按键、货币识别器、传感器等；

- PLC控制器：负责处理输入信号并执行相应的控制逻辑；

- 输出模块：如电机驱动、指示灯、报警装置等；

- 通信模块：用于与上位机或网络进行数据交换；

- 电源模块：为整个系统提供稳定供电。

2.2 控制流程

系统的工作流程如下：

1. 用户通过触摸屏或按键选择所需饮料；

2. 系统判断是否有足够库存；

3. 用户投入相应金额，系统进行支付验证；

4. 验证成功后，启动电机将指定饮料送出；

5. 若出现故障（如缺货、支付失败等），系统发出报警提示。

三、PLC控制系统设计

3.1 PLC选型

根据系统功能需求，选用西门子S7-1200系列PLC，该型号具备丰富的I/O接口、较高的运算速度以及良好的扩展能力，能够满足本系统的需求。

3.2 硬件接线

- 输入信号接入PLC的数字输入点（DI）；

- 输出信号连接至数字输出点（DO）；

- 电机控制使用继电器或固态继电器进行隔离保护；

- 传感器信号通过模拟量输入模块接入PLC。

3.3 软件程序设计

采用梯形图语言（LAD）编写PLC程序，主要包括以下功能模块：

- 初始化模块：设置系统参数、检查硬件状态；

- 选择识别模块：读取用户输入并判断饮料种类；

- 支付验证模块：对接收的货币进行识别与核对；

- 出货控制模块：控制电机转动，完成饮料出货；

- 异常处理模块：对系统故障进行检测与处理。

四、系统仿真与测试

为了验证系统的可行性，使用TIA Portal软件对PLC程序进行仿真测试。通过模拟用户操作、输入不同金额、触发各种异常情况，观察系统是否能正确响应并做出相应处理。

测试结果表明，系统能够准确识别用户选择、完成支付流程，并在正常情况下顺利出货。同时，在出现缺货、支付不足等异常时，系统也能及时报警并提示用户。

五、结论与展望

本文设计了一套基于PLC的饮料自动售货机控制系统，通过合理配置硬件与编写高效的控制程序，实现了对售货过程的自动化管理。实验结果表明，该系统运行稳定、控制逻辑清晰，具有较好的实用价值。

未来可进一步拓展系统功能，如增加远程监控、数据分析、智能推荐等功能，使自动售货机向更智能化、网络化方向发展。

参考文献：

[1] 李伟. 可编程控制器原理与应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2018.

[2] 张强. 自动售货机控制系统设计与实现[J]. 工业控制计算机, 2020, 33(5): 45-47.

[3] 刘洋. 基于PLC的自动售货机控制研究[J]. 电子技术应用, 2021, 47(2): 89-91.

[4] Siemens AG. SIMATIC S7-1200 System Manual[R]. 2022.

附录：

（可附上系统框图、PLC程序代码截图、实物照片等）

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