基于西门子PLC与组态王的自动饮料贩卖机控制系统设计与仿真

饮料售货机仿真，全自动售货机模拟，基于西门子PLC与组态王的自动饮料贩卖机控制系统设计， 此价格包含plc电气plc原理图，组态王仿真界面，io表，流程图，（文章说明书另加点）

楼下那台破可乐机又卡货卡疯了——雪碧按钮按了三分钟，出货口只冒了个气泡糖屑，气得我差点掏出当年大三做的西门子S7-200 SMART仿真灌进去。哦对了那个练手但五脏俱全的小项目，到现在还躺在我组态王旧安装包的备份文件夹里，今天刚好翻出来唠唠怎么搭个“不卡货、不吞钱、还会找钢镚儿模拟器”（对，是硬币！仿真里找钢镚音效比哗啦啦的纸币解压100倍）。

先说最最底层的骨架——IO表，这个不管是练手还是毕设真的是第一步，连输入输出都没理清楚就写梯形图，最后肯定像一团乱掉的薯片包装袋。我当年选的是SMART ST20，完全够用，不用搞太高端的CPU。别搞太复杂的货道和投币，就3种饮料（可乐3元、雪碧3元、橙汁5元），2种投币（1元硬币Q0.0对应脉冲计数、5元纸币MW0直接加5——仿真里加识别太麻烦，直接模拟按键投就行，反正验证逻辑够了），3个核心输出：Q0.1-Q0.3分别对应三个货道的脉冲马达、Q0.4是找零1元的那个“叮铃哐当”马达、Q0.5和Q0.6就随便设成两个小指示灯，一个亮显示“可购买”，一个亮“请取货/找零”。

哦对了IO表大概列个草稿：

//西门子S7-200 SMART IO分配表（练手简化版） 输入区（DI，传感器/按键模拟）： I0.0：投1元硬币脉冲（每次按相当于识别到1元） I0.1：投5元纸币（长按1秒算识别防止误触？练手也可以不加，短按就行） I0.2：按钮选择可乐 I0.3：按钮选择雪碧 I0.4：按钮选择橙汁 I0.5：复位退币+清故障（真售货机的退币杆，练手加个） 输出区（DO，马达/指示灯/蜂鸣器选亮）： Q0.1：1号货道可乐出货马达（脉冲2秒够模拟推货） Q0.2：2号货道雪碧出货马达 Q0.3：3号货道橙汁出货马达 Q0.4：找零1元脉冲马达（每次脉冲0.5秒，找几次就通断几次MW2寄存器） Q0.5：可购买绿灯（MW10≥3就亮，5元≥5才亮橙汁对应的可选择灯？对哦加个小MW1对应三种饮料的按钮灯？我当年做组态王把这个按钮灯做进界面了，PLC里省掉了但想加也可以补） Q0.6：请取货找零黄灯（出货或找零期间亮30秒）

接下来写梯形图的核心逻辑块——别一开始就整货道脉冲，先搞投币计数和退币！这个卡钱逻辑要是没写好，楼下破可乐机就是你的下场。投币的话用SM0.1（首次扫描）把MW0、MW2、MW10这些临时变量清零。然后投币的话很简单，I0.0（硬币）上升沿触发一次ADDI 1 MW0，I0.1（纸币）上升沿触发ADDI 5 MW0——对了练手用整数就行，不用浮点数，全按1元倍数来。退币更爽，I0.5（复位退币）只要按下，就把MW10直接赋给MW2，然后启动找零子程序（单独做个子程序梯形图清晰，不会乱成薯片条）。

找零子程序当年我琢磨了好一会儿，到底是用循环指令还是定时循环触发？SMART ST20的循环指令没问题，但定时循环触发的话，找零的“叮铃哐当”间隔更顺，不会卡成一团硬币。我当年选的是T37（100ms定时器），定时500ms，每次T37接通的上升沿：先判断MW2是不是大于0，大于的话Q0.4通100ms（不对不对刚才草稿里Q0.4是0.5？随便，自己调着爽就行），然后SUB_I 1 MW2；如果MW2等于0，就关Q0.4和请取货找零的黄灯T38（刚才草稿漏了T38，补一个30秒亮灯定时器，出货或者找零一开始就触发T38）。对了梯形图里用T37和T38配合的时候，记得不要用双线圈！Q0.4和Q0.6只能在一个地方输出，我当年一开始犯了这个低级错误，找零的时候黄灯一会亮一会灭。

然后是购买逻辑！这个要加互锁！互锁！互锁！重要的事情说三遍！不然同时按可乐和橙汁就会同时推货，赔死老板。互锁的话很简单，在每个货道选择按钮的回路里，把另外两个按钮的常闭触点加进去就行。比如可乐按钮的回路是：I0.2 AND （NOT I0.3） AND （NOT I0.4） AND （MW10≥3）——对了还要加钱够不够的判断。然后这个回路接通的话，先做减法：SUBI 3 MW10，然后触发可乐货道的T39（推货2秒定时器），Q0.1跟着T39通断，同时还要启动刚才的请取货找零的T38，不管有没有找零都亮灯提醒。橙汁同理，减法是SUBI5，互锁加另外两个。

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哦对了刚才说的MW10是什么？哦我刚才的IO草稿写错变量了！临时投币数是MW0，可购买判断和减法的是MW1——对哦MW0是“已经投的钱”，如果有人先投了钱，然后犹豫要不要换个饮料，MW0应该保留，MW1才是“当前订单可用的钱”？哦对哦当年我也一开始搞错了，后来修改了逻辑：首次扫描或者退币成功后，MW0=MW1=0；按投币键的时候，同时加MW0和MW1；按下购买按钮互锁通过钱够的话，只减MW1，MW0保留着下次用；如果按下复位退币，就把MW0赋给MW2找零，然后同时清零MW0和MW1。这个修改后的逻辑才是楼下正常售货机的逻辑对吧？不然你买完可乐剩两块，换个地方投币两块钱就没了。

最后是组态王界面！这个是练手的灵魂，不能只有干巴巴的梯形图。我当年做的界面很简陋但很解压：

1. 背景是一张自动售货机的贴纸，抠掉按键和出货口的地方；
2. 三个圆形按钮对应三种饮料，按钮上贴雪碧可乐橙汁的图片，按钮里关联I0.2-I0.4的模拟开关（组态王叫“按钮”，属性里选“数据改变命令语言”或者“鼠标左键按下”连接IO寄存器），按钮灯的话，关联MW1≥3就显示亮的图片，MW1≥5同时显示橙汁的亮图；
3. 左侧两个小方块是投币口，分别贴1元硬币和5元纸币的图片，点击也关联模拟开关；
4. 中间是两个数字显示框，分别显示“已投币数”MW0和“剩余可用数”MW1；
5. 右侧一个大箱子是出货口，关联Q0.1-Q0.3的通断，只要有一个通，箱子里就弹出对应的饮料图片，30秒后自动消失；
6. 找零口在出货口下面，关联Q0.4的通断，每通一次就掉一个1元硬币的图片，堆在找零口里，点一下找零口或者复位退币成功后自动清空；
7. 右上角两个小指示灯，可购买绿灯关联MW1≥3，找货/取货黄灯关联T38；
8. 最后加个小复位退币杆，关联I0.5的模拟开关。

哦对了组态王和PLC的通讯用的是PPI协议？SMART的话其实用TCP/IP更方便，插上网线设个IP地址就行，不用USB-PPI电缆。当年我宿舍没有网线，借了个学长的USB-PPI电缆，差点没折腾死我，PPI协议老是掉，后来跑到学校的开放实验室插网线连TCP/IP，一下子就连上了。

至于PLC电气原理图和流程图？电气原理图我当年用的是AutoCAD Electrical，很简单，就是电源（AC220V转DC24V）、PLC主机、输入按钮（并联下拉电阻或者用传感器模拟常开常闭）、输出继电器线圈（控制24V的马达和指示灯）、急停按钮（串联在PLC的电源输入端或者加个I0.6做急停互锁）——练手的话急停可以加但不用太复杂。流程图用的是Visio，从首次扫描开始，到投币、犹豫、购买、推货、找零、结束，画成一条线或者一个循环就行。

哦对了当年我还差点忘了给货道脉冲加延时保护！比如推货2秒不管有没有推出来都要停止，不然真马达会烧坏。练手的话加个T39定时器就够了，不用太复杂的货道检测传感器（仿真里加传感器也麻烦）。

那个小项目最后答辩得了优，老师说逻辑清晰、组态王界面解压，就是贴纸贴得太歪了。现在想想其实当年可以做得更完善，比如加个货道缺货检测、纸币识别超时报警、投币满50自动退币之类的，但练手的话，能做到“不卡货、不吞钱、会找零、界面能玩”就已经够了。