基于亿维自动化200PLC的地铁自动售票机控制系统

一、概述

随着现代科学技术的发展，自动售票系统因其安全、快捷、方便等优点在地铁中的应用越来越广泛。本文从地铁自动售票机系统的基本结构出发，探讨了地铁自动售票机系统的硬件设计、软件设计及其可靠性和可维护性设计，以期为自动售票系统设计人员提供参考。

1.1自动售检票系统 （AFC）

     Automatic Fare Collection system就是“自动售检票系统”，简称AFC。         AFC系统实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动处理。     自动售检票系统通常包括自动控制、计算机网络通信、现金自动识别、微电子计算、机电一体化、嵌入式系统和大型数据库管理等高新技术运用. 　　1.2自动售票系统设备组成 　　主要由线路中央AFC系统、车站AFC系统、终端设备和车票四部分组成。 　　终端设备包括出/入站检票闸机、自动售票机、车站票务系统、自动充值机、自动验票机等现场设备。 　　应用范围： 　　AFC系统是国际化大城市轨道交通运行中普遍应用的现代化联网收费系统，随着自动售检票系统的启用，乘客现在可以通过各入口处的自动售票机购买电子票。 　　目前北京,上海,广州,天津,深圳,南京等大城市的轨道交通地铁站都广泛使用了AFC系统作为重要客运管理应用。 　　更多的应用场合包括电影院，体育馆，歌剧院，火车站，机场等。 　　优点： 　　AFC系统开通后增加了自助服务功能，一是在原有人工售票基础上，增设了自动购票机实现了乘客自助购票，并可减少排队等候时间。二是增加了自动查询机的数量，方便乘客自助查询。三是增设了一卡通卡自动充值机，实现自助充值，方便乘客。

自动售票机（TVM）

    自动售票机是乘客自行操作的自动售票设备，主要完成单程票的发售功能。乘客根据目的地票价，在设备上选择相应的票价键，同时投入相应的钱币，设备自动将已格式化的卡进行编码发售，结构如下图：

自动售票机平面图

1.3自动售票机的介绍

    自动售票机是AFC的重要组成部分，也是主要的终端设备之一，主要的功能是实现无人自动售票，作为车站设备的一员，自动售票机ATVM，往往被安装在车站非付费区内，用于轨道交通车票销售的乘客自助服务。自动售票机具有引导乘客购票的相关操作说明和提示，配备触模屏、乘客显示器及运营状态显示器，用于显示地铁线路、票价、投入钱币金额、设备运行状态等信息。目前通用的轨道交通单程车票一般为非接触式的方形IC卡，自动售票机根据规格型号的不同，可以分别按照硬币、纸币进行一到多种进行售票。一次交易中的发卡数量也可以在一到多张间不等。

二、设计要求

1、功能描述

用于地铁售票自动售票，完成地铁售票的核心控制功能

2、功能要求

售票机有两个进币孔，一个是输入硬币，识别的范围是一元硬币；一个是纸币，识别的范围是一元、二元、五元、十元、二十元（纸币孔有标准识别种类）。乘客可以连续多次投入纸币，乘客一次只能选型一个出站口，购买车牌时，乘客选选择出站口，有多个出站口可供选择，再选择所需票数，然后投币，投入的纸币达到或者超过所需金额时候，售票机自动出票，并找零。本次交易结束后，等待下一次交易。在选择出站口、所需票数以及在投币期间，乘客可以按取消操作，钱币自动退出。

三、设计方案：

根据起点站和终点站两站之间的站数计算，判断出相应的价格。自动售票机可以识别硬币和纸币，并具有自动找零功能，乘客可以连续多次投入钱币，并且可以以任意顺序投入硬币和纸币。

1.      买票时，乘客按下开始键，售票机进入站台选择程序，乘客选择出站口后，可以按取消键重新选择，否则售票机自动进入票数选择程序，同样这时可以按下取消键重新选择出站口以及票数。

2.      当选择好出站口已经所需票数时，乘客可以投入硬币或者纸币，当所投的纸币总额大于或者等于票价时，售票机自动出票以及找零。期间，可以按下取消键重新开始选择，并退出所有的纸币。

3.      乘客若还没有选择出站口或者票数，就投币或者使用纸币，售票机会自动退出所有的纸币。

4.      有多个站台可供乘客选择，每个乘客最多可以购买三张票，N个站台编号为N1到NX，票价从1元依次递增到max

四、购票流程图：

五、可编程序控制器（ PLC ）在控制中的应用特点： 

    １）可靠性高　　亿维自动化 PLC 在硬件和软件上采取了一系列抗干扰措施，使它可直接安装于噪杂现场而稳定可靠的工作，防磁，抗震，防尘。     ２）编程简单、容易掌握。     ３）适应性强，应用灵活。

    ４）控制系统设计、修改、调试方便，工作量少。     ５）功能强大。　 PLC 具有开关量输入 / 输出，模拟量输入 / 输出，大量的内部中间继电器，时间继电器，特殊继电器，数据寄存器，可进行逻辑控制、数据处理、模拟量处理。

5.1设计思路

    本次设计的自动售票机，主要是应用深圳亿维自动化200型的PLC梯形图来设计控制程序，根据设计内容和控制要求写出梯形图，并用组态王软件在自动售票机（TVM）上对自动售票进行仿真实现，以地铁1号线和2号线为例：假设1号线共有A,B,C,D,E,F,G,H,I,J共10站，2号线共有K,L,C,M,O,P,Q,R,S,T共10站，两条线可以在C站实现换乘。换乘中要求计一个换乘时间30分钟之内。站与站之间的站点4站之内的票价为3元，以后每增加一站票价增加一元，最高票价为9元

5.2、PLC程序

5.2.1、PLC的I/O点定义

输入：    开始按钮        I0.0    

         停止按钮        I0.1        

         退币按钮        I0.2      

         1元投入按钮   I0.3      

         5元投入按钮   I0.4    

         10元投入按钮   I0.5

输出：    3元   Q0.1

    4元   Q0.2

    5元   Q0.3

    6元   Q0.4

    7元   Q0.5

    8元   Q0.6

    9元   Q0.7

5.2.2、程序以沈阳地铁为例

5.2.3模拟操作情景：

六.实际应用：

七、结束语

　　该自控系统综合集成了深圳亿维自动化公司的PLC控制技术、画面监控技术、网络通讯技术，实现了自动化售票系统过程的自动化控制，可完成售票系统的自动联锁控制，数据的通讯处理、故障报警诊断以及售票状况的在线监控等功能。经过三年多的运行验证，该系统控制功能先进、安全稳定可靠，有效地提高了劳动生产率，改善了工作人员的工作环境，减轻了工作人员的劳动强度，为乘客的顺利出行提供了可靠的保障，并取得了十分显著的经济效益。

　参考文献：

【1】地铁自动售票系统交互设计研究，陈虹，张微，城市轨道交通研究，2012-07-10

【2】公共设施的尺寸与安全设计，吴翔，王珂，装饰，2009-04-01

【3】概念公交系统设计，付璐，马方，神州，2014-05-25

【4】北京市先用支付宝钱包为公交卡充值，互联网天地，2014-04-15

【5】南京地铁设施设备RCM系统规划与实施，毛一轩，南京理工大学，2008-05-01

【6】城市轨道交通中闸机智能识别系统及其识别技术的研究，曲目，天津大学，2005-05-01

【7】北京地铁车辆车厢内部作为设置的研究，张隽，邹彦雯，祝月艳，陈凡，顾伟健，科学之友，2013-08-15

【8】深圳亿维自动化公司200PLC说明书