一种基于 PLC 的自动售货机系统的设计

原创 2020-09-13 03:07  阅读

  随着无人超市的出现,自动售货机将会是一种应运而生的新时代的必要产物。自动售货机 24 小时不间断的服务,节省了大量的人力物力,占地面积小,投资少。自动售货机的库存可以远程

  自动售货机功能是首先计算总额,确定是否有足够的总额购买所选物品。本售货机中有 6 种商品,其中一号商品价格 1 元,二号商品 2 元,三号商品 2.5元,……。如果投入 1 元的硬币,一号商品指示灯亮,显示可以购买,继续投入 1 个 1 元硬币,此时二号商品指示灯亮,购买另外的商品也同样的道理。当按下 1 元商品购买按钮时,自动售货机会将总金额减去 1 元,同时将一号商品提取到出货口。如想要继续购买商品,只要按下可购买商品的按钮,商品将继续提取出来,若不再购买商品,可按下退币按钮,将退出剩余金额,然后总金额清零,至此完成了本次交易。自动售货机的工作流程图如图 1 所示。

  此次设计主要任务是对自动售货机系统的仿真设计,采用友好的人机界面,顾客可以根据需要投入不同的货币,根据自己的需求购买不同价格的商品,系统显示本次购买物品的数量及总金额,购买结束后自动计算余额并进行退币。系统总体框图如图 2。

  此系统由四部分组成。由上位机控制下位机其中 可编程序控制器 PLC 作为核心控制器件,监控系统由上位机完成,上位机采用组态王界面,操作面板由按钮控制,显示模块由信号灯数码管构成。

  自动售货机的组态设计方案。根据设计要求,首先绘制系统结构图,设计思路设置 1 售价 1 元;设置 2 售价 2 元;设置 3 售价 2.5 元;设置 4 售价 3 元;设置 5 售价 4元;设置 6 售价 5 元。系统硬件结构框图如图 3 所示。

  ① 主控制器功能:投币后判断金额是否够购买所指定商品,根据顾客要求出售所指定商品。② 数值计算机构功能:计算系统金额变化,统计本次购买商品的总金额。③ 补料机构功能:货柜层数共两层,当顾客购买任何一层的商品后,当商品从货架移除后商品数量减少,补料机构检测判断后补充减少的商品的数量。④ 显示机构功能:实时显示本货柜层所剩余商品的数量,顾客投入的总金额,购买后余额和本次消费的总金额。⑤ 指示灯功能:指示所购买的商品。

  本次设计的自动售货机控制系统有五大部分组成。计币部分、比较部分、选择部分、饮料供应部分、退币部分。其中计币部分采用 PLC 中整数寄存器计所投入的总金额。比较部分是当顾客投币后,所投入的金额和某种商品价格做比较,如果投入金额大于某种商品金额,则该商品指示灯亮。选择部分则完成,当商品指示灯亮时按下购买该商品按钮,则指示灯闪烁,同时按下购买数量按钮,可选择购买数量。商品出货时间为 2 s,当商品从货架出货后,闪烁停止,当所剩金额满足继续购买条件时,可以继续按购买按钮,当金额不足时,按购买按钮则系报警提示余额不足。退币部分,当顾客消费完后按下退币按钮则退还余额,当顾客投币后不购买商品只要按下退币按钮则退出所投金额的钱币。电机作为拖动装置,推出商品。本次设计选用 L293D步进电机,电源电压 24 V,PC847 光电隔离器圈,红外检测传感器检测货物是否推出,并把检测信号传输给电机[3]。

  图 4,自动售货机硬件系统组成。系统通电后,检查库存和商品储存通道,如果某种货物短缺或售完则停止此种商品售货,报警指示灯亮。如果库存充足则系统等待顾客购买,一旦顾客投币购买则检测机构启动,金额足够销售模块启动工作,电机启动送出商品,按下退币按钮则退出余额。本设计的核心器件是 PLC,我们考虑了 PLC 的输入输出点数是否满足本次设计需要,以及市面上的 PLC 的性价比选择了西门子S7-300 PLC。

  本次设计了系统控制程序,经反复调试能够满足设计要求,顾客能通过上位机按自己的需要购买自己所需商品,正确找零,组态效果能正确执行。

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