基于西门子PLC的自动饮料售货系统设计

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　　引言

　　目前，无人售货模式已经成为零售业不可逆转的发展趋势,各类无人售货机应运而生。在这样的背景下,本文结合当下新零售热点,设计了一种自动饮料售货系统,具有节省人力资源、减少占地空间、24h营业、支持多种付费方式等优点。

　　1系统硬件设计方案

　　本文拟设计一款顾客可通过人机交互界面（HMI）选择商品与支付方式的自动饮料售货控制系统,系统主要由可编程逻辑控制器（PLC）、HMI、出货执行、支付通信及故障报警等模块组成。系统框图如图1所示。

图1系统框图

　　（1）主控器选用西门子s7-1215C。西门子s7-1215C的输入/输出点数能满足本次设计需求,且采用整体式结构,具有可靠性高、操作简便等优点。

　　（2）人机交互模块选择西门子TP1500Comfort精智面板。TP1500Comfort精智面板采用15寸256色大屏,亮度可调、界面清晰,用户能够通过人机交互模块更方便地购买商品。

　　（3）支付、报警模块采用物联网无线传输单元。此单元可使用Rs485接口与主控器的扩展通信模块CM1241进行通信,将采集到的支付及报警信息通过4G无线通信网络与后台的数据库服务器进行数据交互。

　　（4）出货模块选用步进电机与螺旋杆等设备作为机械传动结构,通过螺旋杆推动将饮料送出,具有结构简单、成本低以及维护方便等优点。

　　2模块功能设计

　　本文所述自动饮料售货系统主要设计了购物、出货以及报警3个功能。

　　2.1购物功能设计

　　顾客可通过HMI进行货物选择,同时系统提供了现金支付与在线支付两种模式。若选择在线支付,则跳出二维码付款界面,顾客可通过手机扫码支付:若选择现金支付,顾客可使用纸币与硬币进行付款。

　　2.2出货功能设计

　　顾客付款成功后,系统通过机械传动将顾客选择的饮料送出。当系统检测到出货完成后,会对库存情况进行扫描并记录,同时返回初始化界面并清空当前顾客的所有购物信息。

　　2.3报警功能设计

　　本系统能够实时监控自动售货机的库存信息与顾客支付状态信息。当售货系统发生机械故障、币箱已满或缺货等情况时,报警模块会将系统的故障信息通过通信模块发送给后台,方便维护人员及时补货与维护。

　　3控制系统流程设计

　　当购物界面被激活时,系统会检测所有在售商品库存是否充足。检测完毕后,顾客可通过人机交互界面进行购物并选择支付方式。若顾客选择在线支付,则跳出二维码支付界面,顾客可通过手机扫码进行支付。后台检测到付款成功后,自动售货机出货。若顾客选择现金支付,可使用纸币与硬币进行付款。系统检测到付款成功后,计算找零金额并进行找零动作,同时自动售货机出货。购物完成后,系统退出,等待下次购物界面被激活。当某货物售罄时,系统会提示该商品缺货,并将缺货信息发送至后台。

　　控制系统流程设计如图2所示。

　　4系统仿真与调试

　　本系统使用自制自动售货平台进行仿真调试。当顾客点击屏幕进行购物时,系统激活购物界面,如图3所示。顾客可在该界面中进行购物选择,当选择完毕后点击"结算"按钮,进入结算界面,如图4所示。支付完成后系统可正常出货。经多次测试,本文设计的自动售货系统运行稳定、便捷,能够实现控制系统的基本要求。

　　5结语

　　本文设计的自动饮料售货系统,具有操作简易、维护方便以及大幅减少人力成本等优点。通过仿真测试系统能够达到预期设计目标,可广泛应用于商场、小区、学校等各类公共场所,有较好的应用价值。笔者由于能力与经验有限,对系统创新设计部分仅做了浅显的探讨,在深度和广度方面都有待深入和拓展。