基于西門子PLC的自動(dòng)飲料售貨系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

目前,無人售貨模式已經(jīng)成為零售業(yè)不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì),各類無人售貨機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。在這樣的背景下,本文結(jié)合當(dāng)下新零售熱點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)飲料售貨系統(tǒng),具有節(jié)省人力資源、減少占地空間、24h營(yíng)業(yè)、支持多種付費(fèi)方式等優(yōu)點(diǎn)。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案

本文擬設(shè)計(jì)一款顧客可通過人機(jī)交互界面（HMI）選擇商品與支付方式的自動(dòng)飲料售貨控制系統(tǒng),系統(tǒng)主要由可編程邏輯控制器（PLC）、HMI、出貨執(zhí)行、支付通信及故障報(bào)警等模塊組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1系統(tǒng)框圖

（1）主控器選用西門子s7-1215C。西門子s7-1215C的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)能滿足本次設(shè)計(jì)需求,且采用整體式結(jié)構(gòu),具有可靠性高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

（2）人機(jī)交互模塊選擇西門子TP1500Comfort精智面板。TP1500Comfort精智面板采用15寸256色大屏,亮度可調(diào)、界面清晰,用戶能夠通過人機(jī)交互模塊更方便地購(gòu)買商品。

（3）支付、報(bào)警模塊采用物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸單元。此單元可使用Rs485接口與主控器的擴(kuò)展通信模塊CM1241進(jìn)行通信,將采集到的支付及報(bào)警信息通過4G無線通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

（4）出貨模塊選用步進(jìn)電機(jī)與螺旋桿等設(shè)備作為機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu),通過螺旋桿推動(dòng)將飲料送出,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低以及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

2模塊功能設(shè)計(jì)

本文所述自動(dòng)飲料售貨系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)了購(gòu)物、出貨以及報(bào)警3個(gè)功能。

2.1購(gòu)物功能設(shè)計(jì)

顧客可通過HMI進(jìn)行貨物選擇,同時(shí)系統(tǒng)提供了現(xiàn)金支付與在線支付兩種模式。若選擇在線支付,則跳出二維碼付款界面,顧客可通過手機(jī)掃碼支付:若選擇現(xiàn)金支付,顧客可使用紙幣與硬幣進(jìn)行付款。

2.2出貨功能設(shè)計(jì)

顧客付款成功后,系統(tǒng)通過機(jī)械傳動(dòng)將顧客選擇的飲料送出。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到出貨完成后,會(huì)對(duì)庫(kù)存情況進(jìn)行掃描并記錄,同時(shí)返回初始化界面并清空當(dāng)前顧客的所有購(gòu)物信息。

2.3報(bào)警功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控自動(dòng)售貨機(jī)的庫(kù)存信息與顧客支付狀態(tài)信息。當(dāng)售貨系統(tǒng)發(fā)生機(jī)械故障、幣箱已滿或缺貨等情況時(shí),報(bào)警模塊會(huì)將系統(tǒng)的故障信息通過通信模塊發(fā)送給后臺(tái),方便維護(hù)人員及時(shí)補(bǔ)貨與維護(hù)。

3控制系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

當(dāng)購(gòu)物界面被激活時(shí),系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)所有在售商品庫(kù)存是否充足。檢測(cè)完畢后,顧客可通過人機(jī)交互界面進(jìn)行購(gòu)物并選擇支付方式。若顧客選擇在線支付,則跳出二維碼支付界面,顧客可通過手機(jī)掃碼進(jìn)行支付。后臺(tái)檢測(cè)到付款成功后,自動(dòng)售貨機(jī)出貨。若顧客選擇現(xiàn)金支付,可使用紙幣與硬幣進(jìn)行付款。系統(tǒng)檢測(cè)到付款成功后,計(jì)算找零金額并進(jìn)行找零動(dòng)作,同時(shí)自動(dòng)售貨機(jī)出貨。購(gòu)物完成后,系統(tǒng)退出,等待下次購(gòu)物界面被激活。當(dāng)某貨物售罄時(shí),系統(tǒng)會(huì)提示該商品缺貨,并將缺貨信息發(fā)送至后臺(tái)。

控制系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)如圖2所示。

4系統(tǒng)仿真與調(diào)試

本系統(tǒng)使用自制自動(dòng)售貨平臺(tái)進(jìn)行仿真調(diào)試。當(dāng)顧客點(diǎn)擊屏幕進(jìn)行購(gòu)物時(shí),系統(tǒng)激活購(gòu)物界面,如圖3所示。顧客可在該界面中進(jìn)行購(gòu)物選擇,當(dāng)選擇完畢后點(diǎn)擊"結(jié)算"按鈕,進(jìn)入結(jié)算界面,如圖4所示。支付完成后系統(tǒng)可正常出貨。經(jīng)多次測(cè)試,本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、便捷,能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的基本要求。

5結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)飲料售貨系統(tǒng),具有操作簡(jiǎn)易、維護(hù)方便以及大幅減少人力成本等優(yōu)點(diǎn)。通過仿真測(cè)試系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo),可廣泛應(yīng)用于商場(chǎng)、小區(qū)、學(xué)校等各類公共場(chǎng)所,有較好的應(yīng)用價(jià)值。筆者由于能力與經(jīng)驗(yàn)有限,對(duì)系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)部分僅做了淺顯的探討,在深度和廣度方面都有待深入和拓展。