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        散裝水果自動售貨機

        2021-03-08 02:51:19展赫駱瑩升袁建川薛蕊
        科學與財富 2021年5期
        關(guān)鍵詞:設計

        展赫 駱瑩升 袁建川 薛蕊

        摘 要:本產(chǎn)品是隸屬于自動售貨機的散裝水果自動售賣機,是采用稱重的方式,將用戶購買的每個水果進行稱重,將系統(tǒng)計算出的價格顯示在顯示屏上,用戶根據(jù)自我需求選擇購買的數(shù)量,以及選擇支付的方式。散裝水果自動售賣機的產(chǎn)生,能夠方便廣大市民能夠隨時吃到新鮮的水果,而且不用到超市或市場就能買到,它解放了人力,方便了生活,創(chuàng)造了效益。該系統(tǒng)主要由不同貨道、稱重模塊、運送單元等組成,以西門子S7-200PLC作為核心主控制器,來控制售貨機的售賣過程,并對自動售貨機控制系統(tǒng)的工作過程做了分析,最終完成散裝水果自動售貨機控制系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計。

        關(guān)鍵詞:自動售貨機;散裝稱重;MCGS;西門子S7-200PLC

        引言

        散裝水果自動售賣機是為了方便廣大市民能夠隨時吃到新鮮的水果,而且不用到超市或市場就能買到,它解放了人力,方便了生活,創(chuàng)造了效益。散裝水果自動售賣機可以根據(jù)用戶需求選擇購買的數(shù)量,將用戶購買的每個水果進行稱重,將系統(tǒng)計算出的價格顯示在顯示屏上。該系統(tǒng)主要由不同貨道、稱重模塊、運送單元等組成,以西門子S7-200PLC作為主控制器來控制售貨機的售賣過程,我們還應了昆侖通態(tài)開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件來對散裝水果自動售貨機進行實時的控制,更加方便、智能化。從實際運行結(jié)果來看,該控制系統(tǒng)穩(wěn)定性比較好,適應性比較強,可以適用于各種環(huán)境下的售貨機控制。

        1產(chǎn)品系統(tǒng)設計

        本設計包括供電系統(tǒng)、位置檢測部分、溫度檢測部分、重量檢測部分、控制部分、電機驅(qū)動部分、傳送帶傳遞結(jié)構(gòu)、整體框架結(jié)構(gòu)、自鎖式開合結(jié)構(gòu)、組態(tài)屏顯示部分,總體設計框圖見圖1。

        采用西門子CPU226控制器、壓力傳感器、壓力變送器、MCGS組態(tài)顯示屏、24V直流電機、步進電機等共同配合作用來控制整個自動售賣系統(tǒng)。本次設計主要研究內(nèi)容如下:

        1.1外形結(jié)構(gòu)設計

        將采用傳統(tǒng)自動售貨機的整體框架,售貨機采用4到5層貨倉,每層貨倉根據(jù)水果大小尺寸設置不同尺寸的貨道,通過直梯式運輸貨道將每層貨倉相連,每層貨倉可單獨拆卸,運輸人員可將售空貨倉拆下,換上提前裝好水果的貨倉,運輸人員不用將每個水果依次裝入貨倉,節(jié)省上貨時間。

        1.2水果傳送系統(tǒng)

        水果傳送系統(tǒng)將采用三部分貨道傳送。

        1.3稱重系統(tǒng)

        稱重系統(tǒng)采用壓力傳感器與變送器配合,將模擬量信號轉(zhuǎn)化為,在配以鍵盤、顯示電路及強大軟件來組成。電子稱不但計量準確、快速方便,更重要的是動稱重、數(shù)字顯示,通過PLC控制器設計價格系數(shù),準確計算水果價格,最后通過顯示屏將重量及價格顯示出來。

        1.4支付功能

        當稱重結(jié)束后,經(jīng)過用戶確定,顯示屏將顯示需要支付的金額,用戶可通過屏幕選擇支付方式,若是選擇掃碼支付,顯示屏將顯示收款碼,當然也可選擇其他的傳統(tǒng)付款方式。付款成功后,稱重臺將下降到取貨口。若是用戶放棄支付或者購買時間過長,稱重臺將上升到貨倉處放入貨倉,將水果放入貨倉后稱重臺回到原處。

        1.5制冷系統(tǒng)

        制冷系統(tǒng)可以保證水果不易腐爛,保持新鮮。制冷系統(tǒng)將采用傳統(tǒng)的壓縮機制冷。

        1.6電源管理

        采用S-50-24開關(guān)電源,它體積小、重量輕、效率高,具有短路過載保護性,通過交直流轉(zhuǎn)換及降壓處理,可供電給單片機和電機。

        2 功能調(diào)試設計

        散裝水果售貨機將采用西門子S7-200CPU224型號的控制器、稱重傳感器、稱重變送器、四個紅外模塊、昆侖通態(tài)TPC7062Ti組態(tài)屏、1個步進電機、四個24V直流減速電機共同配合作用來控制整個自動售賣系統(tǒng)。

        2.1CPU

        西門子CPU224采用數(shù)字量輸入14*24VDC,數(shù)字量輸出 10*24V DC 輸出,允許最大的智能模塊7個模塊,高速運算及數(shù)據(jù)處理能力強,支持2路高速脈沖輸出100KHZ,6路告訴計數(shù)輸入,最高達30KHZ。單條布爾指令運算僅需0.3us。擁有大容量的存儲空間,程序存儲空間為36K,數(shù)據(jù)存儲空間20K,內(nèi)部FLASH,永久保持,此控制器作為整個系統(tǒng)的中央控制單員。

        2.2壓力傳感器處理

        高精度平行梁單點式稱重傳感器,稱重精準,堅固耐用,量程為0~1KG,綜合精度誤差達到±0.017%F.S,防護等級為IP65級,此傳感器用來作為稱重系統(tǒng)的主要傳感器。稱重變送器與稱重傳感器配合使用,變送器是把傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R別的信號的轉(zhuǎn)換器。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動控制的監(jiān)測信號源。首先它對供電電壓采用多重濾波,有效保障供電電壓的穩(wěn)定性;其次對輸入信號進行高頻濾波,穩(wěn)定可靠的濾除高頻信號等噪音。

        2.3電機驅(qū)動設計

        57步進電機與步進電機驅(qū)動器配合使用,將作為直梯式運輸貨道的動力單元,采用24V輸入電壓和脈沖信號,2.8Nm的大扭矩,將足以帶動多個水果上下運輸?shù)膭幼鳎捎貌竭M電機更加準確的計算每層貨道的距離,性能更加穩(wěn)定,而且高效精準。24V直流減速電機將作為第二貨道的動力單元,此電機實現(xiàn)自鎖功能,而且具有大扭力,適合作為第二貨道的動力單元。

        2.4顯示功能

        顯示屏將采用昆侖通態(tài)TPC7062Ti觸摸屏,此觸摸屏可與西門子PLC進行通訊使用,可實時監(jiān)控售貨機內(nèi)的水果數(shù)量以及溫度、日期顯示,用戶可根據(jù)自己的需要在屏幕上選擇所需的水果,此屏響應迅速且性價比高。

        3 結(jié)論

        散裝水果自動售貨機將實現(xiàn)散裝稱重、貨倉便攜拆卸等功能,散裝水果自動售賣機是自動售貨機的一種,其優(yōu)勢遠大于傳統(tǒng)的自動售貨機,一是售賣水果自身的優(yōu)勢,水果富含人們所需的營養(yǎng)物質(zhì),不像零食、飲料那樣有大量添加劑,人人都離不開水果,所以此產(chǎn)品是面向所有人群的,市場廣闊。二是相對于傳統(tǒng)的水果自動售賣機,本產(chǎn)品貨倉大,水果價格低,品質(zhì)優(yōu)良。三是操作簡單,采用傳統(tǒng)自動售賣方式,可進行掃碼支付或投幣刷卡支付。

        參考文獻:

        [1]陳金寶.基于PLC的水果自動售貨機設計[J].電子世界,2020(20):114-115+120.

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        [3]金薇.基于PLC的自動售貨機控制系統(tǒng)設計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2020(14):15-16.

        [4]熊世賦,劉純弟,王北平.用PLC實現(xiàn)自動無人售貨機項目開發(fā)探究[J].信息記錄材料,2020,21(07):221-223.

        [5]成翔.基于PLC的自動售貨機控制系統(tǒng)設計[J].花炮科技與市場,2019(04):216-217.

        [6]楊秀芝,俞敏,李軒,華文林,楊春杰,董春法.水果自動售貨機的設計與實現(xiàn)[J].湖北理工學院學報,2018,34(02):1-3+37.

        作者簡介:

        展赫(1998-),男,山東省濟南人,學士,研究方向:控制工程

        駱瑩升(2001-),男,四川資陽人,學生,研究方向:機器人工程

        袁建川(1998-),女,重慶市人,學士,研究方向:控制工程

        薛蕊(1981-),女,山東省濟寧人,碩士,副教授,研究方向:控制工程

        該項目由青島黃海學院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目《散裝水果自動售貨機》(X202013320079)支持。

        (青島黃海學院? ? 青島? ?266427)

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