郭昊坤

（江陰職業(yè)技術(shù)學院 電子信息工程系，江蘇 江陰 214405）

0 引言

近年來，隨著智能化社會的發(fā)展，自動售賣機在人們的生活中越來越普遍。目前，國內(nèi)外大多的售貨機主要針對的是包裝好的成品，例如瓶裝罐裝的飲料、袋裝的零食等[1]。隨著人們對物質(zhì)文化生活的需求越來越高，單一的包裝成品已滿足不了人們的需求，例如，炎炎夏日，人們對冰淇淋的口味要求也是多種多樣，如何才能有機器可以根據(jù)顧客要求進行材料搭配滿足他們對口味的需求呢？本文所設計的基于PLC[2-4]的自助冰淇淋機控制系統(tǒng)，再結(jié)合相關(guān)自助售賣系統(tǒng)，即可解決這個問題。

1 總體方案設計

本文所設計的基于PLC的自助冰淇淋機控制系統(tǒng)，理應實現(xiàn)以下功能：

（1）系統(tǒng)外部包括口味選擇、支付方式選擇（投幣或掃碼）等功能；

（2）冰淇淋有草莓味、藍莓味、提拉米蘇味、芒果味等四種口味以供選擇；

（3）系統(tǒng)可根據(jù)顧客所選冰淇淋口味進行搭配、進料、制作、出料等操作；

（4）制作完成后提醒顧客已完成。

根據(jù)以上要求及功能，控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 控制系統(tǒng)框圖

2 硬件設計

本文選用西門子S7-300系列PLC進行設計，其模塊示意如圖2所示。

圖2 S7-300 模塊示意圖

系統(tǒng)主電路圖如圖3所示，圖中KM1～KM4分別對應“草莓味”電機、“藍莓味”電機、“提拉米蘇味”電機以及“芒果味”電機，F(xiàn)R熱繼電器起到保護電機的作用。

圖3 系統(tǒng)主電路圖

確定系統(tǒng)輸入輸出分配如表1、表2所示，由此確定其接線圖如圖4所示。

圖4 接線圖

表1 PLC 輸入分配

表2 PLC 輸出分配

3 軟件設計

如圖5所示，啟動初始化，采用OB100進行了參數(shù)設定，設置了各種口味價格。顧客可在本地或者觸摸屏選擇口味，顯示應付錢數(shù)，進行投幣或者其他支付，若支付足夠，則支付足夠指示燈點亮，此時按確認購買按鈕進行購買，然后進行下冰淇淋桶的操作；系統(tǒng)檢測到下冰淇淋桶到位時，執(zhí)行送冰淇淋桶操作；檢測到送冰淇淋桶到位時，根據(jù)選擇的口味，打開相應口味的泵和閥門，執(zhí)行下料；下料完成后，系統(tǒng)執(zhí)行完成提醒；完成提醒定時到后，執(zhí)行找零；找零完成，最后復位、等待下次購買。

圖5 控制系統(tǒng)流程圖

4 仿真調(diào)試

利用仿真系統(tǒng)進行模擬，進而對所設計的自助冰淇淋機控制系統(tǒng)運行的過程與邏輯予以論證。經(jīng)驗證，所設計的控制裝置正確有效。

圖6所示為其初始界面。

圖6 初始界面

若客戶選擇草莓味冰淇淋，即按下觸摸屏上草莓味進行口味選擇，草莓味選擇按鈕變?yōu)榫G色，需要支付錢數(shù)變?yōu)?.0元，如圖7所示。

圖7 選擇草莓味

模擬投幣，若投幣金額不足時，則支付足夠指示燈處于熄滅狀態(tài)，表示支付不足，如圖8所示；若投幣金額足夠時，則支付足夠指示燈處于點亮狀態(tài)，表示支付足夠，如圖9所示。

圖8 支付不足界面

圖9 支付足夠界面

支付足夠時，系統(tǒng)根據(jù)口味開始進行搭配、進料、出料等工序，最后出冰淇淋并找零，其界面如圖10所示。

圖10 出冰淇淋及找零界面

5 結(jié)語

近年來，隨著智能化社會的發(fā)展，自動售賣機在人們的生活中越來越普遍。本文設計了一款基于PLC的自助冰淇淋機控制系統(tǒng)，給出了其總體方案設計、硬件設計、軟件設計等，并進行了仿真驗證，仿真結(jié)果表明，所設計的控制系統(tǒng)正確有效。