散装水果自动售货机

乔汇泉 纪光洋 曾实现

青岛黄海学院 山东 青岛 266427

摘要：目前，我国疫情总体形势良好，但国外疫情的快速蔓延带来的输入性风险增加，另一方面疫情偶然散发或内源性反弹的风险仍然存在，当下疫情防控仍然艰巨，因此当前自动售货机和其他零售店对比，消费者会更重视和优先选择24小时无接触购物。借助自动售货机、自主结算、移动支付等智能设备与方案，不断替代人工服务，减少不必要的流通环节，可以有效控制人与人之间的接触，在疫情防控、个人防护方面，有着其他传统零售方式不可比拟的优势。散装水果自动售卖机的产生，能够方便广大市民能够随时吃到新鲜的水果，而且不用到超市或市场就能买到，它解放了人力，方便了生活，创造了效益。

关键词：无接触购物；疫情防控

引言

自动售货机拥有大部分无人便利店的优点还拥有独特优势。自动售货机效率更高、更容易维护、平效(单位平方面积产出)更高以及投入更低;其次，居于分散点位并结合多项技术的应用可以大做精准营销文章深入挖掘广告等附加价值;将不同功能自动售货机合理聚集，形成类似餐厅应用场景，丰富优化货品SKU数和消费环境，可打造更高效、高实操性和强扩张性的自动售货机群组。

本产品是散装水果零售机，是采用称重的方式，将用户购买的每个水果进行称重，将系统计算出的价格显示在显示屏上，用户根据自我需求选择购买的数量，以及选择支付的方式。散装水果零售机的产生，能够方便广大市民能够随时吃到新鲜的水果，而且不用到超市或市场就能买到，它解放了人力，方便了生活，创造了效益。该系统主要由不同货道、称重模块、运送单元等组成，以西门子S7-200PLC作为核心主控制器，STM32作为辅助控制器，来控制售货机的售卖过程，并对自动售货机控制系统的工作过程做了分析，最终完成散装水果零售机控制系统的硬件设计和软件设计。

此外，我们还可以应用昆仑通态开发监控系统软件来对散装水果零售机进行实时的控制，更加方便、智能化。从实际运行结果来看，该控制系统稳定性比较好，适应性比较强，可以适用于各种环境下的售货机控制。

设计内容

1机械结构设计

将采用传统自动售货机的整体框架，售货机采用4到5层货仓，每层货仓根据水果大小尺寸设置不同尺寸的货道，通过直梯式运输货道将每层货仓相连，每层货仓可单独拆卸
每层货仓由连接件连接，运输人员可将售空货仓拆下，换上提前装好水果的货仓，运输人员不用将每个水果依次装入货仓，节省上货时间。

2硬件电路设计

对整个系统分析，列出IO表格如下：

通过系统研究如图所示，在图中我们可以了解到当前PLC每个IO点的接线，PLC电路系统接线图设计如图1所示。

图1 PLC电路接线图

根据该装置运行要求和功能需要，设计本系统直流电机驱动部分，电路板上硬件资源包括：保险丝、LM2596-5.0V、LM2596-12V，以及8个继电器。保险丝的作用是用来保护芯片和直流自锁电机不被烧坏，LM2596-5.0V和LM2596-12V稳压芯片是用来给外部传感器供电，8个继电器组成四组电机接口，用来控制4路直流自锁电机正反转。直流自锁电机驱动电路如图2所示。

图2 直流自锁电机驱动电路图

3软件设计

3.1主流程

系统采用西门子S7-200PLC作为核心控制器。来控制散装水果自动售货机的控制系统，此外，还可以应用昆仑通态开发监控系统软件来对散装水果自动售货机进行实时的控制，更加方便、智能化。从实际运行结果来看，该控制系统稳定性比较好，适应性强。工作流程图如图3所示。

图3 工作流程图

3.2 STEP 7 MicroWIN编程软件

V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9编程软件是建立在Windows的应用部件，支持32位Windows95/98/2000/NT4.0，其基本功能有创建、编程、调试等。STEP7标准管理软件包中提供进行一系列的应用研究工具， 如: SIMATIC 管理器、符号编辑器、硬件故障诊断、编程设计语言、硬件设备组态、网络通过组态等STEP7编程软件可以配置硬件和网络，具有简单、直观、易于修改等。该软件可以提供了在.线和离线进行编程的功能，可以对PLC在线数据上载或下载。使用STEP7，可以轻松创建自动化解决方案。如图4所示，是创建一个自动化项目的基本步骤。

图4 创建项目步骤图

3.3SolidWorks制图软件

SolidWorks是一款功能非常强大的三维实体造型软件。是由Windows原创，可以通过各方面发展支持微软系统的OLE技术。其用户界面运行流畅，操作环境大众化，通过SolidWorks软件，可以十分方便地进行实现一个三维模型零件的实体建模、复杂装配体的装配和零件或装配体工程图的生成,确保实物组装及各运行机构的正确可靠。

在SolidWorks上完成对基于PLC的散装水果自动售货机的草图绘制，进行相应特征处理，完成零件的绘制，待各部分零部件绘制完毕后进行装配工作，来验证结构设计的可行性，确保物理装配和操作的可靠性。通过各零部件的设计，利用其中的各种功能，最终得到自动售货机的装配体三维模型如图5所示。

图5

4 结论

自动售货机是一种全新的商业零售形式，省时方便快捷，相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，自动售货机顺势而生，还可以带来巨大的广告效益。并且我们的水果零售机是采用称重的方式，它将用户购买的每个水果进行称重，相对于其它以个或盒为单位的售卖机更加公平新颖，而且货仓很大，所以水果价格将与市场价格相当，面向人群更广，市场更大。

参考文献

[1]姚莹.自动售货机触摸屏设计原理[J].电子技术与软件工程,2020(16):75-76.

[2]金薇.基于PLC的自动售货机控制系统设计[J].中国新技术新产品,2020(14):15-16.

[3]熊世赋,刘纯弟,王北平.用PLC实现自动无人售货机项目开发探究[J].信息记录材料,2020,21(07):221-223.

[4]杨秀芝,俞敏,李轩,华文林,杨春杰,董春法.水果自动售货机的设计与实现[J].湖北理工学院学报,2018,34(02):1-3+37.

[5]刘一凡.售货机PLC控制及其仿真系统设计[J].肇庆学院学报,2015,36(02):33-36.

[6]李远,冯若愚.基于触摸屏的自动售货机控制系统设计[J].科技视界,2014(16):219.

[7]孙健,朱霖,邵振荣.昆仑通态触摸屏与西门子SMART系列PLC通讯[J].锻压装备与制造技术,2020,55(02):76-78.

作者简介：乔汇泉（2002-）,男,山东省泰安市人,学士，研究方向：控制工程。

该项目由校级创新创业训练项目《散装水果自动售货机》（202113320124）支持。