【正文】 售貨機(jī)根據(jù)其結(jié)構(gòu)、功能及其售貨的種類不同，可以分為食品、飲料、香煙、郵票、車票等自動(dòng)售貨機(jī) 。 1962 年以來，出現(xiàn)了以自動(dòng)售貨機(jī)為主題的流通領(lǐng)域的大革命。售賣的商品可以根據(jù)售貨的環(huán)境和各種因素量身定制，包括食品、冷熱飲料、電話卡以及各種進(jìn)出口特色商品。具有這種功能的新一代自動(dòng)售貨機(jī)除了方便販賣商品，還被認(rèn)為是一種廣泛傳播的新型廣 告媒體 [1]。在美國，僅僅自動(dòng)售貨機(jī)的運(yùn)營商就多達(dá) 10800 余家，并且具有與大型的飲料公司和大型的食品公司的合作經(jīng)驗(yàn) [3]?；痉绞蕉际窃?FPGA 或 ASIC 基礎(chǔ)上采用 VHDL 描述語言來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的基本控制動(dòng)作，并完成自動(dòng)售貨機(jī)的其他的相關(guān)功能 [4]。如果能很好的實(shí)現(xiàn)售貨資金的結(jié)算和售貨統(tǒng)計(jì)管理，不但會(huì)很好的降低制造售貨機(jī)系統(tǒng)的成本，而且能夠使企業(yè)工作人員及時(shí)準(zhǔn)確的掌握 自動(dòng)售貨機(jī)的銷售情況和市場(chǎng)的需求情況。因而日本提出了一種節(jié)能方法：通過預(yù)測(cè)每天銷售的罐裝飲料的 的總數(shù)以及每罐飲料的平均功耗數(shù)，使每天提供的電力總數(shù)只能維持當(dāng)天將被銷售的罐裝飲料處于低溫狀態(tài)，采用模糊邏輯和多重回歸模式修正預(yù)測(cè)值，已達(dá)到預(yù)測(cè)值得準(zhǔn)確性。 自動(dòng)售貨機(jī)得 PLC控制 本課 題采用西門子 S7200 作為主控制器來控制自動(dòng)售貨機(jī)得動(dòng)作， 其中主要包括溫度控制系統(tǒng)，貨物驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，投幣模塊，人機(jī)交換界面。 貨物驅(qū)動(dòng)部分采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 由直流電機(jī)帶動(dòng)螺旋結(jié)構(gòu)，將貨物送至出貨口。 人機(jī)交換系統(tǒng)由按鍵和 LED 顯示燈組成，用來顯示顧客貨物選擇機(jī)退幣等功能。 報(bào)警界面用來進(jìn)行報(bào)警顯示 ，在該界面可以查詢報(bào)警記錄 。如圖 21 所 示 。當(dāng)客戶要購買這種產(chǎn)品時(shí)，客戶可以按下該產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的按鈕，這時(shí)如果產(chǎn)品的數(shù)量不為零時(shí)， PLC 將給該種產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的繼電器通上位機(jī) 投幣器 人機(jī) 交互 界面 P L C 貨物 驅(qū)動(dòng) 模塊 溫度 檢測(cè) 溫度 調(diào)節(jié) 6 電， 該繼電器的常開開關(guān)閉合，電機(jī)通電將該種產(chǎn)品移出機(jī)箱 。 本課題的自動(dòng)售貨機(jī)的組態(tài)監(jiān)控是通過力控（ force control）編寫的。從而大大減少工作人員的工作人員的工作量，減少勞動(dòng)力投入，增加運(yùn)營商效益。 在自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)中，大多數(shù)型號(hào)的自動(dòng)售貨機(jī)都是采用一種網(wǎng)絡(luò)接口芯片PS2021 與以太網(wǎng)進(jìn)行連接。 PS2021 芯片由中心控制單元、 SPI 接口、 UART、 modem 接口模塊、 RS485控制單元、 DS2401 接口等 組成。系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)完成后，只需要用一臺(tái)裝有 Gateway 網(wǎng)關(guān)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫和TCP/IP 協(xié)議的計(jì)算機(jī)，通過 RS232/485 通信協(xié)議連接到自動(dòng)售貨機(jī)上，然后就可以對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，通過網(wǎng)絡(luò)就可以 對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，讀取自動(dòng)售貨機(jī)的庫存數(shù)據(jù)、銷售金額的統(tǒng)計(jì)和商品的銷售信息等。 無線通信方式 由于無線技術(shù)的發(fā)展較為迅速，所以這種 通信方式具有較所得方法。而 USSD 方式的自動(dòng)售貨機(jī)則是一種基于 GSM 移動(dòng)通信無線網(wǎng)路的新型交互會(huì)話數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是繼短信息業(yè)務(wù)之后 GSM 推出的又一項(xiàng)新型增值業(yè)務(wù)。 在利用 Bluetooth 和 Infraed 技術(shù)來進(jìn)行自動(dòng)售貨機(jī)的無線通信時(shí)，具有紅外或藍(lán)牙功能的手機(jī)可以納入到自動(dòng)售貨機(jī)的售貨流程之中 [8]。其工作過程如下：上位機(jī)接受到請(qǐng)求包信息時(shí)，先對(duì)請(qǐng)求包進(jìn)行解碼，請(qǐng)求包中的相關(guān)信息首先證明 有沒有交易存在。 S7200 具有五種 CPU 模塊：CPU 22 CPU 222 CN、 CPU 224 CN、 CPU 224 XP CN、 CPU 226 CN。 CPU 224 XP CN 集成有兩路模擬量輸入（ 10bit,177。五種 CPU 的部分規(guī)范見表 31. 表 31 S7200 CPU 部分規(guī)范 考慮到本課題需要測(cè)量溫度，有兩個(gè)模擬量測(cè)量點(diǎn)，需要兩個(gè)模擬量輸入口，而在上述五種 CPU 中只有 CPU 224 XP CN 的本機(jī)具有 2 入 /1 出的模擬量 I/O 口，所以在本設(shè)計(jì)中采用的 CPU 為 CPU 224 XP CN。這樣既可以滿足系統(tǒng)的需求又可以為系統(tǒng)提高部分備用控制點(diǎn) [10]。 銅電阻的測(cè)溫范圍為： 50~150℃， 自動(dòng)售貨機(jī)的工作溫度一般為 20~+40℃。 當(dāng)外界 溫度 大于設(shè)定溫度值時(shí)，則表示 出售商品需要制冷，則打開制冷機(jī)的電源，關(guān)閉加熱器的電源；當(dāng)外界的溫度小于設(shè)定溫度時(shí)，則表示出售的商品需要加熱，此時(shí)打開加熱器的電源，關(guān)閉制冷機(jī)的電源。溫度測(cè)量電路如圖 31 所示。經(jīng)調(diào)零后 的信號(hào)輸入到運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)放大，放大的信號(hào)一路經(jīng) V/I 轉(zhuǎn)換器計(jì)算處理后以 4~20mA 直流電流輸出；另一路經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器處理后到表頭顯示。LCD 顯示的溫度變送器用兩線制方式輸出， LED 顯示的溫度變送器三線制方式輸出。 變送器有零點(diǎn)及 量程調(diào)節(jié)電位器，便于用戶進(jìn)行微量調(diào)整。將量程和溫度十等分，然后分別測(cè)量十等分的已知溫度，查看輸出是否為對(duì)應(yīng)電流，這樣就可以完成對(duì)變送器的校驗(yàn)。 該壓縮機(jī)有三個(gè)接線端子，端子 3 為電源端子，端子 2 為控制端子，當(dāng)控制端子為高電平時(shí)，壓縮機(jī)工作，低電平則停止。溫度控制部分電路如圖 32 所示。 ~220V 14 圖 33人機(jī)界面按鍵部分 圖中 客戶能用到的按鍵有四個(gè) S1~S4。 在該部分還有 9 個(gè)按鍵，這 9個(gè)按 鍵是自動(dòng)售貨機(jī)的工作人員在進(jìn)行貨物填充時(shí)進(jìn)行操作的，其作用就是為了讓工作人員在進(jìn)行貨物填充時(shí)對(duì)貨物的數(shù)量進(jìn)行恢復(fù)。復(fù)位的功能是直接將商品的數(shù)量復(fù)位，本設(shè)計(jì)的每種商品的設(shè)計(jì)數(shù)量為 50，所以當(dāng)按下復(fù)位鍵時(shí)，該商品的內(nèi)部數(shù)據(jù)恢復(fù)至 50；+1 按鍵是使將對(duì)應(yīng)商品的內(nèi)部數(shù)據(jù)加 1； +10 按鍵是將對(duì)應(yīng)商品的內(nèi)部數(shù)據(jù)加 10。如圖中所示， D1~D3 為綠色發(fā)光二極管，其功能是 ： 當(dāng)用戶投入的錢幣金額大于某種商品的價(jià)格時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光 二極管亮，用來告訴客戶， 這 個(gè)商品可進(jìn)行選擇。 該部分的電機(jī)采用型號(hào)為 DS38JS 自動(dòng)售貨機(jī) 專用 馬達(dá) 。 驅(qū)動(dòng)電路 如圖中 3圖36 所示。 PE N L 17 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的軟件部分包括自動(dòng)售貨機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)與 PLC 的軟件編程兩部分，組態(tài)設(shè)計(jì)用來進(jìn)行自動(dòng)售貨機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)的監(jiān)控， PLC 的軟件編程用來進(jìn)行 PLC 的動(dòng)作控制。 本設(shè)計(jì) 的自動(dòng)售貨機(jī) 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)了四個(gè)頁面 ： 首頁、監(jiān)控界面、報(bào)警界面、 數(shù)據(jù)曲線。 用戶的建立可以通過力控軟件的用戶配置里的用戶管理界面進(jìn)行，用戶管理界面如圖 42所示。 監(jiān)控 界面 該界面用來進(jìn)行售貨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中所有的自動(dòng)售貨機(jī)的數(shù)據(jù)顯示。當(dāng)運(yùn)行時(shí)此處就會(huì)顯示產(chǎn)品一的實(shí)際數(shù)量。首先進(jìn)行 I/O 設(shè)備組態(tài)的建立，此項(xiàng)可在開發(fā)界面里的工程項(xiàng)目中找到。 建立完 I/O 設(shè)備組態(tài)后就要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫組態(tài)建立，數(shù)據(jù)庫組態(tài)建立就是建立仿真的PLC 內(nèi)存地址。本設(shè)計(jì)建立的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為 12 個(gè)，且均為模擬量控制點(diǎn)。當(dāng)某種貨物的數(shù)據(jù)達(dá)到所設(shè)定的低限是， 就會(huì)在報(bào)警界面進(jìn)行報(bào)警顯示。 21 控制點(diǎn)的報(bào)警設(shè)置也是通過數(shù)據(jù)庫組態(tài)界面進(jìn)行建立的。雙擊畫面，可以在彈出的窗口中設(shè)置歷史曲線的時(shí)間段。投幣完成后進(jìn)行 金額判斷，分別與三種商品的價(jià)格相比較，如果大于某種商品的價(jià)格，表示可以購買該種商品，在硬件上的表現(xiàn)為綠燈亮。 力控（ force control）軟件編寫的界面可以與自動(dòng)售貨機(jī)的指定內(nèi)存相連接，來讀取售貨機(jī)指定內(nèi)存中的數(shù)據(jù)信息，通過這些信息可以及時(shí)的了解售貨機(jī)的銷售量，并對(duì)售貨機(jī)的實(shí)時(shí)的存貨 量進(jìn)行查看，保證能夠?qū)κ圬洐C(jī)進(jìn)行及時(shí)的貨物填充。 28 參考文獻(xiàn) [1] 余世明，晁岳磊，繆仁將 .自動(dòng)售貨機(jī)研究現(xiàn)狀及展望 [J].中國工程科學(xué)， 2021,10（ 7）： 5153. 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