散装水果自动售货机

展赫 骆莹升 袁建川 薛蕊

摘 要：本产品是隶属于自动售货机的散装水果自动售卖机，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。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，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，最终完成散装水果自动售货机控制系统的硬件设计和软件设计。

关键词：自动售货机;散装称重;MCGS;西门子S7-200PLC

引言

散装水果自动售卖机是为了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。散装水果自动售卖机可以根据用户需求选择购买的数量，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。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作为主控制器来控制售货机的售卖过程，我们还应了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，适应性比较强，可以适用于各种环境下的售货机控制。

1产品系統设计

本设计包括供电系统、位置检测部分、温度检测部分、重量检测部分、控制部分、电机驱动部分、传送带传递结构、整体框架结构、自锁式开合结构、组态屏显示部分，总体设计框图见图1。

采用西门子CPU226控制器、压力传感器、压力变送器、MCGS组态显示屏、24V直流电机、步进电机等共同配合作用来控制整个自动售卖系统。本次设计主要研究内容如下：

1.1外形结构设计

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，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。

1.2水果传送系统

水果传送系统将采用三部分货道传送。

1.3称重系统

称重系统采用压力传感器与变送器配合，将模拟量信号转化为，在配以键盘、显示电路及强大软件来组成。电子称不但计量准确、快速方便，更重要的是动称重、数字显示，通过PLC控制器设计价格系数，准确计算水果价格，最后通过显示屏将重量及价格显示出来。

1.4支付功能

当称重结束后，经过用户确定，显示屏将显示需要支付的金额，用户可通过屏幕选择支付方式，若是选择扫码支付，显示屏将显示收款码，当然也可选择其他的传统付款方式。付款成功后，称重台将下降到取货口。若是用户放弃支付或者购买时间过长，称重台将上升到货仓处放入货仓，将水果放入货仓后称重台回到原处。

1.5制冷系统

制冷系统可以保证水果不易腐烂，保持新鲜。制冷系统将采用传统的压缩机制冷。

1.6电源管理

采用S-50-24开关电源，它体积小、重量轻、效率高，具有短路过载保护性，通过交直流转换及降压处理，可供电给单片机和电机。

2 功能调试设计

散装水果售货机将采用西门子S7-200CPU224型号的控制器、称重传感器、称重变送器、四个红外模块、昆仑通态TPC7062Ti组态屏、1个步进电机、四个24V直流减速电机共同配合作用来控制整个自动售卖系统。

2.1CPU

西门子CPU224采用数字量输入14*24VDC，数字量输出 10*24V DC 输出，允许最大的智能模块7个模块，高速运算及数据处理能力强，支持2路高速脉冲输出100KHZ，6路告诉计数输入，最高达30KHZ。单条布尔指令运算仅需0.3us。拥有大容量的存储空间，程序存储空间为36K，数据存储空间20K，内部FLASH，永久保持，此控制器作为整个系统的中央控制单员。

2.2压力传感器处理

高精度平行梁单点式称重传感器，称重精准，坚固耐用，量程为0～1KG，综合精度误差达到±0.017%F.S，防护等级为IP65级，此传感器用来作为称重系统的主要传感器。称重变送器与称重传感器配合使用，变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。首先它对供电电压采用多重滤波，有效保障供电电压的稳定性;其次对输入信号进行高频滤波，稳定可靠的滤除高频信号等噪音。

2.3电机驱动设计

57步进电机与步进电机驱动器配合使用，将作为直梯式运输货道的动力单元，采用24V输入电压和脉冲信号，2.8Nm的大扭矩，将足以带动多个水果上下运输的动作，采用步进电机更加准确的计算每层货道的距离，性能更加稳定，而且高效精准。24V直流减速电机将作为第二货道的动力单元，此电机实现自锁功能，而且具有大扭力，适合作为第二货道的动力单元。

2.4显示功能

显示屏将采用昆仑通态TPC7062Ti触摸屏，此触摸屏可与西门子PLC进行通讯使用，可实时监控售货机内的水果数量以及温度、日期显示，用户可根据自己的需要在屏幕上选择所需的水果，此屏响应迅速且性价比高。

3 结论

散装水果自动售货机将实现散装称重、货仓便携拆卸等功能，散装水果自动售卖机是自动售货机的一种，其优势远大于传统的自动售货机，一是售卖水果自身的优势，水果富含人们所需的营养物质，不像零食、饮料那样有大量添加剂，人人都离不开水果，所以此产品是面向所有人群的，市场广阔。二是相对于传统的水果自动售卖机，本产品货仓大，水果价格低，品质优良。三是操作简单，采用传统自动售卖方式，可进行扫码支付或投币刷卡支付。

参考文献：

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作者简介：

展赫（1998-），男，山东省济南人，学士，研究方向：控制工程

骆莹升（2001-），男，四川资阳人，学生，研究方向：机器人工程

袁建川（1998-），女，重庆市人，学士，研究方向：控制工程

薛蕊（1981-），女，山东省济宁人，硕士，副教授，研究方向：控制工程

该项目由青岛黄海学院创新创业计划项目《散装水果自动售货机》（X202013320079）支持。

（青岛黄海学院    青岛   266427）