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基于PLC的自動售貨機的設(shè)計
摘要：自動售貨機是可完成無人自動售貨，集光、電、機一體化的商業(yè)自動化設(shè)備，不受時間、地點的限制，能節(jié)省人力、方便交易，被稱為24小時營業(yè)的微型超市[1]。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，自動售貨機在中國的普及和應(yīng)用已是必然趨勢。本次設(shè)計是研究基于PLC的飲料自動售貨機，本文將簡述自動售貨機的背景與發(fā)展前景以及PLC的特點。
關(guān)鍵字：可編程控制器（PLC）、自動售貨機、背景、發(fā)展前景
1、引言
中國作為人口和消費大國，零售服務(wù)行業(yè)規(guī)模也十分龐大，但自動售貨機沒有被大范圍的推廣，無法滿足日益旺盛的社會需求，所以其在中國的普及應(yīng)用的未來前景受到人們的看好。傳統(tǒng)的自動售貨機采用單片機控制售貨流程，但是單片機不僅有大量物理接口，而且系統(tǒng)抗干擾能力弱，穩(wěn)定運行的可靠性較差，后期維護復(fù)雜。而可編程序控制器PLC是一種綜合了通信、自動化和通訊技術(shù)的在工業(yè)作業(yè)中發(fā)揮重要作用的控制裝置，在系統(tǒng)控制運行可靠性、程序編程修改、維護調(diào)試等方面表現(xiàn)優(yōu)異，能完成自動售貨機商品零售動作控制[2]。因此，與自動售貨機相結(jié)合，設(shè)計出有人性化設(shè)計、方便快捷、價格實惠、低成本運營，能代替常規(guī)的現(xiàn)代信息化智能終端機[3]。
查閱文獻等資料，充分了解了市場上現(xiàn)存的自動售貨機類型，構(gòu)思設(shè)計了這款自動售貨機，能實現(xiàn)應(yīng)有售賣的功能并長期穩(wěn)定運行。它相較現(xiàn)已有的自動售貨機有一定的優(yōu)點，可是由于我所學(xué)知識的局限，也存在一些的缺點，但對今后的自動售貨機的設(shè)計存在一定的參考價值。
2、發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
2.1 PLC的介紹
隨著微處理器、計算機對數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機控制已擴展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性?？删幊绦蚩刂破鳎≒rogrammable?logic?controller）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置[4]。?
PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，其基本構(gòu)成為：電源、中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊等幾部分組成。它的工作原理可分為以下幾部分：（1）掃描技術(shù)、（2）用戶程序執(zhí)行階段、（3）輸出刷新階段。PLC常用的編程元件有以下幾種：輸入繼電器，輸出繼電器和輔助繼電器，特殊輔助繼電器，定時器，計數(shù)器，數(shù)據(jù)存儲器，狀態(tài)器，還有一些包括標志跳轉(zhuǎn)，中斷，子程序程序入口等等。??
可編程控制器（PLC）的特點?1）可靠性高，抗干擾能力強?2）配套齊全，適應(yīng)性強，應(yīng)用靈活?3）編程方便，易于使用?4）功能強，拓展能力強，性價比高?5）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便?6）維修方便，維修工作量小?7）PLC體積小、能耗低，易于實現(xiàn)機電一體化。?
2.2發(fā)展歷史
據(jù)說世界上最早的自動售貨機出現(xiàn)在公元前3世紀，是埃及神殿里的投幣式圣水出售機，17世紀英國的小酒吧就設(shè)有了香煙的自動售貨機[5]。在自動售貨機的歷史長河中，日本開發(fā)出實用型的自動售貨機，1904年問世的郵票明信片自動出售機，是集郵票明信片的出售和郵筒投函為一體的機器。自動售貨機真正普及是在第二次世界大戰(zhàn)以后，1950年左右噴水型果汁自動售貨機大受歡迎，果汁、咖啡等被注入紙杯里出售。1962年，由于美國的飲料大公司進入日本市場，出現(xiàn)了以自動售貨機為主體的流通領(lǐng)域的革命。1967年，100日元單位以下的貨幣全部改為硬幣，從而促進了自動售貨機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。20世紀70年代，出現(xiàn)了采用微型計算機控制的各種新型自動售貨機和利用信用卡代替錢幣并與計算機連接的更大規(guī)模的無人售貨系統(tǒng)，實現(xiàn)了多樣化的需求，從原來出售有限的商品再到現(xiàn)在超級市場和百貨購物中心，滿足了消費者對售貨機“一對一”無人自動化的銷售方式，在美國、日本迅猛發(fā)展[6]。在中國,自動售貨機在1999年開始進人中國市場。如今，在機場、地鐵、商場、公園等客流較大的場所已不難發(fā)現(xiàn)自動售貨機的身影。
2.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
在中國，自動售貨機將成為一個潛在的巨大產(chǎn)業(yè)，繼百貨商店、超市之后掀起第三次零售業(yè)革命，其前景非常廣闊。在2004年，通過手機購物的無線自動售貨機在國內(nèi)開始出現(xiàn)，天津南開戈德公司已研制此種類型的自動售貨機。這種新一代自動售貨機除了更方便售賣貨品之外，還被視為一種傳播廣泛的廣告媒介[7-8]。伊利集團在2010上海世博會上展示了136臺自動牛奶售貨機，澳柯瑪智能售貨機助力2011深圳世界大學(xué)生運動會等，在不知不覺間，自動售貨機進入我國地區(qū)二十幾個年頭。近年來，我國的自動售貨機行業(yè)突飛猛進。自動售貨機實現(xiàn)了商品需求化、性能多樣化的發(fā)展，但由于經(jīng)營環(huán)境的影響，自動售貨機目前在我國的應(yīng)用大部分限制在一線城市和部分沿海地區(qū)，市場應(yīng)用還不具備規(guī)?；媾R著許多的發(fā)展障礙和管理影響。不過，隨著我國連鎖業(yè)的不斷發(fā)展和奧運會及世博會的舉行，我國無店鋪銷售業(yè)態(tài)的發(fā)展獲得了良好的環(huán)境和契機[9-10]。
在國外，自動售貨機發(fā)展相對成熟。據(jù)統(tǒng)計，日本的自動售貨機已經(jīng)有2000多種機型、6000多種商品，日本平均每23人就擁有一臺自動售貨機，由于其無所不在，24小時供應(yīng)，很受特別忙碌的人歡迎。在美國，運營商就多大10800家，并且具有與大飲料商、大食品商的合作經(jīng)驗，平均每40人擁有一臺自動售貨機，美國自動售貨機的零售營業(yè)額高達293億美元，日本每個消費者每年在自動售貨機上的消費金額達5.5元。全世界每年通過自動售貨機銷售商品的總額已達2000億美元。在英國，國內(nèi)的銀行和信用機構(gòu)還專門推出了一種自動售貨機卡，人們站在自動售貨機面前，只要把卡輕輕拉一下，省去了投幣的麻煩，十分方便[10-11]。
在自動售貨機相關(guān)的所有研究領(lǐng)域中，全球?qū)ζ潢P(guān)鍵技術(shù)的研究主要集中在系統(tǒng)內(nèi)部銷售動作實現(xiàn)方式的研究、資金結(jié)算及銷售信息統(tǒng)計管理的實現(xiàn)方式研究、功耗節(jié)省模式的研究。根據(jù)相關(guān)文獻資料，系統(tǒng)內(nèi)部銷售動作實現(xiàn)方式的研究已基本成熟，研究最多的主要集中在資金結(jié)算及銷售信息統(tǒng)計管理的實現(xiàn)方式和功耗節(jié)省模式上[12-13]。
2.4發(fā)展趨勢
近十年，自動售貨機漸漸地被越來越多的消費者所認可，但由于售貨機分布比較分散、范圍較廣闊的特點，自為經(jīng)營者在監(jiān)控、管理、維護和運營等方面帶來很大的不便[6]。因此，自動售貨機未來的發(fā)展趨勢是將其納入到一個更廣闊、更便利的移動商務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺，朝著監(jiān)控管理智能化、功耗節(jié)能化和性能多樣化方面發(fā)展。例如實現(xiàn)聯(lián)機方式，通過電話線路將自動售貨機的庫存信息及時的傳送給各營業(yè)點的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補充以及商品選定的順利進行[14-15]。為防止地球暖化無人收貨自動機的開發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料無人售貨機成為該行業(yè)的主流，在夏季電力消費高峰時這種機型的無人售貨機即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，能夠節(jié)約電力能源[16-17]。??
PLC控制系統(tǒng)可以設(shè)計并且實現(xiàn)讓自動售貨機的經(jīng)營者根據(jù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計的銷售情況，進行商品銷售狀況的分析，預(yù)測哪種商品會因熱銷而缺貨，進而生成合理的采購和配送策略，以獲得最高的利潤。同時售貨機的一些故障信息和警報信息可以通過網(wǎng)絡(luò)的途徑傳送到運營人員的手上，從而可以在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決問題[18]。?
3、 結(jié)論
根據(jù)以上分析，自動售貨機的機體內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)相當完善，影響其普及的關(guān)鍵因素是在現(xiàn)有的各種通信網(wǎng)路平臺上如何讓自動售貨機形成一種銷售連鎖網(wǎng)，為其提供更方便的營銷方式和管理機制，能最大限度地降低生產(chǎn)、運營成本。隨著經(jīng)濟科技的發(fā)展，中國廣闊的市場前景，需要更加方便完善的自動售貨機為人們服務(wù)，不僅需要提供售貨功能，而是更加多元人性化。
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