CN209198913U - 基于plc可编程技术的自动售货机运动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及售货机领域，尤其是基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统。该售货机包括MCU控制模块、工控机、电脑、温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块、高速数字量输入模块、编码器输入模块、继电器驱动模块、单刀双掷继电器驱动模块、高速MOS管驱动模块和温度控制模块。本实用新型加入了各种运动控制所需的硬件，再植入PLC实时系统，使得系统变成与PLC一样可通过组态软件进行开发的一个平台。使得传统的PLC应用工程师也可以进行运动控制型自动售货机开发。自动售货机运动控制系统可根据不同的应用场景进行组态开发，不需要修改底层驱动程序，使得系统稳定性高，底层不再需要修改，只需要开发调整组态软件程序。

Description

基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统

技术领域

本实用新型涉及售货机领域，尤其是基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统。

背景技术

随着科学技术的发展和生活水平的不断提高，近年来自动售货机得到了快速发展。市场上出现了各种各样的售货机，品类繁多。其中一些售货机因为所售商品比较特殊，有的需要经过多步骤的工艺流程才能够现场制作出来，进行销售，例如咖啡机、现榨橙汁售货机、盒饭机等等。像上文涉及到的咖啡机需要冲调、添料、落杯、水加热等多个步骤；盒饭机需要把指定出货仓的盒饭送入到加热的微波炉，加热后再推出微波炉，送入取货仓，打开取货门取盒饭，发筷子等多步骤。这一类的自动售货机，需要多个电机的动作才能完成售卖过程，过程比较复杂，而又不尽相同。往往对于这种特殊的个性鲜明的自动售货机只能根据其特点，进行定制开发控制系统，对于整个行业来说耗费大量的人力财力时间。

实用新型内容

为了解决背景技术中描述的技术问题，本实用新型提供了一种基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统，加入了各种运动控制所需的硬件，再植入PLC实时系统，使得系统变成与PLC一样可通过组态软件进行开发的一个平台。使得传统的PLC应用工程师也可以进行运动控制型自动售货机开发。所述基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统可根据不同的应用场景进行组态开发，不需要修改底层驱动程序，使得系统稳定性高，一旦成型底层不再需要修改，只需要开发调整组态软件程序。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统，包括MCU控制模块、工控机、电脑、温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块、高速数字量输入模块、编码器输入模块、继电器驱动模块、单刀双掷继电器驱动模块、高速MOS管驱动模块和温度控制模块，所述工控机、电脑、温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块、高速数字量输入模块、编码器输入模块、继电器驱动模块、单刀双掷继电器驱动模块、高速MOS管驱动模块、温度控制模块分别与MCU控制模块电连接；所述电脑内搭载运行PLC的组态软件。

具体地，所述PLC包含用于由特定的开关量输出点输出设定个数及频率的脉冲的ADH164_PTO功能块、用于输出由Velocity指定频率并由Duty指定占空比的脉冲的ADH164_PWM功能块、用于对AXIS指定的输入点进行脉冲计数的ADH164_HSC功能块、用于对AXIS指定的输入点进行双相脉冲计数的ADH164_DHSC功能块。

具体地，所述MCU控制模块通过RS485通信模块与工控机电连接。

具体地，所述MCU控制模块通过RS232通信模块与电脑电连接。

具体地，所述工控机搭载安卓系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统，加入了各种运动控制所需的硬件，再植入PLC实时系统，使得系统变成与PLC一样可通过组态软件进行开发的一个平台。使得传统的PLC应用工程师也可以进行运动控制型自动售货机开发。所述基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统可根据不同的应用场景进行组态开发，不需要修改底层驱动程序，使得系统稳定性高，一旦成型底层不再需要修改，只需要开发调整组态软件程序。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的ADH164_PTO功能块图；

图3是本实用新型的ADH164_PWM功能块图；

图4是本实用新型的ADH164_HSC功能块图；

图5是本实用新型的ADH164_DHSC功能块图；

图6是本实用新型的运动控制出货流程图；

图7是本实用新型的一对单刀双掷继电器的电路图；

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

图1是本实用新型的结构框图，图2是本实用新型的ADH164_PTO功能块图，图3是本实用新型的ADH164_PWM功能块图，图4是本实用新型的ADH164_HSC功能块图，图5是本实用新型的ADH164_DHSC功能块图，图6是本实用新型的运动控制出货流程图，图7是本实用新型的一对单刀双掷继电器的电路图。

一种基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统，包括MCU控制模块、工控机、电脑、温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块、高速数字量输入模块、编码器输入模块、继电器驱动模块、单刀双掷继电器驱动模块、高速MOS管驱动模块和温度控制模块，所述工控机、电脑、温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块、高速数字量输入模块、编码器输入模块、继电器驱动模块、单刀双掷继电器驱动模块、高速MOS管驱动模块、温度控制模块分别与MCU控制模块电连接；所述电脑内搭载运行PLC的组态软件。所述PLC包含用于由特定的开关量输出点输出设定个数及频率的脉冲的ADH164_PTO功能块、用于输出由Velocity指定频率并由Duty指定占空比的脉冲的ADH164_PWM功能块、用于对AXIS指定的输入点进行脉冲计数的ADH164_HSC功能块、用于对AXIS指定的输入点进行双相脉冲计数的ADH164_DHSC功能块。所述MCU控制模块通过RS485通信模块与工控机电连接。所述MCU控制模块通过RS232通信模块与电脑电连接。所述工控机搭载安卓系统。

如附图1所示，本控制系统以MCU控制模块为控制核心，MCU控制模块通过RS485通信接收来自安卓工控机的指令，同时给安卓工控机上报自动售货机运动控制系统的状态数据，来实现运动控制指令从安卓工控机到本自动售货机运动控制系统，同时实现温度设置，其他参数设置，进一步安卓工控机可以从本自动售货机运动控制系统获取本自动售货机运动控制系统的状态数据，以指导下一步的通信交互。开发者通过RS232通信模块将电脑上的组态软件所编译生成的工程文件下载到MCU控制模块中。MCU控制模块通过处理来自电流采集模块，电压采集模块，高速输入模块的各种信号，再经过组态软件的工程文件数据所描述的流程去执行处理，来驱动各种输出模块(单路继电器输出、单刀双置继电器输出、高速MOS管驱动、温度控制输出)，从而达到售货机所需要的运动控制流程。

其中安卓工控机主要的作用是完成售货机本身的售卖、选货界面的显示、与云服务器通信等。安卓工控机通过RS485通信模块与所述的运动控制系统通信，安卓工控机给运动控制系统下发出货命令，运动控制系统按照售货机的实际需求、依靠自己强大的外设实现所有的功能，完成整个出货功能，并把结果、状态、故障等上报给安卓工控机。

电脑的作用主要是运行PLC的组态软件，根据自动售货机实际的需求，结合所述运动控制系统底层软件已经实现的功能块，开发者在组态软件上来实现具体需要组态，完成运动控制功能的PLC工程编写、编译。组态软件的运动控制工程编译好后，再通过电脑与RS232通信模块将生成的工程文件下载到所述的自动售货机运动控制系统中。自动售货机运动控制系统会根据工程文件数据执行，像驱动直流电机、步进电机、继电器等外设。按照步骤完成整个运动控制过程。实际电脑不需要安装在售货机柜子中，只是运行组态软软件、调试下载工程文件时连接使用。所述的自动售货机运动控制系统的底层软件中实现了多个运动控制功能，而在组态软件环境中有对应的功能块可以供应用开发者调用。

如附图2所示，ADH164_PTO功能块的功能为，设定输出脉冲个数和频率后，由特定的开关量输出点输出已设定个数和频率的脉冲。

ADH164_PTO的参数表如下：

如附图3所示，ADH164_PWM功能块的功能为，从由Axis指定的端口中输出由Velocity指定频率、Duty指定占空比的脉冲。

ADH164_PWM的参数表如下：

如附图4所示，ADH164_HSC功能块的功能为，对AXIS指定的输入点进行脉冲计数。

ADH164_HSC的参数表如下：

如附图5所示，ADH164_DHSC功能块的功能为，对AXIS指定的输入点进行双相脉冲计数。

ADH164_DHSC的参数表如下：

温度采集模块的作用是采集温度传感器所在位置的温度，再结合温度控制模块，形成一个闭环控制，将温度调节到一个指定的范围。

电流采集模块的作用是实时监控电机运行过程中的电流，一旦电流超限就采取紧急操作。电流采集模块是作为保护机制的一个前提。

电压采集模块的作用是监控电机运行时的驱动电压，防止出现过压情况。

高速数字量输入模块的作用是获取限位开关、光检信号，作为系统运行的依据。

编码器输入模块的作用是获取编码器选择的脉冲数据，计算出电机旋转的角度，行进距离，作用是运动控制定位的依据。

继电器驱动模块的作用是驱动一些开关装置，例如门锁开关、压缩机电源开关、风机开关、加热开关、微波炉开关、及一些直流电机。

如附图7所示，单刀双掷继电器模块的作用是控制直流电机实现正反转。是一对单刀双掷继电器的原理图，图中DM18+与所要驱动的直流电机的正极连接，DM18-与所要驱动的直流电机的负极连接；DM_COM4与开关电源的负极相连接，DM_VIN4与开关电源的正极相连接；QE06、QE05分别连接到MCU控制模块的输出端。当QE06输出低电平、QE05输出高电平时，DM18+会输出正电压，而DM18-会输出负电压，这时所要驱动的直流电机就会正转；当QE06输出高电平、QE05输出低电平时，DM18+会输出负电压，而DM18-会输出正电压，这时所要驱动的直流电机就会反转。

高速MOS驱动模块的作用是结合运动控制的功能块驱动步进电机、直流电机的调速。

温度控制模块的作用是驱动制冷设备制冷、或者驱动加热器进行加热。

如附图6所示，安卓工控机与运动控制系统交互的流程为，当安卓工控机需要运动控制系统去工作完成出货过程时，首先安卓工控机通过RS485模块发送查询指令给运动控制系统，查询运动控制系统的状态。当运动控制系统处于非空闲状态时，安卓工控机不能给运动控制系统发送出货指令，只能再次查询，直到运动控制系统处于空闲状态才能发送出货命令。运动控制系统收到出货指令后，进过预先规划好的流程进行各种操作，例如驱动电机，检测位置等等。如果最后出货成功，运动控制系统给安卓工控机返回出货成功。如果失败了出现故障了，运动控制系统给安卓工控机返回出货失败，安卓工控机进行相应的失败处理。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统，其特征在于：包括MCU控制模块、工控机、电脑、温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块、高速数字量输入模块、编码器输入模块、继电器驱动模块、单刀双掷继电器驱动模块、高速MOS管驱动模块和温度控制模块，所述工控机、电脑、温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块、高速数字量输入模块、编码器输入模块、继电器驱动模块、单刀双掷继电器驱动模块、高速MOS管驱动模块、温度控制模块分别与MCU控制模块电连接；所述电脑内搭载运行PLC的组态软件。

2.根据权利要求1所述的基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统，其特征在于：所述PLC包含用于由特定的开关量输出点输出设定个数及频率的脉冲的ADH164_PTO功能块、用于输出由Velocity指定频率并由Duty指定占空比的脉冲的ADH164_PWM功能块、用于对AXIS指定的输入点进行脉冲计数的ADH164_HSC功能块、用于对AXIS指定的输入点进行双相脉冲计数的ADH164_DHSC功能块。

3.根据权利要求1所述的基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统，其特征在于：所述MCU控制模块通过RS485通信模块与工控机电连接。

4.根据权利要求1所述的基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统，其特征在于：所述MCU控制模块通过RS232通信模块与电脑电连接。

5.根据权利要求1所述的基于PLC可编程技术的自动售货机运动控制系统，其特征在于：所述工控机搭载安卓系统。