自动售货机组态监控设计

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第七章 监控组态软件与PLC应用总体设计

第一节 自动售货机PLC控制与监控组态设计 一、仿真系统组成

本仿真系统由上位机和下位机两部分组成。上位机利用PC机，下位机利用松下的FP1系列可编程控制器FP1-C24。

上位机内装北京力控组态软件FORCECONTROL 2.6和松下编程软件FPWIN-GR。组态软件FORCECONTROL用以制作仿真画面、编写仿真程序并与下位机进行通信。FPWIN-GR是松下可编程序控制器与PC机联机的编程支持工具，利用它可以实现程序输入、程序注释、程序修改、程序编译、状态监控和测试以及设置系统寄存器和PLC各种参数等。 二、 自动售货机功能分析 1．自动售货机的基本功能

售货机基本功能：对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能购买某种商品，并做出相应的反应。

2．仿真实验系统中售货机的分析

售货机的全部功能是在上位机上模拟的，其部分硬件由计算机软件模拟代替。 如钱币识别系统可以用按压某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给PLC发布命令。 1）实验状态假设

a 自动售货机只售8种商品；

b.自动售货机可识别10元、5元、1元、5角、1角硬币； c.自动售货机可退币10元、5元、1元、5角、1角硬币； d.自动售货机有液晶显示功能；

f.实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。 2）一次交易过程分析

a.初始状态：由电子标签显示各商品价格，显示屏显示友好界面，此时不能购买任何商品。

b.投币状态：按下投币按钮，显示投币框，按下所投币值，显示屏显示投入、消费、余额数值，当所投币值超过某商品价格时，相应商品选择按钮发生变化，提示可以购买。

c.购买状态：按下可以购买的“选择”按钮，所选的商品出现在出货框中，同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品后出货框消失。

d.退币状态：按下退币按钮，显示退币框，同时显示出应退币值及数量。按下确认钮，则恢复初始状态。 三、设计任务的确定

上位机与下位机之间的任务分工：

上位机主要用来完成仿真界面的制作工作；下位机则主要用来完成PLC程序的编写。 在进行PLC程序的编写时需要先分配PLC的I/O点，确定上、下位机的接口。然后，对上位机和下位机分别进行设计工作。最后，进行上位机设计结果与下位机设计结果的配合工作，经调试后完成整个系统的设计。

一方面，仿真的自动售货机接受PLC的控制指令并完成相应的动作；另一方面，仿真界面中的仿真自动售货机的运行，都是由界面所提供的命令语言来完成的。 四、程序设计部分 1．程序设计说明

仿真程序的编写利用了力控组态软件FORCECONTROL2.6。下位机程序的编制则是利用松下PLC专用编程软件FPWIN-GR完成的。 2．PLC程序设计

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把一次交易过程分为几个程序块：

运行初期电子标签价格的内部传递；投币过程；价格比较过程；选择商品过程；退币过程。

1）运行初期电子标签价格的内部传递程序的设计 仿真系统运行初期的任务：

①要由PLC向仿真画面相应对象传递已经存储好的价格； ②给投入显示、消费显示及余额显示寄存器清零； ③给存储退币币值的存储器清零。

程序编制过程中，要用到运行初期闭合继电器R9013、16位数据传送指令F0，同时在上位机FORCECONTROL中，必须定义相应的变量，来实现与PLC程序的对接。

电子标签价格内部传递变量表：

运行初期电子标签价格的内部传递程序：

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系统初始化时，通过运行初期闭合继电器R9013在第一次扫描时将数值传递给上位机。通过指令F0给WR1～WR11及SV0～SV4赋初值。

2) 投币过程

每投下一枚硬币，投入显示将增加相应的币值，余额也增加同样的币值。 投币过程变量表：

投币过程梯形图：

在上图中， 当按下投入一角时，相当于让R200接通，之所以用一个微分指令，就是要只在接通时检测一次，不能永远加下去。投入一角要使投入显示、余额显示都相应增加相同数值，加法由16位加法指令F20实现的。投入五角、一元、五元、十元，原理同上。

3 ) 价格比较过程

价格的比较要贯穿实验过程的始终，只要余额大于某种商品价格时，就需要输出一个信号，提示可以购买。这里用选择灯来代表此信号。

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价格比较过程变量表

价格比较梯形图:

本图中，在程序执行过程中，R9010始终保持闭合，是16位数据比较指令，F60用来比较余额和商品的价格，R900A是大于标志, R900B是等于标志。当余额大于等于某种商品价格时，程序使相应的指示灯闪烁表示可以购买该种商品。

4）选择商品过程

当投入的币值可以购买某种商品时，按下相应的“选择”按钮即可在出货框中出现该种商品，同时消费显示栏中显示出已经消费掉的金额，余额也将扣除已消费的币值，接着余额继续与价格比较，判断是否能继续购买。出现在出货口的商品在没有取走前，一直保持显示状

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态，用鼠标点击该商品代表已经取走，出货口中的商品隐藏。

选择商品过程变量表

选择商品梯形图：

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