【正文】 最后，再根據(jù)乘客選擇的票數(shù)，在乘客按下確定按鈕后，計(jì)算出乘客 需要支付的總價(jià)。（ 2）自動(dòng)售票機(jī)可識(shí)別 1 元（包括硬幣）、 5 元和 10 元的人民幣（錢(qián)幣識(shí)別硬件裝置另議）。 圖 44 組態(tài)畫(huà)面 S7200PLC與 TP177B 觸摸屏的通訊設(shè)置 組態(tài)軟件與 PLC 的連接要求 組態(tài) 軟件只是一個(gè)監(jiān)控畫(huà)面，它的數(shù)值還是來(lái)源于 PLC，所以我們必須建立組態(tài)軟件和 PLC 之間的連接。 建立項(xiàng)目 打開(kāi) WINCC FLEXIBLE后，首先新建項(xiàng)目，選擇觸摸屏，我們這里使用的是 TP 177B。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 TP177B 觸摸屏 SIMATIC TP177B 作為 通用的觸摸面板，滿足 PROFIBUS DP 或 ROFINET 各種應(yīng)用環(huán)境。 圖 2 圖 41系統(tǒng) 總體框圖 觸摸屏 PLC 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 西門(mén)子 S7200PLC 的應(yīng)用 西門(mén)子 S7200PLC 運(yùn)算指令的應(yīng)用 S7200 能支持整數(shù)以及浮點(diǎn)數(shù)的各項(xiàng)運(yùn)算，而且計(jì)算速度很快。 （ 3）能夠進(jìn)行購(gòu)票所付錢(qián)幣與應(yīng)收錢(qián)幣的比較。?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。 LLI協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第二層訪問(wèn)接口?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò) ，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案 。 USB/PPI 電纜和 CP 卡不支持自由口調(diào)試。 自由口通訊 S7200 CPU 的通信口可以設(shè)置為自由口模式。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 3．一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。 S7200的實(shí)時(shí)時(shí)鐘用于記錄機(jī)器的運(yùn)行時(shí)間，或者對(duì)過(guò)程進(jìn)行時(shí)間控制，以及對(duì)信息加注時(shí)間標(biāo)記。 /輸出擴(kuò)展能力 當(dāng)主機(jī)單元模板上的 I/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，除了 CPU221外，可以通過(guò)增加擴(kuò)展單元模板的方法，對(duì)輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展或增加模擬量控制。 寫(xiě)入器的功能是實(shí)現(xiàn) PLC 和 EPROM 之間的程序傳 送，是將 PLC 中 RAM 區(qū)的程序通過(guò)寫(xiě)入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)?PLC 中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過(guò)寫(xiě)入器傳送到RAM 區(qū)。可完全適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 例 如： 印刷機(jī)械 ， 沖壓機(jī)床， 電梯控制， 磨床， 中央空調(diào) ,運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 。 西門(mén)子 S7 系列 PLC 體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。正確選擇接地的地方和完善的接地系統(tǒng)是 PLC 控制系統(tǒng)的一個(gè)重要的抗電磁干擾措施。使用 PLC 可以在線修改程序 ,改變控制方案進(jìn)而不需要拆機(jī)設(shè)備?？梢赃B續(xù)過(guò)程 PID 回路控制 。對(duì)于性能質(zhì)量好的觸摸屏來(lái)說(shuō)，漂移的情況出現(xiàn)的并不是很嚴(yán)重。智能控制系統(tǒng)便會(huì)偵察到光的損失變化，并傳輸信號(hào)給控制系統(tǒng)，以確認(rèn) X 軸和 Y 軸坐標(biāo)值 。 紅外線觸摸屏 基本結(jié)構(gòu) 紅外線觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)是：紅外線發(fā)射器和紅外線接收器是觸摸屏的核心部分，分別安裝在紅外線觸摸屏的橫向和縱向的邊框上。由于技術(shù)原因，電容式觸摸屏的精度比起電阻式觸摸屏還有所欠缺。這個(gè)電流分從觸 摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。 3. 電阻式觸控屏使用的是壓力感應(yīng)，可以用任何物體來(lái)觸摸，即便是帶著手套也可以操作，并可以用來(lái)進(jìn)行手寫(xiě)識(shí)別。在多元脂表層表面的傳導(dǎo)層及玻璃層 感應(yīng)器 是被許多微小的隔層所分隔 電流 通過(guò)表層，輕觸表層壓下時(shí)，接觸到底層， 控制器 同時(shí)從四個(gè)角讀出相稱的電流及計(jì)算手指位置的距離。 主要優(yōu)缺點(diǎn) 清晰度較高，透光率好。因此這個(gè)波形信號(hào)的 時(shí)間軸 反映各原始波形疊加前的位置，也就 是 X 軸坐標(biāo)。紅外線技術(shù)觸摸屏價(jià)格低廉 ,但外框脆弱 ,容易產(chǎn)生光干擾 ,曲面情況下失真 。 在程序設(shè)計(jì)中，除完成地鐵自動(dòng)售票機(jī)的正常購(gòu)票外，還對(duì)取票托盤(pán)進(jìn)行了改進(jìn)，即增加了制票及找零動(dòng)作未完成前封鎖取票托盤(pán)的控制。 所選的觸摸屏是西門(mén)子 TP177B，它對(duì)應(yīng)的組態(tài)軟件是 WinCC flexible。 設(shè)計(jì)目標(biāo)及任務(wù) 地鐵自動(dòng)售票機(jī)應(yīng)用于地鐵站，它能利用現(xiàn)代智能化技術(shù)讓地鐵站有限的空間發(fā)揮出最大的潛能。 （ 3） 輸入輸出接口電路 輸入輸出接口是 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的連接端口。 西門(mén)子 PLC 它主要由中央處理單元、輸入接口和輸出接口、通信接口和其他組件組成。 該系統(tǒng)由以下幾塊組成：CC(中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng) )； SC(車站計(jì)算機(jī) 系統(tǒng) )； TVM(自動(dòng)售票機(jī) )； AGM(自動(dòng)檢票機(jī) )；AVM(自動(dòng)加值機(jī) )； BOM(人工售補(bǔ)票機(jī) )； E／ S(編碼分揀機(jī) )； TCM(自動(dòng)查詢機(jī) )；緊急按鈕及雙電源設(shè)備以及其他輔助設(shè)備。論文 主要涉及到觸摸屏與 PLC 之間的通信問(wèn)題以及 PLC 程序執(zhí)行等問(wèn)題 ，所要完成的功能和開(kāi)發(fā)的過(guò)程。 經(jīng)過(guò) 整理 ， 它 使用 西門(mén)子 公司的 WinCC flexibl、 STEP7 MicroWIN 等開(kāi)發(fā)工具 。 其中，自動(dòng)售票機(jī)是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中車站硬件設(shè)備重要的組成部分， ，主要的功能就是實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)售票。其中CPU 可以說(shuō)是 PLC 的核心、 I/O 單元之間連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和 CPU 接口電路，通信接口用于連接到編程器和上位機(jī)。微機(jī)的 I/O 接口為弱電信號(hào)，工作電壓 5V，而 PLC 的輸入輸出口可以工作在強(qiáng)電，其輸出接口直接和大功率設(shè)備相連接，直接驅(qū)動(dòng)大型設(shè)備工作。地鐵自動(dòng)售票機(jī)采用觸摸屏作為人機(jī)進(jìn)行信息傳遞的交互界面，并利用 PLC 作為內(nèi)部控制核心，對(duì)信息進(jìn)行集中處理。觸摸屏是整個(gè)系統(tǒng)的輸入和輸出設(shè)備，其輸入和輸出是由觸摸屏控制器和 PLC 共同完成的。因?yàn)樵谌∑焙腿』亓沐X(qián)的過(guò)程中，很多人聽(tīng)到票或找回的硬幣發(fā)出聲音后，便打開(kāi)托盤(pán)去取票。電容觸摸屏的概念設(shè)計(jì)是合理的 ,但是圖像失真問(wèn)題很難得到根本解決 。 發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)波形在沒(méi)有觸摸的時(shí)候，接收信號(hào)的波形與參照波形完全一天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 樣。高度耐久，抗刮傷性良好 (相對(duì)于電阻、電容等有表面度膜 )。這種觸摸屏利用兩層高透明的導(dǎo)電層組成觸摸屏，兩層之間距離僅為 微米。 4. 電阻式觸控屏由于成熟的技術(shù)和較低的門(mén)檻，成本較為廉價(jià)。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 主要優(yōu)缺點(diǎn) 電容式觸摸屏的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面： 。而且只能使用手指進(jìn)行輸入，在小屏幕上還很難實(shí)現(xiàn)辨識(shí)比較復(fù)雜的手寫(xiě)輸入。 工作原理 紅外觸摸屏是利用 X， Y 方向上密布的紅外線 矩陣 來(lái)檢測(cè)并定位用戶的觸摸。 主要優(yōu)缺點(diǎn) 該種觸控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工作信號(hào)較穩(wěn)定、光透過(guò)率高和抗電磁干擾能力好，但不足之處是抗紅外光干擾差、易碎易損和分辨率較低。 檢測(cè)與定位 各種觸摸屏技術(shù)都是依靠傳感器來(lái)工作的，甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。并與上位機(jī)構(gòu)組成一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng) ,如 DDC 和 DCS,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化。它可以運(yùn)行在不同的環(huán)境中 ,可靠性是非常強(qiáng)大的 。為了適應(yīng)惡劣環(huán)境的工作現(xiàn)場(chǎng) ,還使用了密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)。 S7 系列 PLC 產(chǎn)品可分為微型 PLC（如 S7200），小規(guī)模性能要求的 PLC（如 S7300）和中、高性能要求的 PLC（如 S7400）等。 本系統(tǒng)采用西門(mén)子 200 系列中的 CPU226 為主控元件， 本機(jī)集成 24 輸入 /16 輸出共 40個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 西門(mén)子 S7200PLC 的硬件 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) S7200 系列 PLC 中可提供 4 種不同的基本型號(hào)的 8 種 CPU 供選擇使用 . 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 S7200 系列 PLC 主要有 6 種 擴(kuò)展單元，它本身沒(méi)有 CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展 I/O 點(diǎn)數(shù) . PLC 在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。 文本顯示器 TD200 不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入 /輸出量。 S7200的快速影響功能如下：（ 1）脈沖捕捉功能 利用脈沖捕捉功能，使得 PLC可以使用普通端子捕捉到小于一個(gè) CPU掃描周期的短脈沖信號(hào)。 當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時(shí)， CPU主機(jī)可以擴(kuò)展特殊功能模塊。 4．元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。選擇自由口模式后，用戶程序就可以完全控制通信端口的操作，通信協(xié)議也完全受用戶程序控制。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 MPI 協(xié)議 MPI 協(xié)議，其英文全名為 MultipointInterface。 PROFIBUS 協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù) ISO7498 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（ Open System InterconnectionOSI）作為參考模型的。（ 3） PROFIBUS－ PA： PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的 PROFIBUS－ DP 協(xié)議。 2： PLC 在閉環(huán)過(guò)程控制中應(yīng)用日益廣泛 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 3：不斷加強(qiáng)通訊功能 4：新器件和模塊不斷推出 高檔的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高處理速 度外，還有帶處理器的 EPROM 或 RAM 的智能 I/O 模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊等專用化模塊。 （ 4）能夠自動(dòng)完成找零、制票的操作。本系統(tǒng)采用S7200 進(jìn)行售票的計(jì)算，完全能勝任各種復(fù)雜運(yùn)算。性能 猶如現(xiàn)在 的 27062 MB 用戶存儲(chǔ)器， 替代了 以前的 768 KB 易于使用 STN 藍(lán)色 4 級(jí)灰度顯示可靠，低維護(hù)集成 ，擁 有各種接口 。選擇好之后，點(diǎn)確定，然后設(shè)置好存儲(chǔ)路徑和工程名字，就 完成了項(xiàng)目的新建。 組態(tài)軟件與 PLC 之間的通訊 先前我們?cè)?PLC 軟件的設(shè)定中，通訊方式選擇的是 PC/PPI 模式，所以，我們?cè)谶@里，也要選擇串口的 PC/PPI 模式。（ 3）能夠進(jìn)行購(gòu)票所付錢(qián)幣與應(yīng)收錢(qián)幣的比較。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 48 計(jì)算票價(jià)程序 1 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 49 計(jì)算票價(jià)程序 2 圖 410 計(jì)算票價(jià)程序 3 數(shù)錢(qián) 接下來(lái)的步驟，是乘客支付票價(jià)。系統(tǒng)自動(dòng)的根據(jù)乘客所乘坐的站數(shù)，調(diào)用系統(tǒng)參數(shù)里的對(duì)應(yīng)票價(jià)，來(lái)得出乘客應(yīng)付的單價(jià)。 圖 46 程序流程圖 開(kāi)始參數(shù)初始化進(jìn)入購(gòu)票主頁(yè)面選擇站點(diǎn)及數(shù)量顯示票價(jià)投幣口打開(kāi)確定購(gòu)票投入金額是否夠輸出出票命令是否需要找零結(jié)束找零子程序NOYESYESNOYESNO天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 主要實(shí)現(xiàn)的功能 該設(shè)計(jì)的主要實(shí)現(xiàn)功能是：（ 1）實(shí)現(xiàn)在觸摸屏上選站、購(gòu)票的操作。 我們就完成了購(gòu)票的整個(gè)過(guò)程。 WinCC flexible 與 WinCC 十分類似，都是 組態(tài)軟件 ，而前者基于觸摸屏，后者基于 工控機(jī) 。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面 。 系統(tǒng)總體框 圖 41 如下所示。 （ 2）自動(dòng)售票機(jī)可識(shí)別 1 元（包括硬幣）、 5 元和 10 元的人民幣（錢(qián)幣識(shí)別硬件裝置另議）。 大： I/O 點(diǎn)數(shù)達(dá) 14336 點(diǎn)、 32 位為微處理器、多 CPU 并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃描速度高速化。 FMS 包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。 PROFIBUS 是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。 在進(jìn)行自由口通信程序調(diào)試時(shí)，可以使用 PC/PPI 電纜（設(shè)置到自由口通信模式）連接 PC 和 CPU，在 PC 上運(yùn)行串口調(diào)試軟件（或者 Windows 的 Hyper Terminal－超級(jí)終端）調(diào)試自由口程序。這樣 發(fā)送和接收 兩次數(shù)據(jù)，完成一次數(shù)據(jù)的讀取和寫(xiě)入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新?tīng)顟B(tài)才被讀入。利用模擬電位器在程序運(yùn)行時(shí)，可隨時(shí)更改這些參數(shù)，且不占用 PLC的輸入點(diǎn)。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 在 S7200中，對(duì)數(shù)字量輸入信號(hào)的電壓要求均為 DC24V，“ 1”信號(hào)為 15～ 35V，“ 0”信號(hào)為 0～ 5V，經(jīng)過(guò)光電耦合器隔離后進(jìn)入到 PLC中。程序存儲(chǔ)卡 EEPROM 有 6ES 72918GC000XA0 和 6ES 72918GD000XA0 兩種，程序容量分別為 8K 和 16K 程序步。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功