【正文】 本設(shè)計(jì)是以 PLC 電氣控制 為基礎(chǔ) ，通過(guò)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的功能進(jìn)行分析，制定出具體的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)步驟。分別為： 設(shè)計(jì)者基本信息 、 設(shè)計(jì)題目和系統(tǒng)日期與時(shí)間 、 售貨機(jī)界面 、 主機(jī)控制 、 售貨機(jī)監(jiān)控、投幣窗口與銷售額。然后選 擇 “歐姆龍 ”，“ C 系列” “HOST LINK 系列 ”的串口協(xié)議 。 運(yùn)行系統(tǒng) TouchVew 是組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，用于顯示開發(fā)系統(tǒng)中建立的動(dòng)畫圖形畫面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)與 I/O 服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換。同時(shí)將零送給 DR15 通道。此時(shí)按下橙汁選擇按鈕，通過(guò)保持繼電器 KEEP，使繼電器 工作，這時(shí)橙汁排出 點(diǎn)亮。只是加數(shù)分別是整數(shù) 5（五元）和整數(shù) 10（十元）。自動(dòng)售貨機(jī) 的工作過(guò)程可分為以下幾個(gè)主要部分： (1)余額比較過(guò)程； (2)投幣過(guò)程； (3)飲品價(jià)格比較過(guò)程； (4)選擇商品過(guò)程； (5)退幣過(guò)程； (6)強(qiáng)制復(fù)位過(guò)程。 另外，上位機(jī)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作是密切配合的。 咖啡指示燈亮 時(shí) ，按咖啡按鈕，則咖啡自動(dòng)排出 5S 后自動(dòng)停止，同時(shí)，咖啡指示燈閃爍 5S 后自動(dòng)停止。每個(gè)模塊提供 2 種模擬輸入和 1 種模擬輸出，所以連接 7 個(gè)模擬 I/O 模塊就能得到最多 14種模擬輸入和 7 種 模擬 輸出。 歐姆龍 CP1H 可編程控制器的介紹 經(jīng)過(guò)從功能方面和價(jià)格方面兩個(gè)方面的考慮，發(fā)現(xiàn)歐姆龍可變成序控制器產(chǎn)品 CP1H 比較適合自動(dòng)售貨機(jī)。 電源 PLC 的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足 PLC 的 CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。 PLC 的 硬件 結(jié)構(gòu)及作用 PLC 結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似。在今后的 工業(yè)應(yīng)用中，PLC 會(huì)有更大的發(fā)展。 （ 3）在 詳細(xì) 分析了自動(dòng)售貨機(jī) 的 設(shè)計(jì)方案后 ， 繪制出了 自動(dòng) 售貨機(jī) 系統(tǒng)的工作 流程圖。在美國(guó)，運(yùn)營(yíng)商就多達(dá) 10800 家，并且具有與大飲料商、大食品商的合作經(jīng)驗(yàn) [5]。指示裝置用 以指示顧客所選商品的品種。 本文的重點(diǎn)放在 PLC程序的設(shè)計(jì)和組態(tài)王 組態(tài)界面的制作。這種方便快捷的購(gòu)物方式越來(lái)越受到人們的青睞，同時(shí)也是現(xiàn)代化城市配套設(shè)施的需求 。 自動(dòng)售貨機(jī)不僅可以更方便售賣貨品，還可以作為一種傳播廣泛的廣告宣傳和信息宣傳媒介。 2 PLC技術(shù)的簡(jiǎn)介 PLC的概述 PLC 的定義 在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC 做了如下定義：PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 I/O 系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。運(yùn)算器也稱為算術(shù)邏輯單元，它的功能就是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。 （ 3）輸出部分。 CP1H 的特點(diǎn) CP1H 型 PLC 屬于小型 PLC，使用 USB 端口與上位機(jī)通信，采用梯形圖功能塊的結(jié)構(gòu)文本語(yǔ)言編程，多任務(wù)的編程模式，多協(xié)議宏服務(wù)端口，易于連網(wǎng)，擁有多路高速計(jì)數(shù)與多軸脈沖輸出。 同步脈沖控制提供一個(gè)外接裝置與主裝置同步之簡(jiǎn)單方法，輸出脈沖頻率可以被控制成為 輸入脈沖頻率的倍數(shù)，這樣外接裝置 (如供料傳輸機(jī) )的速度能與主裝置的速度同步。 初始狀態(tài)：由電子標(biāo)簽顯示各飲品價(jià)格，顯示屏顯示友好界面，此時(shí)不能購(gòu)買任何飲品。輸入模塊的電壓應(yīng)盡可能與現(xiàn)場(chǎng)有源輸入設(shè)備一致，這樣可免去轉(zhuǎn)換的麻煩。 圖 33 余額比較梯形圖 程序解釋 在這段程序中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)比較，我們采用了 CMP 數(shù)據(jù)比較指令和 CF005 大于標(biāo)志位，用它們來(lái)確定消費(fèi)者是否已經(jīng)投入 人民幣 ，即當(dāng)余額大于 0 元時(shí)，繼電器 得電，從而使退幣指示燈 點(diǎn)亮。用它們來(lái)比較余額和飲品的價(jià)格，在投幣過(guò)程中已經(jīng)提到，所有的投幣金額都將累加到 DR15 通道中，所以只需將DR15 通道中的內(nèi)容與售貨機(jī)中飲品的價(jià)格相比較，就可以實(shí)現(xiàn)飲品價(jià)格比較的功能。當(dāng)繼電器 開始工作的時(shí)候（即當(dāng)按下選擇橙汁按鈕的時(shí)候），此時(shí)常開 觸點(diǎn)開始工作，橙汁指示燈 通過(guò)常開觸點(diǎn) 和 1S 時(shí)鐘脈沖位 CF102 工作，所以就實(shí)現(xiàn)了橙汁指示燈 的閃爍功能。使所有功能停止，從而起到強(qiáng)制復(fù)位作用。 雙機(jī)熱備一般是指兩臺(tái)計(jì)算機(jī)各自運(yùn)行功能幾乎相同的軟件，其中一臺(tái)為主機(jī)，另一臺(tái)為從機(jī)，從 機(jī)數(shù)據(jù)與主機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步。 圖 44 設(shè)備地址設(shè)置 第 25 頁(yè) 共 35 頁(yè) 在彈出的對(duì)話框里輸入安裝的設(shè)備指定地址 1 后，單擊“下一步”如圖 45。 第 28 頁(yè) 共 35 頁(yè) 圖 49 程序運(yùn)行時(shí)應(yīng)用程序命令語(yǔ)言 第 29 頁(yè) 共 35 頁(yè) 圖 410 主畫面組態(tài)圖 自動(dòng)售貨機(jī)界面 自動(dòng)售貨機(jī)界面是整個(gè)組態(tài)中最重要的窗口，幾乎所有主要監(jiān)控功能都在這個(gè)窗口中實(shí)現(xiàn)。 第 32 頁(yè) 共 35 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] Varshney U ， Vetter R ． A framework for the emerging mobile merce applications[C]． Proceedings of the 34th Hawaii International Conference on System Sciences 2021． 2021： 110 [2] 陳安寶 ． 基于手機(jī)短信應(yīng)答的自動(dòng)售貨機(jī) ． 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì) [J]． 2021， 14 (9)：263264 [3] 張文 ． 自動(dòng)售貨機(jī) IC卡收費(fèi)模塊的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [J]． 微計(jì)算機(jī)信息 ． 2021， 22 (5)： 201203 [4] 鄭大宇，魏慶葆，劉玉斌 ． IC卡自動(dòng)售貨機(jī)控制器的設(shè)計(jì) [J]． 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(2)16,(2)23 第 33 頁(yè) 共 35 頁(yè) 致 謝 在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)期間 ，從論文 的 選題、 寫 開題報(bào)告到搜集資料、方案設(shè)計(jì)，完成論文，其間每一過(guò)程都得到指導(dǎo)教師 付克昌 老師的悉心指導(dǎo)， 付老師 身體力行、兢兢業(yè)業(yè)地為我們排憂解難，不僅治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而且為人師表，堪稱良師益友，教給我們的不僅是知識(shí)還有待人處世的積極態(tài)度，在此表示衷心的感謝。 當(dāng)售貨機(jī)內(nèi)純凈水的水量少于 5 毫升時(shí)，此時(shí)，報(bào)警窗口會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 報(bào)警， “剩余水量報(bào)警 ”指示燈也會(huì)點(diǎn) 亮，提示機(jī)主能夠及時(shí)的更換售貨機(jī)的供給純凈水，這樣就可以防止自動(dòng)售貨機(jī)因純凈水的不足而無(wú)法正 常工作。 圖 47 內(nèi)部參數(shù)設(shè)定 軟件命令語(yǔ)言的編程 在組態(tài)王中，圖形控件的變化需要條件的觸發(fā)。 組態(tài)軟件本身的標(biāo)準(zhǔn)尚難統(tǒng)一，因其本身就是創(chuàng)新的產(chǎn)物，處于不斷發(fā)展變化之中。TouchExplorer 和 TouchVew 是各自獨(dú)立的 32 位應(yīng)用程序，均可單獨(dú)使用；兩者又相互依存，在開發(fā)系統(tǒng) TouchExplorer 中設(shè)計(jì)開發(fā)的應(yīng)用程序必須在TouchVew 運(yùn)行環(huán)境中才能運(yùn)行。 表 36 退幣過(guò)程的變量定義 PLC程序接點(diǎn) 對(duì)應(yīng)地址 退幣按鈕 退幣排出口 編制程序 退幣過(guò)程 的梯形圖如圖 37 所示。 建立變量表 選擇商品的變量定義如表 35 所示。 DIFU 的功能是在輸入脈沖的前（上升）沿使指定的繼電器接通一個(gè)掃描周期之后釋放。具體分配見(jiàn)表 31。 系統(tǒng)流程 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，確 定了系統(tǒng)的整體流程，其框圖如 圖 31 所示： 第 10 頁(yè) 共 35 頁(yè) P L C 控 制 器投 幣 過(guò) 程 余 額 比 較 價(jià) 比 比 較 商 品 選 擇 退 幣 過(guò) 程 復(fù) 位 過(guò) 程組 態(tài) 王 監(jiān) 控 畫 面投 幣 顯 示 余 額 顯 示 飲 料 剩 余 商 品 選 擇 退 幣 顯 示 銷 售 額計(jì) 算 機(jī)圖 31 系統(tǒng) 流程圖 在清楚自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，確定任務(wù)的目標(biāo)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案。 可以 通過(guò) PLC 的 RS232C 通訊端口或外接埠可進(jìn)行上位連接 (Host Link)。 （ 4）系統(tǒng)擴(kuò)展性好 CP1H PLC 最多可以連接 7 個(gè) I/O 擴(kuò)展單元，每個(gè)單元具有 40 個(gè) I/O 點(diǎn)，加上 CPU 單元本身內(nèi)置的 40 個(gè)點(diǎn)， CP1H 可以處理 最大 I/O 點(diǎn)位 320 點(diǎn)。 CPU 將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，其過(guò)程是從梯形 第 7 頁(yè) 共 35 頁(yè) 圖的第一個(gè)梯級(jí)開始自上而下依次掃描用戶程序，在每一個(gè)梯級(jí)，又總是按先左后右、先上后下的順序掃描。 （ 5）應(yīng)各種外部設(shè)備的工作請(qǐng)求。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實(shí)現(xiàn)延時(shí)、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)、和強(qiáng)制 I/O 等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以及順序控制功能，而且還具備模擬運(yùn)算、顯示、監(jiān)控、打印、及報(bào)表生成等功能。 PLC 的發(fā)展 世界上第一臺(tái) PLC 由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研究成功的，上世紀(jì) 80 年代至 90年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為 3040%。 課題研究方法 本課題通過(guò)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的 了解，制定了控制方式 ，采用歐姆龍 PLC 作為主控制器，并用亞控組態(tài)王對(duì)其運(yùn)行全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)仿真使售貨機(jī)的售貨過(guò)程直觀的展現(xiàn)出來(lái)。無(wú)線的則采用 GPRS、 GSM、和 CDMA 等方式，再接入 Inter 進(jìn)行監(jiān)控。 Tfigures。 Automat。也可采用 485 總線連接各售貨機(jī)終端，而控制主機(jī)再接入 Inter 進(jìn)行監(jiān)控。本文就詳細(xì)地介紹一種用 PLC 實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的 軟件設(shè)計(jì) 與組態(tài)仿真 。它能完成邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，它還 具有 “數(shù)字量和模擬量輸入和輸出 ”的能力，并且非常容易與 “工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體 ”，易于 “擴(kuò)充 ”[8]。在 PLC 內(nèi)部具有許多控制功能，諸如時(shí)序、計(jì)算機(jī)、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。 （ 4）將存于寄存器中的處理結(jié)果送至輸出端。 （ 2）用戶程序執(zhí)行階 段。 CP1H PLC采用 ，配有 FA綜合工具包 CXONE， 第 8 頁(yè) 共 35 頁(yè) 可實(shí)現(xiàn) PLC 與各種外部元器件的結(jié)合。這些控制器可用來(lái)方便改變或微調(diào)機(jī)器設(shè)定，如傳輸帶之暫停時(shí)間或傳輸率。取走貨幣后，則恢復(fù)初始狀態(tài)。本系統(tǒng)共 7 個(gè)輸入，6 個(gè)輸出。從而實(shí)現(xiàn)投入投入一元功能。 在按下選擇飲品按鈕的同時(shí)也要在總金額中減去該飲品需要消費(fèi)掉的金額，并要同時(shí)繼續(xù)飲品價(jià)格的比較，判斷是否可以繼續(xù)購(gòu)買飲品。 建立變量表 退幣過(guò)程的變量定義如表 36 所示。 組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件系統(tǒng)由開發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)兩部分組