【正文】 4） 控制策略生成器（ StrategyBuilder）：控制策略生成器是面向控制的新一代軟件邏輯自動(dòng)化控制軟件，采用符合 IEC11313 標(biāo)準(zhǔn)的圖形化編程方式。提供包括：變量、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯功能、程序控制、常規(guī)功能、控制回路、數(shù)字點(diǎn)處理等在內(nèi)的十幾類基本運(yùn)算塊， 內(nèi)置常規(guī) PID 、比值控制、開關(guān)控制、斜坡控制等豐富的控制算 法。同時(shí)提供開放的算法接口，可以嵌入用戶自己的控制程序?？刂撇呗陨善髋c力控的其它程序組件可以無縫連接。 組態(tài)軟件 與 PLC 通訊設(shè)置 建立工程 打開應(yīng)用管理器，選擇“增加新應(yīng)用”，在應(yīng)用名稱對(duì)話框中輸入一個(gè)應(yīng)用程序的名稱， 不妨命名為“ MonitorPLC”，按“確定”按鈕。在工程列表中會(huì)出現(xiàn)新建的工程，雙擊該工程，打開 Draw，開始組態(tài)工作。 創(chuàng)建點(diǎn) 1） Draw 導(dǎo)航器中雙擊“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”項(xiàng)使其展開，在展開項(xiàng)目中雙擊“數(shù)據(jù)庫組態(tài)”啟動(dòng)組態(tài)程序 DbManger（如果您沒有看到導(dǎo)航器 窗口，請(qǐng)激活 Draw 菜單命令“查 看 /導(dǎo)航器”），如圖 所示。 導(dǎo)航器 2）啟動(dòng) DbManger 后出現(xiàn) DbManger 主窗口，如圖 所示。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 23 圖 主窗口 3）選擇菜單命令“點(diǎn) /新建”或在右側(cè)的點(diǎn)表上雙擊任一空白行，出現(xiàn)“指定區(qū)域和點(diǎn)類 型”對(duì)話框，如圖 所示。 圖 點(diǎn)類型 4）選擇“區(qū)域 … 00 ”及“數(shù)字 I/O 點(diǎn)”點(diǎn)類型，然后單擊 “繼續(xù)》 ”按鈕，進(jìn)入點(diǎn)定義對(duì)話框，如圖 所示。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 24 圖 點(diǎn)定義 定義 I/O 設(shè)備 在數(shù)據(jù)庫中定義了上述 5 個(gè)點(diǎn)后，下面將建立一個(gè) I/O 設(shè)備 — PLC，上述定義好的 5 個(gè)點(diǎn)的值將取自 PLC。 1）在 Draw 導(dǎo)航器中雙擊“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”項(xiàng)使其展開，選擇“ I/O 設(shè)備驅(qū)動(dòng)”項(xiàng)使其展 開，在展開項(xiàng)目中選擇“ PLC”項(xiàng)并雙擊使其展開，然后繼續(xù)選擇廠商名“ NaiS（松下電 工）”并雙擊使其展開后，選擇項(xiàng)目“ FP 系列”，如圖 所示。 圖 PLC 類型選擇 圖 I/O 設(shè)備定義 2） 雙擊項(xiàng)目“ FP 系列”出現(xiàn)“ I/O 設(shè)備定義”對(duì)話框，在“設(shè)備名稱”輸入框內(nèi)鍵入一個(gè)人為定義的名稱，為了便于記憶，不妨為“ NEWPLC”（大小寫不限）。在通信端口下拉條中選擇“ COM1”，“設(shè)備地址”輸入框內(nèi)鍵入 1。其余保持默認(rèn)值。點(diǎn)擊“完成”按鈕。如圖 所示。此時(shí)在導(dǎo)航器的“ FP 系列”下面增加了一項(xiàng)“ NEWPLC”。 3） 數(shù)據(jù)連接 現(xiàn)在將已經(jīng)創(chuàng)建的 5 個(gè)數(shù)據(jù)庫點(diǎn)與 NEWPLC 聯(lián)系起來，以使這 5 個(gè)點(diǎn)的 PV 參數(shù)值能與 I/O 設(shè)備 NEWPLC 進(jìn)行實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)交換。這個(gè)過程就是建立數(shù)據(jù)連接的過程。由于數(shù)據(jù)庫可以與多個(gè) I/O 設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所以我們必須指定哪些點(diǎn)與哪個(gè) I/O 設(shè)備建立數(shù)據(jù)連接。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 25 a. 啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫組態(tài)程序 DbManager，雙擊點(diǎn)“ MX0”，切換到“數(shù)據(jù)連接”一頁，出 現(xiàn)如圖 所示對(duì)話框。 圖 數(shù)據(jù)連接 b. 點(diǎn)擊參數(shù)“ PV”，在“連接 I/O 設(shè)備”的“設(shè)備”下拉框中選擇設(shè)備“ NEWPLC”。建立連接項(xiàng)時(shí)，點(diǎn)擊“增加”按鈕，出現(xiàn)如圖 所示的“設(shè)備連接項(xiàng)”對(duì)話框。 圖 設(shè)備連接 創(chuàng)建窗口 選擇“文件 [F]/新建”命令出現(xiàn)“窗口屬性”對(duì)話框，如圖 所示。 圖 窗口屬性 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 26 全部保持默認(rèn)值，點(diǎn)擊“確定”按扭，建立了一個(gè)新的窗口。按圖 所示繪制窗口圖形。繪制過程為標(biāo)準(zhǔn)的 WINDOWS 操作，這里就不一一說明了。 圖 畫面窗口 制作動(dòng)畫連接 前面已經(jīng)做了很多事情，包括：制作顯示畫面、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫點(diǎn)，并通過一個(gè)自己定義的 I/O 設(shè)備“ NEWPLC”把數(shù)據(jù)庫點(diǎn)的 過程值與設(shè)備 NEWPLC 連接起來?，F(xiàn)在再回到開發(fā)環(huán)境 Draw 中，通過制作動(dòng)畫鏈接使顯示畫面活動(dòng)起來。 1）定義數(shù)據(jù)源 前面已經(jīng)講到，界面系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是一個(gè)開放系統(tǒng)。界面系統(tǒng)在與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 通訊時(shí)還可以通過 DDE、 ActiveX 或其它接口從第三方應(yīng)用程序中獲取數(shù)據(jù)；另外還有一個(gè)重要的概念， ForceControl 系統(tǒng)是支持分布式應(yīng)用的?；蛘哒f，界面系統(tǒng)除了可以訪問本地?cái)?shù)據(jù)庫（即與界面系統(tǒng)運(yùn)行在同一臺(tái) PC 機(jī)上的數(shù)據(jù)庫）外，還可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問安裝在其它計(jì)算機(jī)上的 ForceControl 數(shù)據(jù)庫中的 數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)我們?cè)诮缑嫦到y(tǒng) Draw 中創(chuàng)建變量時(shí)，如果變量引用的是外部數(shù)據(jù)源（ 包括： ForceControl 數(shù)據(jù)庫， DDE 服務(wù)器或其它第三方數(shù)據(jù)提供方），首先對(duì)要引用的外部數(shù)據(jù)源進(jìn)行定義。 a. 激活 Draw 菜單“特殊功能 [S]/數(shù)據(jù)源定義”，出現(xiàn)“數(shù)據(jù)源定義”列表框，如圖 所示。 圖 數(shù)據(jù)源定義 2）列表框中已經(jīng)存在了一個(gè)數(shù)據(jù)源：“本地?cái)?shù)據(jù)庫（ DB）”。這是系統(tǒng)缺省定義的數(shù)據(jù)源，它指向本機(jī)上的 DB 數(shù)據(jù)庫。單擊“取消”和“返回”按鈕，退出“數(shù)據(jù)源定義”對(duì)話框。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 27 3）動(dòng)畫 連接 有了變量之后就可以制作動(dòng)畫連接。一旦創(chuàng)建了一個(gè)圖形對(duì)象，給它加上動(dòng)畫連接就相當(dāng)于賦予它“生命”使其“活動(dòng)”起來。動(dòng)畫連接使圖形對(duì)象按照變量的值改變其顯示。 雙擊“ X0”上面的圖形，彈出如圖 所示的“動(dòng)畫連接”對(duì)話框。 圖 動(dòng)畫連接 配置系統(tǒng) 在導(dǎo)航器中選擇“配置”、“初始啟動(dòng)設(shè)置”，彈出“初始啟動(dòng)設(shè)置”對(duì)話框，如圖 所示。點(diǎn)擊“增加”按扭，選擇“ DRAW1”，“確定”該對(duì)話框。到現(xiàn)在為止，上位機(jī)的組態(tài)程序已經(jīng)制作完 成。連接 PLC 和計(jì)算機(jī)，啟動(dòng) FPWINGR，編一小段 PLC 程序下載到 PLC 中，再關(guān)閉 FPWINGR。在 ForceControl 工程管理器中選擇應(yīng)用程序“ MonitorPLC”，“進(jìn)入運(yùn)行”。接通 PLC 的 X0， X1 點(diǎn)可以看到組態(tài)畫面的上的圖形顏色隨 PLC 上接點(diǎn)的變化而變化。 圖 初始啟動(dòng)設(shè)置對(duì)話框 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 28 第 4 章 自動(dòng)售貨機(jī) PLC 控制與監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì) 基于組態(tài)的 仿真系統(tǒng)組成 本仿真系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩部 分組成。上位機(jī)利用 PC 機(jī)，下位機(jī)利用松下的FP1 系列可編程控制器 FP1C24。 上位機(jī)內(nèi)裝北京力控組態(tài)軟件 FORCECONTROL 和松下編程軟件 FPWINGR。組態(tài)軟件 FORCECONTROL 用以制作仿真畫面、編寫仿真程序并與下位機(jī)進(jìn)行通信。 FPWINGR 是松下可編程序控制器與 PC 機(jī)聯(lián)機(jī)的編程支持工具，利用它可以實(shí)現(xiàn)程序輸入、程序注釋、程序修改、程序編譯、狀態(tài)監(jiān)控和測(cè)試以及設(shè)置系統(tǒng)寄存器和 PLC 各種參數(shù)等 。 自動(dòng)售貨機(jī)功能分析 1．自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能 售貨機(jī)基本功能：對(duì)投入的 貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能購買某種商品，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。 2．仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中售貨機(jī)的分析 由于售貨機(jī)的全部功能時(shí)在上位機(jī)上模擬的 ，所以售貨機(jī)的部分硬件是由計(jì)算機(jī)軟件來模擬替代的。如錢幣識(shí)別系統(tǒng)可以用按壓某個(gè)“仿真對(duì)象”輸出一個(gè)脈沖直接給 PLC發(fā)布命令，而傳動(dòng)系統(tǒng)也是由計(jì)算機(jī)來直接模擬的，這些并不會(huì)影響實(shí)際程序的操作，完全能模擬現(xiàn)實(shí)中自動(dòng)售貨機(jī)的運(yùn)行。 1）實(shí)驗(yàn)狀態(tài)假設(shè) ① 自動(dòng)售貨機(jī)只售 8 種商品。 ② 自動(dòng)售貨機(jī)可識(shí)別 10 元、 5 元、 1 元、 5 角、 1 角硬幣。 ③ 自動(dòng)售貨機(jī)可退幣 10 元、 5 元、 1 元、 5 角、 1 角硬幣。 ④ 自動(dòng)售貨機(jī)有液晶顯示功能。 ⑤ 實(shí)驗(yàn)中售貨機(jī)忽略了各種故障以及缺貨等因素。 2）一次交易過程分析 為了方便分析，我們以一次交易過程為例。 ：由電子標(biāo)簽顯示各商品價(jià)格，顯示屏顯示友好界面，此時(shí)不能購買任何商品。 ：按下投幣按鈕，顯示投幣框，按下所投幣值，顯示屏顯示投入、消費(fèi)、余額數(shù)值，當(dāng)所投幣值超過某商品價(jià)格時(shí)，相應(yīng)商品選擇按鈕發(fā)生變化，提示可以購買。 ：按下可以購買的“選擇”按鈕，所選的商品出現(xiàn)在出貨框中，同時(shí)顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費(fèi)情況相應(yīng)變化。取走商品后出貨 框消失。 ：按下退幣按鈕，顯示退幣框，同時(shí)顯示出應(yīng)退幣值及數(shù)量。按下確認(rèn)鈕，則恢復(fù)初始狀態(tài)。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 29 到此為止，自動(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)完整工作過程結(jié)束。 自動(dòng)售貨機(jī)總體的 設(shè)計(jì)任務(wù) 在清楚自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行工作過程的基礎(chǔ)上，制定出設(shè)計(jì)方案，確定任務(wù)的目標(biāo)，以設(shè)計(jì)出合理的仿真系統(tǒng)。 首先，應(yīng)該做上位機(jī)與下位機(jī)的任務(wù)分工：上位機(jī)主要用來完成仿真界面的制作過程，而下位機(jī)則主要用來完成 PLC 程序的編寫。其次，要分別對(duì)上位機(jī)和下位機(jī)進(jìn)行資料的查找與收集。例如在進(jìn)行仿真界面的設(shè)計(jì)時(shí)可以 去觀看一下真正售貨機(jī)的外觀，必要時(shí)可以借助一些宣傳圖片來設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)的外型；在進(jìn)行 PLC 程序的編寫時(shí)需要先分配 PLC 的 I/O 點(diǎn)，確定上、下位機(jī)的接口。然后，分別對(duì)上、下位機(jī)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。最后，進(jìn)行上位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果與下位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果的配合工作，經(jīng)調(diào)試后完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 另外，上位機(jī)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作是密切配合的。它們無論在通信中使用的變量，還是在仿真中控制的對(duì)象都應(yīng)該是一致的?？傮w上講，仿真界面是被控對(duì)象，利用 PLC來控制這個(gè)仿真的自動(dòng)售貨機(jī)，仿真的自動(dòng)售貨機(jī)接受 PLC 的控制指令并完成相應(yīng)的動(dòng)作；另一方面 ，仿真界面中的仿真自動(dòng)售貨機(jī)的運(yùn)行，都是由組態(tài)界面所提供的命令語言來完成的。這是整個(gè)仿真系統(tǒng)內(nèi)部各大部件之間的內(nèi)在關(guān)系。 主要是對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)中的下位機(jī)，也就是主要是對(duì) PLC 在其中的程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。仿真程序只做了解，雖然只做了解，但是也將在下面有所介紹。清楚了仿真實(shí)驗(yàn)的整體設(shè)計(jì)思路，下面就可以開始著手設(shè)計(jì)了。 基于組態(tài) 售貨機(jī)控制 程序設(shè)計(jì) 這部分內(nèi)容是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主體部分。所要完成的任務(wù)是仿真系統(tǒng)的上位機(jī)與下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)，即在上述功能分析的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。 控制 程序設(shè)計(jì) 的 說明 下位機(jī)程序的編制則是利用松下 PLC專用編程軟件 FPWINGR完成的。在設(shè)計(jì)的過程中，就像上面所敘述的那樣，并非孤立地分別進(jìn)行上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作，而是互相配合的。因此在以下的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中，并沒有將上位機(jī)的設(shè)計(jì)與下位機(jī)的設(shè)計(jì)整體分開來寫，而是相互交替，同時(shí)盡量清晰地?cái)⑹?，在相?yīng)的設(shè)計(jì)部分中注明是上位機(jī)的設(shè)計(jì)還是下位機(jī)的設(shè)計(jì)。 PLC 控制 程序設(shè)計(jì) 可以把一次交易過程分為幾個(gè)程序塊：運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的內(nèi)部傳遞；投幣過程；價(jià)格比較過程；選擇商品過程；退幣過程。 運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的內(nèi) 部傳遞程序的設(shè)計(jì) 在 仿真系統(tǒng)運(yùn)行初期的任務(wù)： 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 30 ①要由 PLC 向仿真畫面相應(yīng)對(duì)象傳遞已經(jīng)存儲(chǔ)好的價(jià)格； ②給投入顯示、消費(fèi)顯示及余額顯示寄存器清零； ③給存儲(chǔ)退幣幣值的存儲(chǔ)器清零。 程序編制過程中，要用到運(yùn)行初期閉合繼電器 R901 16 位數(shù)據(jù)傳送指令 F0，同時(shí)在上位機(jī) FORCECONTROL 中，必須定義相應(yīng)的變量，來實(shí)現(xiàn)與 PLC 程序的對(duì)接。 所定義的變量如表 所示。 表 初始狀態(tài)變量表 說明 地址 投入顯示 WR1 消費(fèi)顯示 WR2 余額顯示 WR3 01 商品價(jià)格 WR4 02 商品價(jià)格 WR5 03 商品價(jià)格 WR6 04 商品價(jià)格 WR7 05 商品價(jià)格 WR8 06 商品價(jià)格 WR9 07 商品價(jià)格 WR10 08 商品價(jià)格 WR11 退幣 10 元 SV0 退幣 5 元 SV1 退幣 1 元 SV2 退幣 5 角 SV3 退幣 1 角 SV4 根據(jù)表 1 編制 PLC 程序如圖 所示。 圖 運(yùn)行初期電子標(biāo)簽價(jià)格的內(nèi)部傳遞程序 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 31 在梯形圖程序圖 中，系統(tǒng) 初始化時(shí)，通過運(yùn)行初期閉合繼電器 R9013 在第一次掃描時(shí)將數(shù)值傳遞給上位機(jī)。給 WR1WR11 及 SV0SV4 賦初值，賦值功能通過高級(jí)指令 FO實(shí)現(xiàn)。至于為什么