【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化控制軟件，采用符合 IEC11313 標準的圖形化編程方式。提供包括：變量、數(shù)學運算、邏輯功能、程序控制、常規(guī)功能、控制回路、數(shù)字點處理等在內(nèi)的十幾類基本運算塊， 內(nèi)置常規(guī) PID 、比值控制、開關控制、斜坡控制等豐富的控制算 法。同時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 通訊設置 建立工程 打開應用管理器，選擇“增加新應用”，在應用名稱對話框中輸入一個應用程序的名稱， 不妨命名為“ MonitorPLC”，按“確定”按鈕。在工程列表中會出現(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 1） Draw 導航器中雙擊“實時數(shù)據(jù)庫”項使其展開，在展開項目中雙擊“數(shù)據(jù)庫組態(tài)”啟動組態(tài)程序 DbManger（如果您沒有看到導航器 窗口，請激活 Draw 菜單命令“查 看 /導航器”），如圖 所示。 導航器 2）啟動 DbManger 后出現(xiàn) DbManger 主窗口，如圖 所示。 常州信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）報告 23 圖 主窗口 3）選擇菜單命令“點 /新建”或在右側(cè)的點表上雙擊任一空白行，出現(xiàn)“指定區(qū)域和點類 型”對話框，如圖 所示。 圖 點類型 4）選擇“區(qū)域 … 00 ”及“數(shù)字 I/O 點”點類型，然后單擊 “繼續(xù)》 ”按鈕，進入點定義對話框，如圖 所示。 常州信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）報告 24 圖 點定義 定義 I/O 設備 在數(shù)據(jù)庫中定義了上述 5 個點后，下面將建立一個 I/O 設備 — PLC，上述定義好的 5 個點的值將取自 PLC。 1）在 Draw 導航器中雙擊“實時數(shù)據(jù)庫”項使其展開，選擇“ I/O 設備驅(qū)動”項使其展 開，在展開項目中選擇“ PLC”項并雙擊使其展開，然后繼續(xù)選擇廠商名“ NaiS（松下電 工）”并雙擊使其展開后，選擇項目“ FP 系列”，如圖 所示。 圖 PLC 類型選擇 圖 I/O 設備定義 2） 雙擊項目“ FP 系列”出現(xiàn)“ I/O 設備定義”對話框，在“設備名稱”輸入框內(nèi)鍵入一個人為定義的名稱，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”，“設備地址”輸入框內(nèi)鍵入 1。其余保持默認值。點擊“完成”按鈕。如圖 所示。此時在導航器的“ FP 系列”下面增加了一項“ NEWPLC”。 3） 數(shù)據(jù)連接 現(xiàn)在將已經(jīng)創(chuàng)建的 5 個數(shù)據(jù)庫點與 NEWPLC 聯(lián)系起來，以使這 5 個點的 PV 參數(shù)值能與 I/O 設備 NEWPLC 進行實時 數(shù)據(jù)交換。這個過程就是建立數(shù)據(jù)連接的過程。由于數(shù)據(jù)庫可以與多個 I/O 設備進行數(shù)據(jù)交換，所以我們必須指定哪些點與哪個 I/O 設備建立數(shù)據(jù)連接。 常州信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）報告 25 a. 啟動數(shù)據(jù)庫組態(tài)程序 DbManager，雙擊點“ MX0”，切換到“數(shù)據(jù)連接”一頁，出 現(xiàn)如圖 所示對話框。 圖 數(shù)據(jù)連接 b. 點擊參數(shù)“ PV”，在“連接 I/O 設備”的“設備”下拉框中選擇設備“ NEWPLC”。建立連接項時，點擊“增加”按鈕，出現(xiàn)如圖 所示的“設備連接項”對話框。 圖 設備連接 創(chuàng)建窗口 選擇“文件 [F]/新建”命令出現(xiàn)“窗口屬性”對話框，如圖 所示。 圖 窗口屬性 常州信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）報告 26 全部保持默認值，點擊“確定”按扭，建立了一個新的窗口。按圖 所示繪制窗口圖形。繪制過程為標準的 WINDOWS 操作，這里就不一一說明了。 圖 畫面窗口 制作動畫連接 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，并通過一個自己定義的 I/O 設備“ NEWPLC”把數(shù)據(jù)庫點的 過程值與設備 NEWPLC 連接起來?，F(xiàn)在再回到開發(fā)環(huán)境 Draw 中，通過制作動畫鏈接使顯示畫面活動起來。 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)都是一個開放系統(tǒng)。界面系統(tǒng)在與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 通訊時還可以通過 DDE、 ActiveX 或其它接口從第三方應用程序中獲取數(shù)據(jù)；另外還有一個重要的概念， ForceControl 系統(tǒng)是支持分布式應用的。或者說，界面系統(tǒng)除了可以訪問本地數(shù)據(jù)庫（即與界面系統(tǒng)運行在同一臺 PC 機上的數(shù)據(jù)庫）外，還可以通過網(wǎng)絡訪問安裝在其它計算機上的 ForceControl 數(shù)據(jù)庫中的 數(shù)據(jù)。因此，當我們在界面系統(tǒng) Draw 中創(chuàng)建變量時，如果變量引用的是外部數(shù)據(jù)源（ 包括： ForceControl 數(shù)據(jù)庫， DDE 服務器或其它第三方數(shù)據(jù)提供方），首先對要引用的外部數(shù)據(jù)源進行定義。 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)存在了一個數(shù)據(jù)源：“本地數(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”對話框。 常州信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）報告 27 3）動畫 連接 有了變量之后就可以制作動畫連接。一旦創(chuàng)建了一個圖形對象，給它加上動畫連接就相當于賦予它“生命”使其“活動”起來。動畫連接使圖形對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“動畫連接”對話框。 圖 動畫連接 配置系統(tǒng) 在導航器中選擇“配置”、“初始啟動設置”，彈出“初始啟動設置”對話框，如圖 所示。點擊“增加”按扭，選擇“ DRAW1”，“確定”該對話框。到現(xiàn)在為止，上位機的組態(tài)程序已經(jīng)制作完 成。連接 PLC 和計算機，啟動 FPWINGR，編一小段 PLC 程序下載到 PLC 中，再關閉 FPWINGR。在 ForceControl 工程管理器中選擇應用程序“ MonitorPLC”，“進入運行”。接通 PLC 的 X0， X1 點可以看到組態(tài)畫面的上的圖形顏色隨 PLC 上接點的變化而變化。 圖 初始啟動設置對話框 常州信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）報告 28 第 4 章 自動售貨機 PLC 控制與監(jiān)控組態(tài)設計 基于組態(tài)的 仿真系統(tǒng)組成 本仿真系統(tǒng)由上位機和下位機兩部 分組成。上位機利用 PC 機，下位機利用松下的FP1 系列可編程控制器 FP1C24。 上位機內(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進行通信。 FPWINGR 是松下可編程序控制器與 PC 機聯(lián)機的編程支持工具，利用它可以實現(xiàn)程序輸入、程序注釋、程序修改、程序編譯、狀態(tài)監(jiān)控和測試以及設置系統(tǒng)寄存器和 PLC 各種參數(shù)等 。 自動售貨機功能分析 1．自動售貨機的基本功能 售貨機基本功能：對投入的 貨幣進行運算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能購買某種商品，并做出相應的反應。 2．仿真實驗系統(tǒng)中售貨機的分析 由于售貨機的全部功能時在上位機上模擬的 ，所以售貨機的部分硬件是由計算機軟件來模擬替代的。如錢幣識別系統(tǒng)可以用按壓某個“仿真對象”輸出一個脈沖直接給 PLC發(fā)布命令，而傳動系統(tǒng)也是由計算機來直接模擬的，這些并不會影響實際程序的操作，完全能模擬現(xiàn)實中自動售貨機的運行。 1）實驗狀態(tài)假設 ① 自動售貨機只售 8 種商品。 ② 自動售貨機可識別 10 元、 5 元、 1 元、 5 角、 1 角硬幣。 ③ 自動售貨機可退幣 10 元、 5 元、 1 元、 5 角、 1 角硬幣。 ④ 自動售貨機有液晶顯示功能。 ⑤ 實驗中售貨機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。 ：由電子標簽顯示各商品價格，顯示屏顯示友好界面，此時不能購買任何商品。 ：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、余額數(shù)值，當所投幣值超過某商品價格時，相應商品選擇按鈕發(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，同時顯示屏上的金額數(shù)字根據(jù)消費情況相應變化。取走商品后出貨 框消失。 ：按下退幣按鈕，顯示退幣框，同時顯示出應退幣值及數(shù)量。按下確認鈕，則恢復初始狀態(tài)。 常州信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）報告 29 到此為止，自動售貨機的一個完整工作過程結(jié)束。 自動售貨機總體的 設計任務 在清楚自動售貨機運行工作過程的基礎上，制定出設計方案，確定任務的目標，以設計出合理的仿真系統(tǒng)。 首先，應該做上位機與下位機的任務分工：上位機主要用來完成仿真界面的制作過程，而下位機則主要用來完成 PLC 程序的編寫。其次，要分別對上位機和下位機進行資料的查找與收集。例如在進行仿真界面的設計時可以 去觀看一下真正售貨機的外觀，必要時可以借助一些宣傳圖片來設計自動售貨機的外型；在進行 PLC 程序的編寫時需要先分配 PLC 的 I/O 點，確定上、下位機的接口。然后，分別對上、下位機分別進行設計工作。最后，進行上位機設計結(jié)果與下位機設計結(jié)果的配合工作，經(jīng)調(diào)試后完成整個系統(tǒng)的設計 另外，上位機與下位機的設計工作是密切配合的。它們無論在通信中使用的變量，還是在仿真中控制的對象都應該是一致的?？傮w上講，仿真界面是被控對象，利用 PLC來控制這個仿真的自動售貨機，仿真的自動售貨機接受 PLC 的控制指令并完成相應的動作；另一方面 ，仿真界面中的仿真自動售貨機的運行，都是由組態(tài)界面所提供的命令語言來完成的。這是整個仿真系統(tǒng)內(nèi)部各大部件之間的內(nèi)在關系。 主要是對自動售貨機中的下位機，也就是主要是對 PLC 在其中的程序進行設計。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。清楚了仿真實驗的整體設計思路，下面就可以開始著手設計了。 基于組態(tài) 售貨機控制 程序設計 這部分內(nèi)容是整個系統(tǒng)設計的主體部分。所要完成的任務是仿真系統(tǒng)的上位機與下位機的程序設計，即在上述功能分析的基礎上，有針對性地進行設計。 控制 程序設計 的 說明 下位機程序的編制則是利用松下 PLC專用編程軟件 FPWINGR完成的。在設計的過程中，就像上面所敘述的那樣，并非孤立地分別進行上位機和下位機的設計工作，而是互相配合的。因此在以下的詳細設計過程中，并沒有將上位機的設計與下位機的設計整體分開來寫，而是相互交替，同時盡量清晰地敘述，在相應的設計部分中注明是上位機的設計還是下位機的設計。 PLC 控制 程序設計 可以把一次交易過程分為幾個程序塊：運行初期電子標簽價格的內(nèi)部傳遞；投幣過程；價格比較過程；選擇商品過程；退幣過程。 運行初期電子標簽價格的內(nèi) 部傳遞程序的設計 在 仿真系統(tǒng)運行初期的任務： 常州信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）報告 30 ①要由 PLC 向仿真畫面相應對象傳遞已經(jīng)存儲好的價格； ②給投入顯示、消費顯示及余額顯示寄存器清零； ③給存儲退幣幣值的存儲器清零。 程序編制過程中，要用到運行初期閉合繼電器 R901 16 位數(shù)據(jù)傳送指令 F0，同時在上位機 FORCECONTROL 中，必須定義相應的變量，來實現(xiàn)與 PLC 程序的對接。 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 消費顯示 WR2 余額顯示 WR3 01 商品價格 WR4 02 商品價格 WR5 03 商品價格 WR6 04 商品價格 WR7 05 商品價格 WR8 06 商品價格 WR9 07 商品價格 WR10 08 商品價格 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 運行初期電子標簽價格的內(nèi)部傳遞程序 常州信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）報告 31 在梯形圖程序圖 中，系統(tǒng) 初始化時，通過運行初期閉合繼電器 R9013 在第一次掃描時將數(shù)值傳遞給上位機。給 WR1WR11 及 SV0SV4 賦初值，賦值功能通過高級指令 FO實現(xiàn)。至于為什么