【導讀】針對現(xiàn)在自動售貨機控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點，設計了一個基于PLC的。本文的重點放在PLC程序的設計和組態(tài)王組態(tài)界面的制作。照自動售貨機系統(tǒng)的內(nèi)部工作過程來單獨進行分析。因此該系統(tǒng)具有理解較容。指標，可以在實際中進行應用。最后用組態(tài)王組態(tài)軟件進行監(jiān)控系統(tǒng)的運行畫面。動售貨機的開發(fā)成本和不必要的開發(fā)原材料浪費。

　　

【正文】 ouchExplorer 和 TouchVew 是各自獨立的 32 位應用程序，均可單獨使用；兩者又相互依存，在開發(fā)系統(tǒng) TouchExplorer 中設計開發(fā)的應用程序必須在TouchVew 運行環(huán)境中才能運行。 組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)系統(tǒng) TouchExplorer 是其應用程序的集成開發(fā) 環(huán)境。軟件開發(fā)者在這個環(huán)境中完成圖形界面的設計、數(shù)據(jù)庫定義、動畫連接等。開發(fā)系統(tǒng)具有先進完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對象的特性，對數(shù)據(jù)的報警、趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等重要功能有簡單的操作辦法。利用圖形控件功能可以大大減少設計界面的時間，從整體上提高工控軟件的質(zhì)量。 運行系統(tǒng) TouchVew 是組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件的實時運行環(huán)境，用于顯示開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負責數(shù)據(jù)庫與 I/O 服務程序的數(shù)據(jù)交換。它通過實時數(shù)據(jù)庫管理從工業(yè)控制對象采集到的各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化 用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報警、歷史數(shù)據(jù)記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件。 組態(tài)王的突出特點 （ 1）實時多任務 實時性指的是工業(yè)計算機控制系統(tǒng)應該具有的能夠在限定的時間內(nèi)對外來事件做出反應的特性。 （ 2）高可靠性 為提高系統(tǒng)的可靠性，克利用冗余技術(shù)構(gòu)成雙機乃至多機備有系統(tǒng)。冗余技術(shù)是利用冗余資源來克服故障影響從而增加系統(tǒng)的可靠性的技術(shù)，冗余資源是指在系統(tǒng)完成正常工作所需資源以外的附加資源。 雙機熱備一般是指兩臺計算機各自運行功能幾乎相同的軟件，其中一臺為主機，另一臺為從機，從 機數(shù)據(jù)與主機數(shù)據(jù)實時同步。從機實時監(jiān)視主機狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)主機出現(xiàn)故障，便切換為主機，從而提高系統(tǒng)的可靠性。 （ 3）標準化 盡管目前尚沒有明確的國際，國內(nèi)標準用來規(guī)范組態(tài)軟件，但國際工委員會的 IEC611313 開放型國際編程標準在組態(tài)軟件中起著越來越重要的作用。 IEC611313 規(guī)定了五種編程語言標準（梯形圖、機構(gòu)化文本語言、 第 23 頁 共 35 頁 功能塊、指令語言、順序功能圖）。 此外， OLE（對象連接于嵌入）、 OPC（基于 OLE 的過程控制技術(shù)）是微軟公司的編程技術(shù)標準，目前也被廣泛的使用。 TCP/IP 是網(wǎng)絡通信的標準協(xié)議 ，被廣泛的應用于現(xiàn)場測控設備之間及測控設備與操作站之間的通信。 組態(tài)軟件本身的標準尚難統(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。由于使用習慣的原因，早期進入市場的軟件在用戶意識中已形成一些不成文的標準，成為某些用戶判斷另一種產(chǎn)品的“標準”。 [15] 組態(tài)王與 PLC 的鏈接 組態(tài)王組態(tài)軟件是通過串口（ COM COM2 等）與 PLC 進行通信的，使用 RS232 進行連接 ，對 PLC 數(shù)據(jù)進行實時采集監(jiān)控，完成 PLC 與組態(tài)王之間的數(shù)據(jù)通信，使 PLC 控制的過程直觀的展現(xiàn)在組態(tài)畫面 。 打開組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng) 后，在瀏覽器中單擊“設備”下的 COM1 或 COM2則彈出設備配置向?qū)υ捒颉臉湫卧O備列表中展開 PLC 設備。然后選 擇 “歐姆龍 ”，“ C 系列” “HOST LINK 系列 ”的串口協(xié)議 。 如圖 41 所示。 圖 41 選擇安裝設備 單擊“下一步”按鈕，則彈出“設備安裝向?qū)А睂υ捒蛉鐖D 42 所示。 第 24 頁 共 35 頁 圖 42 邏輯名稱 在彈出的窗口中填要安裝的設備指定的唯一的邏輯名稱“ PLC”，然后點擊“下一步”，如圖 43 所示。 圖 43 選擇串口號 在彈出的窗口中選擇串口號“ COM1”后單擊“下一步”，如圖 44 所示。 圖 44 設備地址設置 第 25 頁 共 35 頁 在彈出的對話框里輸入安裝的設備指定地址 1 后，單擊“下一步”如圖 45。 圖 45 通信參數(shù) 在彈出的對話框里填寫通信故障恢復的相關(guān)參數(shù)，單擊“下一步”如圖46 圖 46 信息總結(jié) 彈出的窗口顯示了設備安裝的相關(guān)信息，單擊“完成”，設備就與 PLC 完成了連接。 實時監(jiān)控系統(tǒng)的設計 實時監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部參數(shù)設定 數(shù)據(jù)庫是 “組態(tài)王 ”軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán) 節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。在 TouchVew 運行時，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當前值。變量在畫面制作系 第 26 頁 共 35 頁 統(tǒng)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)中定義，定義時要指定變量名和變量類型，某些類型的變量還需要一些附加信息。數(shù)據(jù)庫中變量的集合形象地稱為 “數(shù)據(jù)詞典 ”，數(shù) 據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息 [16]變量數(shù)據(jù)庫如圖 47 所示。 圖 47 內(nèi)部參數(shù)設定 軟件命令語言的編程 在組態(tài)王中，圖形控件的變化需要條件的觸發(fā)。組態(tài)王本身所帶的類似 C語言的命令語言來驅(qū)動應用程序，而且系統(tǒng)在定義動畫連接時支 持動畫連接表達式。組態(tài)王的命令語言是由簡單的判斷語句構(gòu)成。本系統(tǒng)的命令語言的編程方法如圖 48 和圖 49 所示。 第 27 頁 共 35 頁 圖 48 程序啟動時應用程序命令語言 組態(tài)王組態(tài)圖 本設計組態(tài)圖分為 以下幾 個部分。分別為： 設計者基本信息 、 設計題目和系統(tǒng)日期與時間 、 售貨機界面 、 主機控制 、 售貨機監(jiān)控、投幣窗口與銷售額。 設計者基本信息 、 設計題目和系統(tǒng)日期與時間主要用于顯示設計者所在單位及設計題目和系統(tǒng)運行日期和時間。 售貨機界面 售貨機界面模擬出了售貨機的外形，其中包括顯示售貨機內(nèi)剩余飲料的標尺、盛裝飲料的容 器、售貨機。 主機監(jiān)控 顯示售貨機飲料剩余的計量表和換飲料報警 售貨機監(jiān)控 包括售貨機換水報警、投幣提示、投幣選擇窗口、銷售額顯示。 如圖 410所示。 第 28 頁 共 35 頁 圖 49 程序運行時應用程序命令語言 第 29 頁 共 35 頁 圖 410 主畫面組態(tài)圖 自動售貨機界面 自動售貨機界面是整個組態(tài)中最重要的窗口，幾乎所有主要監(jiān)控功能都在這個窗口中實現(xiàn)。自動售貨機界面主要由兩部分構(gòu)成，一是自動售貨機組態(tài)虛擬界面，二是自動售貨機監(jiān)控界面。 自動售貨機組態(tài)虛擬界面 這個界面模擬了自動售貨機的現(xiàn)實工作界面。當 畫面進入 運行狀態(tài)是投幣指示燈被點亮 。 進入投幣狀態(tài)， 當投入金額滿足售貨機內(nèi)的飲品價格標簽后， 橙汁或咖啡按 鈕 被激活，同時相應的指示燈閃爍提示消費者 購買相應的飲品。 消費者按住想要的飲料按鈕后，出貨口的紙杯就會慢慢的填滿， 如果售貨機內(nèi)還有剩余金額，消費者不想購買任何飲品，此時消費者可 以單擊 “退幣 ”按鈕 ， 退幣指示燈熄滅，完成一次購買過程。 當售貨機內(nèi)純凈水的水量少于 5 毫升時，此時，報警窗口會產(chǎn)生一個 報警， “剩余水量報警 ”指示燈也會點 亮，提示機主能夠及時的更換售貨機的供給純凈水，這樣就可以防止自動售貨機因純凈水的不足而無法正 常工作。也節(jié)省了因為經(jīng)常查看水量而浪費 人力 資源 自動售貨機仿真圖 圖 411 投幣組態(tài)圖 第 30 頁 共 35 頁 圖 412 退幣組態(tài)圖 圖 413 購買 組態(tài)圖 圖 414 剩余水量報警 組態(tài)圖 第 31 頁 共 35 頁 結(jié) 論 本文詳細的介紹了自動售貨機的背景、發(fā)展前景及對現(xiàn)在人們生活的影響，并且又對自動售貨機的基本功能及工作過程做了比較詳細的分析。在論述了自動售貨機概況的基礎(chǔ)上，又介紹了 PLC 的基本組成、特點以及工作原理，并對PLC 仿真系統(tǒng)整體設計過程進行了詳盡的論述。 本設計 采用歐姆龍 PLC 專用的編程軟件 CXPROGRAMMER。本論文的重點放在 了 PLC 的 程序的設計和組態(tài)王組態(tài)界面的制作 。本設計是以 PLC 電氣控制 為基礎(chǔ) ，通過對自動售貨機的功能進行分析，制定出具體的設計方案和設計步驟。通過對上位機的界面編制和下位機的程序編制來達到自動售貨機的 運行 功能。在 制作 組態(tài) 界面 時 ，使用了亞控 公司 開發(fā)的 組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件 對 PLC數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控， 對售貨過程全面的仿真， 使自動售貨機的售貨過程直觀的展現(xiàn)出來 。 通過對程序的調(diào)試及售貨機系統(tǒng)的仿真，完全達到設計的任務要求， 但是因為時間有限，所以本設計難免會存在一些瑕疵，在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計上還存在一些不夠完善的地方。希 望學弟學妹能設計出更完善的自動售貨機控制系統(tǒng)，使它能更好的在現(xiàn)實生活中應用。 第 32 頁 共 35 頁 參考文獻 [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 ． 基于手機短信應答的自動售貨機 ． 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟 [J]． 2021， 14 (9)：263264 [3] 張文 ． 自動售貨機 IC卡收費模塊的設計與應用 [J]． 微計算機信息 ． 2021， 22 (5)： 201203 [4] 鄭大宇，魏慶葆，劉玉斌 ． IC卡自動售貨機控制器的設計 [J]． 哈爾濱商業(yè)大學學報 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身體力行、兢兢業(yè)業(yè)地為我們排憂解難，不僅治學嚴謹而且為人師表，堪稱良師益友，教給我們的不僅是知識還有待人處世的積極態(tài)度，在此表示衷心的感謝。 光陰似箭，四年大學時光匆匆而過，在這四年的時光里，我得到了老 師和同學的指導和幫助，當我打完畢業(yè)論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。 我即將步入社會，而在這 幾 個多月的畢業(yè)設計中，我開始以一種全新的態(tài)度對待學習和未來，在各位老師的鼓勵和支持下，不僅讓我手頭的畢業(yè)設計圓滿完成，更讓我以更加自信的態(tài)度面對來自社會和工作的挑戰(zhàn)，我將用我所學的知識服務社會，用我的實際行動回報各位老師對我們所付出的一切。 最后，再次對我人生最難忘的這大學四年生涯中所有幫助過我的老師和同學表示衷心的感謝！ 第 34 頁 共 35 頁 聲 明