【導(dǎo)讀】針對(duì)現(xiàn)在自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于PLC的。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。照自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部工作過程來單獨(dú)進(jìn)行分析。因此該系統(tǒng)具有理解較容。指標(biāo)，可以在實(shí)際中進(jìn)行應(yīng)用。最后用組態(tài)王組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行畫面。動(dòng)售貨機(jī)的開發(fā)成本和不必要的開發(fā)原材料浪費(fèi)。

　　

【正文】 ouchExplorer 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。 組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)系統(tǒng) TouchExplorer 是其應(yīng)用程序的集成開發(fā) 環(huán)境。軟件開發(fā)者在這個(gè)環(huán)境中完成圖形界面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫定義、動(dòng)畫連接等。開發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)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(duì)象的特性，對(duì)數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢(shì)曲線、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等重要功能有簡(jiǎn)單的操作辦法。利用圖形控件功能可以大大減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)間，從整體上提高工控軟件的質(zhì)量。 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)庫與 I/O 服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換。它通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理從工業(yè)控制對(duì)象采集到的各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化 用動(dòng)畫的方式形象地表示出來，同時(shí)完成報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、趨勢(shì)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(diǎn) （ 1）實(shí)時(shí)多任務(wù) 實(shí)時(shí)性指的是工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)該具有的能夠在限定的時(shí)間內(nèi)對(duì)外來事件做出反應(yīng)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(jī)乃至多機(jī)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(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。從機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)視主機(jī)狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)主機(jī)出現(xiàn)故障，便切換為主機(jī)，從而提高系統(tǒng)的可靠性。 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)化 盡管目前尚沒有明確的國際，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)用來規(guī)范組態(tài)軟件，但國際工委員會(huì)的 IEC611313 開放型國際編程標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)（梯形圖、機(jī)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)，目前也被廣泛的使用。 TCP/IP 是網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 ，被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備之間及測(cè)控設(shè)備與操作站之間的通信。 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。由于使用習(xí)慣的原因，早期進(jìn)入市場(chǎng)的軟件在用戶意識(shí)中已形成一些不成文的標(biāo)準(zhǔn)，成為某些用戶判斷另一種產(chǎn)品的“標(biāo)準(zhǔn)”。 [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(jìn)行通信的，使用 RS232 進(jìn)行連接 ，對(duì) PLC 數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shè)備”下的 COM1 或 COM2則彈出設(shè)備配置向?qū)?duì)話框。從樹形設(shè)備列表中展開 PLC 設(shè)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(shè)備 單擊“下一步”按鈕，則彈出“設(shè)備安裝向?qū)А睂?duì)話框如圖 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(shè)備指定的唯一的邏輯名稱“ PLC”，然后點(diǎn)擊“下一步”，如圖 43 所示。 圖 43 選擇串口號(hào) 在彈出的窗口中選擇串口號(hào)“ COM1”后單擊“下一步”，如圖 44 所示。 圖 44 設(shè)備地址設(shè)置 第 25 頁 共 35 頁 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。 圖 45 通信參數(shù) 在彈出的對(duì)話框里填寫通信故障恢復(fù)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(shè)備安裝的相關(guān)信息，單擊“完成”，設(shè)備就與 PLC 完成了連接。 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部參數(shù)設(shè)定 數(shù)據(jù)庫是 “組態(tài)王 ”軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是以實(shí)時(shí)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(jī)和下位機(jī)的橋梁。在 TouchVew 運(yùn)行時(shí)，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當(dāng)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(shí)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(xì)信息 [16]變量數(shù)據(jù)庫如圖 47 所示。 圖 47 內(nèi)部參數(shù)設(shè)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(dòng)應(yīng)用程序，而且系統(tǒng)在定義動(dòng)畫連接時(shí)支 持動(dòng)畫連接表達(dá)式。組態(tài)王的命令語言是由簡(jiǎn)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(dòng)時(shí)應(yīng)用程序命令語言 組態(tài)王組態(tài)圖 本設(shè)計(jì)組態(tài)圖分為 以下幾 個(gè)部分。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。 設(shè)計(jì)者基本信息 、 設(shè)計(jì)題目和系統(tǒng)日期與時(shí)間主要用于顯示設(shè)計(jì)者所在單位及設(shè)計(jì)題目和系統(tǒng)運(yùn)行日期和時(shí)間。 售貨機(jī)界面 售貨機(jī)界面模擬出了售貨機(jī)的外形，其中包括顯示售貨機(jī)內(nèi)剩余飲料的標(biāo)尺、盛裝飲料的容 器、售貨機(jī)。 主機(jī)監(jiān)控 顯示售貨機(jī)飲料剩余的計(jì)量表和換飲料報(bào)警 售貨機(jī)監(jiān)控 包括售貨機(jī)換水報(bào)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(yùn)行時(shí)應(yīng)用程序命令語言 第 29 頁 共 35 頁 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)。自動(dòng)售貨機(jī)界面主要由兩部分構(gòu)成，一是自動(dòng)售貨機(jī)組態(tài)虛擬界面，二是自動(dòng)售貨機(jī)監(jiān)控界面。 自動(dòng)售貨機(jī)組態(tài)虛擬界面 這個(gè)界面模擬了自動(dòng)售貨機(jī)的現(xiàn)實(shí)工作界面。當(dāng) 畫面進(jìn)入 運(yùn)行狀態(tài)是投幣指示燈被點(diǎn)亮 。 進(jìn)入投幣狀態(tài)， 當(dāng)投入金額滿足售貨機(jī)內(nèi)的飲品價(jià)格標(biāo)簽后， 橙汁或咖啡按 鈕 被激活，同時(shí)相應(yīng)的指示燈閃爍提示消費(fèi)者 購買相應(yīng)的飲品。 消費(fèi)者按住想要的飲料按鈕后，出貨口的紙杯就會(huì)慢慢的填滿， 如果售貨機(jī)內(nèi)還有剩余金額，消費(fèi)者不想購買任何飲品，此時(shí)消費(fèi)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(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法正 常工作。也節(jié)省了因?yàn)榻?jīng)常查看水量而浪費(fèi) 人力 資源 自動(dòng)售貨機(jī)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(bào)警 組態(tài)圖 第 31 頁 共 35 頁 結(jié) 論 本文詳細(xì)的介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的背景、發(fā)展前景及對(duì)現(xiàn)在人們生活的影響，并且又對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的基本功能及工作過程做了比較詳細(xì)的分析。在論述了自動(dòng)售貨機(jī)概況的基礎(chǔ)上，又介紹了 PLC 的基本組成、特點(diǎn)以及工作原理，并對(duì)PLC 仿真系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了詳盡的論述。 本設(shè)計(jì) 采用歐姆龍 PLC 專用的編程軟件 CXPROGRAMMER。本論文的重點(diǎn)放在 了 PLC 的 程序的設(shè)計(jì)和組態(tài)王組態(tài)界面的制作 。本設(shè)計(jì)是以 PLC 電氣控制 為基礎(chǔ) ，通過對(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。通過對(duì)上位機(jī)的界面編制和下位機(jī)的程序編制來達(dá)到自動(dòng)售貨機(jī)的 運(yùn)行 功能。在 制作 組態(tài) 界面 時(shí) ，使用了亞控 公司 開發(fā)的 組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件 對(duì) PLC數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 對(duì)售貨過程全面的仿真， 使自動(dòng)售貨機(jī)的售貨過程直觀的展現(xiàn)出來 。 通過對(duì)程序的調(diào)試及售貨機(jī)系統(tǒng)的仿真，完全達(dá)到設(shè)計(jì)的任務(wù)要求， 但是因?yàn)闀r(shí)間有限，所以本設(shè)計(jì)難免會(huì)存在一些瑕疵，在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還存在一些不夠完善的地方。希 望學(xué)弟學(xué)妹能設(shè)計(jì)出更完善的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)，使它能更好的在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用。 第 32 頁 共 35 頁 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]． 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ) ． 2021， 18 ( 2 )： 171173 [5] 白麗 ． 自動(dòng)售貨機(jī)第三次零售業(yè)革命 [J]． 電子商務(wù) ． 2021， 3： 6466 [6] Rusdiansyah A， Tsao D B． An integrated model 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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(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。 光陰似箭，四年大學(xué)時(shí)光匆匆而過，在這四年的時(shí)光里，我得到了老 師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助，當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個(gè)字符，涌上心頭的不是長(zhǎng)途跋涉后抵達(dá)終點(diǎn)的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。 我即將步入社會(huì)，而在這 幾 個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我開始以一種全新的態(tài)度對(duì)待學(xué)習(xí)和未來，在各位老師的鼓勵(lì)和支持下，不僅讓我手頭的畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿完成，更讓我以更加自信的態(tài)度面對(duì)來自社會(huì)和工作的挑戰(zhàn)，我將用我所學(xué)的知識(shí)服務(wù)社會(huì)，用我的實(shí)際行動(dòng)回報(bào)各位老師對(duì)我們所付出的一切。 最后，再次對(duì)我人生最難忘的這大學(xué)四年生涯中所有幫助過我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝！ 第 34 頁 共 35 頁 聲 明