【正文】 系統(tǒng)自動計算出乘客所投入的 10 元、 1 元、 2 元的數(shù)量，計算出乘客支付的總金額。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 23 圖 48 計算票價程序 1 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 24 圖 49 計算票價程序 2 圖 410 計算票價程序 3 數(shù)錢 接下來的步驟，是乘客支付票價。系統(tǒng)自動的根據(jù)乘客所乘坐的站數(shù)，調(diào)用系統(tǒng)參數(shù)里的對應(yīng)票價，來得出乘客應(yīng)付的單價。 輸入輸出點的配置 本系統(tǒng)輸入輸出點的分配見圖 47。（ 5）在購票的過程中有各個步驟的相應(yīng)提示。（ 3）能夠進(jìn)行購票所付錢幣與應(yīng)收錢幣的比較。 圖 46 程序流程圖 開始參數(shù)初始化進(jìn)入購票主頁面選擇站點及數(shù)量顯示票價投幣口打開確定購票投入金額是否夠輸出出票命令是否需要找零結(jié)束找零子程序NOYESYESNOYESNO天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 22 主要實現(xiàn)的功能 該設(shè)計的主要實現(xiàn)功能是：（ 1）實現(xiàn)在觸摸屏上選站、購票的操作。 程序設(shè)計 程序流程圖 系統(tǒng)啟動自檢完成后，就會看到購票頁面然后等待操作，乘客根據(jù)觸摸屏顯示的地圖選擇目的站點然后觸摸屏自動顯示出購票所需要的金額，由主控制單元給紙幣或著硬幣模塊發(fā)送可以接收紙幣或著硬幣的指令，這個時候乘客就可以選擇使用紙幣或硬幣購票，然后將紙幣或硬幣投入紙幣或著硬幣的投入口，投幣模塊相應(yīng)的傳感器 將投入的金額數(shù)目返回給觸摸屏的界面，觸摸屏就可以馬上顯示乘客投入的金額數(shù)量，天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 21 假如金額足夠的話，主控單元給票卡讀卡器發(fā)送命令，從而進(jìn)行讀寫票卡操作，票卡讀入寫出成功后，主控單元給單程票發(fā)售模塊傳送出票指令，如果需要找零的話，主控單元就要給硬幣模塊傳送找零的指令，完成自動出票的功能。另外，其通訊參數(shù)等細(xì)節(jié)部分必須與 PLC 端一致。 組態(tài)軟件與 PLC 之間的通訊 先前我們在 PLC 軟件的設(shè)定中，通訊方式選擇的是 PC/PPI 模式，所以，我們在這里，也要選擇串口的 PC/PPI 模式。 我們就完成了購票的整個過程。 我們很容易可以看出假如我們停在在站 3，要去站 6，此時我們只需按下站 6 的圖標(biāo)，觸摸屏上我們所需要的信息都會顯現(xiàn)出來，如票價，應(yīng)付的錢，應(yīng)該找的錢，你已經(jīng)給的錢和你購買的張數(shù)。 圖 43 新建項目 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 19 建立組態(tài)畫面 新建好項目，然后建立組態(tài)畫面。選擇好之后，點確定，然后設(shè)置好存儲路徑和工程名字，就 完成了項目的新建。 WinCC flexible 與 WinCC 十分類似，都是 組態(tài)軟件 ，而前者基于觸摸屏，后者基于 工控機(jī) 。 內(nèi)置USB 接口 (可以 用于打印機(jī)和下載等 等 )，通用的 多媒體卡插槽 ， 彩色型帶 Profi I/O 以太網(wǎng) 的 接口 ，已得到 NEMA Ex2/2船級社 的 認(rèn)證 ， 使用 WinCC flexible 2020 或 者是更高級 高效組態(tài) WinCC flexible 概述 WinCC flexible， 德國 西門子（ SIEMENS）公司工業(yè)全集成自動化（ TIA）的子產(chǎn)品，是一款面向機(jī)器的自動化概念的 HMI 軟件 。 彩色型支持 Smart Service、 Smart Access，外表面 光滑 (IP 65， EX 2/22) ， 靈活性 極 好 。性能 猶如現(xiàn)在 的 27062 MB 用戶存儲器， 替代了 以前的 768 KB 易于使用 STN 藍(lán)色 4 級灰度顯示可靠，低維護(hù)集成 ，擁 有各種接口 。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面 。 圖 42 通訊設(shè)置 TP177B 觸摸屏及其組態(tài)軟件 WinCC flexible 的應(yīng)用 HMI 介紹 HMI 是 Human Machine Interface 的縮寫， “人機(jī)接口 ”，也叫 人機(jī)界面 。在這里，我們選擇的是 PC/PPI方式的通訊。本系統(tǒng)采用S7200 進(jìn)行售票的計算，完全能勝任各種復(fù)雜運(yùn)算。 系統(tǒng)總體框 圖 41 如下所示。 給系統(tǒng)由 PLC 作為主控制器，通過 RS485 與觸摸屏進(jìn)行通訊，觸摸屏由程序進(jìn)行控制提示乘客進(jìn)行相應(yīng)的操作，并將執(zhí)行數(shù)據(jù)返回給 PLC， PLC 通過既定程序控制外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，從而實現(xiàn)地鐵自動售票機(jī)的功能。 （ 6）制幣、找零未完成前封鎖取票托盤 。 （ 4）能夠自動完成找零、制票的操作。 （ 2）自動售票機(jī)可識別 1 元（包括硬幣）、 5 元和 10 元的人民幣（錢幣識別硬件裝置另議）。在實現(xiàn)自動售票機(jī)的基本功能外，還采用自動封鎖技術(shù)，對取票托盤進(jìn)行了改進(jìn)，使整機(jī)更加以人為本。 7：追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化 。 2： PLC 在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 15 3：不斷加強(qiáng)通訊功能 4：新器件和模塊不斷推出 高檔的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高處理速 度外，還有帶處理器的 EPROM 或 RAM 的智能 I/O 模塊、高速計數(shù)模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊等專用化模塊。 大： I/O 點數(shù)達(dá) 14336 點、 32 位為微處理器、多 CPU 并行工作、大容量存儲器、掃描速度高速化。 注：第一層為物理層，第二層為數(shù)據(jù)鏈路層，第三－六層末使用，第七層為應(yīng)用層。根據(jù) IEC1158－ 2 標(biāo)準(zhǔn)， PA 的傳輸技術(shù)可確保其本征安全性，而且可通 過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。（ 3） PROFIBUS－ PA： PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的 PROFIBUS－ DP 協(xié)議。 FMS 包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說明了各種不同 PROFIBUS－ DP 設(shè)備的設(shè)備行為。（ 1） PROFIBUS－ DP：定義了第一．二層和用戶接口。 PROFIBUS 協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù) ISO7498 國際標(biāo)準(zhǔn)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（ Open System InterconnectionOSI）作為參考模型的。 PROFIBUS 是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)。PROFIBUS 傳送速度可在 ~12Mbaud 范圍內(nèi)選擇且當(dāng)總線系統(tǒng)啟動時，所有連接到總線上的裝置應(yīng)該被設(shè)成相同的速度。如果某些控制站是 s7— 200 系列 PLC，則可以建立主／從連接關(guān)系，因為 s7— 200CPU 是從站，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)指令實現(xiàn) s7— 300CPU 對 s7200CPU 的數(shù)據(jù)讀寫操作。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 14 MPI 協(xié)議 MPI 協(xié)議，其英文全名為 MultipointInterface。 在進(jìn)行自由口通信程序調(diào)試時，可以使用 PC/PPI 電纜（設(shè)置到自由口通信模式）連接 PC 和 CPU，在 PC 上運(yùn)行串口調(diào)試軟件（或者 Windows 的 Hyper Terminal－超級終端）調(diào)試自由口程序。 自由口模式可以靈活應(yīng)用。此串行字符通信的格式可以包括： ? 一個起始位 ? 7 或 8 位字符（數(shù)據(jù)字節(jié)） ? 一個奇 /偶校驗位，或者沒有校驗位 ? 一個停止位 自由口通信速波特率可以設(shè)置為 1200、 2400、 4800、 9600、 19200、 38400、 57600或 112500。選擇自由口模式后，用戶程序就可以完全控制通信端口的操作，通信協(xié)議也完全受用戶程序控制。這樣 發(fā)送和接收 兩次數(shù)據(jù)，完成一次數(shù)據(jù)的讀取和寫入。 二 .掃描周期：讀輸入階段（輸入采樣階段）、執(zhí)行程序階段、處理通信請求階段、CPU 自診斷階段、寫輸出階段（輸出刷新階段）。（ 1） CPU 執(zhí)行指令的速度（ 2）指令本身占有的時間（ 3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的 PLC 掃描速度都是非常快的。 4．元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。只有程序進(jìn)行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。 西門子 S7200PLC 掃描周期 及工作方式 PLC 采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式 ： 次掃描過程，集中采集輸入信號，集中對輸出信號進(jìn)行刷新。 CPU22X 系列的每種主機(jī)所提供的本機(jī) I/O 點的 I/O 地址是固定的，進(jìn)行擴(kuò)展時，可以在 CPU 右邊連接多個擴(kuò)展模塊，每個擴(kuò)展模塊的組態(tài)地址編號取決于各模塊的類型和該模塊在 I/O 鏈中所處的位置。 當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時， CPU主機(jī)可以擴(kuò)展特殊功能模塊。利用模擬電位器在程序運(yùn)行時，可隨時更改這些參數(shù)，且不占用 PLC的輸入點。（ 5）模擬電位器 模擬電位器的功能是可用來改變某些特殊寄存器中的數(shù)值。（ 3）高速計數(shù)器 S7200中有 4～ 6個可編程的 30Hz高速計數(shù)器，多個獨立的輸入端允許進(jìn)行加減計數(shù)，可以連接相位差為 90的 A/B相增量的編碼器。 S7200的快速影響功能如下：（ 1）脈沖捕捉功能 利用脈沖捕捉功能，使得 PLC可以使用普通端子捕捉到小于一個 CPU掃描周期的短脈沖信號。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 在 S7200中，對數(shù)字量輸入信號的電壓要求均為 DC24V，“ 1”信號為 15～ 35V，“ 0”信號為 0～ 5V，經(jīng)過光電耦合器隔離后進(jìn)入到 PLC中。 西門子 S7200PLC 的輸入、輸出 PLC 通過輸入 /輸出點與現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)成一個完整的 PLC 控制系統(tǒng)，因此要綜合考慮現(xiàn)場設(shè)備的性質(zhì)及 PLC 的輸入 /輸出特性，才能更好地利用 PLC 的功能。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時修改。 文本顯示器 TD200 不僅是一個用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對某個量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入 /輸出量。程序存儲卡 EEPROM 有 6ES 72918GC000XA0 和 6ES 72918GD000XA0 兩種，程序容量分別為 8K 和 16K 程序步。智能型編程器采用計算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語言 編程，實現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強(qiáng)大， S7200 系列 PLC 的專用編程軟件為STEP7Micro/WIN。 S7200系列 PLC 可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。 西門子 S7200PLC 的硬件 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) S7200 系列 PLC 中可提供 4 種不同的基本型號的 8 種 CPU 供選擇使用 . 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 11 S7200 系列 PLC 主要有 6 種 擴(kuò)展單元，它本身沒有 CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展 I/O 點數(shù) . PLC 在正式運(yùn)行時，不需要編程器。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。 2 個 RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 本系統(tǒng)采用西門子 200 系列中的 CPU226 為主控元件， 本機(jī)集成 24 輸入 /16 輸出共 40個數(shù)字量 I/O 點。應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛 ,覆蓋所有與自動檢測 ,自動控制工業(yè)和民用領(lǐng)域 ,包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等 。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價格比。 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、 監(jiān)測及控制的自動化。 S7 系列 PLC 產(chǎn)品可分為微型 PLC（如 S7200），小規(guī)模性能要求的 PLC（如 S7300）和中、高性能要求的 PLC（如 S7400）等。西門子（ SIEMENS）公司的 PLC 產(chǎn)品包括 LOGO、 S7200、 S71200、 S7300、 S7400 等。 PLC 編程大多采用類似的繼電器控制電路的梯形圖的形式 ,對于用戶來說 ,不需要專業(yè)的計算機(jī)知識 ,因此 ,計算機(jī)易于被一般的工程技術(shù)人員理解和掌握。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 10 （ 6） 容易學(xué)習(xí)和容易使用。為了適應(yīng)惡劣環(huán)境的工作現(xiàn)場 ,還使用了密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)。除了輸入 /輸出接口電路的功率相互獨立的 ,為了避免電源與電源之間。隔離和過濾 ,是它兩個主要的抗干擾措施。這就是 PLC 產(chǎn)品的市場生存價值。它可以運(yùn)行在不同的環(huán)境中 ,可靠性是非常強(qiáng)大的 。 （ 3） 使用方便 ,編程簡單 ,使用簡單明了的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言 ,但是不需要計算機(jī)知識 ,因此系統(tǒng)開發(fā)周期短 ,現(xiàn)場調(diào)試非常容易。在各個模塊的運(yùn)行和故障都設(shè)有顯示裝置 ,便于用戶理解操作和尋找故障。 （ 2） 安裝簡單 ,維修方便。并與上位機(jī)構(gòu)組成一個復(fù)雜的控制系統(tǒng) ,如 DDC 和 DCS,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。對開關(guān)量控制專業(yè) 。 （ 1） 功能健全 ,靈活組