基于PLC控制的自动售货机系统设计

毕 业 论 文 题 目 基于 PLC 控制的自动售货机系统设计 作 者 范兵兵 学 号 系 自动控制系 专 业 电气自动化技术 班 级 10 电气技术 301 指导者 讲 师 姓 名 专业技术职务 评阅者 副 教 授 姓 名 专业技术职务 2013 年 5 月 目录 摘要 2 论绪 2 第一章 自动售货机简介及设计要求 1 1 简介 4 1 2 工作原理 5 1 3 设计要求 5 1 4 设计思路 8 第二章 PLC 控制自动售货机的硬件选择 2 1 实物图 8 2 2 主要硬件选择 11 2 3 电磁阀选择 12 2 4 PLC 选择 12 第三章 PLC 控制自动售货机的软件设计 3 1 系统涉及 PLC 指令简介 17 3 2 PLC 的 I O 分配表 19 3 3 系统流程图 20 第四章 程序编写 4 1 控制程序设计思路 21 4 2 部分程序注释 22 第五章 触摸屏的模拟仿真 5 1 触摸屏的概述 25 5 2 触摸屏的设计 26 5 3 触摸屏仿真 32 结论 39 致谢 39 参考文献 40 附录 41 2 摘 要 自动售货机最早出现在二十世纪五 六十年代的西欧 当时在美国的地铁 系统中 人们可以用 1 美分在自动售货机上买到一块口香糖 作为一种全新的 零售方式 随着社会的发展 自动售货机也越来越普遍 我国从 1999 年自动售 货机的进入 由开始的好奇陌生 到现在的习以为常 并成为了生活中不可缺 少的一部分 本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程 然后以一次交易过程为 例 把交易过程分为几个程序块 然后分别对程序块进行编程 具体说明了可 编程序控制器在自动售货机中的作用 程序涉及到了自动售货机工作的绝大部 分过程 利用三菱 FX 2N PLC 控制的自动售货机提高了系统的稳定性 保证自 动售货机能够长期稳定运行 关键词 自动售货机 PLC 梯形图 论 绪 1 课题的意义及来源 在中国 人们可以看到现代化的自动售货机摆放在一些大商场的门口 繁 华街道的两边 公园入口处以及其他热闹的场所 据了解 这些自动售货机开 始出现在北京 上海 大连 沈阳成为年轻人的时尚购物 93年 由日韩进口 到中国广东 上海的自动售货机 这类自动售货机可以接受人民币硬币 大多 数只分布在沿海发达地区 地区自动售货机的兴起 文明 高档 昼夜服务 占地小 灵活方便深受 市民青睐 甚至出现排队购买的情况 专家预测 自动售货机零售业在中国有 巨大的发展前景 与此同时还可以带动其他相关行业的发展 带动失业人员的 3 再就业 广州硅 Si 百万百万贸易有限公司 是一家专业从事智能 IC 卡自动售货机 产品 开发与管理 产品开发 生产和系统集成的高科技公司 进入新世纪 新的千年 寺百万在与美国的合作 韩国等国际厂商 符合 中国国情的生产 百万自动售货机 四百万货币识别器自动售货机除了识别人 民币硬币 钞票的功能 还增加了智能非接触式 IC 卡 与羊城通兼容 支付功 能和最新的手机支付功能 结合广州市的气候特点是这样设计的 该机具有良 好的防水 防潮 耐高温等特点 适用于室内 外的智能 IC 卡系列产品四百万 综合应用为企业和智能小区和智能化的设计概念的智能 IC 卡应用系统集成 四 百万 IC 智能卡产品可与广州羊城交通卡兼容 使产品更广泛的应用前景 2 自动售货机的发展 自动售货机从第十七世纪开始出现在富裕人群 第二十世纪主要出售邮票 明信片和其他特定的商品 并逐渐发展成了几乎所有的小商品的推广阶段的销 售 特别是自十九年代 以消费者为中心 的现代市场营销观念的建立和科学 技术的进步 自动售货机 实现货物的需求 多元化发展的表现 从原来的只 出售有限的商品种类 为之后的百货商店 超级市场 便利店 消费者和自动 售货机的 一对一 的自动售货机无店铺销售业态 目前 自动售货机已进入 五十多个国家的市场 英国是一个自动售货机状态较早引入 1942年 销售食品首先概括了自动 售货机销售 在1950年 英国的杂货店500号线采用自动售货机 1969年 自动 售货机的企业增加到23000 商品的销售推广到多方面的记录 文具 香烟 食 品等 进入70年代后 大约超过40支 白酒类商店售货机 1980年有超过50台 自动售货机 年销售额88100万磅 经过70年的快速发展 自动售货机在日本 欧洲等发达国家和地区 短短 的30年时间内 自动售货机产业在发达国家已发展到相当规模 根据美国的美 国 汽车时代 的统计 目前美国的所有权是自动售货机550多台 平均每40人 就有一个可用的 1998年通过商品量的自动售货机的销售额为53亿美元 日本 为750万 平均每23人中的一个 在1998通过自动售货机机的销售总额为亿日元 包括罐装饮料占其总销售额的40 60人 欧洲平均有 据日本麒麟啤酒公司调 4 查显示 自动售货机每年可销售的软饮料罐数以万计 比一般不太忙碌的小商 店销售 可口可乐公司日本有将近100万的自动售货机 它的销售额占公司70 的生产 香烟自动售货机的适销对路的产品 在日本烟草销售香烟自动售货机 占总销售额的40 大约一半的帐户 日本最大的卷烟制造商日本烟草公司有15 万支香烟的自动售货机 自动售货机在一些发达国家已被进口到中国的广东 上海等沿海发达地区 现在 自动售货机 科技含量高 据美国媒体报道 可口可乐公司正在开 发一种新的自动售货机 它将根据温升可以卖软饮料可口可乐系列 新推出的 新一代机器人商店 是一个自动售货机 外观看起来像 ATM 银行 与屏幕上的 键盘 你只需点击选择的项目 自动输送臂会给你选择的项目和送往前线 不 再工作 你弯腰拾 和机器卖不同的产品类别 包括寿司 私人物品 甚至昂 贵的黄蜂和其它精细 还有一个新的自动售货机 不是钱的问题 即使你的钱 你可以通过无线电话 芬兰街是一个巧克力的机器 只要你的命令 然后调用 指定的帐户 该帐户将被自动转移到电话账单 即使没有现金 可以吃巧克力 自动售货机的小说不再出售食品 百货 但也是一种商品和服务 在东京 的街头 一个 美甲服务自动机器 出现 小姐的美只会化妆的手指在一个窗 口 各种美甲图案模拟好和相应的价格将出现在屏幕上 按下选择按钮 投币 后 指甲艺术开始自动运行你的手 使用非常方便 另外享受美甲自动机 和 洗发机 鞋机 是服务自动硬币 真的做生意的尽头 第第 1 章章 自动售货机的简介及设计要求自动售货机的简介及设计要求 1 11 1 自动售货机简介自动售货机简介 自动售货机是集声 光 机电一体化的高新智能化产品 在我国也开始得 到应用 在中国 人们可以看到自动售货机的现代化放在一些大商场门口 繁 忙的街道 公园和其他令人兴奋的地方的入口 自动售货机在中国有着广阔的发展前景 从自动售货机的发展趋势 这是 由于劳动密集型产业结构对产品的技术密集型的社会变革的出现 在大规模生 产的变化 大众消费和消费模式和销售环境 为新的分销渠道的出现要求 和 5 相对超市 百货购物中心 新的分销渠道 劳动力成本上升 此外 购物便利 性等因素对场地限制的制约 自动售货机作为一种必要的机会随着时代的要求 从广义上讲 自动售货机放在硬币 纸币 信用卡就可以销售商品的机械 从狭义上机械自动销售商品 从供给条件 自动售货机的缺乏可能是人力资源 的充分补充 适应消费环境和消费模式的变化 24小时自助服务系统可以更容 易 操作需要投资少 占地面积小 吸引人们去买他们自己的表现的好奇心 可以很好地解决劳动力成本上升的问题的优点 1 21 2 自动售货机工作原理自动售货机工作原理 1 从插槽到货币 然后通过传感器采集数据 和歧视的判别价值人民币 真伪的鉴别 2 识别信息的数据通信模块 3 主控制系统通信模块和自动售货机 主控制系统显示值 面板按钮开 始自动售货机 显示哪些产品 哪些货物已经出售 等待顾客选择商品 4 顾客选择商品 根据不同类型商品的包装 不同的驾驶技术派 自动 售货机出售的主要设计可以喝 驱动电磁阀驱动版本 5 显示余额 如果数量是足够的 客户可以选择找到一个硬币或继续购 买的货物 如果量不足时 自动售货机的硬币通过延迟时间 硬币分为两种类 型 一是由票据完全回到笔记 另一种是通过完整的退币硬币的通信模块 6 系统复位到零 完成销售 1 31 3 自动售货机功能设计要求自动售货机功能设计要求 1 3 1 大体步骤示意图 6 1 3 2 操作要求 7 1 计币系统 当有顾客买饮料时 可投入的钱币是 1 元 5 元 1 元 5 元钱币的入口分别 对应 PLC 的 X1 X2 投入的钱币经过感应器 感应器记忆投币的个数并进行 叠加 叠加的钱币已角为单位 存放在数据寄存器 D0 中 2 比较系统 投入完毕后 系统会把 D0 内钱币数据和可以购买饮料的价格进行比较 当投入 的钱币少于 2 元时 钱币不足指示灯 Y7 亮 表示投入的钱币不足 此时可以再 投币或选择退币 当投入的钱币大于 2 元少于 4 元时 矿泉水可选指示灯 Y0 长 亮 表示顾客可以选择购买矿泉水 当投入的钱币大于 4 元小于 6 元时 矿泉 水可选指示灯 Y0 和汽水可选指示灯 Y1 同时长亮 顾客可以选择购买矿泉水或 汽水 当投入的钱币大于 6 元时 矿泉水 汽水 咖啡的可选指示灯 Y0 Y1 Y2 全部常亮 顾客可以选择购买所有的饮料 3 选择系统 比较电路完成后选择电路指示灯是长亮的 当按下矿泉水选择 X3 汽水选 择 X4 或咖啡选择 X5 时 相应的排出口就会放水所选的饮料 给顾客供应 所选择的饮料 说明 在此售货机过程中 不考虑其反应时间 其量为定值 在饮料供应完毕时 系统将自动减去所购买饮料的钱币数 剩余的币值存放 在数据寄存器中 5 退币系统 当顾客购买完饮料后 会显示余额 多余的钱币只要按下退币选择按钮 系统就会把数据寄存器内的钱退回 同时显示屏上的金额清零 8 1 41 4 自动售货机设计思路自动售货机设计思路 本次设计的题目是自动售货机 主要是应用我们所学习的三菱 FX 2N 型 PLC 的梯形图来设计控制程序 并简单介绍相关的知识 如 PLC 的编程语言 自动售货机的硬件组成等 根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形 图 再根据 PLC 的相关知识设计出它的外部接线图 结合梯形图和外部接线 图分析说明该设计的控制原理过程 本次设计的重要部分是自动售货机梯形图的设计 首先就得根据设计内容 和控制要求准确画出它的顺序功能图 再根据所画出的顺序功能图准确设计出 它的梯形图 并反复调试做到程序无误 第二章第二章 PLCPLC 控制的自动售货机硬件选择控制的自动售货机硬件选择 2 12 1 实物图实物图 9 各种饮料的自动售货机 10 接杯式的自动售货机 11 2 22 2 主要硬件选择主要硬件选择 2 2 1 硬币识别器 1 硬币识别原理 主要识别指标 材质 厚度 直径 材质是用电磁的方式测的 使用空心线圈或磁芯线 圈 线圈组数少的只有一组 多的常见的是六组 工作 状态下 线圈及其外围电路会以一个特殊的频率振荡 多个线圈的话频率各不 相同 当硬币以垂直或平行于线圈平面的方式穿过时 不同产品方式不同 会引起振荡频率的变化 材质不同所引起的频率变化幅度和方向 增加 减少 也不同 对某种硬币的变化特征进行记录后 就成为使用中识别该种硬币的依 据 厚度是没有东西专门测的 实际上这个指标是和材质一起测 因为即使相 同材质的硬币 如果厚薄不同 导致的频率变化差异也较大 直径 老式的识别装置用光电管队列来识别直径 排列 组合得当的话 识别精度也不低 可答0 5mm 新一点的都用 偏心或异形线圈来测量 依据是直径小的硬币与线圈的重合部 分也少 由此也带来频率变化的不同 2 产品型号 适用硬币 直径 18mm 32mm 厚度1 2mm 3 2mm 适用 于人民币 工作电压 DC 12V 功耗 静能0 5mW 动能0 5W 工作温度 20 50 2 2 2 纸币识别器 1 纸币识别原理 把正常的钞票在各传感器接收到的信号进行统计取样 识别 并寄存起来 作为检测的依据 当识别纸币时 把在各通道接口接收到的信号参数与原寄存 起来的信号参数进行比较 判断 若有明显差异时就立即送出报警信号并截停 电机 同时送出对应的信号提示 2 型号 电压 DC 12V 5 电流 待机0 12A 工作2A 工作温度 0 C 55 C 12 保存温度 20 C 60 C 湿度 30 85 RH no condensation 重量 0 8kg 插入方向 任意方向 识别时间 2 5 秒 2 32 3 电磁阀的选择电磁阀的选择 电磁阀的国内外理论分为三类 即 直动式 分步骤的直接作用 先导式 并从不同的阀门的结 构和材料分为六个分类原则 直动式膜结构 膜结 构 逐步引导式膜结构 直动活塞结构 一步一步 的活塞结构 先导活塞结构 本设计主要采用的是 电磁阀直接动力 直动式电磁阀 原理 电源 电磁线圈产生电磁力来关闭的案 件 从阀门打开 电源 电磁力消失 把关闭件压在阀座上的弹簧力 阀门关 闭 特点 在真空中 负压 零压力可以工作 但总的大小不超过25mm 2 42 4 PLCPLC 的选择的选择 目前 自动售货机的核心是单片机 可是一但输出电压不稳定 单片机就 容易发热造成爆裂 可靠性低等缺点 而 PLC 不但可以实现类似的控制功能 还具有性能可靠 电压使用范围广 灵活通用 易于编程 使用方便等特点 并且提高了自动售货机系统的稳定性 能够保证自动售货机能够长期稳定运行 因此近年来在工业自动控制 机电一体化 改造传统产业等方面得到普遍应用 所以 本文选择 PLC 来控制自动售货机 此次 我选择的是三菱 FX 2N 的 PLC 三菱公司是日本生产 PLC 的主要厂家之一 先后推出了 F F1 F2 FX1 FX2 FX2C FX0 FXON FX1N FX2N 和 FX2NC 等系列小型 13 超小型 PLC FX2N 系列 PLC 的型号格式如下 其中具体说明如下 表示输入 输出的总点数 范围从 4 到 256 表示单元类型 M 表示基本单元 E 表示输入 输出混合扩展单元 EX 表示扩展输入模块 EY 表示扩展输出模块 表示输出方式 R 表示继电器输出 S 表示晶闸管输出 T 表示晶体 管输出 表示特殊品种 D 表示 DC 直流 电源 DC 输出 A1 表示 AC 交 流 电源 AC 输入 AC100 120V 或 AC 输出模块 V 表示立式端子排的 扩展模块 H 表示大电流输出扩展模块 F 表示输入滤波时间常数为 1ms 的扩展模块等 例如型号为 FX2N 48MR D 表示 FX2N 系列 基本单元输入 输出总点数为 48 点 继电器输出 使用 DC24V 电源 这也正是我们所学习的三菱 FX 2N 48MR 也是 我所选择的型号 2 4 1 PLC 的结构 目前 PLC 种类繁多 功能和指令系统也各不相同 但在特殊的工业控制 计算机微处理器为核心 因此它的结构和工作原理大致相同 硬件结构就像一 台个人电脑 主要包括中央处理单元 CPU RAM 和 ROM 存储器 输入和输出接 口电路 电源 I O 接口 外部设备接口 室内也用于数据和指令传输总线 结构 PLC 控制系统由 PLC 的输入 输出 各种开关信号 模拟信号 各种外部 14 传感器检测输入 PLC PLC 外部输入端子的他们 为周边的各种控制输出的 PLC 因此 PLC 的基本结构是由的输入和输出控制部分 PLC 的硬件系统结构图如图 3 1 所示 1 CPU 是由控制器和运算器组成的 运算器也称为算术逻辑单元 它的 功能就是进行算术运算和逻辑运算 控制器的作用是控制整个计算机的各个部 件有条不紊地工作 它的基本功能是从内存中取指令和执行指令 他的重要功 能如下 工作条件和 PLC 的电源内部电路故障诊断程序 语法错误 它的状态或数据收集的网站 并发送到 PLC 寄存器 根据用户程序存储器的读指令 存储在程序编译的解释 来完成各种运算和 操作根据提供的任务的说明 将存于寄存器中的处理结果送至输出端 应各种外部设备的工作请求 2 存储器 15 PLC 的存储器分为两大部分 一部分是系统存储器 用来存放系统管理程序 监控程序及其系统内部数 据 二部分是用户存储器 包括用户程序存储区及工作数据存储区 3 输入输出接口电路 PLC 通过输入输出 I O 接口电路实现与外围设备的连接 输入接口通过 PLC 的输入端子接受现场输入设备的控制信号 并将这些信号转换成 CPU 所能 接受和处理的数字信号 4 电源 PLC 的电源是指将外部输入的交流电经过整流 滤波 稳压等处理后转换 成满足 PLC 的 CPU 存储器 输入输出接口等内部电路工作所需要的直流电源 电路或电源模块 2 4 2 PLC 的应用特点 可靠性高 1 可靠性高和抗干扰力强 可靠性高 抗干扰能力强 是 PLC 最突出的特征 主要表现在 用软件代替了大量的中间继电器和传统的继电器控制系统的时间继电器 仅与输入和输出少量的硬件 布线大大减少 因为接触不良引起的故障 大大 降低了 I O 接口电路 所有均采用光电隔离 外部电路和 PLC 电路电隔离 输入端采用 RC 滤波器 并采取屏蔽措施 开关电源具有优良的性能 该设备的严格筛选 良好的自诊断功能 一旦电源或其他软 硬件 CPU 异常 立即采取有效措施 防止故障扩大 大型 PLC 也可以用双 CPU 冗余系统或投票权由3个 CPU 系统 可靠性进一步提 高 16 2 I O 接口模块丰富 为了与相互连接的各种工业现场设备和工业生产过程的 PLC 控制 除了与 普通计算机的基本部件 如 CPU 内存 等等 有丰富的 I O 接口模块 不同 的工业现场信号 交流或直流电源 开关 或模拟电压或电流 脉冲或电位 强或弱 等 设计的 I O 模块与工业现场的器件或设备 对应的按钮 开关 接近开关 传感器和变送器 电磁阀 控制等 直接连接在 6 3 良好的灵活性 为了适应各种工业控制的需要 除了一些小型 PLC PLC 模块化结构的最 所有 PLC 部分 包括 CPU 电源 I O 模块化设计 机架和电缆连接各个模 块 系统的规模和功能可根据用户的需要结合起来 与传统的电气控制线路相比 PLC 提供与原设备改造 提高一个方便的方 法 应用软件的修改 可以实现不同的控制功能的 PLC PLC 广泛应用在国内和国外的钢铁 采矿 水泥 化工 电力 石油 汽 车处理 机械制造 造纸 纺织 环保和娱乐行业 它的应用大致可以分为以下类型 切换逻辑控制是 PLC 最基本的应用 闭环过程控制做 PLC 模拟量控制 位 置控制实现各种机械运动的控制 处理数据采集和监控系统 监控生产过程 分布式控制系统实现自动控制网络 在数字处理 PLC 和 DCS 有程序控制的优势 与工业控制计算机相比 通 用性强 硬件结构简单 编程方便 采用 PLC 自动控制系统的设计已经成为世 界的趋势 4 编程简单 易于学习 PLC 大多采用梯形图作为主要的编程语言 梯形图是一个面向用户的编程 语言 其表达模式是类似于继电器控制电路 具有直观形象的特点 易于理解 5 该系统具有安装简单 维修方便 PLC 不需要专门的机房 可以在各种工业环境下直接运行 简单地使用连 17 接的各种设备和 PLC 的字段对应于 I O 端子 可以投入运行 所有 PLC 模块运行和故障指示装置 便于用户了解运行情况和查找故障 由于模块化结构 所以一旦一个模块发生故障 用户可以通过更换模块的方法 使系统迅速恢复操作 2 4 3 PLC 的原理 PLC 的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的 可以简单地描述为系 统的程序管理 通过运行应用程序 完成用户的任务 也有其自身的特点 但 PLC 检测任务 为特殊的程序 成为一个特殊的机器 它采用循环扫描方式 系统管理任务和应用程序的执行是在短的循环扫描的方式完成 循环扫描工作 服的风格 是 PLC 区别危机和其他控制设备的最大特点 输入刷新阶段 在输入刷新阶段 CPU 扫描所有的输入端口 读取其状态和输入状态寄存 器 完成后关闭输入端口 在程序执行阶段 程序的执行 在程序的执行阶段 根据用户输入的控制程序 从第一条开始一个接一个 和逻辑运算结果对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器对应 输出刷新阶段 当所有指令执行完毕 输出状态寄存器的内容 送到输出锁存电路 并通 过一定输出方式输出 驱动外部相应的执行元件工作 形成了 PLC 的实际输出 18 第三章第三章 PLCPLC 控制的自动售货机的软件设计控制的自动售货机的软件设计 3 13 1 系统涉及系统涉及 PLCPLC 指令简介指令简介 1 比较指令 CMP 比较指令在 PLC 控制系统中是一条十分重要的功能指令 它将 S1 S2 中的数据进行比较 比较结果送到目的操作数 D 中 如下图所示 当 X0 为 OFF 时 不执行 CMP 指令 M0 M1 M2 保持不变 当 X0 为 ON 时 执行 CMP 指 令 S1 S2 中的数据进行比较 即 C20 计数器值与 K100 数值 K100 比较 如果 C20 当前值小于 100 则 M0 1 如果 C20 当前值大于 100 则 M2 1 如果 C20 当前值等于 100 则 M1 1 CMP 指令使用说明 2 计数指令 计数器使用两条指令完成计数任务 其指令编程格式如图所示 19 计数指令 C 的使用说明 3 运算指令 1 加法运算 加法运算使用说明 加法运算指令是把指定的源元件中的二进制数相加 结果送到指定的目标 元件中 如图 2 6 所示 当 X0 为 1 时 D10 D12 D14 运算是代数运算 2 减法运算 减法运算使用说明 减法运算指令是把指定的源元件中的二进制数相加 结果送到指定的目标 元件中 如图所示 当 X0 为 1 时 D10 D12 D14 运算为代数运算 4 BCD 指令 BCD 码变换功能指令使用说明 20 BCD 码变换指令是将源操作数中的二进制数变换成 BCD 码送至目标操作数 中 如上图所示 当 X0 为 ON 时 将 D12 中的二进制数变换成 BCD 码送到输出 口 Y7 Y0 中 之后的 BCD 码可送到 LED 七段显示器显示 D12 中的值 3 23 2 PLCPLC 的的 I OI O 分配表分配表 输入信号输出信号 名称地址编号名称地址编号 上电复位X0矿泉水灯Y0 投一元X1汽水灯Y1 投五元X2咖啡灯Y2 矿泉水按钮X3矿泉水排出Y3 汽水按钮X4汽水排出Y4 咖啡按钮X5咖啡排出Y5 投假币X6找钱口Y6 退币按钮X7显示钱不足Y7 矿泉水已售完Y13 汽水已售完Y14 咖啡已售完Y15 假币显示Y17 3 33 3 系统流程图系统流程图 21 第四章第四章 程序编写程序编写 4 14 1 控制程序设计思路控制程序设计思路 设计一台完整的销售矿泉水 汽水和咖啡的自动售货机 具有硬币识别 币值累加 自动售货 自动找钱功能 此售货机可接受的硬币为 1 元和 5 元的 纸币或硬币 矿泉水的售价为 2 元 汽水的售价为 4 元 咖啡的售价为 6 元 自动售货机是台机电一体化的自动化装置 在接受到货币已输入的前提下 靠触摸控制按钮输入信号使控制哭启动相关位置的机械装置完成规定动作 将 货物输出 用自动控制系统替代现有的人工销售方式 节省人力 减少销售开支 扩大销 22 售覆盖面 当投入的硬币总值超过 2 元时 矿泉水指示灯亮 当投入的硬币总 值超过 4 元小于 6 元时 矿泉水和汽水的指示灯都亮 当投入的硬币总值超过 6 元时 矿泉水 汽水和咖啡的指示灯都亮 当矿泉水指示灯亮时 按矿泉水 按钮 则雪碧从售货口自动售出 当汽水指示灯亮时 按汽水按钮 则可乐从 售货口自动售出 当咖啡指示灯亮时 按咖啡按钮 则咖啡从售货口自动售出 当按下矿泉水按钮 汽水按钮或咖啡按钮后 如果投入的硬币总值超过所需的 钱数时 找钱指示灯亮 自动售货机自动退出多余的钱 动作停止后按退币钮 可以退回余额 退回余额如果大于 5 元 则先退 5 元 再比较余额如果大于 1 元 再退 1 元 4 24 2 部分程序注释部分程序注释 1 投币部分 X1 X2 为投币识别 每识别一次 即 X1 或 X2 接通一次 往寄存器 D0 中 累加按键代表的相应金额 但是在有假币和退币的时候不可投币 此时投币无 效 只有在退币过程结束后 再投币方才有效 2 价格比较部分 23 24 寄存在 D0 中的货币金额和商品的单价相比较 如程序中如果 D0 2 则 M40 1 等 当实现金额满足的时候 便可以选择商品 按过按钮后 便进行下 面的饮料输出的动作 3 选择商品和送出部分 选择商品部分由三段程序构成 分别用来处理矿泉水 汽水和咖啡的选择 下面以选择矿泉水为例进行详细说明 矿泉水的单价为 2 元 当矿泉水指示灯点亮 即 Y0 接通时 每按键一次 矿泉水选择按钮 X3 系统将把用户的可消费余额减去 2 元 如按键前数码管 显示 5 0 元 按键后则显示 3 元 并由 Y3 控制矿泉水输出 这里须注意的是按 键 X3 时 不可同时按 X4 X5 否则 按键无效 同样在商品送出时按选择商 品键也是无效的 25 商品的送出由代表该商品排出会有指示灯闪烁 1 次来表示 当选择该商品 后在实现上述处理的过后 用户可以再次选择该商品 4 退币找零部分 退币键为 X7 当接通 X7 后 退币指示灯 Y6 会亮作为显示 以表示系统退 币正在进行中 退币时 系统根据用户所剩余额进行比较 当余额大于或者等 于 5 元时 先退币面值为 5 元的货币 然后再根据大于或者等于 1 元的余额退 1 元的货币退回给用户 第五章第五章 触摸屏的模拟仿真触摸屏的模拟仿真 5 15 1 触摸屏的概述触摸屏的概述 5 1 1 触摸屏的工作原理及特点 触摸屏一般由触摸检测装置和触摸屏控制器两部分组成 触摸检测装置安 装在显示器屏幕前面并和显示屏粘贴在一起 主要用来检测用户触摸的信息 26 接收后将其传送给触摸屏控制器 当用户用手指或其他物体触碰触摸屏时 所 触摸的位置就会被触摸屏检测出来形成坐标值 触摸屏的位置坐标是绝对坐标 一般以屏幕的左上角为原点 触摸屏控制器主要从触摸检测装置上接收触摸位置信息 并将其转换成触 点坐标 发送给 CPU 同时还能接收经 CPU 计算 处理后发回的指令并加以执 行 触摸屏凭借其易用 坚固 空间占用小 反应速度快等特点 广泛应用于 一般的通用机械乃至大型复杂的控制系统 其技术的优异特性主要有以下几点 1 简化了 HMI 使用者无须经过培训 根据屏幕上的提示信息 指令 只须用手指轻点触摸屏就可以进行操作 2 信息丰富 可以存储诸如文本 声音 图形图像等种类丰富的信息 且存储容量可以扩展 任何复杂的数据信息都可纳入多媒体系统 3 安全耐用 可长时间稳定 可靠 连续的运行 还可以在键盘和鼠 标易受损的恶劣环境中使用 4 扩展性好 系统内容和数据可随时增加 并为系统联网运行多数据 库的操作等提供方便 5 动态联网 根据用户需要 可与各种局域网或广域网相互连接 5 1 2 触摸屏的主要类型 1 矢量压力传感技术触摸屏 已退出历史舞台 2 电阻技术触摸屏 3 电容技术触摸屏 4 红外线技术触摸屏 5 表面声波技术触摸屏 5 1 3 触摸屏的功能 触摸屏显示器 PT 是一种新型的可编程终端 90年代 是高新技术产品的人 机界面的新一代 适用于恶劣的工业环境中 可以取代普通或工业控制计算机 作为人机界面 交互 可靠性高 编程简单 功能简单的 PLC 连接 Pt 的主要 功能是 Pt 主要用来实时显示信息的设备或系统的运行状态进行实时 27 触摸触摸面板可对相应的开关信号 产生或数字 用于数据交换的 PLC 的特 点 形成了相应的动作的控制系统或设备的操作 多画面重叠或切换显示 显示图形 字符串 报警信息 历史 趋势图 5 25 2 项目的创建及设计项目的创建及设计 GT designer 是由三菱机电公司开发设计的 用于图形终端显示屏幕制作的 Windows 系统平台软件 支持所有的三菱图形终端 1 启动 计算机中已经安装了 GT 软件后 在开始菜单中的所有程序中找到 MELSOFT 应用程序 在其下拉菜单中找到 GT designer2 单击图标即可运 行 2 项目创建 28 29 30 31 在进行了一系列的选择之后 便可以在所打开的界面中进行触摸屏的 编辑 我最后所呈现的效果 如图 32 5 35 3 触摸屏仿真触摸屏仿真 当在 GT DESIGNER2 中做好的仿真设计之后 便可以运用 GT SIMULATOR2 进行程序的模拟仿真了 由于在编写程序当中 没有考虑在按按钮过后的一系列动作反应时间 所以在仿真过程中 有部分动作只是一闪而过 并没有具体的截图进行归档 下面为仿真过程中的一些示意图 33 图图 1 1 上 上 2 2 下 下 下面类推为图下面类推为图 3 3 4 4 5 5 6 6 34 35 36 操作说明 操作说明 当打开程序