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第七章监控组态软件与 PLC 应用总体设计
本章给出了两个利用力控监控组态软件进行 PLC 应用系统设计的实例,目的是使读
者学完前几章有关 PLC 的基本应用之后,在进一步利用 PLC 进行工业控制方面得到一次
较全面、较深入的训练,并掌握利用监控组态软件进行 PLC 控制的仿真过程。相信此仿
真设计方法能够提高读者的编程技巧,丰富读者的工程实践经验。科研人员也可以利用此
仿真设计手段进行有关 PLC 工程项目的开发工作。
建议读者在学习下面两个仿真实例(在本书配套的光盘中已提供)前,先通过 RS232
口连接计算机和 PLC 装置实际运行一下仿真系统,这样更有利于消化和理解。
第一节自动售货机 PLC 控制与监控组态设计
一、仿真系统组成
本仿真系统由上位机和下位机两部分组成。上、下位机通过串行口进行通信交换数据。
上位机利用 PC 机,下位机利用松下的 FP1 系列可编程控制器 FP1-C24。
上位机内装北京力控组态软件 FORCECONTROL 和松下编程软件 FPWIN-GR。组
态软件 FORCECONTROL 用以制作仿真画面、编写仿真程序并与下位机进行通信,是专
用的自动化软件,集数据采集、监控功能于一体。
FPWIN-GR 是松下可编程序控制器与 PC 机联机的编程支持工具,用户利用它可以
实现程序输入、程序注释、程序修改、程序编译、状态监控和测试以及设置系统寄存器和
PLC 各种参数等。FPWIN-GR 是在 WINDOWS 操作系统下使用的软件,有多种编程方式,
其中主要是梯形图与助记符编程。需要注意的一点是在进行程序的上传和下传时一定要把
PLC 口连接方式设置成“计算机链接”,否则 PLC 将自锁,并不再与外界进行通信,
只有使用手持编程器才能再次开启。
二、自动售货机功能分析
这部分阐述了自动售货机的各种动作功能和控制要求,给出了完整的自动售货机操作
规程,并介绍了自动售货机运行系统中所包括的人工操作步骤。

在进行上、下位机程序编写之前,首先要做的工作是确定自动售货机本身所具有的功
能及在进行某种操作后所具有的状态。
在实际生活中,我们见到的售货机可以销售一些简单的日用品,如饮料、常用药品
和小的生活保健用品等。售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算,并根据货币数值
判断是否能购买某种商品,并做出相应的反应。举一个简单的例子来说明,例如:售货机
中有 8 种商品,其中 01 号商品(代表第一种商品)价格为 元,02 商品为 元,
其余类推。现投入一个一元硬币,此时售货机应该显示已投入的币值,再投入则显示累计
币值,当投入的货币超过 01 商品的价格时,01 商品选择按钮处应有所变化,提示可以购
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买,其它商品同此。当按下选择 01 商品的按钮时,售货机进行减法运算,从投入的货币
总值中减去 01 商品的价格,同时起动相应的电机,提取 01 号商品到出货口。此时售货机
继续等待外部命令,如继续交易,则同上,如果此时不再购买而按下退币按钮,售货机则
要进行退币操作,退回相应的货币,并在程序中清零,完成此次交易。由此看来,售货机
一次交易要涉及到加法运算、减法运算以及在退币时的除法运算,这是它的内部功能。还
要有货币识别系统、以及货物和货币的传动系统来实现完整的售货、退币功能。

由于售货机的全部功能是在上位机上模拟的,所以售货机的部分硬件是由计算机软
件来模拟代替的。如钱币识别系统可以用按压某个“仿真对象”输出一个脉冲直接给 PLC
发布命令,而传动系统也是由计算机来直接模拟的,这些并不会影响实际程序的操作,完
全能模拟现实中自动售货机的运行。
1)实验状态假设
由于是在计算机上模拟运行,实验中有一些区别于实际情况的假设,本实验中假设:
a. 自动售货机只售 8 种商品;
b. 自动售货机可识别 10 元、5 元、1 元、5 角、1 角硬币;
c. 自动售货机可退币 10 元、5 元、1 元、5 角、1 角硬币;
d. 自动售货机有液晶显示功能;
f. 实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。
2)一次交易过程分析
为了方便分析,我们以一次交易过程为例。
a. 初始状态:由电子标签显示各商品价格,显示屏显示友好界面,此时不能购买
任何商品。
b. 投币状态:按下投币按钮,显示投币框,按下所投币值,显示屏显示投入、消
费、余额数值,当所投币值超过某商品价格时,相应商品选择按钮发生变化,
提示可以购买。
:按下可以购买的选择