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PLC Control of Vending Machine and Design of its Simulation System

ZHOU Zhengjie

Guangxi Technological College of Machinery and Electricity, Nanning city, Guangxi Prov. China 530007

PLC控制的自动售货机和设计仿真系统

关键词:自动售货机、PLC软件控制、数据通信

抽象的，随着社会文明的进步和先进的科学技术的发展,自动售货机广泛应用在公交车站、购物中心、医院、社区、学校和其他公共场所。而人们的旅游和生活带来了很大的便利,如销售各种小包装商品和饮料,门票,卡片,卡片等。随着生活节奏的加快和市场经济的繁荣,作为自动服务设施的代表,自动售货机将得到越来越广泛的应用。

自动售货机的主要功能、硬件结构

自动售货机是所谓的24小时小型超市,在人口密集的地方是分开的。随着城市建设发展,以及无限的市场潜力,自动售货机被用于室内和室外便于行人使用,因此它应该有环境适应能力强,可靠性高,抗干扰强的特点。PLC是应对恶劣的工业环境中的控制器,所以大部分的自动售货机以PLC作为控制的核心部分。因为自动售货机有货币传导,货币识别的计算、商品、工作和其他功能,它是一个全面的控制系统。自动售货机的主要工作流程和功能如下：

1. 钱从槽中放入;光电传感器获得货币数据信息,获得价值和判断真实性。
2. 然后将获得的信息传递给通信模块,PLC控制系统通信模块接受消息,主要控制系统显示价值,然后启动面板按钮显示商品有存货或商品已经卖完了,等待顾客选择商品通过键。
3. 自动售货机自动发送货物,然后等待顾客拿走选择的商品。
4. 然后自动售货机显示人民币余额,如果余额是足够的,顾客可以选择一个新产品或拿零钱;如果余额不足或客户不想买其他商品,它们可以延迟运作。
5. 系统重置并完成销售。
6. 当选择了商品但输入的资金不足或识别假币,系统会报警程序

自动售货机的构成部分

产品展示：产品展示由有机玻璃透明窗口,货架,商品价格标签、按钮和选购灯,放置在内部用来开门,打开门来更换各种类型的商品和商品价格。

商品驱动机制：自动售货机可以运送各种各样的产品,包括饮料、食品、日用品等等。我们用传感器感知通过电机驱动螺旋装置来收集商品。

硬币识别的部分：硬币识别信号是PLC输入信号, 它的功能是非常重要的。硬币识别系统由三部分组成:硬币识别设备,硬币分类存储设备和自动更换硬币装置。

PLC控制系统是自动售货机控制部分的核心部分,控制自动售货机识别硬币,硬币分类存储,自动显示输入金额,自动删除购买商品和更换退款金额,和自动售货的过程中的其他功能。同时,该系统还增加了一个预设价格,商品自动计数和检查故障自动报警功能,相当于自动售货机的“大脑”。控制系统的硬件结构图如表1所示。

PLC控制系统的设计

PLC是一个以CPU为核心,结合了计算机技术和通信技术的综合工业自动控制设备,是现代工业控制的三大支柱之一(PLC、机器人和CAD / CAM)。所有PLC的工作原理是一致的,可以用系统应用程序简单解释的, 通过运行应用程序以满足用户要求的基本计算机工作原理。但是PLC也有自己的特点。特殊项目在确定任务和加载之后，PLC变成了一种特殊的机器，并且它采用循环扫描方法,工作任务管理系统和应用程序的执行来完成循环扫描模式。

下位机控制核心部件PLC选用欧姆龙CPM2A-60 CDR-A型号，模拟工作自动售货机的控制过程如图2所示。自动售货机PLC梯形图分为以下8部分：早期内部转移价格 操作流程，投币流程，价格比较，选择商品，商品销售记录流程，工作流程，配套商品和商品销售统计等。 PLC程序执行需要加减，比较算术运算和逻辑运算等。

根据需求模拟图像设计系统的功能主要包括“自动售货机模拟交易界面”、“缺货物品添加场景”和“销售报告”。后来的两个界面内容与第一张图片的内容相关联,这张照片可以通过开关按钮跳转到彼此。像素图像使用组态工具箱,画廊和粘贴位图的方法,包括在数据库系统中的动态图形元素变量,自定义I / O或者内存变量建立对应关系,只可以根据动画连接的要求修改,见表1。

数据库自定义变量

动态图形元素的图像在King视图数据库变量上发生变化，其中包括与寄存器地址对应的PLC I / O变量的自定义。 另外，由于模拟的需要，它也与PLC存储器变量无关，例如“硬币”。

自动售货机模拟交易的界面设计

虚拟自动售货机状态模拟交易屏根据自动售货机的控制要求和过程设计，图像分为嵌入硬币区，金额和结算区，选择和购买物品区，拾取区和工作区。 模拟系统完成一次硬币交易，选择，点击图片以取货并退款和取钱按钮，这与实际自动售货机流程一致。

初始屏幕运行状态如下:结算面积数据格式的数量三个整数,小数点后1位,此时显示为0;每个商品“残余”数量的“价格”显示格式为一个整数2位小数。10元等货币图像、报警灯“短缺”,“选择”按钮,小口商品图形是隐藏的, 不会买任何东西。

商品补充框架的设计

缺货补充图片模拟报警并补充货物不足。 当“剩余”一件商品对应的数字显示为0时，图3中的商品从相应的报警指示灯闪烁并提示商品正在销售，处于缺货状态，需要补充。 如果点击相应按钮旁边的指示灯（“01货物补充”按钮），则发送一个信号ON，输入到PLC，PLC程序执行结果为01的数据寄存器，商品销售的商品数量001，并将“剩余”购买区的数量对应显示为10，同时将商品缺货报警灯隐藏起来，从而实现补货。

销售统计

商品销售统计如表2所示，它调用组态王嵌入式创建报告系统，利用报表功能实时记录各类商品的销售量和所有商品的销量，以掌握商品的销售情况。该报表在重启后仍然保持原状态时显示闭环王视图软件中的销售数量，仅在点击记录“重置”按钮时，它使相应的寄存器内容在PLC，图片报表“值”列中复位零值。

动态数字说明

图像的动态图元素动画连接需要的表达式或命令语言有时考虑的设计PLC程序,如配置屏幕相应的商品“残余”数值范围是10 ~ 0,它增加越来越多的点击“选择”按钮(即增加销售的商品)和减少,而PLC 1操作程序执行,因此,国王视图动画连接“模拟输出价值”表达应该设置为10-01“销售”

总结

仿真系统已成功调试运行，并已应用于PLC教学，取得了良好的教学效果，达到了预期的教学目标。 仿真系统的过程与自动售货机的实际交易过程相匹配，并且与双重运行的管理理念相匹配，实现了具有一定实用价值的更完善的自动售货机仿真系统的功能。

Study on S7-200 PPI Protocol Catching and Its Communication Components

S7-200 PPI协议捕获及其通信组件研究

介绍

西门子S7-200 CPU可支持多种通信协议[1]，如点对点协议（即PPI）和多点接口（即MPI）协议，以及PROFIBUS协议等。其中，PPI通信协议由西门子公司特别为其产品s7-200开发。使用PPI协议进行通信时，PLC层不需要编程，而且所有数据区都可以方便地读写。但是，PPI协议是一种未公开的内部协议，如果用户想要使用PPI协议监控过程控制系统，则必须购买其监控产品或第三方工厂组态软件（第三方工厂组态软件还购买了这个协议，他们也看不到这个协议内容）。如果用户想独立开发控制系统，用户独立开发的现场设备无法通过PPI协议与PLC连接，会带来一定的困难。使用其他通讯方式时也有同样的困难，例如复杂的程序，购买软件和授权限制等。我们试图监视第三方软件和PLC之间的数据通信。借助第二个串口，可以通过对海量数据的分析得到其对应的数据字符，然后得到一个电报格式的信号指令要件，最后在逐步总结程序测试结果后得到PPI协议的内容。然后我们开发通信组件。在现场总线控制系统中使用时，简单，方便，经济地实现了监控PC与分站PLC之间的通讯。该组件解决了现场总线控制系统中PLC的通信难题。

Borland C Builder是一种新颖的可视化编程语言。 自诞生以来，它以其运行速度，实现功能和开发应用程序以及表面开发方便而受到世界各地的欢迎。 它成为基于Windows平台的最主要的可见开发环境之一。 它继承了Delphi RAD（快速应用程序开发）技术和数百个VCL（可视化组件库）。 通过使用C Builder，应用程序的开发简单，快速且易于移植。 在本文中，我们使用C Builder开发环境来开发通信组件。

S7_200 PPI协议

1. 捕捉协议的方法

捕捉协议的基本思路：西门子Step7 Micro / Win32是S7-200系列PLC的编程开发工具，它使用PC的串口通过一根PC / PPI编程电缆连接PLC的编程口。 这意味着PC可以通过串口与S7-200 CPU通信，但我们不知道通信协议的内容。 通过截取并捕获PC串口上的收发数据，比较Step 7 Micro / Win32软件发出的指令，我们发现可以分析有关指令和通信方式的报文，然后发送报文 直接通过串口连接到PLC来验证有关指令的消息是否正确。 昆仑公司开发的MCGS组态软件中有一个西门子S7-200的PPI协议驱动程序。 我们可以利用其强大的监控能力更方便地获取数据信息。

增益协议需要硬件条件：至少有两个串口的计算机，SIEMENS S7-200专用的PC / PPI电缆，串行分支部件（自动制造）等。

软件条件：Step 7 Micro / Win32软件，具有PPI通讯驱动程序的配置软件（如MCGS等），C Builder开发环境，串口监控软件（可供选择）。

制造串行分支部件时，第一个串行端口（即COM1）的RX引脚和TX引脚分别连接第二个串行端口（即COM2）的TX引脚和RX引脚。 使COM2可以接收COM1发出的数据。 PC / PPI编程电缆与COM1连接，Step7 Micro / Win32发送给PLC的报文在COM2上允许接收。 我们根据S7-200系统手册启动两个串行端口。 参数必须相同，两者都是#39;9,600,8，e，1#39;。 然后可以建立Step7软件; 使其与S7-200 CPU正常通信。 监控软件可以演示从Step7软件发出的明确指令。 通过与获得的组态软件进行种植数据类比，可以在指令电报的文本中获得一些键。

1. 协议分析

编写一个串口监视程序[2]来执行一楼操作。 使两个串口不相互干扰。 程序开始时启动监视器串口; 监视并记录所有通过串口的数据。 最后分析接收到的数据。

通过Step7 Micro / Win32软件访问PLC的寄存器VB100。 从另一个串口发送和接收的数据是：

68 1B 1B 680200 6C 32 01 00 00 00 00 00 0E 00 00 04 01 12 0A 10 02 00 01 00 01 84 00 03 20 8B 16

68 16 16 68 00 02 08 32 03 00 00 00 00 00 02 00 05 00 00 04 01 FF 04 00 08 41 97 16

通过Step7 Micro / Win32软件重写PLC的寄存器VD200。 从另一个串口发送和接收的数据是：

68 20 20 68 02 00 7C 32 01 00 00 00 00 00 0E 00 05 05 01 12 0A 10 02 00 01 00 01 84 00 06 40 00 04 00 08 FF CF 16

E5

10 02 00 5C 5E 16

68 12 12 68 00 02 08 32 03 00 00 00 00 00 02 00 01 00 00 05 01 FF 47 16

只有两个读写示例。 在实践中，我们获得大量的数据来计算，比较和分析。 最后获取协议指令的格式。

1. 协议指令测试

在C Builder中编写测试程序来实现PC与PLC之间的通信。 逐个测试协议的指令并详细记录测试过程。 然后让PLC分别与组态软件MCGS [3]和OPC软件PC ACCESS进行通信。 MCGS和PC ACCESS都使用PPI协议与S7-200进行通信。 将测试程序的数据与来自第三方软件的数据进行比较，以测试协议指令的正确性。

列出以下测试程序的主要部分：

PPI组件的开发

C Builder提供了相当多的组件供程序员选择。 组件分为两种，可见组件和不可见组件。 可见分量在设计阶段和运行阶段可见; 而不可见的组件在设计阶段是一个图标，在运行阶段是不可见的，但组件提供的服务是可见的。 除了由C Builder提供的组件外，程序员还可以组合现有的组件来创建新的组件，或根据需要开发全新的组件。 程序员可以在开发之后将他们的新组件安装在C Builder的组件面板中。 它与C Builder的组件相同。

在下文中，将介绍开发名为PPI通信组件的新组件的过程。

A.开发新组件的步骤

该组件属

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