六：上位监控系统设计
1. PLC与上位监控软件通讯
本次课程设计涉及到欧姆龙PLC与力控组态软件的通讯。目前欧姆龙的小型PLC组要是CPM1A和CPM2A系列；PLC与组态软件通过串口RS232通信，那么就要了解PLC的通信协议是什么方式的。
第一步：通过PLC的编程软件来了解通信协议，在欧姆龙PLC的“PLC设定”对话框中“外围端口”标签中设置“通信协议”为“标准”，模式是“Host Link”，单元号为“0”，在网络设置对话框的“驱动器”标签中，设置“端口名称”为“COM3”，“波特率”为“9600”，“数据位”为“7”，“校验”为“偶校验”，“停止位”为“2”，在“设备类型设置”的“通用”标签中，设置“CPU类型”为“CPU40”在“变更PLC”对话框中，“设备类型”为“CPM1（CPM1A）”，“网络类型”为“SYSMAC WAY”。
第二步：与力控的通讯：在上位机力控组态软件的“设备配置—第一步”的对话框中，设置“设备地址”为“0”，“通讯方式”为“串口（RS232/422/485）”，在“设备配置—第二步”的对话框中，设置“串口”为“COM8”,点击“设置”按钮设置通信参数“波特率”为“9600”，“数据位”为“7”，“校验”为“偶校验”，“停止位”为“2”。
2. 上位监控系统组态设计
1、仿真系统组成
本仿真系统由上位机和下位机组成。上、下位机通过串行口进行通信交换数据。
上位机内装北京组态软件FORCECONTROL2.6和CX-P编程软件。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。
CX_P是可编程控制器与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计系统寄存器和PLC 各种参数等。CX_P是WINDOWS操作系统下使用的软件，有多种编程方式，其中主要是梯形图和助记符编程。需要注意的一点是在进行程序的上传下传时一定要把PLC的COM口连接方式设置成“计算机链接”否则PLC将自锁，不再与外界通信，只有使用手持编程器才能再次开启。
2、仿真实验的售货分析
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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直接模拟的，这些并不会影响实际程序的操作，完全能模拟实际自动售货机的运行。
(1)实验状态假设
a、由于是在计算机上模拟运行的，实验中有些区别于实际情况的假设： b、自动售货机只售出三种商品；
c、自动售货机可以识别10元、5元、1元； d、自动售货机可以退币10元、5元、1元； e、自动售货机有液晶显示功能；
f、试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，以一次交易过程为例
a、初始状态：有电子标签显示各商品价格，显示屏显示界面，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。
c、购买状态：按下可以购买的选择按钮，所选的 出现在出货框中，同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品则出货框消失。
d、退币状态：按下退币按钮显示退币框，同时显示相应的退币值和数量，按下确认按钮则恢复初始状态。到此为止，自动售货机的一个完整工作结束。这也是本仿真系统的设计思想。
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3、程序设计部分
仿真程序的编写利用利用组态软件FORCECONTROL2.6，下位机程序的编制则利用PLC专用编程软件欧姆龙完成的。
PLC程序已经介绍，现在我们看一下仿真界面设计。 (1)销售机背景的设计
售货机背景是一个不动的画面，可以利用图片处理的方法按照制定样式的功能画出售货机的整体。先分几部分进行仿真设计，如图6-1所示。
(2)显示屏部分的设计
显示屏部分的设计利用了组态软件设计两个显示画面，一个是未交易时初始状态的欢迎界面如图6-2，在交易过程中的币值显示画面如图6-3所示 ，其中图6-1中的欢迎字符是可以闪烁变化的，‘aaaa’字符可以显示系统时间，图3-2中的‘8888’用来显示币值，它们均是可以定义的变量。
图6-1售货机背景
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图3-2 欢迎界面 图6-3 币值界面
（3）标签设计
电子标签用来显示程序中传上来的价格，所以其中要有可以定义的字符，所以标签设计为，其中“J.03显示03商品价格的变量。 （4）按钮设计
“选择”按钮的设计要反映出可以购买和不可以购买的差异，所以其中也要有可以变化的字符，设计如右图
，其中字符“选择”在满足条件下可以闪烁变色，退币按钮设计成
样式，
按钮均可以动作。
（5）投退币提示框设计
投退币提示框要有可已投入的硬币，确认按钮以及框架，其中硬币、确认按钮和字符“a”均是可以定义的变量
图6-4投币提示框 图6-5 退币提示框
（6）出货框的设计
出货框中要有01-03商品的示意图以及框架，其中商品在满足条件后可以出现，鼠标点击后可以消失，因此也是可定义的变量效果如图6-6所示
图6-6 出货框
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