自动售货机WinCC仿真教学系统设计
仿真教学系统将虚拟实验室搬到理论课堂中，充分调动了学生的积极性和主动性，已经逐步替代传统的教学模式。考虑到公共场合中都可以接触到自动售货机，本文就以自动售货机为例进行仿真教学系统开发。该仿真系统采用WinCC组态软件与PLCSIM仿真软件连接与通讯的方式，可以直观地模拟各类工业对象的控制过程。运行结果表明，组态仿真技术与PLC教学结合大大的丰富了教学内容和增强了教学生动性，取得较好的教学效果。M000150
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关键词：自动售货机 可编程逻辑控制器 WinCC 教学仿真
The design of PLC simulation teaching system based on WinCC (vending machine)
Simulation teaching system virtual laboratory to theory in the classroom, and fully mobilize the enthusiasm and initiative of students, has gradually replaced the traditional teaching mode. Considering the public access to the vending machine, the automatic vending machine as an example the development of simulation teaching system. The simulation system uses WinCC configuration software and simulation software PLCSIM connection and communication, can visually simulate the control process of various industrial objects. The running results show that, the configuration simulation technology and PLC teaching enriches the teaching content and enhance the teaching, good teaching effect.
Keywords:vending machines；Programmable logic controller；WinCC；eaching simulation
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1. 绪论 1
1.1研究的背景和意义 1
1.2 仿真教学系统的研究现状 2
1.3 课题研究的主要内容与章节安排 2
2. 自动售货机概述 4
2.1自动售货机的分类 4
2.1自动售货机的基本结构 5
2.3自动售货机的主要模块 6
3. 仿真系统总体方案设计 7
3.1系统结构框图 7
3.2设计方案 7
3.3设计分析 7
4. 仿真界面设计与组态 10
4.1 WinCC组态软件简介 10
4.2 监控画面总体设计方案 10
4.2.1 主画面设计 10
4.2.2 按钮组态 11
4.2.3 输出显示画面的设计 13
5. 自动售货机程序设计 17
5.1程序设计总体方案 17
5.2程序设计 18
5.2.1货币识别和统计系统 18
5.2.2计算、货币剩余值和货物剩余值统计系统 18
5.2.3找零钱系统 19
5.2.4加热定时系统 19
6. 联机调试与运行 21
6.1 通信的选择与调试 21
6.1.1通信的选择 21
6.1.2通信的调试 21
6.2 系统的调试 22
6.3 系统的运行 22
7. 总结与展望 26
参考文献 27
附录1 28
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4.1 WinCC组态软件简介
组态软件，又被称作为组态监控软件，英文名被叫做SCADA,也就是Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制)。它用来对数据进行采集和过程控制的软件。它是属于一级自动控制系统监控层的软件平台和开发环境，运用了灵活的组态方法，给用户提供了快速建立工业自动控制系统监控功能和通用层次的软件工具。
4.2 监控画面总体设计方案
根据任务书要求及实际的工业生产情况，本次设计的自动售货机系统模拟生活中常见的饮料自动售货机的功能，共销售8种货物，分冷热两种，具有统计输入总共的货币数量，自动找零，加热倒计时等功能，操作界面按照实物来设计，包括货物选择界面，输入界面，输出界面，显示窗口等。通过这样的设计不仅能节约画面的空间大小，还能使得在教学过程中有更好的生动性，帮助加深学生对教学内容的理解，让学生增强学习的兴趣，以此来提高教学质量。
具体实现步骤：
打开WinCC软件，建立一个新的WinCC工程项目，右击“变量管理”，选择“添加新的PLC驱动程序”，找到并单击通信驱动程序SIMATICS7ProtocolSuite.chn，点击“打开”，就可以实现添加工程的目的，右击“MPI”，选择“新驱动程序的连接”，添加一个的新连接“auto”。双击“auto”，打开“属性”，再双击打开“连接属性”。在“连接”标签中把指定PLC的DP站地址改为“2”，把已经STEP7中组态好的CPU的插槽号改为“2”，这样就把WinCC和PLC之间的MPI通讯口的连接设置好了。在WinCC浏览器窗口，打开“图形编辑器”，创建自动售货机控制系统过程画面。
4.2.1 主画面设计
根据现实中的饮料自动售货机，WinCC的监控画面也贴近实物，同样包括货物显示窗口及货物选择按钮，投币及加热显示窗口和货物出口及找零出口。自动售货机中显示可以出售的饮料类型，该自动售货机出售拿铁咖啡（冷热可选）、八宝粥(冷热可选)、经典奶茶、可口可乐、雪碧、加多宝等8个品种。现模拟现实饮料品种，用两个椭圆形和一个矩形做成一个易拉罐的样子，添加静态文本，将这编组，做成8个简易易拉罐的样子，易拉罐的颜色接近真实物品，如图4-1所示：
如图4-1自动售货机仿真效果图
4.2.2 按钮组态
实际售货机按钮的作用是用户选择所需货物的按钮，仿真中的按钮和现实中的一样，通过按钮的事件属性将输入信号传递给PLC，根据上面所涉及输入变量，建立相应的变量组态，采取8个输入按钮来实现，采用直接动作来实现。具体的操作步骤如下：
在按钮属性中，对按钮的事件触发条件进行设置，对按钮的按左键属性进行设置，将常数值1写入到变量num1中，如图4-2和图4-3所示；
图4-2 按左键属性图4-3 直接变量
再对按钮的左键释放属性进行设置，将常数值0写入到变量num1中，这样就完成第一种货物的选择按钮的事件设置。重复以上步骤分别对其他7种货物的选择按钮进行设置，通过这7个货物选择按钮的左键按下，和左键释放动作来将“1”和“0”给到相应的变量num2、num3、num4、num5、num6、num7和num8中。
现实中的自动售货机的货币输入是通过相应的传感器来识别货币的面值，此次仿真由于软件系统的限制，故采用按钮来模拟5元，10元纸币的输入，用矩形来模拟1元硬币的输入。具体的按钮设置与货物选择按钮类似，将按钮的左键按下，和左键释放动作来将“1”和“0”给到相应的变量input5和input10，故不再做过多的解释。而矩形的设置也是用这种方法来实现的，将鼠标的左键按下，和左键释放动作来将“1”和“0”给到相应的变量input1。 查看完整请+Q:351916072获取
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关键词：自动售货机 可编程逻辑控制器 WinCC 教学仿真
The design of PLC simulation teaching system based on WinCC (vending machine)
Simulation teaching system virtual laboratory to theory in the classroom, and fully mobilize the enthusiasm and initiative of students, has gradually replaced the traditional teaching mode. Considering the public access to the vending machine, the automatic vending machine as an example the development of simulation teaching system. The simulation system uses WinCC configuration software and simulation software PLCSIM connection and communication, can visually simulate the control process of various industrial objects. The running results show that, the configuration simulation technology and PLC teaching enriches the teaching content and enhance the teaching, good teaching effect.
Keywords:vending machines；Programmable logic controller；WinCC；eaching simulation
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1. 绪论 1
1.1研究的背景和意义 1
1.2 仿真教学系统的研究现状 2
1.3 课题研究的主要内容与章节安排 2
2. 自动售货机概述 4
2.1自动售货机的分类 4
2.1自动售货机的基本结构 5
2.3自动售货机的主要模块 6
3. 仿真系统总体方案设计 7
3.1系统结构框图 7
3.2设计方案 7
3.3设计分析 7
4. 仿真界面设计与组态 10
4.1 WinCC组态软件简介 10
4.2 监控画面总体设计方案 10
4.2.1 主画面设计 10
4.2.2 按钮组态 11
4.2.3 输出显示画面的设计 13
5. 自动售货机程序设计 17
5.1程序设计总体方案 17
5.2程序设计 18
5.2.1货币识别和统计系统 18
5.2.2计算、货币剩余值和货物剩余值统计系统 18
5.2.3找零钱系统 19
5.2.4加热定时系统 19
6. 联机调试与运行 21
6.1 通信的选择与调试 21
6.1.1通信的选择 21
6.1.2通信的调试 21
6.2 系统的调试 22
6.3 系统的运行 22
7. 总结与展望 26
参考文献 27
附录1 28
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4.1 WinCC组态软件简介
组态软件，又被称作为组态监控软件，英文名被叫做SCADA,也就是Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制)。它用来对数据进行采集和过程控制的软件。它是属于一级自动控制系统监控层的软件平台和开发环境，运用了灵活的组态方法，给用户提供了快速建立工业自动控制系统监控功能和通用层次的软件工具。
4.2 监控画面总体设计方案
根据任务书要求及实际的工业生产情况，本次设计的自动售货机系统模拟生活中常见的饮料自动售货机的功能，共销售8种货物，分冷热两种，具有统计输入总共的货币数量，自动找零，加热倒计时等功能，操作界面按照实物来设计，包括货物选择界面，输入界面，输出界面，显示窗口等。通过这样的设计不仅能节约画面的空间大小，还能使得在教学过程中有更好的生动性，帮助加深学生对教学内容的理解，让学生增强学习的兴趣，以此来提高教学质量。
具体实现步骤：
打开WinCC软件，建立一个新的WinCC工程项目，右击“变量管理”，选择“添加新的PLC驱动程序”，找到并单击通信驱动程序SIMATICS7ProtocolSuite.chn，点击“打开”，就可以实现添加工程的目的，右击“MPI”，选择“新驱动程序的连接”，添加一个的新连接“auto”。双击“auto”，打开“属性”，再双击打开“连接属性”。在“连接”标签中把指定PLC的DP站地址改为“2”，把已经STEP7中组态好的CPU的插槽号改为“2”，这样就把WinCC和PLC之间的MPI通讯口的连接设置好了。在WinCC浏览器窗口，打开“图形编辑器”，创建自动售货机控制系统过程画面。
4.2.1 主画面设计
根据现实中的饮料自动售货机，WinCC的监控画面也贴近实物，同样包括货物显示窗口及货物选择按钮，投币及加热显示窗口和货物出口及找零出口。自动售货机中显示可以出售的饮料类型，该自动售货机出售拿铁咖啡（冷热可选）、八宝粥(冷热可选)、经典奶茶、可口可乐、雪碧、加多宝等8个品种。现模拟现实饮料品种，用两个椭圆形和一个矩形做成一个易拉罐的样子，添加静态文本，将这编组，做成8个简易易拉罐的样子，易拉罐的颜色接近真实物品，如图4-1所示：
如图4-1自动售货机仿真效果图
4.2.2 按钮组态
实际售货机按钮的作用是用户选择所需货物的按钮，仿真中的按钮和现实中的一样，通过按钮的事件属性将输入信号传递给PLC，根据上面所涉及输入变量，建立相应的变量组态，采取8个输入按钮来实现，采用直接动作来实现。具体的操作步骤如下：
在按钮属性中，对按钮的事件触发条件进行设置，对按钮的按左键属性进行设置，将常数值1写入到变量num1中，如图4-2和图4-3所示；
图4-2 按左键属性图4-3 直接变量
再对按钮的左键释放属性进行设置，将常数值0写入到变量num1中，这样就完成第一种货物的选择按钮的事件设置。重复以上步骤分别对其他7种货物的选择按钮进行设置，通过这7个货物选择按钮的左键按下，和左键释放动作来将“1”和“0”给到相应的变量num2、num3、num4、num5、num6、num7和num8中。
现实中的自动售货机的货币输入是通过相应的传感器来识别货币的面值，此次仿真由于软件系统的限制，故采用按钮来模拟5元，10元纸币的输入，用矩形来模拟1元硬币的输入。具体的按钮设置与货物选择按钮类似，将按钮的左键按下，和左键释放动作来将“1”和“0”给到相应的变量input5和input10，故不再做过多的解释。而矩形的设置也是用这种方法来实现的，将鼠标的左键按下，和左键释放动作来将“1”和“0”给到相应的变量input1。 查看完整请+Q:351916072获取
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