MCGS组态软件的自动售货机设计.docx

MCGS组态软件的自动售货机设计 西北民族大学 组态软件课程设计 题 目 学 号 姓 名 同 组 人 专业班级 学 院 指导教师 成 绩 MCGS组态课程设计 MCGS组态软件的自动售货机设计 李刚、韩志伟、徐敏、黄恩线、张敏、朱明磊 09级电气工程及其自动化班 电气工程学院 _ 第 0 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 摘要: 组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以交易过程为例，用MCGS组态软件实现界面模拟。具体说明了自动售货机的运行与作用。涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。利用MCGS组态软件模拟自动售货机简单易懂，对组态软件进行了描述，积累了宝贵经验。 关键词 自动售货机、MCGS组态软件 Abstract: MCGS software is some data acquisition and process control of the specialized software, they are in the automatic control system of a control layer software platform and development environment, the use of flexible configuration, to provide users with the rapid construction of industrial control system monitoring function, general-level software tools .This article introduced vending machine's basic principle as well as the work flow, then take a transaction process as examples, MCGS configuration software interface with analog, Specifies the operation of vending machines and the role of. Related to the vending machine most of the work process . MCGS configuration software simulation using vending machines easy to understand. A description of the configuration software, Accumulated valuable experience key word vending machine; MCGS Configuration software第 1 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 目 录 绪论 . 0 1 设计内容、要求及思路 . 1 1.1 设计内容 . 1 1.2 设计要求 . 2 1.3 设计思路 . 2 2 组态画面设计 . 3 2.1 工程建立 . 3 2.1.1 设计状态假设： . 3 2.1.2 一次交易过程分析： . 3 2.2 建立画面 . 4 2.2.1 商品分类： . 4 2.2.2 自动售货机窗口显示： . 4 2.2.3 后台监测窗口显示： . 11 2.2.4 主控窗口显示： . 12 2.2.5 封面窗口显示： . 13 3 自动售货机操作说明 . 14 4 总 结 . 15 5 致 谢 . 16 参考文献 . 17 第 0 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 绪论 从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。 从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。 现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相比，它能够节约1015的电力。 本次设计的主要内容为自动售货机销售窗口、自动售货机后台监测窗口，分别对饮料的销售过程、销售收人情况以及库存情况进行了演绎，使得自动售货机的功能尽然体现在眼前。 因水平有限，设计中存在诸多不足，请老师批评指正。 第 0 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 1 设计内容、要求及思路 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种所包括的人工操作步骤。 1.1 设计内容 本设计中，首先要做的工作是确定自动售货机本身所具备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够购买某种商品，并作出相应的反应。本次设计主要以百事可乐的销售为主，举一个简单的例子来说明，例如：售货机中有4中商品，其中01号商品价格为7元，02商品为3元，03商品为2.5元，04商品为2元。而自动售货机设计了只能投入10元、5元、1元、5角的纸币或硬币。现投入1个1元硬币，当投入的货币超过01商品的价格时，按下选择01商品的按钮，售货机进行减法运算，从投入的货币总值中减去01商品的价格同时启动相应的电机，提取01号商品到出货口。此时售货机继续进行等待外部命令，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和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。 第 1 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 1.2 设计要求 自动售货机进行投币、购买商品和退款时，系统能够自动进行相应的 加减运算。 购买商品时，相应商品的按钮会发生相应的变化，并且购买的商品运 动到出口处，按动按钮可以带走商品。 当余额不足、所选择的商品库存不足时，系统会做出相应的提示。 自动售货机的库存、销售情况都会在后台监测窗口显示。 1.3 设计思路 自动售货机的工作流程图如图1所示。 初始状态 投入纸币 投币状态 购买状态 是 是否有余额 否 显示余额 图1 自动售货机工作流程图 第 2 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 2 组态画面设计 组态画面包括封面窗口、主控窗口、自动售货机窗口和后台监测窗口的设计。 2.1 工程建立 2.1.1 设计状态假设： 由于是在计算机上模拟运行，试验中有一些区别于实际情况的假设，本试验中假设： 在计算机上模自动售货机只售4种商品。 自动售货机可识别10元、5元、1元、5角的硬币或纸币。 实验中售货机忽略了各种故障以及缺货等因素。 2.1.2 一次交易过程分析： 为了方便分析，以一次交易过程为例。 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。 投币状态。按下所投币值，则在显示屏显示投入、消费、余额数值。 购买状态。当所投币值足以购买商品时，按下可以购买的选择按钮，所选的商品出现在出货框中，同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品后出货框消失。当不投币或余额不足购买相应商品，而又点击购买按钮时，系统会自动地作出相应提示。 监测状态。对于自动售货机的库存和收入情况，系统会会随时进 行监测，以便更好地补足货源。 第 3 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 到此为止，自动售货机的一个完整工作过程结束。 2.2 建立画面 2.2.1 商品分类： 大瓶装百事可乐6元 中瓶装百事可乐2.5元 小瓶装百事可乐2元 小瓶装百事可乐2元 2.2.2 自动售货机窗口显示： 图3 投币窗口 图2 自动售货机窗口 图4 投币按钮属 图 5 10元按钮程序 第 4 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 设置投币按钮属性，以10元为例。对应的属性设置以及程序如图3-图5所示。 运行后点击相应的投币按钮，系统会自动进行货币运算，并在窗口显示可用的货币值。点击“10元”、“5元”、“1元”、“5角”所得结果如右图所示。 图6 投币显示窗口 而其余的5元、1元、5角按钮的设置，均按此模板进行设置。 设置商品按钮属性，以大瓶装可乐为例。 对应的按钮设置如下图8-图9所示： 图7 购物窗口 图8 按钮操作属性 图9 按钮可见度属性 第 5 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 对应的指示灯设置如下右图10所示： 图10 指示灯4属性设置 设置其脚本程序如下右图11所示： 还没有投币前，按钮显示为“选择”，点击“选择”按钮会做出相应的提示；投币后，按钮自动显示为“喜欢”，可进行选择，点击对应的“喜欢”按钮即可选择商品。同时，选择了商品后，系统自动进行加减运算，并且显示相应的投入值、消费值、余额值。 而其他的指示灯1、指示灯2、指示灯3对按钮设置，均按此模板进行设置。 设置自动售货机的按钮提示语属性，以“请投币后再喝，谢谢合作”为例。 图11 指示灯4程序 图12 提示语 第 6 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 图13 提示语属性设置 设置其脚本程序如图13所示：还没有投币前，按钮显示为“选择”，点击“选择”按钮会做出相应的提示；投币后，按钮自动显示为“喜欢”，可进行选择，点击对应的“喜欢”按钮即可选择商品。同时，选择了商品后，系统自动进行加减运算，并且显示相应的投入值、消费值、余额值。 而其他的指示灯1、指示灯2、指示灯3对按钮设置，均按此模板进行设置。 状态栏和余额窗口的设计。 图14 返回主菜单按钮设置 图15 余额模块 第 7 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 图16 状态指示灯设置 图17 余额按钮属性 图18 显示余额属性 图19 余额显示程序 图20 退款提示语属性 第 8 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 该部分的设置，主要有调用策略快、打开相应窗口、调用脚本程序进行运算并且输出相应的结果。 商品运动、取走的设置如下，以物体3为例： 图21 商品出口处模块 图22 物体3属性 图23 物体3控制程序 第 9 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 对商品都进行了水平移动的设置，以此来模拟自动售货机出售商品的动态过程，并且设置了商品的可见度，通过可见、不可见来模拟商品的购买、取走的动态过程。 针对每一件商品都对应设置了一个控制按钮，如右图： 为了起到统一控制，将4个控制按钮重叠在一起，相当于现实生产中的1个按钮同时控制4种商品。 图24 按钮模块 对按钮3的设置如下： 图24 按钮属性 该按钮同时控制付款结账、取走商品，设置按钮“操作属性”调用“余额为零时数据清零”策略，使自动售货机的货币值显示初始化，并使指示灯恢复初始状态；同时，“可见度属性”控制随着“指示灯3”清零，“物体3”将不再可见，即别取走了。 余额为零时数据清零程序如下图： 图25 清零程序 第 10 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 2.2.3 后台监测窗口显示： 本设计中设置后台监测平台，公司或店家通过电脑可对自动售货机的库存及收入进行远程控制，以便更好地对自动售货机的库存进行补充。 本自动售货机中每一种饮料都各自装有100瓶，运行过程中将会与销售量进行相应的减运算，并且输出显示 图26 后台监测窗口 每种饮料的库存；同时，系统也会对自动售货机的收入进行和运算，并显示相应的结果。 以可乐3为例，具体的设计如下： 图28 可乐3消费程序 图27 可乐库存显示属性 而总收入的来源由4部分组成，所以在可乐1、可乐2、可乐3、可乐4中的脚本程序中都有涉及到，将4部分的所有消费值累加起来，最后将会在对应的输出口显示。 其他3个可乐的库存情况参照可乐3的模版来设置即可。 第 11 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 2.2.4 主控窗口显示： 图29 主控窗口界面 图30 启动按钮属性 本设计中的主控窗口设计了“自动售货机”、“后台监测界面”的启动键。具体设置如图30-图31所示。 图31 打开按钮属性 图32 按钮窗口模块 其中的旋转可乐具体设置如图33所示。 图33 旋转可乐属性 第 12 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 以其中的一瓶可乐为例，设置其水平移动、垂直移动，两个方向的叠加即可使其围绕椭圆进行转动。而其他的三瓶可乐的运动设置参照这个模版，改变其方向即可。 可乐飞机动画的设置如下： 图34 可乐飞机水平属性 图35 可乐飞机垂直属性 另外对应相反方向的可乐飞机，只要设置改变其方向即可。 2.2.5 封面窗口显示： 封面窗口要包含本组组员的全部名单，鉴于此我们想到了古代的诏书。第一，它的创意比较新颖。第二，它反映了我们对老师给我们的任务重视性。第三，它具有很古朴的视觉效果，做到了古代艺术 图34 封面显示 与现代科技的完美结合 。 第 13 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 3 自动售货机操作说明 经过设计，自动售货机的操作具体如下： 运行后进入封面窗口，5S后自动进入主控窗口，主控窗口启动，点击“启动”、“打开”按钮，将分别打开“自动售货机”、“后台监测窗口”界面。 打开“自动售货机”界面后，先进行投币，然后选择相应的商品，系统会自动进行扣费；当月不足购买该商品时，系统也会进行相应的提示。商品被选中后会自动运动到出口处，点击出口处”赶紧喝！”按钮，所购买的的商品会从售货机出口处“被取走”。购买完，点击“给您找”按钮进行结账，所剩的余额将会在退款窗口显示出来，并且系统会给予温馨提示。 当库存不足时，无法购买商品，并且自动售货机会针对该商品进行提示。同时，通过该界面的相关按钮，可以退去购买系统和返回主控窗口。 打开“后台监测窗口”界面后，如果“自动售货机”已经有销售记录，将会在该界面的相应框口显示剩余的库存和销售总收入。如果自动售货机”已还没有销售记录，各个商品的都显示库存为100瓶，而总收入显示为0.00元。 同时，通过该界面的相关按钮，可以返回主控窗口。 第 14 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 4 总 结 本次课程设计我们的主要任务是用组态软件实现自动售货机的模拟功能。一个平常看似简单使用方便的自动售货机，其实并不是那么容易就做成的。 在接到题目后，起初感觉无从下手，在思考过一段时间后，我和同组同学通过网络以及去图书馆查阅资料，获得了一些有关自动售货机的信息。基于我们本学期所学习的组态软件课程，我们自己尝试着编写了程序。经过多次修改以及调试，我们最终获得成功，实现了预期的功能。 自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。自动售货机实现的功能是当按下选择商品的按钮时，售货机根据投入的币值，提取商品到出货口，顾客取出商品，完成此次交易。 自上世纪70 年代以来，自动售货机在国际上迅速发展起来而成为一个新兴的产业，特别是在服务和商业领域日益发展。全世界约有1800万台自动售货机处于运营中，包括自动售货机制造与运营在内的整个行业年销售额超过2500亿美元，自动售货业已成为零售业态增长最快的行业之一。改革开放以后，随着人民生活水平的提高,自动化程度越来越高,在我国越来越多公共场所、商场、学校、企业等单位采用自动售货机来进行常用的商品出售。 所以，自动售货机的发展已经不仅仅是一种潮流，而是现代社会的一种必然发展。 第 15 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 5 致 谢 经过一个学期的学习，在王彩霞老师的教导下，我已经对组态软件这门课程有了一定的认识，并且有了一定的掌握。 课程设计这段时间是自己人生阶段中很难忘的一段经历，从设计之初的无从下手到设计工作的圆满完成，期间遇到了诸多的问题和困难。但在王彩霞老师的细心指导下，通过各位同学的帮助，以及自己的努力，最终这些问题与困难都得到了圆满解决。使我可以按时完成设计并使自己的专业知识与综合能力都得到了相应的提高。 在设计的那段日子里，王彩霞老师在百忙之中，依然对我所提问的问题进行解答和指导。首先细致地为我解题；当我迷茫于众多的资料时，又为我梳理脉络，使我确立了设计的框架。从框架的完善，到设计内容的扩张；从行文的用语，到格式的规范；王彩霞老师严格要求，力求完美。而且我还从王彩霞老师那学到了严谨、务实、认真、不畏劳苦的工作态度和极强的敬业精神。我再次对王彩霞老师的耐心和帮助表示感谢。 同时，在此期间，我也从同学们那里得到许多帮助，他们在我苦无头绪之时帮我找资料，在我有疑难时耐心给予解答，并一直给予我鼓励和支持，支持我认真细致的完成这次组态软件课程设计。我也要向他们致以谢意。可以说，没有同学们的无私帮助帮助，很难在规定时间内完成这次组态软件课程设计。我向各位同学表示由衷的感谢！ 最后，再次向帮助我完成这次组态软件课程设计的王彩霞老师和同学们表示最诚挚的感谢。 第 16 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 参考文献 1瞿彩萍主编 组态王应用技术 中国劳动社会保障出版社 2010 2王永华·现代电气控制及PLC 应用技术. ·北京：北京航空航天大学出版社，2009 3周美兰、周封，忘岳宇·PLC电气控制与组态设计·北京：科学出版社，2009 4吴中俊、黄永红，组态软件原理及应用·北京：机械工业出版社，2003 5王兆义，组态软件教程·北京：机械工业出版社，2011 6漆汉宏，PLC电气控制与组态软件技术,北京,机械工业出版社,2009.12 7刘恒娟，基于MCGS组态软件的液位定值控制系统J. 电工技术，2010.06 8葛波、沈文杰、赵旎 工控组态软件的对比及应用 ，计算机测量与控制 2009.09 9陆耀庆，工控组态软件设计指南M.北京：中国建筑工业出版社，2006.05. 10裴秀丽，智能大厦的系统集成技术J.信息技术，2002,(9):9-11. 11宁永生，基于MCGS组态软件的监控系统设计.暖通空调,2009,(3):59-61. 第 17 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 附 录 设计参数为： 第 18 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 用户策略为： 循环策略为： 第 19 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 返回主菜单程序： 封面字体闪烁程序： 投入10元程序： 投入5元程序： 投入1元程序： 投入5角程序： 第 20 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 消费可乐1程序： 消费可乐2程序： 消费可乐3程序： 消费可乐4程序： 一元输出程序： 余额不足2.5输出程序： 第 21 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 余额不足2元输出程序： 余额不足6元输出程序： 余额为零时数据清零程序： 指示灯1选择按钮程序： 指示灯2选择按钮程序： 指示灯3选择按钮程序： 指示灯4选择按钮程序： 第 22 页 共24 页 西北民族大学 组态软件课程设计 封面日期动画控制程序： 可乐1移动程序： 可乐2移动程序： 可乐4移动程序 可乐3移动程序 第 23 页 共24 页