MCGS组态软件的自动售货机设计(1).doc

基于MCGS组态软件的自动售货机设计摘要: 本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，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组态软件图19 余额显示程序 图20 退款提示语属性该部分的设置，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。（1） 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。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 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 。 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：（1）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。（2）打开“自动售货机”界面后，先进行投币（注：不投币直接选择商品会有相关的提示），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”（消失）。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。 （3）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。（4）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。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。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。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 20102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，20093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，20094吴中俊、黄永红，组态软件原理及应用北京：机械工业出版社，20035王兆义，组态软件教程北京：机械工业出版社，20116漆汉宏，PLC电气控制与组态软件技术,北京,机械工业出版社,2009.127刘恒娟，基于MCGS组态软件的液位定值控制系统J. 电工技术，2010.068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 2009.099陆耀庆，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【J】.暖通空调,2009,(3):59-61.附 录设计参数为：用户策略为：循环策略为：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： 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： 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4选择按钮程序： 指示灯3选择按钮程序：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3移动程序 可乐4移动程序苏州工业园区职业技术学院2010-2011 (一)学期项目（控制技术在工业设备控制中的应用）项 目 报 告选 题： 简易自动售货机 学生姓名： 戴磊 卢枫 冯志毅 池超 班 级： 机电09301 指导教师： 邓玲黎 机电工程系制目 录项目计划进度安排 一、 项目说明二、方案构思三、设计 （一）硬件部分设计 1. 机械部分设计 2气动部分设计 3. 外部接线 （二）软件部分设计 1. 输入输出地址确定2. PLC编程 三 元器件价目表四 实施与运行 五、总结项目计划进度表序号日 期主要工作任务完成情况12010年11月12号11月19号项目主题的确认好22010年11月20号26号网上调查相关资料好32010年11月27号12月3号方案与主题思路的确定好42010年12月4号12月24号机械，气动回路及plc编程的完成52010年12月25号31号资料整理与优化62011年1月4号1月7号Ppt的制作7学期项目小组任务分工表指导教师： 邓玲黎 电话： E-mail： 小组组长： 戴磊 联系电话/E-mail： 小组成员： 池超 联系电话/E-mail： 卢枫 联系电话/E-mail： 冯志毅 联系电话/E-mail： 联系电话/E-mail： 项目分工表：序号负责人主要工作任务完成日期完成情况1组长 戴磊Plc的编程与时序图的绘制2秘书 池超 资料整理与ppt的制作3卢枫气动部分设计与价目表4冯志毅机械部分设计与三视图567正文参考内容：一、 项目说明：自动售货机的普及在某种程度上能反映一个国家的科技发展水平，是一个国家文明程度的象征。实践和直觉告诉我们，自动售货机在中国的横空出世，必将为国内的食品、香烟、饮料等诸多行业的发展带来新的契机。选择自动售货机作为我们小组这次得研究对象既可以让我们温习plc知识，又可以启发我们的创意。自动售货机在市场上的运用已经越来越广泛，随着中国经济的高速发展，自动售货机在中国的普及和应用已是必然趋势。自动售货机是集声、光、机、电于一体的智能科技产物,进入21世纪，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。使未来的自动售货机不仅仅具有售货功能，而是更加多元化,及人性化;如：手机支付、远程联机管理、个性的LCD广告显示屏、更节能。研究市场前景好，可创新方面多的自动售货机对于我们这次项目的选题再好不过而且据来自国内自动售货机市场行情分析报告表明：目前国内自动售货机市场走势已逐渐明晰，自动售货机逐步从沿海经济发达地区和各大中城市向内陆和次发达地区延伸逐步从高级宾馆、地铁、机场等豪华高档场所向高中档社区普及，大有星火燎原之势，可以说是市场潜力无限。所以我们小组此次的研究课题为自动售货机这学期我们学习了plc这门课程，了解了plc的相关知识理解到plc是是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机它的软、硬件配置与计算机极为类似，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。硬件主要由中央处理单元CPU、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成.我们此次的目标是熟练运用plc知识，明白自动售货机基本原理，并能对自动售货机进行相应的创新。成功设计并实施此次的方案二、方案构思方案1、 自动售货机能销售三种商品：分别为3元，4元，5商品设数量有限。2、 自动售货机只允许投入一元硬币：当总币值小于顾客需要的商品单价时，机器不送出需要的商品，一定时间后自动退出投入硬币；若总币值等于顾客需要的商品单价时，机器进行工作（等于3元时，3元商品对应指示灯亮，4元时，3元4元商品指示灯亮，5元时，3，4，5元商品指示灯都亮）；若总币值大于顾客需要的商品单价时，直接退出大于部分的硬币3、 每次投币时间有限制，当停止投币达10秒时，退还全部硬币。4、 顾客一次只能购买一件商品总体思想：顾客投入一元硬币，由C1,C2,C3三个计数器对投入的硬币进行检测，C1控制3元商品下端指示灯的亮暗，C2控制4元商品下端指示灯的亮暗，C3控制5元商品下端指示灯的亮暗，各指示灯有对应的按钮，只有当指示灯亮时对应的按钮才能对控制回路进行控制，各按钮经过plc的编程后各控制一个气缸的伸出，气缸伸出到位自动回缩，回缩到位后自动装填商品，当顾客停止投币或未进行操作10秒后售货机进行退币，当投币数大于5元时大于部分直接退币。对应流程图 投入硬币自动装填5元商品3元商品指示灯亮5元商品指示灯亮4元商品指示灯亮1气缸伸出按下按钮1自动装填3元商品顾客获取商品检测硬币3气缸伸出按下按钮3自动装填4元商品2气缸伸出按下按钮2不再进行投币投币不满3元或顾客未进行操作退币C1检测C2检测C3检测Plc编程Plc编程Plc编程10秒后回缩到位回缩到位回缩到位大于5元大于部分三、设计（一）硬件部分1. 机械部分设计商品斜坡让商品能滑落气缸3斜坡，使商品滚落到取货口上斜坡：使商品能沿着斜坡滑下达到自动装填的效果下斜坡：使商品滚落到取货口气缸1：推出商品让商品到达下斜坡气缸2：推出商品让商品到达下斜坡气缸3：推出商品让商品到达下斜坡气缸1气缸2气缸5气缸4投币口按钮与灯显示商品显示商品处：商品样品的摆放处，内部是气缸按钮与灯：灯显示商品的有无，按钮控制气缸的伸出即商品的出货投币口：投入一元硬币处气缸4：商品推出的同时伸出将硬币推入储币处气缸5：当顾客顾客停止投币10秒后自动伸出退币储币处：存储硬币储币处气缸5气缸4投币储币口等气缸1，2，3商品及斜坡补充说明： 各气缸上有磁感应传感器，还有其他传感器未标出，此三视图只是大概表示位置及各位置部件的相应工作用途2气动部分设计3. 外部接线I0.0I0.024v0vI0.0I0.1I0.2 I0.3 .I4.0I4.1I4.2 Q0.0Q0.1Q0.2 .Q4.0Q4.1Q4.2.LLMM+（二）软件部分 1. 输入输出地址确定Input: 按钮I0.0 I0.1 I0.2 磁感应传感器Ia0 Ia1 Ia2 Ia3 Ia4 Ia5 Ia6 Ia7 Ia8 Ia9 启动按钮I0.4 电感传感器I0.5Output: 灯 Q0.0 Q0.1 Q0.2 电磁阀 Qa0 Qa1 Qa2 Qa3 Qa4 地址表原地址符号I4.0Ia0I4.1Ia1I4.2Ia2I4.3Ia3I4.4Ia4I4.5Ia5I4.6Ia6I4.7Ia7I5.0Ia8I5.1Ia9Q4.0Qa0Q4.2Qa1Q4.4Qa2Q4.6Qa3Q5.0Qa42. PLC编程S-CDCD Q CVSCV/BCDPVRS-CDCD Q SPVRCVCV/BCDC3C1S-CDCD Q CVCV/BCDPVSRC2I0.4C#3I0.5I4.1I4.3I4.5I0.4C#4I0.5I4.1I4.3I4.5I0.4C#5I0.5I4.1I4.3I4.5C1Q0.0C2C3Q0.1Q0.2Qa0Q0.0Ia0I0.0Qa1Q0.1Ia2I0.1Qa2Q0.2Ia4I0.1SSSRIa1Qa0RIa3Qa1RIa5Qa2T0SDS5T#10SI0.5T0Qa3SIa7Qa3RIa6I0.0I0.1I0.2Qa4SIa1Ia3Ia5Qa4R3时序图按钮I0.0按钮I0.1按钮I0.2按钮I0.3投币口传感器O型灯1O型灯2O型灯3计数器c1计数器c2计数器c3气缸1气缸2气缸3气缸4三 元器件价目表四、总结 Abstract: This article introduced vending machines 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 experiencekey word vending machine; MCGS Configuration software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。并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。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。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。因经济复苏缓慢，社会对扩大就业与工作场所提供茶点饮料的福利事业更为关注。自动售货机不仅保障了惬意的工休时间，也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段。特别是在24小时无休工作状态中的办公场所，使用独具魅力的迷你型饮料冲饮机，解决了不间断提供咖啡饮品服务的问题，这种服务加速了自动售货机与咖啡饮品服务的融合。1999年的全美自动售货机协会和全美咖啡服务协会的合并使人们更直观地看到了这种融合现象。 1 自动售货机介绍1.1 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种所包括的人工操作步骤。1.1.1自动售货机的基本功能在进行上、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。举一个简单的例子来说明，例如：售货机中有8中商品，其中01号商品（代表第一种商品）价格为2.60元，02商品为3.50元，其余类推。现投入1个1元硬币，当投入的货币超过01商品的价格时，01商品的选择按钮处应有变化，提示可以购买，其他商品同比。当按下选择01商品的价格时，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。自动售货机的工作流程图如图1所示。投币状态购买状态投入纸币是否初始状态是否有余额显示余额图1 自动售货机工作流程图2 MCGS组态软件简介2.1组态软件的功能和特点组态软件的介绍 MCGS即“监视于控制通用系统”，英文全称为Monitor and Control Generated System. MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善，操作简单，可视性好，可维护性强的突出特点。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。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。组态（configuration）意思就是模块的任意组合，采用组态技术构成的计算机系统在硬件设计上，除采用工业PC机外，系统大量采用各种成熟通用的I/O接口设备和现场设备，基本不再需要单独进行具体电路设计。这不仅节约了硬件开发时间，更提高了工控系统的可靠性。在软件设计上由于采用成熟的工控开发的工具软件，它为用户提供了多种通用工具模块，用户不需要掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能。 工控组态软件集成了图形技术、人机界面技术、数据库技术、控制技术、网络与通信技术，使控制系统开发人员不必依靠某种具体的计算机语言，只需通过可视化的组态方式，就可完成监控程序设计，降低了监控程序开发的难度。组态软件均具有良好的扩展性、兼容性，软件结构开放，可接受各种形式的数据格式。同时，支持的硬件类型也十分广泛1。工控组态软件的出现，使得大型工业控制系统的组态编程变得十分得简单、容易，工程设计人员不用再设计那些复杂的应用程序（如I/O driver等）。工控组态软件的功能包括数据库生成、历史库生成、图形生成、报表生成、顺序控制功能、连续调节功能。目前有许多工控组态软件。3 自动售货机系统设计3.1工程建立（1） 试验状态假设 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： 自动售货机只售8种商品。 自动售货机可识别10元、5元、2元、1元。 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，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，当所投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮发生变化，提示可以购买。 购买状态。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。到此为止，自动售货机的一个完整工作过程结束。3.2建立画面商品分类：1. 哇哈哈2元2. 饼干6元3. 果粒橙3元4. 薯片7元5. 王老吉4元6. 牛肉干8元7. 奶茶5元8. 花生9元 3.1 自动售货机窗口显示 1. 画面搭建好后，设置商品选择按钮属性，以哇哈哈为例，设置其脚本程序为： 钱=钱1+钱2+钱5+钱10If 钱-消费=2 then 选娃哈哈=1 选娃哈哈数=选娃哈哈数+选娃哈哈 娃哈哈消费=2 消费=消费+娃哈哈消费Endif If 钱-消费2 then 温馨提示=您的余额不足 endif 如图所示： 其余七种商品均按此模板添加脚本程序。“请投入人民币”输入脚本程序： 钱1=0钱2=0钱5=0钱10=0钱=0消费=0选娃哈哈数=0选果粒橙数=0选王老吉数=0选奶茶数=0选饼干数=0选薯片数