用MCGS组态软件实现自动售货机的设计

MCGS组态课程设计

题目用组态软件实现自动售货机的设计学号

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用组态软件实现自动售货机的设计

摘要：本文介绍了通过MCGS设计自动售货机的整体过程，以及自动售货机基本原理和工作流程，然后以一次交易过程为例，全面介绍了从送货、配货、到消费的全过程。具体说明了自动售货机的运行与作用。利用MCGS组态软件模拟自动售货机简单易懂，对组态软件的学习，积累了宝贵经验。

关键词：MCGS组态软件自动售货机

Abstract

This paper describes the design of the overall process of the vending machine by MCGS, as well as the basic principles of vending machines and work processes, then the process of a transaction, for example, a comprehensive introduction to the whole process from the delivery, distribution, to consumption. Specify the operation and role of the vending machine. MCGS configuration software to simulate the vending machine is easy to understand, to learn of the configuration software, and has accumulated valuable experience.

Keywords: MCG Ssoftware vending machine

1.前言 (1)

1.1 设计基本功能 (1)

1.2 组态软件的功能和特点 (1)

2. 设计内容与要求 (2)

3. 程序设计思路 (2)

4. 自动售货机系统设计 (3)

4.1 自动售货机主界面设计（图4.1） (3)

4.1.1 自动售货机主界面程序设计 (5)

4.2 小人过马路界面（图4.10） (7)

4.2.1 小人过马路界面程序设计 (7)

4.3 货物配送界面设计（图4.11） (8)

4.3.1 货物配送界面程序设计 (9)

4.4 消费详单界面设计（图4.12） (9)

4.4.1 消费详单程序设计 (9)

4.5 封面设计（图4.13） (9)

4.6 用户窗口（图4.14） (10)

4.7 数据对象（图4.15） (10)

图4.15 数据对象 (10)

5 操作演示 (11)

5.1 正常购买 (11)

5.2 非正常购买（图5.5） (12)

6. 结论 (13)

致谢 (13)

参考文献 (13)

1.前言

自动售货机是一种全新的商业零售形式，20世纪70年代自日本和欧美发

展起来。它又被称为24小时营业的微型超市。在日本，70％的罐装饮料是通

过自动售货机售出的；全球著名饮料商可口可乐公司在全世界就布有50万台

饮料自动售货机。

在中国,自动售货机1999年开始进人中国市场．如今，在机场、地铁、商场、公园等客流较大的场所，已不难发现自动售货机的身影。

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。

它的售货领域非常广泛，是发达国家商品零售的一种主要方式。近几年，自动售货机逐渐被越来越多的消费者所接受。但由于售货机分布零散、范围广阔的特点，自动售货机在为消费者带来方便的同时，也为经营者在监控、管理、维护等方面带来很大的不便。目前售货机运行的各种情况都需要由人工判断，包括缺货、缺零钱、币箱已满、售货机机械故障等，经营者普遍采用人工定时巡回视察的管理办法，既费时费力，又无法及时准确获取自动售货机状态报告，给经营者增加了管理成本和难度，也有可能给消费者的正常消费造成不便。

1.1 设计基本功能

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4.50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。

1.2 组态软件的功能和特点

MCGS（Monitor and Control Generated System）为用户提供了解决实

际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数

据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及

企业监控网络等功能。

使用MCGS ，用户无须具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定，功能全面，维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。

MCGS 具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。

2. 设计内容与要求

利用MCGS 软件制作一个自动售货机界面，当投入钱币购取物品时，可以判断是否可以购取。如果不可以，退钱给客户，显示“您的钱不够”。如果可以，打开出货口，显示“请取出您的物品”，出现商品。当取走商品时，出货口自动关闭，如果有余额，找钱给客户。然后可以进行下次交易。

3. 程序设计思路

本文主要介绍了通过使用MCGS 软件来模拟自动售货机的全部消费过程。在初始化自动售货机后，开始投币可选择不同币值，系统识别后，选择物品种类。系统判断所投金额是否能够支付该物品。如果金额足够则该物品会出现在出物口，在取出物品后，系统会判断自动售货机内是否有余额，如果有余额可选择继续购买或退币，否则自动退出。若金额不够支付该物品，则可选择退币。自动售货机的工作流程图如图3.1所示。 开始投币

是钱币是

否足够

商品选择

出物品

取物品

是否有余额

退币

复位

结束

否否

图 3.1 程序流程图

4. 自动售货机系统设计

4.1 自动售货机主界面设计（图4.1）

图 4.1 自动售货机主界面

自动售货机主界面主要由4部分组成，分别是自动售货机柜、投币模块、物品出口模块、物品选择模块。

（1）自动售货机柜（图4.2）

图4.2 自动售货柜

里面有三种价位的饮料，1元（娃哈哈、农夫山泉矿泉水），2元（可口可乐、芬达、雪碧），3元（佳得乐、果粒橙、美汁源）。

（2）投币模块（图4.3）

图4.3 投币模块

可投入1、5、10、20元四种币值，可实时显示余额信息，并且包括退币窗口。

（3）物品出口模块（图4.4）

图4.4 出物口

当购买物品成功后，物品出现在出物口，点击领取，系统复位可继续购买。（4）物品选择模块（图4.5）

图4.5 物品选择模块

此模块上有1—8,8个按钮，点击按钮在自动售货机柜中选择相应饮料，然后点击确定，完成购买，也可以点击复位按钮清除购买信息。

4.1.1 自动售货机主界面程序设计

主要以购买佳得乐为例来介绍程序的设计过程：

（1）投币程序

钱1=钱1+1

钱5=钱5+5

钱10=钱10+10

钱20=钱20+20

钱=钱1+钱5+钱10+钱20

点击确定后得到投币总额。

（2）复位程序（图4.6）

图4.6 复位程序

点击复位使所投钱币值为零，恢复到初始状态。

(3)商品选择程序

IF 钱>=3.0 THEN

提示="请取出您的物品！"

if 按钮1=1 then

找钱=钱-3.0

钱=钱-3.0

取出饮料=1

娃哈哈=1

农夫山泉=1

可乐=1

芬达=1

雪碧=1

佳得乐=0

果粒橙=1

美汁源=1

佳得乐数=佳得乐数+1

ENDIF

按钮1=0

else

提示="您的钱不够"

ENDIF

首先判断余额是否大于等于3，能否购买佳得乐。如果按钮1被按下，钱数减3，同时佳得乐=0，使佳得乐在出物口可见。同时在完成购买后，使按钮1=0恢复到初始状态。

（4）退出购买程序（图4.7）

图4.7 退出购买程序

点击退出购买，在操作属性里执行关闭“自动售货机”界面，同时打开“货车配送”界面，实现界面切换。

（5）时间显示程序（图4.8）

图4.8 时间显示

日期=$Date

时间=$Time

（6）出物口程序设计（图4.9）

图4.9 出物口程序设计

if 取瓶=1 then

娃哈哈=1

取出饮料=0

提示="欢迎光临！"

Endif

在点击出物口的饮料后，即取瓶=1 ，执行按钮程序，使饮料消失（娃哈哈=1），出现出物口（取出饮料=0），显示欢迎语（提示="欢迎光临！"）。

4.2 小人过马路界面（图4.10）

图4.10 小人过马路界面

4.2.1 小人过马路界面程序设计

t=t-1

o=0

p=1

if t=0 then

h=h-1

o=1

p=0

if h=0 then

t=20

h=20

endif

Endif

计时器初始值t，设置为20s，o=0、p=1，使出现绿灯。在20s之后o=1、p=0，使出现红灯。并且在出现红灯后小人停止走动，绿灯亮后小人继续行走。angle1=angle1+10

wheel = wheel+5

IF wheel > 600 THEN wheel = wheel - 600

IF angle1 > 200 THEN angle1 = angle1 - 200

IF angle1 > 100 THEN

angle = 200 - angle1

ELSE

angle = angle1

ENDIF

Wheel控制小人水平移动，水平位移到达600后，回到初始状态，angle 控制小人腿的运动，angle 先从0加到100，在大于100后又从100减到0（angle1 > 100 THEN angle = 200 - angle1）,实现腿的交替行走。

4.3 货物配送界面设计（图4.11）

图4.11 货物配送界面设计

4.3.1 货物配送界面程序设计

wheel = wheel+5

IF wheel > 600 THEN

wheel = wheel - 600

ENDIF

Wheel控制水平移动，水平位移到达600后，回到初始状态，循环运行。

4.4 消费详单界面设计（图4.12）

图4.12 消费详单

4.4.1 消费详单程序设计

佳得乐数*3+果粒橙数*3+美汁源数*3+可乐数*2+芬达数*2+雪碧数*2+娃哈哈数+农夫山泉数，通过策略1中，对所选物品的计数乘以单价，求和即得消费总额，退款连接策略1中的“找钱”得到应退钱数。

4.5 封面设计（图4.13）

图4.13 封面

4.6 用户窗口（图4.14）

图4.14 用户窗口4.7 数据对象（图4.15）

图4.15 数据对象

5 操作演示

5.1 正常购买

要实现购买，首先需要投币，这里示范就投入25元，分别点击一下20元按钮和5元按钮，然后再点击一下“请投入人民币”按钮，接着就会在余额窗口显示“25”元（见图5.1）。

图5.1 正常购买

投币完毕后就可以进行购买了，这里提供两种方案实现购买，第一种是按健区的8个物理健进行相应的选择。选择完毕后，需要点击确认，然后就会在出口处出来相应的饮料（见图5.2）。

图5.2 饮料选择

第二种方案是触屏购买（见图 5.3），直接点击饮料区的饮料，点击后会有相应的提示。如需要购买就点击“确认购买”，如不需购买就点击“退出购买”。点击“确认购买”后，就会出来相应的饮料，点击“退出购买”，就回到销售界面。

图5.3 触屏购买

1表示“佳得乐”

2表示“果粒橙”

3表示“美汁源”

4表示“可口可乐”

5表示“芬达”

6表示“雪碧”

7表示“娃哈哈”矿泉水

8表示“农夫山泉”矿泉水

这里示范输入“25”元，点击购买1个“佳得乐”，和一个“可口可乐”，购买完毕后，显示余额“20”元（见图5.4），在提示框中会显示“请取出您的物

品”，点击出口处物品后（表示取出饮料）。

图5.4 余额显示

至此交易完毕。

5.2 非正常购买（图5.5）

图 5.5 非正常购买

当没投钱进去时或者里面钱的余额不足以购买相应的饮料时，就会显示“您的钱不够”，而无法实现交易，如需继续购买，需要再投入人民币。

6.结论

自动售货机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。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。所以说,自动售货机是今后小商品和饮料销售方式的一个很好的发展趋势.它的出现将极大的方便人们购买所需要的小商品.而MCGS软件可以简单明了的模拟出自动售货机得操作过程。

致谢

参考文献

【1】李建伟，郭宏《监控组态软件的设计与开发》[M].北京：冶金工业出版社，2007

【2】恒娟《基于MCGS组态软件的液位定值控制系统 [J]. 电工技术 , 2011,(02) 【3】葛波，沈文杰，赵旎《工控组态软件的对比及应用》[J].-计算机测量与控，2002(08)

【4】程周《可编程序控制器原理与应用》北京：高等教育出版社，2003年