自动线仿真实训软件模型与登录界面设计

摘 要 本论文主要以黄冈职业技术学院机电学院工业控制实训室的柔性自动化生产线设备为模型产品，提出和设计了基于机电控制仿真软件平台上进行研究开发自动生产线仿真实训，分析和论述了如何进行运用该软件开放元器件库来转化在自动化生产线仿真实训中的应用库，结合我校现有设备情况，分析研究相关对策和方法。 本论文首先简要介绍了仿真软件登录界面的设计过程和方法。

关键词 自动化生产线 仿真软件 界面设计

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

我校机电设备维修与管理专业有一门重要课程，这就是自动化生产线安装与调试课程中的仿真实训软件开发包含可编程控制技能实训仿真、电路接线仿真功能，和自主学习搭建线路功能。为了学习者能在一个互动友发的界面上学习，并能根据已有图表资料能进行自主学习的要求，能让操作者在计算机上模拟完成各站的电气线路设计和控制程序的编程，但这些内容的选择和使用都需要一个窗口和仿问界面。因此本仿真软件还应满足以下界面设计要求。

为了使操作者或学习者方便进入这个区域学习和使用这个仿真实训软件以达到操作简单明了，清晰可见。着重于提示信息要详细、准确、恰当，便于灵活掌握应用。软件界面应布局合理，颜色得当、菜单按钮规范、用语简单明了、画面美观。仿真实训软件可调整训练进度，能及时反馈学生的操作、自测情况。

1 软件组成与设计

自动化生产线安装与调试课程的仿真软件的开发平台主要是在C语言为基础进行开发设计的，我们在机电仿真控制平台上共享其数据库。主要做开发自已工作站的三维模型，并建设电路控制库和程序代码，导入其控件中。为了能在我们的仿真软件开发和设计中能较好实现以上资源的共享和调用，我们从其设计结构四个层面来撰述：

（1）界面表示层：负责处理用户与应用程序之间的交互过程：它可以是一般的终端设备、桌面应用程序。

（2）电路设计层：定义了用户界面要显示的内容，并根据所支持的是库中已有电路。对于相应的用户要求可以进行二次制作导入相应的库中，其各级控制逻辑层会以用户的要求来定义。

（3）程序设计层：提供应用系统需要的其它功能，如：消息传送、工件调取、工件颜色的选择支持所需要程序。

（4）数据库层：存放用户应用电路模型图和控制程序数据和各种可共享模块。

为实现实时三维控制的性能和各层次结构的控制要求，首先要考虑的是框架如何分层、各层包含何种组件或对象、不同层次之层对象如何通信。

在实际应用中，也可以将逻辑层再分为若干组件集，每一个组件集完成一个相当小的小电路功能，用户界面层通常需要连接若干个组件集来完成一个单独的逻辑块后可以组合成新的控制电路模块。组件集之间也可以相互调用。本论文的框架图如图1所示，分为界面表示层、电路设计层、程序设计层和数据库四层。

2 软件的模型设计

仿真自动线教学是实际自动线控制过程在计算机上的本质实现，其系统模型主要有自动线教学设备硬件（或物理）部分和软件部分组成。硬件部分由自动线运动部件、控制电路零件、执行器等构成，软件部分则由电气控制线路、PLC控制程序和机电仿真控制平台构成。自动线中机械手是一套自动化设备接受指令的过程。对仿真自动化生产线系统模型的建立是仿真实训的关键技术。为此我们要对相关模型进行分析设计，制定出相关数据表，按一定规律导入控件中。

2.1 三层模型

三层模型是一种“界面模型+电路库+ 程序库”的逻辑分层模型，界面模型：通过调用控制逻辑层代码来获取所需要的数据，按照控制电路的运行要求适当的通过用户界面的三维动画显示出来。当应用程序被修改时，只要对表示层提供的接口不变，就不需要更新每个工作站的用户界面程序，在运行效率和可维护性上远远高于静态图分析，如图2所示。

另外要说明的是，对于不同生产线可以用不同三维模型界面表示出业，前题是设计好相应的模型。通过相应的电路库和程序库调用，这也更加方便于教学，实现网络化管理和网络化实训服务，对于教学中不同的生产线中有可扩展性和灵活性。

3 登录界面的设计

由于我们是在一个已有平台研究，有许多已知的元器件我们可以直接调用。但我们研究的自动生线是一个相对复杂、元器件比较较多并且型号多。为此我们要有所选择的进行主菜单设计，方便于教学中调取使用。具体登录界面如图3所示自动化生产线仿真软件登录界面。

以上是仿真软件登录界面的设计和开发过程，模型的设计和选择更多是要到实地现场观察设备和运行过程。其他各站设计将在后续整理后和大家一起分享。

参考文献

[1] 黄卫庭.自动化生产线仿真实训软件设计与开发[D].武汉：华中科技大学图书馆，2012.11.