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摘要：對(duì)東風(fēng)型內(nèi)燃機(jī)車(chē)恒功試驗(yàn)臺(tái)的功能進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)功能十分落后，現(xiàn)利用力控®監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)了一個(gè)功能齊全、界面直觀、操作性強(qiáng)的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)單板和整機(jī)試驗(yàn)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢和打印、遠(yuǎn)程操作和管理、系統(tǒng)運(yùn)行狀況動(dòng)態(tài)顯示等功能。
關(guān)鍵詞：力控；組態(tài)軟件；內(nèi)燃機(jī)車(chē)；監(jiān)控
1 引言
原有的東風(fēng)型內(nèi)燃機(jī)車(chē)恒功試驗(yàn)臺(tái)，主要由一些測(cè)量?jī)x表組合構(gòu)成，存在功能單調(diào)，準(zhǔn)確性低，操作繁瑣等問(wèn)題，給實(shí)驗(yàn)工作帶來(lái)很多不便。因此，為了提高工作效率、縮短試驗(yàn)周期、提高試驗(yàn)準(zhǔn)確性，我們采用力控®監(jiān)控組態(tài)軟件對(duì)試驗(yàn)臺(tái)重新設(shè)計(jì)，新的試驗(yàn)臺(tái)具有界面簡(jiǎn)明、易于操作理、實(shí)時(shí)功能，以及報(bào)表曲線保存與打印等諸多功能，而且設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期短，便于系統(tǒng)改良和升級(jí)。
2 工作原理
本試驗(yàn)臺(tái)是基于力控組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)的，因此，試驗(yàn)功能是通過(guò)軟件對(duì)一個(gè)智能模塊的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其工作原理如下：
插入被檢測(cè)板卡到試驗(yàn)臺(tái)面板上的板卡插槽，運(yùn)行組臺(tái)軟件，通過(guò)人機(jī)界面上的按鈕，打開(kāi)相應(yīng)的相應(yīng)的試驗(yàn)開(kāi)關(guān)，建立被測(cè)量量的信號(hào)輸入/輸出通道，在屏幕上輸入被測(cè)信號(hào)的數(shù)值，由智能模塊輸出這個(gè)信號(hào)，被檢測(cè)板卡反饋信號(hào)由智能模塊采集過(guò)去，并顯示在屏幕上的指定區(qū)域；同時(shí)，在屏幕上可以調(diào)出相應(yīng)輸入/輸出信號(hào)的變化曲線，以及它的實(shí)時(shí)報(bào)表，并可此打印報(bào)表。
3 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)
本試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)主要圍繞實(shí)際電路板檢測(cè)所要求的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。以一臺(tái)工控機(jī)為管理機(jī)；采用一個(gè)智能模塊，用為被檢測(cè)量的準(zhǔn)確傳輸、高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出和繼電器輸出；整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)有獨(dú)立的電源模塊提供電源。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)組成框圖
3.1 硬件部分
一、上位管理機(jī)
本試驗(yàn)臺(tái)采用了功能先進(jìn)、性能穩(wěn)定的研華工控機(jī)做上位管理機(jī)。
二、電源模塊
獨(dú)立的電源模塊，220V AC輸入，0～15V DC可調(diào)節(jié)輸出。
三、智能模塊
這個(gè)智能模塊是試驗(yàn)臺(tái)的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也是重點(diǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)象，它集A/D 和D/A轉(zhuǎn)換、信號(hào)采集和傳輸、高速計(jì)數(shù)和脈沖輸出、以及繼電器輸出于一體，功能強(qiáng)大，性能突出。
四、 打印機(jī)
為了便于記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，特別增設(shè)了一臺(tái)打印機(jī)，可以打印試驗(yàn)的曲線和報(bào)表。
五、 被檢測(cè)板卡
此試驗(yàn)臺(tái)上能檢測(cè)的板卡共分兩大類(lèi)，十多個(gè)型號(hào)。一大類(lèi)是東風(fēng)7型內(nèi)燃機(jī)車(chē)上的空轉(zhuǎn)控制板、比例調(diào)節(jié)板、功率調(diào)節(jié)板、電壓傳感板、勵(lì)磁控制板、逆變板和整機(jī)試驗(yàn)板；另一大類(lèi)是東風(fēng)7C型內(nèi)燃機(jī)車(chē)上的空轉(zhuǎn)輸出板、調(diào)節(jié)控制板、電流傳感板、勵(lì)磁輸出板、驅(qū)動(dòng)控制板和整機(jī)試驗(yàn)板。
3.2 軟件部分
主要采用國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的力控®監(jiān)控組態(tài)軟件，它是北京三維力控科技公司研發(fā)的。它有豐富的I/O驅(qū)動(dòng)和強(qiáng)大的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)功能，性能較為穩(wěn)定，因此，這里就應(yīng)用此軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作界面進(jìn)行組態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)的各種功能要求。另外，還用到一些其它的開(kāi)發(fā)軟件。
3.3實(shí)現(xiàn)功能
本試驗(yàn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)：?jiǎn)伟搴驼麢C(jī)的性能試驗(yàn)；被檢測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)曲線與報(bào)表的調(diào)用與打印；被檢測(cè)信號(hào)歷史曲線與報(bào)表的保存；建立參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)；遠(yuǎn)程操作與管理。
4 組態(tài)設(shè)計(jì)
4.1 畫(huà)面組態(tài)
在試驗(yàn)臺(tái)的顯示屏上我們可以通過(guò)選擇對(duì)話框調(diào)出需要的試驗(yàn)界面，這些界面中的按鈕被定義成特定的功能鍵，點(diǎn)擊這些鍵就能運(yùn)行相應(yīng)的功能；同時(shí)，輸入/輸出信號(hào)的實(shí)時(shí)值也被顯示出來(lái)，另外 ，輸入值還可以手動(dòng)輸入。圖2就是“比例調(diào)節(jié)”的試驗(yàn)界面示意圖：
圖2 試驗(yàn)界面示意圖
進(jìn)入在界面，開(kāi)始試驗(yàn)，點(diǎn)擊“運(yùn)行”鍵，本試驗(yàn)所需要的信號(hào)通道打開(kāi)；結(jié)束試驗(yàn)，點(diǎn)擊“停止”鍵，相應(yīng)信號(hào)通道關(guān)閉；進(jìn)入其它試驗(yàn)界面 ，點(diǎn)擊“返回”鍵；點(diǎn)擊“儀表及圖表”欄的功能按鈕，可以顯示本試驗(yàn)的儀表、參數(shù)曲線、參數(shù)報(bào)表。
4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)
數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)就是把試驗(yàn)參數(shù)鏈接到智能模塊的I/O端口，從而，可以通過(guò)操縱參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入/輸出。以“比例調(diào)節(jié)”試驗(yàn)為例，其參數(shù)曲線和參數(shù)報(bào)表示意圖如圖3和圖4所示。
圖3 參數(shù)曲線示意圖
在參數(shù)曲線示意圖中，最多可以同時(shí)顯示8條曲線，上面的顏色標(biāo)示塊代表不同參數(shù)曲線的不同顏色，加以區(qū)別；同時(shí)可以通過(guò)下面的時(shí)間按鈕來(lái)查看不同時(shí)間段的歷史曲線；點(diǎn)擊“查看曲線”和“查看儀表”還可以在曲線和儀表之間相互切換。
圖4 參數(shù)報(bào)表意圖
在參數(shù)報(bào)表示意圖中，可以顯示實(shí)時(shí)參數(shù)值，也可以點(diǎn)擊“記錄合格參數(shù)”鍵記錄一組合格的參數(shù)，并提供打印功能，方便于試驗(yàn)資料的保存。
4.3 遠(yuǎn)程操作與管理
使用力控®監(jiān)控組態(tài)軟件，安裝其網(wǎng)絡(luò)版，將試驗(yàn)臺(tái)與互聯(lián)網(wǎng)建立連接，便可以在其它地方，比如辦公室或家庭，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)查看試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料。
5 結(jié)束語(yǔ)
新的東風(fēng)型內(nèi)燃機(jī)車(chē)恒功試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)較為先進(jìn)，主要采用先進(jìn)的組態(tài)軟件和一個(gè)功能強(qiáng)大的智能模塊設(shè)計(jì)的，不僅解決了舊試驗(yàn)臺(tái)操作繁瑣 、工作效率低、準(zhǔn)確性差等缺陷，使得內(nèi)燃機(jī)車(chē)的電路板卡試驗(yàn)簡(jiǎn)單易行；而且，新的試驗(yàn)臺(tái)新增了數(shù)據(jù)庫(kù)功能，能夠及時(shí)的記錄、保存和打印試驗(yàn)數(shù)據(jù)，有利于以后的資料查詢。從而，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)的可視化，操作管理人性化，大大提高了試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化程度。
參考文獻(xiàn)
[1]馬國(guó)華. 監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社，2001
[2]北京三維力控科技有限公司. 力控®用戶手冊(cè)
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