基于力控軟件開發東風型內燃機車恒功智能試驗臺

摘要：對東風型內燃機車恒功試驗臺的功能進行分析，發現傳統試驗臺功能十分落后，現利用力控^®監控組態軟件，設計了一個功能齊全、界面直觀、操作性強的監控系統，能夠實現單板和整機試驗、歷史運行數據查詢和打印、遠程操作和管理、系統運行狀況動態顯示等功能。

關鍵詞：力控；組態軟件；內燃機車；監控

1 引言

　　原有的東風型內燃機車恒功試驗臺，主要由一些測量儀表組合構成，存在功能單調，準確性低，操作繁瑣等問題，給實驗工作帶來很多不便。因此，為了提高工作效率、縮短試驗周期、提高試驗準確性，我們采用力控^®監控組態軟件對試驗臺重新設計，新的試驗臺具有界面簡明、易于操作理、實時功能，以及報表曲線保存與打印等諸多功能，而且設計開發周期短，便于系統改良和升級。

2 工作原理

　　本試驗臺是基于力控組態監控軟件設計的，因此，試驗功能是通過軟件對一個智能模塊的配置來實現的，其工作原理如下：

　　插入被檢測板卡到試驗臺面板上的板卡插槽，運行組臺軟件，通過人機界面上的按鈕，打開相應的相應的試驗開關，建立被測量量的信號輸入/輸出通道，在屏幕上輸入被測信號的數值，由智能模塊輸出這個信號，被檢測板卡反饋信號由智能模塊采集過去，并顯示在屏幕上的指定區域；同時，在屏幕上可以調出相應輸入/輸出信號的變化曲線，以及它的實時報表，并可此打印報表。

3 試驗臺結構

　　本試驗臺的結構主要圍繞實際電路板檢測所要求的功能來實現。以一臺工控機為管理機；采用一個智能模塊，用為被檢測量的準確傳輸、高速計數、脈沖輸出和繼電器輸出；整個試驗臺有獨立的電源模塊提供電源。系統組成框圖如圖1所示。

圖1 系統組成框圖

　　3.1 硬件部分

一、上位管理機

　　本試驗臺采用了功能先進、性能穩定的研華工控機做上位管理機。

二、電源模塊

　　獨立的電源模塊，220V AC輸入，0～15V DC可調節輸出。

三、智能模塊

　　這個智能模塊是試驗臺的重要執行機構，也是重點開發對象，它集A/D 和D/A轉換、信號采集和傳輸、高速計數和脈沖輸出、以及繼電器輸出于一體，功能強大，性能突出。

四、 打印機

　　為了便于記錄試驗數據，特別增設了一臺打印機，可以打印試驗的曲線和報表。

　　五、 被檢測板卡

　　此試驗臺上能檢測的板卡共分兩大類，十多個型號。一大類是東風7型內燃機車上的空轉控制板、比例調節板、功率調節板、電壓傳感板、勵磁控制板、逆變板和整機試驗板；另一大類是東風7C型內燃機車上的空轉輸出板、調節控制板、電流傳感板、勵磁輸出板、驅動控制板和整機試驗板。

　　3.2 軟件部分

　　主要采用國內較為先進的力控^®監控組態軟件，它是北京三維力控科技公司研發的。它有豐富的I/O驅動和強大的實時數據庫功能，性能較為穩定，因此，這里就應用此軟件對實驗臺操作界面進行組態，從而實現試驗臺的各種功能要求。另外，還用到一些其它的開發軟件。

　　3.3實現功能

　　本試驗臺可以實現：單板和整機的性能試驗；被檢測信號實時曲線與報表的調用與打印；被檢測信號歷史曲線與報表的保存；建立參數的數據庫；遠程操作與管理。

4 組態設計

　　4.1 畫面組態

　　在試驗臺的顯示屏上我們可以通過選擇對話框調出需要的試驗界面，這些界面中的按鈕被定義成特定的功能鍵，點擊這些鍵就能運行相應的功能；同時，輸入/輸出信號的實時值也被顯示出來，另外 ，輸入值還可以手動輸入。圖2就是“比例調節”的試驗界面示意圖：

　　圖2 試驗界面示意圖

　　進入在界面，開始試驗，點擊“運行”鍵，本試驗所需要的信號通道打開；結束試驗，點擊“停止”鍵，相應信號通道關閉；進入其它試驗界面 ，點擊“返回”鍵；點擊“儀表及圖表”欄的功能按鈕，可以顯示本試驗的儀表、參數曲線、參數報表。

　　4.2 數據庫組態

　　數據庫組態就是把試驗參數鏈接到智能模塊的I/O端口，從而，可以通過操縱參數來實現信號的輸入/輸出。以“比例調節”試驗為例，其參數曲線和參數報表示意圖如圖3和圖4所示。

圖3 參數曲線示意圖

　　在參數曲線示意圖中，最多可以同時顯示8條曲線，上面的顏色標示塊代表不同參數曲線的不同顏色，加以區別；同時可以通過下面的時間按鈕來查看不同時間段的歷史曲線；點擊“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 參數報表意圖

　　在參數報表示意圖中，可以顯示實時參數值，也可以點擊“記錄合格參數”鍵記錄一組合格的參數，并提供打印功能，方便于試驗資料的保存。

　　4.3 遠程操作與管理

　　使用力控^®監控組態軟件，安裝其網絡版，將試驗臺與互聯網建立連接，便可以在其它地方，比如辦公室或家庭，通過網絡來查看試驗數據資料。

5 結束語

　　新的東風型內燃機車恒功試驗臺設計較為先進，主要采用先進的組態軟件和一個功能強大的智能模塊設計的，不僅解決了舊試驗臺操作繁瑣 、工作效率低、準確性差等缺陷，使得內燃機車的電路板卡試驗簡單易行；而且，新的試驗臺新增了數據庫功能，能夠及時的記錄、保存和打印試驗數據，有利于以后的資料查詢。從而，實現了試驗的可視化，操作管理人性化，大大提高了試驗臺的自動化程度。

參考文獻

[1]馬國華. 監控組態軟件及其應用. 北京：清華大學出版社，2001

[2]北京三維力控科技有限公司. 力控^®用戶手冊