力控在东风型内燃机车恒功智能试验台系统中的应用.doc

摘要：对东风型内燃机车恒功试验台的功能进行分析，发现传统试验台功能十分落后，现利用力控®监控组态软件，设计了一个功能齐全、界面直观、操作性强的监控系统，能够实现单板和整机试验、历史运行数据查询和打印、远程操作和管理、系统运行状况动态显示等功能。
关键词：力控；组态软件；内燃机车；监控
　　1  引言
　　原有的东风型内燃机车恒功试验台，主要由一些测量仪表组合构成，存在功能单调，准确性低，操作繁琐等问题，给实验工作带来很多不便。因此，为了提高工作效率、缩短试验周期、提高试验准确性，我们采用力控®监控组态软件对试验台重新设计，新的试验台具有界面简明、易于操作理、实时功能，以及报表曲线保存与打印等诸多功能，而且设计开发周期短，便于系统改良和升级。
　　2  工作原理
　　本试验台是基于力控组态监控软件设计的，因此，试验功能是通过软件对一个智能模块的配置来实现的，其工作原理如下：
　　插入被检测板卡到试验台面板上的板卡插槽，运行组台软件，通过人机界面上的按钮，打开相应的相应的试验开关，建立被测量量的信号输入/输出通道，在屏幕上输入被测信号的数值，由智能模块输出这个信号，被检测板卡反馈信号由智能模块采集过去，并显示在屏幕上的指定区域；同时，在屏幕上可以调出相应输入/输出信号的变化曲线，以及它的实时报表，并可此打印报表。
　　3 试验台结构
　　本试验台的结构主要围绕实际电路板检测所要求的功能来实现。以一台工控机为管理机；采用一个智能模块，用为被检测量的准确传输、高速计数、脉冲输出和继电器输出；整个试验台有独立的电源模块提供电源。系统组成框图如图1所示。

图1  系统组成框图
　　3.1  硬件部分
　　一、上位管理机
　　本试验台采用了功能先进、性能稳定的研华工控机做上位管理机。
　　二、电源模块
　　独立的电源模块，220V AC输入，0～15V DC可调节输出。
　　三、智能模块
　　这个智能模块是试验台的重要执行机构，也是重点开发对象，它集A/D 和D/A转换、信号采集和传输、高速计数和脉冲输出、以及继电器输出于一体，功能强大，性能突出。
　　四、 打印机
　　为了便于记录试验数据，特别增设了一台打印机，可以打印试验的曲线和报表。
　　五、 被检测板卡
　　此试验台上能检测的板卡共分两大类，十多个型号。一大类是东风7型内燃机车上的空转控制板、比例调节板、功率调节板、电压传感板、励磁控制板、逆变板和整机试验板；另一大类是东风7C型内燃机车上的空转输出板、调节控制板、电流传感板、励磁输出板、驱动控制板和整机试验板。
　　3.2 软件部分
　　主要采用国内较为先进的力控®监控组态软件，它是北京三维力控科技公司研发的。它有丰富的I/O驱动和强大的实时数据库功能，性能较为稳定，因此，这里就应用此软件对实验台操作界面进行组态，从而实现试验台的各种功能要求。另外，还用到一些其它的开发软件。
　　3.3实现功能
　　本试验台可以实现：单板和整机的性能试验；被检测信号实时曲线与报表的调用与打印；被检测信号历史曲线与报表的保存；建立参数的数据库；远程操作与管理。
　　4 组态设计
　　4.1 画面组态
　　在试验台的显示屏上我们可以通过选择对话框调出需要的试验界面，这些界面中的按钮被定义成特定的功能键，点击这些键就能运行相应的功能；同时，输入/输出信号的实时值也被显示出来，另外 ，输入值还可以手动输入。图2就是“比例调节”的试验界面示意图：

　　图2  试验界面示意图
　　进入在界面，开始试验，点击“运行”键，本试验所需要的信号通道打开；结束试验，点击“停止”键，相应信号通道关闭；进入其它试验界面 ，点击“返回”键；点击“仪表及图表”栏的功能按钮，可以显示本试验的仪表、参数曲线、参数报表。
　　4.2 数据库组态
　　数据库组态就是把试验参数链接到智能模块的I/O端口，从而，可以通过操纵参数来实现信号的输入/输出。以“比例调节”试验为例，其参数曲线和参数报表示意图如图3和图4所示。

图3  参数曲线示意图
　　在参数曲线示意图中，最多可以同时显示8条曲线，上面的颜色标示块代表不同参数曲线的不同颜色，加以区别；同时可以通过下面的时间按钮来查看不同时间段的历史曲线；点击“查看曲线”和“查看仪表”还可以在曲线和仪表之间相互切换。

图4    参数报表意图
　　在参数报表示意图中，可以显示实时参数值，也可以点击“记录合格参数”键记录一组合格的参数，并提供打印功能，方便于试验资料的保存。
　　4.3 远程操作与管理
　　使用力控®监控组态软件，安装其网络版，将试验台与互联网建立连接，便可以在其它地方，比如办公室或家庭，通过网络来查看试验数据资料。
　　5 结束语
　　新的东风型内燃机车恒功试验台设计较为先进，主要采用先进的组态软件和一个功能强大的智能模块设计的，不仅解决了旧试验台操作繁琐 、工作效率低、准确性差等缺陷，使得内燃机车的电路板卡试验简单易行；而且，新的试验台新增了数据库功能，能够及时的记录、保存和打印试验数据，有利于以后的资料查询。从而，实现了试验的可视化，操作管理人性化，大大提高了试验台的自动化程度。
参考文献
[1]马国华. 监控组态软件及其应用. 北京：清华大学出版社，2001
[2]北京三维力控科技有限公司. 力控®用户手册