李 娟
(陜西理工學(xué)院 電氣工程系,陜西 漢中 723000)
目前,制作控制系統(tǒng)中的上位機(PC機)的人機互交界面(HMI)的方法有很多,如VB、VC等可視化編程工具制作控制界面,調(diào)用MSCOMM控件或利用Windows API函數(shù)進行上下位機串口通訊;或直接利用工業(yè)組態(tài)軟件來制作上位機程序。泵性能測試涉及參數(shù)多,對圖形功能要求較高,所以用工業(yè)組態(tài)軟件來開發(fā)。
組態(tài)軟件是使用靈活的組態(tài)方式,為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。它能支持各種常用的工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議,并且能提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)管理的功能。組態(tài)軟件常用的功能和特征有:工業(yè)過程動態(tài)可視化;數(shù)據(jù)采集和管理;過程監(jiān)控報警;報表功能;為其它程序提供數(shù)據(jù);簡單的回路調(diào)節(jié)等。
“組態(tài)王”是在PC機上建立工業(yè)控制對象人機接口的一種智能化軟件包。它以Windows2000/Windows XP/Windows NT4.0中文操作系統(tǒng)作為其操作平臺,充分利用了Windows圖形功能完備,界面一致性好,易學(xué)易用的特點。它使采用PC機開發(fā)的系統(tǒng)工程比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更有通用性,大大減少了工控軟件開發(fā)者的重復(fù)性工作,并可運用PC機豐富的軟件資源進行二次開發(fā)。
液壓泵型式試驗的主要目的是要全面掌握產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)完整性、工作性能和耐久性,確定設(shè)計或生產(chǎn)能否定型,它的試驗條件較為嚴格。試驗項目主要包括靜態(tài)特性、動態(tài)特性、結(jié)構(gòu)完整性和耐久性,其測試精度較高,可作為科研開發(fā)、設(shè)計定型和生產(chǎn)定型的手段。
參照液壓泵試驗的國家標準,根據(jù)廠家的實際要求對齒輪泵進行型式試驗,確定型式試驗的試驗項目為:空載試驗、滿載試驗、效率試驗、壓力振擺檢驗、超速試驗、沖擊試驗、超載試驗。因而,在組態(tài)軟件中設(shè)計主要功能模塊有5個。
(1)溫度、壓力、速度、扭矩、流量采集模塊:采集溫度、壓力等模擬量,是試驗的核心,通過這些信號來控制系統(tǒng)的工作過程,在“組態(tài)王”軟件中,可將溫度、壓力等參數(shù)定義成I/O變量,通過變量寄存器的定義與對應(yīng)的硬件相連,引用這些變量便可得到相應(yīng)的參數(shù)。
(2)試驗項目選擇控制模塊:該模塊包含七個試驗項目:空載試驗、滿載試驗、效率試驗、壓力振擺檢驗、超速試驗、沖擊試驗、超載試驗。不同試驗選擇不同試驗界面,在此通過一個菜單控件,在系統(tǒng)運行時,用控件的浮動菜單轉(zhuǎn)換各性能特性的界面,實現(xiàn)試驗項目選擇功能。
(3)試驗數(shù)據(jù)記錄、顯示及打印模塊:試驗時用報表來記錄試驗數(shù)據(jù),用來分析試驗結(jié)果及產(chǎn)品性能,也是給用戶的試驗報告。在組態(tài)王中有專用的報表窗口,用報表窗口繪制數(shù)據(jù)報表,報表格式跟EXCEL的格式一樣,設(shè)計方便。在數(shù)據(jù)報表做一報表菜單,菜單包括:打印、保存、打印預(yù)覽、頁面設(shè)置等功能,方便數(shù)據(jù)報表的管理。
(4)試驗數(shù)據(jù)處理模塊:該模塊主要對試驗數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和計算,要將傳感器測量的信號進行標度轉(zhuǎn)換,變成標準單位的數(shù)值。有些參數(shù)值不是直接測量得到,而是利用己有的參數(shù)通過數(shù)學(xué)公式計算得到。
(5)性能曲線顯示模塊:試驗的各個性能特性通過曲線來描繪,包括等效率曲線、功率、流量、效率隨壓力變化的曲線等。
本系統(tǒng)共設(shè)計了5個界面,分別完成相應(yīng)的功能。
主控界面如圖1所示。在這里可以通過按動相應(yīng)的按鈕,進行齒輪泵的空載、滿載、效率等試驗并觀測到各個儀表的讀數(shù)。
圖1 主控界面
“試驗記錄”畫面如圖2所示。在此畫面里可以查看、保存、打印試驗記錄。點擊繪圖按鈕將啟動MATLAB進行繪圖。點擊查詢按鈕可以進行試驗記錄的查詢。點擊返回按鈕可以進行下次試驗。保存報表、頁面設(shè)置、報表預(yù)覽、報表打印按鈕可以進行試驗記錄的保存、打印設(shè)置、打印預(yù)覽及打印。
圖2 “試驗記錄”畫面
在界面設(shè)計的過程中,許多功能的完成需要靠命令語言的編譯執(zhí)行來完成。在該系統(tǒng)中應(yīng)用了大量的命令語言。下面兩段分別是試驗記錄保存、歷史記錄查詢程序語言。
(1)保存記錄:
(2)記錄查詢:·1
采用組態(tài)王開發(fā)泵性能參數(shù)測試系統(tǒng)軟件,可對泵在運行中的各個參數(shù)和性能指標進行測量和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集,根據(jù)測試要求改變工況,同時對所測得參數(shù)加以微機處理、制表、打印并繪制出參數(shù)的試驗曲線。該系統(tǒng)軟件組態(tài)畫面直觀形象,操作簡單易學(xué)。
[1]王益群,王燕山,姜萬錄.液壓CAT技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].機床與液壓,2001,(2).