康萬海

摘 要：機(jī)車修造離不開人的參與，如何提高個(gè)人對機(jī)車的認(rèn)知、對技術(shù)知識的良好掌握是做好員工培訓(xùn)的重中之重，從而促進(jìn)機(jī)車修造企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。本文以HXD2C機(jī)車司機(jī)顯示屏為例，描述了如何運(yùn)用MCGS軟件將兩者有機(jī)結(jié)合到一起，制作HXD2C型電力機(jī)車司機(jī)的操作顯示界面，通過對司機(jī)顯示屏仿真及對各類信息、功能的介紹講解為機(jī)車修造作業(yè)人員及機(jī)車司乘人員深入學(xué)習(xí)了解機(jī)車提供了新的有效手段，使理論學(xué)習(xí)得到實(shí)踐，提升了學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)印象。

關(guān)鍵詞：機(jī)車;MCGS;司機(jī)顯示屏;培訓(xùn)

0 引言

高質(zhì)量的機(jī)車修造水平是保障鐵路安全及平穩(wěn)運(yùn)用的基礎(chǔ)，這就要求了機(jī)車修造作業(yè)人員對機(jī)車的全面認(rèn)識，對技術(shù)技能的良好掌握。目前多種型號機(jī)車的存在也要求司乘人員要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，從而保證行車安全。為了使機(jī)車修造人員及司乘人員更加深刻且系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，利用組態(tài)軟件MCGS低成本、靈活高效、形象直觀的優(yōu)點(diǎn)對司機(jī)顯示屏仿真，通過對仿真內(nèi)容的深入解析達(dá)到培訓(xùn)學(xué)習(xí)的目的。

1 MCGS軟件簡介

MCGS是一套基于Windows平臺，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，它為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。

MCGS組態(tài)軟件主要包括主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五大部分（如圖1所示）。

MCGS軟件可以記錄報(bào)警數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)報(bào)警顯示。MCGS把報(bào)警處理作為數(shù)據(jù)對象的屬性，封裝在數(shù)據(jù)對象內(nèi)，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫來自動(dòng)處理。當(dāng)數(shù)據(jù)對象的值或狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫判斷對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象是否發(fā)生了報(bào)警或已產(chǎn)生的報(bào)警是否已經(jīng)結(jié)束，并把所產(chǎn)生的報(bào)警信息通知給系統(tǒng)的其它部分，同時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫根據(jù)用戶的組態(tài)設(shè)定，把報(bào)警信息存入指定的存盤數(shù)據(jù)庫文件中。此外，MCGS軟件還可以產(chǎn)生多種動(dòng)畫效果，用戶可以選擇不同的動(dòng)畫效果來反映數(shù)值或狀態(tài)的改變，例如：圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍等。

2 司機(jī)顯示屏的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

司機(jī)顯示屏的設(shè)計(jì)需要通過對顯示屏的功能分析、界面結(jié)構(gòu)設(shè)定、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析、變量的設(shè)定及分類等幾部分進(jìn)行思考從而實(shí)現(xiàn)仿真功能貼合實(shí)際，達(dá)到培訓(xùn)學(xué)習(xí)的目的。

2.1 司機(jī)顯示屏功能

電力機(jī)車功能結(jié)構(gòu)復(fù)雜且設(shè)備數(shù)量較多，如果駕駛室內(nèi)需要司機(jī)實(shí)時(shí)查看并控制的儀表設(shè)備數(shù)量過多，就很容易導(dǎo)致司機(jī)產(chǎn)生疲勞，不利于安全行車。

列車司機(jī)顯示單元是列車上完成人機(jī)對話系統(tǒng)信息顯示的重要單元，為駕駛員的操作及鐵路安全運(yùn)行提供信息保證。司機(jī)顯示屏尺寸很小，卻需要顯示出大量列車狀態(tài)信息。為了將龐大的數(shù)據(jù)信息通過同一塊平板顯示器顯示出來，必須對列車信息進(jìn)行合理的分類，每個(gè)界面只顯示一類信息，在不同信息界面之間可以進(jìn)行切換操作。在每一類信息界面中可以通過模塊的填充顏色變化、可見度、閃爍以及數(shù)據(jù)框等方式來顯示車輛各部件的運(yùn)行狀況及參數(shù)，這樣可以讓司機(jī)更直觀地查看車輛信息。

2.2 司機(jī)顯示屏結(jié)構(gòu)

HXD2C型電力機(jī)車司機(jī)顯示屏可分為三大基本區(qū)域，即屏幕功能選擇區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)和全局信息區(qū)。

2.2.1 屏幕功能選擇區(qū)

屏幕功能選擇區(qū)包括兩層，上方一層是屏幕功能的主選擇按鈕，下面一層顯示目前選擇的屏幕功能顯示區(qū)的子功能選項(xiàng)。

2.2.2 數(shù)據(jù)區(qū)

本區(qū)域顯示目前選擇的界面的過程數(shù)據(jù)。此區(qū)域的標(biāo)題欄部分顯示機(jī)車編號和實(shí)時(shí)日期、時(shí)間。

2.2.3 全局信息區(qū)

兩個(gè)狀態(tài)指示，并且每個(gè)屏幕都能顯示：事件指示（左側(cè)）顯示實(shí)時(shí)的機(jī)車故障狀態(tài)。主斷斷開狀態(tài)顯示（中間）顯示是由于故障還是人為原因斷主斷。操作狀態(tài)顯示（右側(cè)）顯示目前實(shí)時(shí)進(jìn)行的操作狀態(tài)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的功能

機(jī)車信息的變化是通過顯示屏中模塊的顏色變化、可見度和標(biāo)簽內(nèi)數(shù)據(jù)的數(shù)值等信息狀態(tài)的改變來體現(xiàn)的。機(jī)車每一個(gè)狀態(tài)信息的改變都對應(yīng)著一個(gè)數(shù)據(jù)當(dāng)前值的改變。當(dāng)某一數(shù)據(jù)值發(fā)生改變時(shí)，顯示屏上會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，司機(jī)就通過這些變化來了解對應(yīng)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)信息。

例如，當(dāng)“列車向前”變量的值為“1”時(shí)，代表車輛向前行駛且左側(cè)駕駛室為占用駕駛室，此時(shí)在主界面左側(cè)出現(xiàn)黃色圖標(biāo)而且圖標(biāo)中箭頭方向向前;當(dāng)“列車向后”變量的值為“1”時(shí)，代表車輛向后行駛且右側(cè)駕駛室為占用駕駛室，此時(shí)在主界面的左側(cè)出現(xiàn)黃色圖標(biāo)而且圖標(biāo)中箭頭方向向后;當(dāng)該數(shù)據(jù)值為“0”時(shí)，代表車輛處于零位，此時(shí)在主界面的左側(cè)出現(xiàn)黃色圖標(biāo)而且圖標(biāo)中箭頭方向指向兩側(cè)。

數(shù)據(jù)信息則通過與其相關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽在屏幕上顯示出具體數(shù)值，司機(jī)通過標(biāo)簽顯示的數(shù)值來了解對應(yīng)變量的當(dāng)前值。例如，車速標(biāo)簽與“車速”變量相關(guān)聯(lián)，列車監(jiān)控系統(tǒng)將檢測到的當(dāng)前車速循環(huán)賦值給“車速”變量，列車的運(yùn)行時(shí)速就可以通過車速標(biāo)簽顯示在屏幕上。

顯示屏內(nèi)所有顯示列車狀態(tài)的信息都關(guān)聯(lián)著變量，要將列車狀態(tài)盡可能詳細(xì)地通過屏幕顯示出來，就需要數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)變量。列車監(jiān)控系統(tǒng)將采集到的列車信息通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給處理器，屏幕顯示的軟件系統(tǒng)將處理器采集到的各數(shù)值賦值給對應(yīng)的變量，變量是與對應(yīng)模塊關(guān)聯(lián)在一起的，這樣就將列車的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與顯示屏中模塊關(guān)聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)了通過屏幕來顯示列車各類狀態(tài)信息的目的。

3 顯示屏部分界面簡介

3.1 主界面

接通電源后首先顯示如圖2所示的主界面。

主界面顯示的功能有很多，是整個(gè)界面設(shè)計(jì)的核心，反映了當(dāng)前機(jī)車的所有主要信息。這些信息主要包括：

3.2 故障確認(rèn)界面

當(dāng)顯示屏左下角故障事件指示標(biāo)志進(jìn)行閃爍時(shí)，點(diǎn)擊圖標(biāo)將進(jìn)入故障確認(rèn)界面。

3.3 控制-隔離界面

本界面實(shí)時(shí)顯示機(jī)車電機(jī)變流器及輔助變流器等的狀態(tài)，除隔離閥外的每個(gè)相應(yīng)的設(shè)備可以被手動(dòng)隔離及解除隔離。如果進(jìn)行手動(dòng)隔離及解除隔離，點(diǎn)擊相對應(yīng)的按鈕，則DDU向MPU發(fā)送指令，并且按鈕閃爍5秒鐘，5秒鐘后返回顯示狀態(tài)，可以看出機(jī)車是否執(zhí)行了手動(dòng)隔離/解除操作。

3.4 過程數(shù)據(jù)概述界面

本界面顯示機(jī)車相關(guān)的過程數(shù)據(jù)，如果有重聯(lián)機(jī)車，點(diǎn)擊相應(yīng)的重聯(lián)機(jī)車即可顯示相關(guān)重聯(lián)機(jī)車的過程數(shù)據(jù)。

3.5 輔助界面

根據(jù)HXD2C機(jī)車高壓電氣原理圖中的“輔助電路”原理繪制而成，但其中的除QA-TP2-PP，QA-PC-CAB，QA-PC-MWD，QA-HVAC1，QA-HVAC2不能提供其狀態(tài)值。

4 結(jié)論

基于MCGS的司機(jī)顯示屏仿真充分利用了組態(tài)軟件MCGS的強(qiáng)大功能，提供給機(jī)車修造人員與司乘人員新的培訓(xùn)體驗(yàn)，是一種進(jìn)步與創(chuàng)新。通過對各界面的學(xué)習(xí)與深入研究可以系統(tǒng)性的掌握機(jī)車原理與作業(yè)知識，提升了學(xué)習(xí)人員的專業(yè)素質(zhì)，利用生動(dòng)形象的畫面也激發(fā)了學(xué)習(xí)人員的興趣。

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