凌控自動化技術(shù)有限公司是國內(nèi)一家新型高科技企業(yè)，公司主要從事專業(yè)可編程人機界面的開發(fā)，應(yīng)用系統(tǒng)的集成，并向用戶提供從硬件到軟件的總體設(shè)計方案。產(chǎn)品遍布化工、鋼鐵、礦山、運輸、機械、檢測設(shè)備等幾十個行業(yè)，并應(yīng)用于全國眾多工業(yè)控制現(xiàn)場。在此，我們向大家介紹武漢凌控自動化有限公司可編程人機界面HMI在輔機試驗臺中的應(yīng)用。

1、行業(yè)背景

隨著鐵路的提速和運營生產(chǎn)的市場化，機車運行負荷逐年增加，機車的檢修必須從定期維修轉(zhuǎn)變成狀態(tài)維修，以保證機車的運行安全，輔機試驗臺即負責測試檢驗直流電機、交流電機、劈相機狀態(tài)的綜合性能的設(shè)備。但在目前，國內(nèi)的大多數(shù)的機車輔機試驗臺仍屬于采用觸點控制的非標準設(shè)備。而這些設(shè)備的試驗操作動作繁瑣、安全系數(shù)低、數(shù)字化程度偏低、故障率高，特別是人工操作技術(shù)水平的差異導(dǎo)致輔機試驗精確度和報表可信度的降低。
我們研發(fā)的輔機試驗臺操作系統(tǒng)可以作為常規(guī)的手動開關(guān)和繼電器控制試驗臺的升級換代產(chǎn)品，通過人機界面完成對直流電機、交流電機、劈相機的實驗操作，并且可以自動記錄、顯示或打印文字圖表等多種表達形式的實驗數(shù)據(jù)、結(jié)果以及試驗故障信息等。同時，試驗臺增加了登記操作管理和管理員密碼等智能化功能，從而大大提高了輔機試驗臺的自動化程度和機車檢修成產(chǎn)的管理水平。另外，試驗臺具有直觀性、可靠性和較高的性價比，已經(jīng)大量應(yīng)用在生產(chǎn)機車檢修設(shè)備的生產(chǎn)廠家和使用單位中，經(jīng)應(yīng)用證明具有很好效果，解決了試驗精度和報表問題，提高了工人工作效率，產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益。

2、工藝流程

本文所討論的輔機試驗臺各測試量由計算機控制同步測試，避免人為誤差。可測試的項目有電機外觀檢查及外形尺寸、安裝尺寸檢查；繞組對機殼及繞組相互間絕緣電阻的測定 繞組實際冷態(tài)下直流電阻的測定小時溫升試驗；速率特性曲線的測定；超速試驗及換向器跳動量檢查；直流電機換向火花檢查等等。自動控制要求主要有運行指示燈的指示功能、試驗臺運行定時功能、實時數(shù)據(jù)的監(jiān)控功能、故障診斷提示功能、簡潔高效的系統(tǒng)操作提示及操作面板上的報警顯示功能。經(jīng)過分析，需要實現(xiàn)遠距離分散I/O信號采集與控制的模塊。考慮鴻格I-7000系列I/O模塊種類多﹑可靠性高﹑抗干擾能力強﹑價格低廉等特點，根據(jù)輔機試驗臺系統(tǒng)控制要求，本系統(tǒng)采用了I-7017（ 8通道模擬量輸入模塊）﹑I-7021（單通12位模擬量輸出模塊）﹑I-7055D模塊作為分布式I/O模塊。并通過RS485 總線與LinCon人機界面保持通訊聯(lián)系，及時將各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)傳送到人機界面中進行分析處理。

3、控制系統(tǒng)硬件配置

I/O模塊選用I-7017、I-7021、I-7055D三類模塊。人機界面選用LinCon LCS104S真彩色觸摸屏，通過ES-485串口可以與I-7000系列模塊直接通訊。
由于輔機試驗臺需要用到比較繁瑣的操作，該公司已有的類似產(chǎn)品采用的是觸點控制的非標準設(shè)備和工業(yè)計算機相結(jié)合的解決方案。此方案雖然能夠解決目前的問題，但是由于需要工人長時間觀察變化，做好實時記錄，難免耗時又耗力，阻礙了產(chǎn)品向一體化方向的發(fā)展。此次采用LinCon人機界面的優(yōu)勢在于可以直接使用人機界面自動完成對不同電機的電壓調(diào)節(jié)控制，直流電機手動、自動啟動，交流電機手動啟動，劈相機手動啟動，停機，不平衡度檢測，故障報警知識，實驗室據(jù)記錄顯示等功能。實現(xiàn)了檢修的自動化、數(shù)字化,對機車檢修數(shù)據(jù)進行了有效的記錄管理，從而實現(xiàn)對機車狀態(tài)有效控制。

4、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計及功能

系統(tǒng)的軟件主要由人機界面參數(shù)設(shè)置、功能塊的配置和設(shè)備配置控制，人機界面軟件主要有開機畫面、操作登記窗口、記錄查詢窗口、管理員窗口、幫助窗口、各電機試驗畫面（包含數(shù)字儀表、運行時間、報警、實時時間）及實
驗記錄畫面等畫面，這些畫面可以讓工人直觀方便的掌握電機測試情況，也可以方便用戶進行后期的功能擴展。如圖所示部分人機界面子畫面。

圖1為登記操作畫面的主界面。首先選擇電機類型，之后會彈出確認和選擇窗口，選擇自動或手動再填好電機編號、操作工號以及上下車號可進入相應(yīng)的操作界面。

圖2為直流電機試驗檢測畫面。分為電壓大小指示、電流大小指示、觸發(fā)電壓大小指示、運轉(zhuǎn)時間、報警窗口、啟動停止按鈕、查看記錄按鈕和返回按鈕。點擊查看記錄按鈕即可自動跳轉(zhuǎn)至試驗記錄畫面。（如圖3所示）

圖3為實驗記錄畫面。這就是最后對直流電機（交流電機或劈相機）完成的試驗參數(shù)的測試記錄畫面。可根據(jù)需要人工或自動定時保存和打印測試結(jié)果。

圖4為管理員設(shè)置畫面。管理員輸入密碼后即可對相應(yīng)設(shè)置進行修改。
本設(shè)計具有以下功能：
可自動完成對不同電機的電壓調(diào)節(jié)控制，直流電機手動啟動，自動啟動，交流電機手動啟動，劈相機手動啟動，停機，不平衡度檢測，故障報警，實驗室數(shù)據(jù)記錄及顯示等功能，自動化程度高。
可實時提供試驗臺有關(guān)的工作狀況和相應(yīng)的故障報警;具有對過電壓電流，異常啟動，操作超時等故障的保護功能，設(shè)備安全性能好。
可提供儀表顯示，數(shù)字記錄等多種表達方式；參用菜單式操作方式，方便簡潔。
可設(shè)置人工或自動定時保存和打印測試結(jié)果。
可按要求自動生成測試報告，可進行軟硬件升級。
可實時保存原始數(shù)據(jù)，以便日后隨時調(diào)出進行處理、分析及打印。
可利用網(wǎng)絡(luò)操作，數(shù)據(jù)可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。
可在原有試驗系統(tǒng)基礎(chǔ)上升級改造。

5、結(jié)束語
根據(jù)輔機試驗臺設(shè)計的控制系統(tǒng)的特點，我們總結(jié)出此系統(tǒng)具有投資較小、安裝調(diào)試簡單、系統(tǒng)工作穩(wěn)定﹑安全可靠性高、觀察方便等特點，實現(xiàn)了對機車狀態(tài)有效控制。更重要的是它采用登記操作管理提高實驗數(shù)據(jù)的可信度。
目前該控制系統(tǒng)已在多家試驗機構(gòu)中得到應(yīng)用。它以其穩(wěn)定可靠的運行狀態(tài)，完全達到了預(yù)期的設(shè)計目標，實現(xiàn)了較好的經(jīng)濟效益與社會效益。