計(jì)算機(jī)組態(tài)控制T68 鏜床故障排除考核系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

張 靜 之

(1. 上海工程技術(shù)大學(xué) 高職學(xué)院，上海200437;2. 上海市高級技工學(xué)校，上海200437)

0 引 言

T68 鏜床的維護(hù)與檢修是自動(dòng)化專業(yè)和機(jī)電一體化專業(yè)的大學(xué)生主要學(xué)習(xí)內(nèi)容之一，也是維修電工職業(yè)技能培訓(xùn)的重要課題。鑒于T68 鏜床的排故實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，傳統(tǒng)的方法無法實(shí)現(xiàn)針對T68 鏜床設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行有效的監(jiān)控，也無法針對學(xué)員的操作情況進(jìn)行檢查，更不能對故障的檢查、排除和恢復(fù)運(yùn)行的工作進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)評分。針對這些情況，通過對T68 鏜床在實(shí)際應(yīng)用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障和維修過程中的難點(diǎn)，以及在高職實(shí)訓(xùn)、技能鑒定和職業(yè)培訓(xùn)過程中出現(xiàn)的困難和問題進(jìn)行分析，開發(fā)出了“T68排故實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)”［1-12］。

“計(jì)算機(jī)組態(tài)控制T68 鏜床智能實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)軟件”是以工控軟件組態(tài)王5.1 作為主要開發(fā)工具，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生、教師信息輸入，故障設(shè)置界面顯示，在線排故障操作，排故障操作次數(shù)顯示及限制，考試時(shí)間倒計(jì)時(shí)，考生成績及操作信息提示和故障在線復(fù)位等功能的T68 鏜床實(shí)訓(xùn)教學(xué)專用軟件［11］。

1 組態(tài)技術(shù)簡介

“組態(tài)控制技術(shù)”是近年來發(fā)展起來的一門新技術(shù)，組態(tài)軟件是完成數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它以計(jì)算機(jī)為基本工具，為實(shí)施數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、生產(chǎn)控制提供了基礎(chǔ)平臺和開發(fā)環(huán)境［1-3］。組態(tài)軟件功能強(qiáng)大，使用方便，其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，使用組態(tài)軟件可以方便、快速地進(jìn)行系統(tǒng)集成，構(gòu)造不同需求的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)［5］。

組態(tài)軟件應(yīng)具有以下功能［2］:①數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理功能。②數(shù)據(jù)存儲功能;包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)顯示等。③系統(tǒng)故障或事故報(bào)警。④現(xiàn)場動(dòng)態(tài)圖形功能，顯示現(xiàn)場生產(chǎn)過程或?qū)崟r(shí)狀態(tài)。⑤自動(dòng)或召喚出實(shí)時(shí)和歷史報(bào)表功能;或數(shù)據(jù)曲線顯示功能。⑥友好的人機(jī)界面。

組態(tài)王是運(yùn)行在Windows 95/NT 上的一種組態(tài)軟件。使用組態(tài)王，用戶可以方便地構(gòu)造適應(yīng)自己需要的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，在任何需要的時(shí)候把生產(chǎn)現(xiàn)場的信息實(shí)時(shí)地傳送到控制室，保證信息的暢通［4］。組態(tài)王因其強(qiáng)大的功能而被廣泛應(yīng)用于電力、制冷、化工、機(jī)械制造、交通管理等多種工程領(lǐng)域。此次將組態(tài)王軟件用于教學(xué)，將組態(tài)技術(shù)的應(yīng)用拓展到了職教領(lǐng)域。

2 T68 排故實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)

2.1 登錄界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［9］

首先，點(diǎn)擊“”考號“后的按鈕和“密碼”后的按鈕，完成考評員監(jiān)考號碼和密碼的輸入;然后點(diǎn)擊“進(jìn)入考核系統(tǒng)”按鈕，即可進(jìn)入圖1 所示的故障設(shè)置界面。

圖1 故障設(shè)置界面

“T68 排故實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)”的登錄界面的源程序代碼為:

2.2 計(jì)算機(jī)故障設(shè)定信號采集的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在故障設(shè)置界面下，考評員可以點(diǎn)擊T68 鏜床電路圖［10］上紅色的故障設(shè)置點(diǎn)來設(shè)定故障點(diǎn)。當(dāng)故障設(shè)置點(diǎn)為無故障狀態(tài)時(shí)顯示為紅色;故障設(shè)置點(diǎn)為故障狀態(tài)時(shí)顯示為藍(lán)色，這個(gè)界面只有考評員能夠看到。設(shè)定完成后既可以按“手動(dòng)故障設(shè)定”按鈕，也可以按下“自動(dòng)設(shè)定故障”按鈕，進(jìn)行故障設(shè)定確認(rèn)和故障設(shè)定有信號的傳輸［6-8］。注意故障設(shè)定按鈕應(yīng)按下10 s以上時(shí)間。最后按下“返回學(xué)生登錄界面”按鈕進(jìn)入學(xué)生信息登錄界面進(jìn)行學(xué)生信息登錄。

計(jì)算機(jī)故障設(shè)定信號采集的源程序?yàn)?

2.3 故障排除操作的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［14］

學(xué)生登錄信息完成后進(jìn)入如圖2 所示的考試界面。此時(shí)可點(diǎn)擊紅色的故障判斷點(diǎn)，來判斷故障點(diǎn):紅色為無故障，藍(lán)色為有故障，確定完成后可點(diǎn)擊“第一次”交卷按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)判斷是否正確，給出評分，若一次判斷正確則為100 分。

圖2 考試界面

若第一次判斷錯(cuò)誤，學(xué)生可繼續(xù)進(jìn)行排故，繼續(xù)計(jì)時(shí)，判斷好故障點(diǎn)后，可點(diǎn)擊第二次交卷按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)判斷是否正確，給出評分，若第二次判斷正確則為80 分。以此類推，第三次判斷正確則為60 分，第四次判斷正確則為30 分，四次判斷均不正確則為0 分。

外部故障排除判斷驗(yàn)證信號采集源程序?yàn)?以信號1 ～3 為例):

自動(dòng)評分實(shí)現(xiàn)的源程序(個(gè)人成績部分):

2.4 “T68 排故實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)”的數(shù)據(jù)庫詞典

數(shù)據(jù)詞典(數(shù)據(jù)庫)是組態(tài)王軟件的核心部分。在TOUCHVEW 運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況將實(shí)時(shí)地反映在變量的數(shù)值中，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)庫詞典如圖3 所示。

圖3 “T68 排故實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)”的數(shù)據(jù)庫詞典

2.5 “T68 排故實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)”組態(tài)運(yùn)行信息

“組態(tài)王信息窗口”是一個(gè)獨(dú)立的Windows 應(yīng)用程序，用來顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。信息窗口中顯示的信息可以作為一個(gè)文件存于指定的目錄。當(dāng)工程管理器、TOUCHVEW、I/O 設(shè)備等啟動(dòng)時(shí)，一般會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)信息窗口。信息窗口中可以顯示的信息有:“組態(tài)王”系統(tǒng)的啟動(dòng)、關(guān)閉、運(yùn)行模式;歷史記錄的啟動(dòng)、關(guān)閉;I/O 設(shè)備的啟動(dòng)、關(guān)閉;網(wǎng)絡(luò)連接的狀態(tài);與PLC 連接的狀態(tài)［15-16］。

3 結(jié) 語

“T68 排故實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)”軟件在教學(xué)中的使用，使教師可以通過軟件指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)備的操作、電氣故障的排除的仿真學(xué)習(xí)，以達(dá)到熟悉各種故障現(xiàn)象和提高排除故障的動(dòng)手能力的訓(xùn)練目的。此外，T68 排故實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)”的使用還可以通過計(jì)算機(jī)的進(jìn)行故障設(shè)置和對故障排除操作的監(jiān)控，降低培訓(xùn)成本，減少因誤操作對設(shè)備的損害，降低培訓(xùn)教師的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，同時(shí)也增強(qiáng)了考試的公平性、公正性和公開性。

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