朱水娟 曹虎躍 張曉峻

摘 要：船舶電站各組成設備在交付前，應進行電站聯(lián)合調試試驗，在各模擬運行工況下，對各組成設備的功能性能進行嚴格試驗考核，確保達到交付條件，人工模擬負載等運行工況的方式對操作人員數(shù)量與操作熟練程度提出要求，且無法實現(xiàn)試驗數(shù)據的自動記錄與分析?；贚abVIEW軟件提供的人機界面編程、網絡通信、數(shù)據庫存儲、報表分析等強大功能，通過基于LabVIEW的船舶電站聯(lián)調試驗平臺系統(tǒng)，可滿足船舶電站聯(lián)調試驗的自動化試驗與數(shù)據處理使用要求。

關鍵詞：電站聯(lián)調試驗平臺；LabVIEW；數(shù)據庫；ADO

1 前言

船舶電站是電力系統(tǒng)的心臟，其工作的可靠性和穩(wěn)定性，直接關系到船舶電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性和生命力。一般地，船舶電站設備在交付前，應對船舶電站各組成設備進行聯(lián)合調試試驗，通過人為操作負載等方式，模擬船舶電站各種實際運行工況，對各組成設備的功能/性能進行嚴格試驗考核，確保設備滿足相關要求，達到交付條件。但該種人為操控模擬負載的工作方式，對操作人員的數(shù)量與操作熟練程度提出要求，且無法實現(xiàn)試驗數(shù)據的自動記錄與分析。

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是美國NI公司推出的一種圖形化軟件開發(fā)環(huán)境。它以獨特的圖形化編程語言、豐富的組態(tài)控件和數(shù)據流編程方式，特別適合于數(shù)據采集、數(shù)據分析、人機界面等測控領域，使得設計人員可以快速、高效地開發(fā)出優(yōu)秀的應用程序。因此，有必要開展基于LabVIEW語言的船舶電站聯(lián)調試驗平臺系統(tǒng)研究，實現(xiàn)船舶電站陸上聯(lián)調實驗的負載自動控制、數(shù)據存儲與記錄、數(shù)據分析等功能，以提高電站聯(lián)調試驗的自動化程度與試驗效率。

2 船舶電站聯(lián)調試驗平臺的原理及設計方案

電站聯(lián)調試驗監(jiān)控平臺系統(tǒng)采用底層數(shù)據采集模塊和上層工控機的兩層設備層次結構。由于工控機實時性強、可靠性高、I/O處理能力豐富、嵌入式操作系統(tǒng)兼容性強等優(yōu)點，故選用工控機作為船舶電站聯(lián)調試驗平臺的上層控制設備，對參與電站聯(lián)調試驗的各組成設備實施實時監(jiān)測和操控。參與電站聯(lián)調試驗的柴油發(fā)電機組以及試驗場地負載系統(tǒng)的數(shù)據采集單元構成了電站聯(lián)調試驗監(jiān)控平臺系統(tǒng)的底層采集模塊，通過RS485串口通訊方式發(fā)送至RS485/以太網通訊轉換模塊，再由通訊轉換模塊向上層工控機發(fā)送實時數(shù)據，同時接收來自工控機下發(fā)的啟動、停機、加速、減速等界面人工指令信息。

船舶電站聯(lián)調試驗平臺的設備層次結構如圖1所示，其主要人機界面如圖2所示。基于LabVIEW實現(xiàn)的電站聯(lián)調試驗監(jiān)控平臺軟件模塊主要包括人機界面、網絡通信、數(shù)據庫存儲和數(shù)據分析等軟件模塊。下述對其中的網絡通訊、數(shù)據庫存儲等軟件模塊的實現(xiàn)原理進行簡要介紹。

3 船舶電站聯(lián)調試驗平臺系統(tǒng)的數(shù)據庫實現(xiàn)方案

LabVIEW本身并不能直接訪問數(shù)據庫，但由于LabVIEW提供了豐富的外部程序接口，如ActiveX和.NET，因此在LabVIEW中可以通過ADO（ActiveX Data Object）、DAO（Data Access Object）等方法與數(shù)據庫連接。其中，ADO是使用最為廣泛的技術，通過ODBC連接能訪問任何支持ODBC的數(shù)據庫，如SQL Server、Oracle、My SQL等數(shù)據庫。本文采用了ADO技術實現(xiàn)電站試驗系統(tǒng)的數(shù)據存儲處理。具體過程為：

1）首先需建立一個數(shù)據庫，如DncDB.accdb（）；

2）雙擊控制面板中的“管理工具”|數(shù)據源（ODBC）選項，彈出ODBC數(shù)據源管理器，選擇用戶DSN選項卡（只有本用戶可用）或系統(tǒng)選項庫，系統(tǒng)數(shù)據源右側點擊添加按鈕，選擇相應的數(shù)據庫軟件（如Microsoft Access Driver）；

3）在彈出“ODBC Setup”對話框中，配置DSN及相應的數(shù)據庫參數(shù)，如將數(shù)據源名命名為DNC_DB，數(shù)據庫選擇剛才建立好的DncDb.db；

4）完成上述步驟后，可在ODBC數(shù)據源管理器中看到新建的數(shù)據源。以后在LabVIEW中就可以通過ADO與該DSN建立連接，實現(xiàn)對數(shù)據庫DncDB.accdb的訪問；

5）利用基于ADO的LabVIEW數(shù)據庫訪問LabSQL，可更方便地像直接調用子VI一樣對數(shù)據庫進行操作。

4 結論

基于LabVIEW的船舶電站聯(lián)調試驗監(jiān)控平臺，目前已成功地實現(xiàn)了對4套船用柴油發(fā)電機組和4套試驗負載系統(tǒng)的通信與監(jiān)測，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、監(jiān)控功能完善、人機交互友好、較高地提高了試驗自動化程度。基于LabVIEW軟件提供的人機界面編程、網絡通信、數(shù)據庫存儲、報表分析等功能，上層工控機與底層數(shù)據采集設備的上、下兩層設備層級結構設計，可滿足船舶電站聯(lián)調試驗平臺的自動化試驗與數(shù)據處理要求，且具有開發(fā)與實現(xiàn)容易、后續(xù)維護更改簡便等優(yōu)點。

參考文獻

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[2]《LavVIEW編程詳解》 宋銘編著.電子工業(yè)出版社 2017年

[3]《艦船電力系統(tǒng)》蘭海、盧芳、孟杰編著 國防電力工業(yè)出版社.2012年

中船重工集團第七0四研究所