摘要： MCGS组态软件在新能源车用电动空压机检测性能中的应用。电动空压机从空载运行阶段，卸荷阀工作阶段，0-0.9MPa、0.65-0.9MPa和0.85-1.0MPa充气阶段，且第三、四、五阶段的运行次数可调整。完成一个周期的五个阶段运行工作，在这五个阶段中组态软件实时监控并记录空压机运行时电流、充气时间、气源温度、气源压力值。从而体现模拟车况环境下电动空压机在压缩空气过程中的性能表现。案例证实，该组态软件的可操作性好、画面逼真、监控可靠。数据可U盘导出，方便电动空压机研发工程师后期对数据处理，以及改进之后电动空压机的性能参数作对比。
关键词：MCGS，嵌入版软件，电动空压机,新能源汽车
中图分类号： TP273 文献标识码：A
引言
随着，工业4.0和中国制造2025的到来，随之改变的就是设备日益先进，自动化程度越来越高，人与设备互通只需通过一台触摸屏就能得到想要的数据。MCGS组态软件就是集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出为一身，具备专业水准的计算机监控系统，在新能源检测领域也是如火如荼的进行着。新能源车用的电动空压机与传统发动机所驱动空压机的最大不同在于本空压机是由永磁同步电机带动，永磁同步电机优点具有高功率因数、高效率、体积小、高转矩等。空压机在车上是间隙工作，需要频繁的离合，作为新能源客车的核心部件，空压机的性能优劣直接关系着新能源车的能耗、噪音、可靠性和安装灵活等。为了确保电动空压机在新能源车上能正常工作，空压机在出厂前要经过严密的实验和检测各项数据。以及数据针对空压机编号一对一保存，实现可追溯性。MCGS的工控组态软件克服了传统检测和控制装备的弊端，实现了高效、便捷自动化控制。为此，笔者利用MCGS设计一种新能源车用电动空压机性能检测监控系统。实现了电动空压机性能的检测，也方便了电动空压机售后出现故障可追溯原始检测数据，为改进电动空压机提供依据。
1系统硬件构成
本检测系统有上位机（MCGS）、金士顿U盘、英威腾变频器、三菱FX系类PLC、三菱FX3U-4AD模块、星仪温度传感器、富巴压力变送器、HLGK数显压力表、亚德客电磁阀等组成。遵照新能源车用电动空压机性能检测的要求，对电动空压机手动运行和自动运行进行控制。变频器、传感器、变送器将电动空压机的电流、温度、压力转换成4-20MA标准信号给下位机进行处理。同时通过数据传输将下位机处理的数据给上位机，上位机负责电动空压机性能检测系统的界面显示，包括空压机运行动画界面、参数设置界面、实时数据查询界面、历史数据查询界面、报警记录查询界面、PLC的I/O界面、手动测试界面。系统硬件结构框图见图1所示。
图1 系统硬件结构图
2系统组态设计及功能实现
MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的，专门应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件，MCGS嵌入版包括组态环境和运行环境两部分，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。通过对电动空压机现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境，用于对电动空压机组态后的工程进行模拟测试，方便用户对组态过程的调试。
2.1 系统组态
MCGS嵌入版生成的用户应用系统如图2所示。
图2 用户系统构成
2.2 主控窗口
MCGS嵌入版的主控窗口是组态工程的主窗口，是所有设备窗口和用户窗口的父窗口，它相当于一个大的容器，可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责这些窗口的管理和调度，并调度用户策略的运行。同时，主控窗口又是组态工程结构的主框架，可在主控窗口内设置系统运行流程及特征参数，方便用户的操作。
2.3 设备窗口
设备窗口是MCGS嵌入版系统的重要组成部分，在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的连接关系，使系统能够从外部设备（英威腾变频器、星仪温度传感器、富巴压力变送器）读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。
2.4 用户窗口
MCGS嵌入版系统组态的一项重要工作就是用生动的图形界面、逼真的动画效果来描述实际工程问题。在用户窗口中，通过对多个图形对象的组态设置，建立相应的动画连接，用清晰生动的画面反映工业控制过程。
2.4.1 系统页面设计
在用户窗口中创建一个新的窗口，根据所需的名称更改即可。进入新的窗口后点击工具箱中的“插入元件”按钮等，选择适合的图形对象，完成后对每个对象进行功能设定，完成组态后就构成整个检测系统监控画面。见图3
图3 系统主页面
2.4.2 数据查询页面设计
另外，再建立2个窗口，其中一个画面用于检测空压机时的性能实时数据显示，在检测中若出现监控数据大于设定值，检测系统就会停机并报警（例：超温报警），当技术人员对故障进行排除后才能启动设备。另一个是历史数据保存页面，每检测完一台空压机都会自动判断是否合格，并把记录的空压机数据转到历史数据库中，方便后期存储U盘进行数据分析和对比。见图4和图5
2.5 运行策略
针对空压机性能检测系统的流程控制算法和完成特殊流程的操作处理，用类似Basic语言命令来处理特定画面的程序。同时设置策略条件属性，来完成输入框变大（!SetNumPanelSize）、历史数据自动更新保存（!SaveSingleDataInit，!FlushDataInitValueToDisk）、历史数据存U盘功能（!ExportHisDataToCSV）。MCGS会对设置好的函数功能进行调用和处理。
3总结
MCGS组态软件以其优异的特性在检测新能源车用电动空压机性能获得了成功的应用。实现了对被测空压机实时数据浏览、历史数据保存、数据报警提示等功能，达到了检测技术书的全部条款要求，相对原有的检测空压机系统，该检测监控系统具有自动化程度高，参数监控检测灵敏，运行可靠高等优点，在现代装配电动空压机检测中，具有较强的借鉴意义，值得推广和应用。
参考文献:
【1】马兵智.组态软件MCGS在锅炉液位液位中的应【J】控制工程，2004，24（4）
【2】余先涛.基于PLC监控的空压机变频恒压控制【M】，2005
【3】黄中原 刘健.基于组态王的空压机远程监控系统研究【M】浙江大学，2006，
【4】马国华.监控组态软件的发展趋势与现状【J】自动化软件论坛，2003，7
论文作者:周超，周小强
论文发表刊物:《科技中国》2017年12期
论文发表时间:2018/5/2
标签：空压机论文; 组态论文; 窗口论文; 新能源论文; 系统论文; 数据论文; 性能论文; 《科技中国》2017年12期论文;