基于ＶＢ的火車塞拉門故障診斷軟件設計

摘 要：研制一套簡單實用，具有擴充特征的故障檢測系統，以解決當前客車塞拉門故障檢測手段缺乏，塞拉門維護難的問題。檢測系統技術設計方案采用計算機技術。檢測系統重點在于計算機的故障分析軟件。故障分析軟件是在Windows XP環境下，用VB 6編程語言編制。該軟件設計對于當前火車客車塞拉門的故障檢測問題有所解決。

關鍵詞：塞拉門；故障檢測系統；故障檢測軟件；Windows XP

中圖分類號：TP311文獻標識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)08-054-05

Design of Fault Diagnosis Software of Plug and Sliding Door Based on VB

LIU Wei，GENG Qinglong CHEN Shujiang

(College of Geographic Science and Tourism，Xinjiang Normal University，Urumuqi，830054，China)

Abstract：This paper has developed a simple，practical and intellectual fault diagnosis system to resolve current problems of lack of fault diagnosis means for plug and sliding door as well as the tough maintenance problem，it has also put efforts on making the system hase practical features.Detection system technical design programmes should adopt the computer technology.Detection systems focused on the analysis software in the computer.Troubleanalyzing software package is programmed in the VB 6 programmable language in Windows XP.The design resolved the current problems of fault diagnosis means for plug and sliding door to some extent.

Keywords：plug and sliding door;fault diagnosis system;troubledetecting software;Windows XP

近年來，隨著客車的高速化和現代化，要求車門：關門時車體外觀平滑美觀；能降低車輛運行時受到的空氣阻力及其產生的噪聲；要求提高室內隔聲性及氣密性，以滿足舒適要求。為此，塞拉門受到人們的高度重視。塞拉門作為集氣、電、機械于一身的產品，在日常運用中難免會出現一些故障。對塞拉門日常運用中出現的常見故障進行分析，并提出有效的解決方法對保證客車運行安全具有較大的實際意義。由于塞拉門的工作性質直接關系到旅客乘車安全。因此，其計算機智能控制的首要任務就是要確保旅客安全，所以在控制、機械、氣動及其他方面產生錯誤信息時，控制核心可能實施保護措施，封閉車門。因此很多情況下塞拉門不能通過工作情況及工作過程反應故障特征。有時甚至無法進行試驗操作，這是由于不同的故障都可使計算機產生保護，形成同一故障特征，使維修檢查人員無法下手檢查故障原因。由于無法判斷故障部位。要改善高科技設備的維修條件，必須努力改進和加強檢測手段，促進維護方式的進步。因此，加強高新技術設備檢測手段的研究是非常重要的。

本文研制了一套簡單實用，具有擴充特征的故障檢測系統，以期對當前客車塞拉門故障檢測手段缺乏，塞拉門維護難的問題有所解決。

1 軟件設計研究

軟件技術的采用根據應用對象來研究。微機軟件為分析軟件，需要下載數據，并根據塞拉門的技術結構和工作流程進行數據分析；還要具備豐富的維修檢測經驗，能發現各種故障和向維修人員指出故障部位，提示故障位置和檢查內容，并具有學習能力，不斷提高判斷故障的能力。所以要用什么樣的手段去開發系統處理軟件是關鍵的工作。故障診斷軟件是否能達到目的，程序框架的分析是關鍵因素。在故障診斷軟件框架設計時，要研究編程與單片機技術的接口，要考慮數據分析的形式與數據采集的格式相結合，由于暫時缺乏各種計算機采集的實際數據作為參考編程，還要考慮到正常工作的數據序列，故障的數據變化等各種因素。當前計算絕大多數采用的是微軟桌面操作系統，故障診斷軟件必須與之相兼容。為方便塞拉門檢測系統的應用，分析軟件開發后的適應性和擴展性工作應由塞拉門維修專業技術檢驗員進行，不必由計算機編程人員進行，這是因為軟件開發編程人員的專業知識與塞拉門維修技術人員的專業知識范疇不一樣，編程人員不可能迅速吃透塞拉門技術，塞拉門專業人員維修人員也不可能精通軟件開發技術，在進行軟件設計時，須考慮兩者的接口問題。在進行塞拉門系統分析軟件設置時要簡單易行，以便將塞拉門技術分析工作留給專業技術人員做。所以要充分考慮維修專業技術人員的干預方式，使之簡單易行，不需編程知識。按照對檢測軟件的要求，要具有擴展性和多種塞拉門工作方式的適應性，該軟件必須具有一定的開放性和可塑性。達到軟件不斷完善的目的。因此故障診斷軟件應采用開放性強和設置功能較強的數據庫處理方式。開放式故障數據庫故障分析能力是逐步增強，系統軟件開發后，也許還是一個相當于嬰兒的狀態，什么都不認識。這時通過塞拉門專業技術人員的篩選故障數據，可在故障數據庫內建立部分故障數據庫。這時系統軟件就具有這部分故障分析能力，當然，計算機系統軟件一但學會了的東西，就永遠不會忘記，所以建立具有學習能力的系統軟件，就有可能發展為一個專家狀態診斷系統。

通過上面幾點的分析，決定采用數據庫處理管理模式的軟件為塞拉門故障診斷軟件軟件的基本模式，并采用與微軟桌面操作系統結合比較緊密，數據庫開發能力較強的Visual Basic 6編程開發軟件開發塞拉門檢測系統軟件。

2 塞拉門故障檢測系統分析

系統分析工作首先從生產要求和工作環境等各方面因素入手，分析出系統應用目的和要求后，再研究采用的技術和方式，以使設計建立后能對當前客車塞拉門故障檢測手段缺乏，塞拉門維護難的問題有所解決。圖1為系統分析的流程圖。

圖1 系統分析流程圖

3 塞拉門故障檢測系統建立

3.1 故障診斷軟件簡介

故障診斷軟件總體結構設計框圖如圖2所示，結構框圖設計時采用的方式為開放式系統，只需要塞拉門專業技術人員通過人工干涉，針對塞拉門工作形式，將各設置表設置好，即可適應于各種塞拉門的狀態檢測自動分析工作。在故障數據庫上，由于研究本系統時不可能收集完整的故障數據，也不能通過很長時間收集了各種故障數據后再建立故障數據。所以也是采用開放式的故障數據庫。開放式的故障數據庫只需塞拉門專業維修人員就可逐步完善故障數據庫內容，系統故障檢測智能越來越高，并可綜合各地多個技術人員的經驗，發展成為專家診斷系統。

圖2 設計框架結構圖

故障診斷軟件是在WindowsXP環境下，用Visual Basic 6編程語言開發的。故障診斷軟件的任務是分析由數據采集器提供的原始數據，檢測塞拉門故障，并提示故障原因和故障部位，供維修人員檢查參考。該軟件是基于Windows XP風格的32位應用程序，可運行于Windows XP平臺上，可完成對客車列車車體的塞拉門進行故障檢測和分析，該故障診斷軟件具有界面友好、操作便捷、檢測準確和擴展性好的優點。界面圖形如圖3所示。

圖3 界面圖形

3.2 故障診斷軟件使用說明及其主要功能

客車塞拉門故障診斷軟件系統主要通過鼠標選取菜單完成相應的功能操作。其主菜單如圖4所示：主菜單包括操作步驟、故障診斷庫瀏覽、標準庫瀏覽、故障診斷庫管理、標準庫管理和硬件對位表6項，分別說明如下：

圖4 主菜單

（1） 故障診斷

操作步驟：用來完成系統的主要功能，點取該菜單出現圖5所示的下拉式菜單，下拉式菜單包含3個選項。點擊數據下載菜單項出現圖6所示登錄框。用于輸入車體編號和選取車體端位。為了防止車號輸入中輸入非數字符號，采用Visual Basic 6中文本框的KeyPress事件來檢測輸入的符號，達到防止誤操作的目的，如圖7所示。

功能代碼如下：



Private Sub Text1_KeyPress(KeyAscii As Integer)

Dim ret As Integer

If KeyAscii < Asc(\"0\") Or KeyAscii > Asc(\"9\") Then

KeyAscii = 0

′取消輸入，確保輸入數字

ret = MsgBox(\"請輸入數字車號!\"，vbOKOnly + vbCritical，\"錯誤\")

End If

If ret = vbOK Then

Text1.SetFocus

End If

End Sub

圖5 操作步驟下拉菜單

[WB]圖6 登錄框窗口 圖7 錯誤提示框

每節車廂是2個端位，故端位選擇框顯示選項僅有1與2兩個選項，見圖9。點擊取消按鈕，則退出登錄窗口，顯示主窗口。如果輸入車號并且選取好檢測的端位后點擊登錄框的確定按鈕，則顯示數據下載框，如圖9所示。

圖8 登錄框窗口圖9 數據下載窗口

其中數據下載用于完成與數據采集器的聯機通訊，并將數據采集器的數據文件下載至計算機硬盤存入文本格式文件，防止掉電丟失數據。在這里使用Visual Basic 6的MSComm控件(見圖10)用于完成和數據采集器的RS 232格式串行通訊，其傳輸協議為，波特率:4800bps；幀格式：1位起始位＋8位數據＋1位停止位，因為通訊距離較近，誤碼率很小可忽略，所以無校驗。采取的是非標準RS232通訊，只是定義了2、3、5號引腳，即接收數據（RD），發送數據（TD），信號地。

圖10 MSComm控件圖像

主要功能代碼如下：



Private Sub Form_Load()

′提示用戶所檢測的所在車位與端位

Label1.Caption = \"您現在所檢測的是\" ch \"號車體\" 圖3.9 MSComm控件圖像

Label2.Caption = \"您現在所檢測的是\" dw \"號段位\" 

′[ZK（]決定MSComm1的InPut屬性是以二進制數據來接受文件的，不將數據轉化為字符[ZK）]

MSComm1.InputMode = comInputModeBinary

′使用COM1

MSComm1.CommPort = 1

′9600 Baud，無奇偶校驗，8位數據，一個停止位

MSComm1.Settings = \"9600，N，8，1\"

′[ZK(]因為InPut屬性指定的是串行端口讀入的是二進制數據，所以本屬性指定的是一次讀入字節數為2 B，即16 b二進制位

MSComm1.InputLen = 2

End Sub

Private Sub Command1_Click()

Dim ret As Integer

′定義動態數組，用來存儲接受的二進制數據

Dim GetByte() As Byte

′打開端口

MSComm1.PortOpen = True

MSComm1.Output = \"AVT1Q0\" Chr(13)

′將attention命令發送到單片機

′單片機以結束相應

′等待數據返回到串行端口

Do

DoEvents

If MSComm1.Input = HFFFF Then

Exit Do

End If

GetByte = GetByte + MSComm1.Input

Loop

′循環讀取端口緩沖區數據

′從串行端口讀結束相應，完成下載

MSComm1.PortOpen = False

′關閉串行端口

Open \"E:\\用的圖片\\\\receive.txt\" For Binary As #1

′打開二進制文件，對于二進制文件不用指定字節長度，適用于存放任意結構的數據，存放的是字節信息

Put #1，1，GetByte

′將接受到的字節數組寫到從第一個字節開始的位置中，因為不屬于用戶定義的類型的數組，Put只寫入數據，他不會寫入描述符，沒有任何填充

Close #1

′完成操作，關閉文件

ret = MsgBox(\"操作已完成\"，vbOKOnly + vbExclamation，\"提示\")

′彈出提示窗口，提示操作者下載完成

If ret = vbOK Then

Command2.SetFocus

End If

End Sub

當彈出提示窗口，提示操作者下載完成后，點擊確定回到數據下載窗口，點擊結束，返回主窗口。準備進行故障診斷。用鼠標選取故障診斷菜單后，彈出故障診斷窗口，如圖11所示。故障診斷窗口將保存在計算機硬盤文本文件中的下載數據進行顯示，并且通過數據庫查詢進行故障診斷，從而得出狀態信息和故障原因提示。點擊顯示數據按鈕，文本框讀入所存數據。單擊查找按鈕，彈出輸入框，如圖12所示。在輸入框中輸入所要查詢的單片機信號序列，點擊取消回到故障診斷窗口，不進行相關查詢；點擊確定按鈕，則在故障診斷數據中進行與之相匹配的查詢。并且在故障診斷窗口顯示所要查詢的單片機信號序列所代表的狀態。如果為代表正常的信號序列，則故障診斷窗口中的狀態窗口顯示正常，并且在故障原因窗口中顯示無；如果為代表故障的信號序列，則故障診斷窗口中的狀態窗口顯示故障，并且在故障原因窗口中顯示故障原因。

主要代碼如下：



Private Sub Command1_Click()

Dim Linestr As String

txtstr.Text = \"\"

′每次窗體裝載就將顯示區清空以便后續操作，不引起數據重疊

Open \"E:\\\\receive.txt\" For Input As #2

′以順序輸入方式打開的文件指針已經指到文件的末尾，則返回邏輯真，結束循環

Do Until EOF(2)

Line Input #2，Linestr

′一次一個字符的從文件中讀取數據，賦予變量，直到遇上回車符或者回車符換行符

txtstr.Text = txtstr.Text + Linestr + Chr(13) + Chr(10)

Loop

′逐行讀取一個文件到文本框中并回車換行

Close #2

′結束操作，關閉文件

End Sub

Private Sub Command2_Click()

Dim s1 As String

Dim s2 As String

′定義兩個字符串變量

s2 = InputBox(\"請輸入查找數據\")

′顯示一個輸入對話框

s1 = \"［\" + \"數據\" + \"］ Like′\" + s2 + \"′\"

′為查找變量賦值

Data1.Recordset.FindFirst s1

′查找并且跳轉到指定記錄

End Sub

如果查詢后數據窗口中的數據與輸入數據不一致，則此單片機信號序列為未知故障，并沒有錄入到故障診斷數據庫中。這就需要現場檢修人員依據經驗進行故障診斷，并且在故障確定后將此代表著故障的單片機信號序列及其故障原因輸入到故障診斷庫中，所以采用開放式的故障診斷數據庫是很必要的。塞拉門專業維修人員逐步完善故障診斷數據庫內容，系統故障診斷能力越來越高，并可綜合多個技術人員的經驗。完成故障診斷后單擊返回，則返回主窗口，可進行數據庫的瀏覽與管理。單擊退出選項，則退出應用程序，返回操作系統。

（2） 數據庫瀏覽

數據庫瀏覽分為故障診斷數據庫瀏覽與標準數據庫瀏覽2類。其中點擊故障診斷數據庫瀏覽按鈕則直接進入故障診斷數據庫進行瀏覽。當在軟件運行過程中故障診斷數據庫中數據被塞拉門技術人員進行修改，單擊刷新按鈕可以重新顯示數據庫的最新數據進行瀏覽。單擊返回則回到主窗口繼續操作。

信號1正常過程；故障鎖2數據庫：故障鎖信號2正常過程。數據庫通過分類將與之對應的正常單片機信號序列儲存起來，標準數據庫瀏覽對應的下拉菜單如圖13所示，其中共11項。同樣的，當在軟件運行過程中標準數據庫中數據被塞拉門技術人員維修人員進行修改，單擊刷新按鈕可以重新顯示數據庫的最新數據進行瀏覽。單擊返回則回到主窗口繼續操作。

（3） 數據庫管理

數據庫管理分為故障診斷數據庫管理與標準數據庫管理兩類。單擊故障診斷數據庫管理則直接進入的故障診斷數據庫管理窗口。其中顯示故障診斷數據庫中第一條紀錄。塞拉門技術人員通過添加列表設置，可擴充故障診斷軟件的故障分析能力。要向故障診斷數據庫中添加新的紀錄必須要先單擊添加按鈕，則窗口列表文本框中全部清空，等待輸入數據。在故障診斷軟件中，采用數據庫列表分析方法，有的時候也需要采用人工進行數據分析。人工數據分析是在有新的故障形式出現時，當前軟件無法檢測出來，經過塞拉門專業人員查出故障原因后，針對數據特征，可將故障加入故障診斷庫中，擴充故障診斷庫。當輸入相關數據后則必須要單擊更新按鈕，這樣才會將新的數據加入到數據庫中，真正擴充故障診斷能力，新加入的紀錄被加入到所有紀錄的末尾。刷新按鈕仍然是作為重新顯示最新數據庫中信息的。單擊刪除按鈕則會刪除當前紀錄，所有在當前紀錄后的所有數據紀錄號自動向前遞進一位。標準數據庫管理對應的下拉菜單共11項。可進行數據庫管理的庫分別是：電控關門標準庫；電控開門標準庫；關門擠壓1標準庫；關門擠壓2標準庫；集控關門標準庫；集控開門標準庫；緊急出標準庫；緊急入標準庫；速度標準庫；故障鎖1數據庫；故障鎖2數據庫。這11個標準庫管理的窗口界面與圖14所示界面大同小異。標準庫管理中，添加、刪除、刷新、更新和關閉按鈕與故障診斷數據庫中相應按鈕功能一致，在這里不再贅述。

[HJ0][JZ(] 圖11 [WB]故障診斷圖12 輸入框 圖13 [WB]標準數據

[DW]窗口[DW]庫瀏覽對應

[DW2]的下拉菜單[JZ)]

硬件對位表硬件對位表如圖14所示，其中顯示的是數據庫中信號與實際單片機中所對應的硬件信號。這里指明硬件與數據庫中信號的關系。為塞拉門技術人員，提供可查詢的依據。

圖14 [WB]電控關門標準圖15 [WB]硬件對位表

[DW]庫管理窗口[DW]窗口

4 結 語

通過計算機技術的應用，提高了客車設備的自動化程度，使客車設備朝著智能控制的現代化方向發展。但設備檢查維護的手段及方式遠遠滯后于車輛設備的發展，已開始制約鐵路客車技術設備的進步。

本軟件設計對于客車塞拉門的故障檢測問題有所解決。說明利用在Windows XP環境下、用VB 6編程語言編制的故障檢測軟件，以對當前客車塞拉門故障檢測手段缺乏，塞拉門維護難的問題有所解決。車輛應用技術的不[LL]斷更新，新技術不斷發展，加強應用計算機智能技術輔助進行維修工作是很有必要的。推廣新技術，實現維修工作現代化是提高經濟效益和工作效率的一條途徑。

參 考 文 獻

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［3］李德剛，李蓉.列車電控門故障檢測系統設計［J］.機電工程技術，2002，31（1）：1516.

［4］Jeffery P.McManus.數據庫訪問技術［M］.北京：機械工業出版社，1999.

［5］六木工作室.Visual Basic 6.0中文版實用編程技巧［M］.北京：人民郵電出版社，1999.

［6］Francesco Balena.Visual Basic 6.0編程技術大全［M］.北京：機械工業出版社，2000.

［7］晶辰工作室.Visual Basic 6.0中文版實用參考手冊6.0[CD2]語句、函數、對象與方法篇［M］.北京：電子工業出版社，1998.

［8］范逸之.Visual Basic與RS 232串行通信控制［M］.北京：中國青年出版社，2002.

［9］宋偉.中文Visual Basic 6.0編程基礎［M］.北京：清華大學出版社，1999.

作者簡介 劉 巍 新疆師范大學地理科學與旅游學院，碩士研究生。

狄慶龍 新疆師范大學地理科學與旅游學院，碩士研究生。

陳蜀江 新疆師范大學地理科學與旅游學院，副教授。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文