模塊化設計在車載控制器程序設計中的應用

摘 要:車輛電氣系統設計過程中，車載控制器程序設計速度和質量起著關鍵的作用。針對車載電氣系統主控制器控制程序的特點，提出將模塊化方法應用于車載控制器程序的設計。同時，通過舉例說明將模塊化方法在控制器程序設計中應用不僅提高了程序開發效率，而且提高控制程序在實驗及檢修過程中的可維護性，也證明其應用的必要性。

關鍵詞:模塊; 程序設計; 車載控制器; 模塊化設計

中圖分類號:TP313 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)09-0167-02

Application of Modular Design in Vehicle Controller Program Design

WANG Tian-wei1， LIU Li-li2， LI Rang2， Guo Ji-yi1

(1. Sany Heavy Equipment Ltd.， Shenyang 110023， China; 2. Shenyang Branch of China Coal Research Institute， Fushun 113001， China)

Abstract:At present， in the vehicle electrical system design， the speed and quality play an important role in the vehicle controller program design. Aiming at the characteristics of the control program of the main controller in the vehicle electrical system， a design method that introduces modular method into the vehicle controller program design is proposed. The application of the modular method in the controller program design improves not only the efficiency of programming， but also the control program maintainability in the industrial tests and repairs. The practical application proves that this design is necessary.

Keywords:module; program design; vehicle controller; modular design

0 引 言

在現代化生產中，車輛占據著重要的地位，它是生產運輸的重要運輸工具，關系到生產安全和生產效率。車輛電氣系統是車輛重要的組成部分[1]，其中主控制器控制著整個電氣系統，其程序的編寫是設計中的重點[2]。但車輛的型號不同導致電氣系統有不同的組成和要求，從而電氣系統主控制器的程序要求不同，經過實踐檢驗的代碼不能重復利用，這使設計部門花費大量的時間和精力編寫、調試主控制器程序。針對上述情況，本文將模塊化設計應用于車輛電氣系統主控制器程序的設計中，利用功能模塊可以重復利用的特點[3]，從而達到提高設計的效率和程序兼容性的目的[4]，實現新型礦車電氣系統主控制器程序的高效率、高質量開發。

1 模塊化設計

模塊化設計是在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊[5]。通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品，以滿足市場不同需求的設計方法[6]，同時大大降低了難度，避免了重復勞動，獲得了較高的程序質量，提高了程序開發的速度[7]。

模塊化編程的基本思想首先出現在高級語言編程應用中，但這種思想也適用于車載控制器程序的開發[8]。程序的模塊劃分一般采用自上向下，逐步分解的方法進行[9]。車載控制器程序一般可分為參數設置部分、數據采集部分、數據處理部分、報警處理部分、控制部分、執行輸出部分，程序流程圖見圖1。

圖1 車載控制器程序流程圖

這幾個部分可以單獨進行設計、調試和管理。現場調試前就可以通過仿真模擬，排除一部分程序上的錯誤。在現場調試時，通過對每個功能模塊的監視，迅速發現存在的問題，縮短減少調試強度，縮短調試時間[10]。在控制要求改變時，只在相應的模塊中做適當修改即可，這給電氣系統的升級提供了方便的條件。

2 應 用

現以某型號的礦用車輛的車載主控制器的程序為例說明模塊化思想在程序設計中的應用。該產品的電氣系統由控制器、繼電器、接觸器、電機、操作臺、車載顯示器及各種傳感器等組成。控制系統的工作過程是上電后系統自檢，首先確定系統能正常工作，然后根據操作臺的指令做出相應的動作。控制器程序的功能模塊如圖2所示。

圖2 車載控制器程序的功能分解圖

將程序按功能用合適的語言編寫成子程序在主程序中調用。這樣在程序開發過程中，可以有多個人并行編寫、測試不同的模塊，減少了研發時間[6]。同時參數設置、數據采集等模塊在不同型號的礦車電氣控制系統中的功能基本不變，稍作改動即可使用，避免了重復開發，其他模塊的使用也是如此。特別是這些經過嚴格現場測試的代碼用在新型的礦車電氣控制系統中增加了系統的可靠性。在調試過程中，可以根據現場出現問題的現象迅速定位具有問題的代碼段，減輕了調試的壓力。

3 結 語

提出將模塊化設計的思想應用于車輛電氣控制系

統控制器程序的設計中。程序的模塊化設計不僅減少了程序的開發時間，減輕了設計人員的工作量，還使程序思路更清晰，維護更簡易，可讀性、可移植性，可靠性增強，同時也給下一代產品的開發創造了有利條件。實踐也證明將模塊化設計應用于礦車電氣系統控制器程序的可行性與合理性。隨著模塊化設計在控制器程序設計中的深入，必將帶來模塊的標準化的問題。這個問題在很多跨國自動化公司控制系統程序設計中得到了有效的解決，取得了一定的市場競爭力。車輛電氣系統控制器程序的模塊化、標準化的發展必將有效提高車載電氣系統的整體性能。

參考文獻

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