基于LABVIEW的船舶電站聯調試驗平臺系統設計與實現

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量與操作熟練程度提出要求，且無法實現試驗數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、數據庫存儲、報表分析等強大功能，通過基于LabVIEW的船舶電站聯調試驗平臺系統，可滿足船舶電站聯調試驗的自動化試驗與數據處理使用要求。

關鍵詞：電站聯調試驗平臺；LabVIEW；數據庫；ADO

1 前言

船舶電站是電力系統的心臟，其工作的可靠性和穩定性，直接關系到船舶電力系統運行的安全性、穩定性和生命力。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，對操作人員的數量與操作熟練程度提出要求，且無法實現試驗數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環境。它以獨特的圖形化編程語言、豐富的組態控件和數據流編程方式，特別適合于數據采集、數據分析、人機界面等測控領域，使得設計人員可以快速、高效地開發出優秀的應用程序。因此，有必要開展基于LabVIEW語言的船舶電站聯調試驗平臺系統研究，實現船舶電站陸上聯調實驗的負載自動控制、數據存儲與記錄、數據分析等功能，以提高電站聯調試驗的自動化程度與試驗效率。

2 船舶電站聯調試驗平臺的原理及設計方案

電站聯調試驗監控平臺系統采用底層數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、嵌入式操作系統兼容性強等優點，故選用工控機作為船舶電站聯調試驗平臺的上層控制設備，對參與電站聯調試驗的各組成設備實施實時監測和操控。參與電站聯調試驗的柴油發電機組以及試驗場地負載系統的數據采集單元構成了電站聯調試驗監控平臺系統的底層采集模塊，通過RS485串口通訊方式發送至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送實時數據，同時接收來自工控機下發的啟動、停機、加速、減速等界面人工指令信息。

船舶電站聯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?；贚abVIEW實現的電站聯調試驗監控平臺軟件模塊主要包括人機界面、網絡通信、數據庫存儲和數據分析等軟件模塊。下述對其中的網絡通訊、數據庫存儲等軟件模塊的實現原理進行簡要介紹。

3 船舶電站聯調試驗平臺系統的數據庫實現方案

LabVIEW本身并不能直接訪問數據庫，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的數據庫，如SQL Server、Oracle、My SQL等數據庫。本文采用了ADO技術實現電站試驗系統的數據存儲處理。具體過程為：

1）首先需建立一個數據庫，如DncDB.accdb（）；

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

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

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

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

4 結論

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

參考文獻

[1]《高性能MySQL》[美]Baron Scbwartz、PeterZaitsev著 電子工業出版社 2013年

[2]《LavVIEW編程詳解》 宋銘編著.電子工業出版社 2017年

[3]《艦船電力系統》蘭海、盧芳、孟杰編著 國防電力工業出版社.2012年

中船重工集團第七0四研究所