康萬海

摘 要：機車修造離不開人的參與，如何提高個人對機車的認知、對技術知識的良好掌握是做好員工培訓的重中之重，從而促進機車修造企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。本文以HXD2C機車司機顯示屏為例，描述了如何運用MCGS軟件將兩者有機結合到一起，制作HXD2C型電力機車司機的操作顯示界面，通過對司機顯示屏仿真及對各類信息、功能的介紹講解為機車修造作業(yè)人員及機車司乘人員深入學習了解機車提供了新的有效手段，使理論學習得到實踐，提升了學習興趣和學習印象。

關鍵詞：機車;MCGS;司機顯示屏;培訓

0 引言

高質(zhì)量的機車修造水平是保障鐵路安全及平穩(wěn)運用的基礎，這就要求了機車修造作業(yè)人員對機車的全面認識，對技術技能的良好掌握。目前多種型號機車的存在也要求司乘人員要加強學習，從而保證行車安全。為了使機車修造人員及司乘人員更加深刻且系統(tǒng)的學習，利用組態(tài)軟件MCGS低成本、靈活高效、形象直觀的優(yōu)點對司機顯示屏仿真，通過對仿真內(nèi)容的深入解析達到培訓學習的目的。

1 MCGS軟件簡介

MCGS是一套基于Windows平臺，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，它為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡等功能。

MCGS組態(tài)軟件主要包括主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五大部分（如圖1所示）。

MCGS軟件可以記錄報警數(shù)據(jù)并實現(xiàn)報警顯示。MCGS把報警處理作為數(shù)據(jù)對象的屬性，封裝在數(shù)據(jù)對象內(nèi)，由實時數(shù)據(jù)庫來自動處理。當數(shù)據(jù)對象的值或狀態(tài)發(fā)生改變時，實時數(shù)據(jù)庫判斷對應的數(shù)據(jù)對象是否發(fā)生了報警或已產(chǎn)生的報警是否已經(jīng)結束，并把所產(chǎn)生的報警信息通知給系統(tǒng)的其它部分，同時，實時數(shù)據(jù)庫根據(jù)用戶的組態(tài)設定，把報警信息存入指定的存盤數(shù)據(jù)庫文件中。此外，MCGS軟件還可以產(chǎn)生多種動畫效果，用戶可以選擇不同的動畫效果來反映數(shù)值或狀態(tài)的改變，例如：圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍等。

2 司機顯示屏的設計基礎

司機顯示屏的設計需要通過對顯示屏的功能分析、界面結構設定、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析、變量的設定及分類等幾部分進行思考從而實現(xiàn)仿真功能貼合實際，達到培訓學習的目的。

2.1 司機顯示屏功能

電力機車功能結構復雜且設備數(shù)量較多，如果駕駛室內(nèi)需要司機實時查看并控制的儀表設備數(shù)量過多，就很容易導致司機產(chǎn)生疲勞，不利于安全行車。

列車司機顯示單元是列車上完成人機對話系統(tǒng)信息顯示的重要單元，為駕駛員的操作及鐵路安全運行提供信息保證。司機顯示屏尺寸很小，卻需要顯示出大量列車狀態(tài)信息。為了將龐大的數(shù)據(jù)信息通過同一塊平板顯示器顯示出來，必須對列車信息進行合理的分類，每個界面只顯示一類信息，在不同信息界面之間可以進行切換操作。在每一類信息界面中可以通過模塊的填充顏色變化、可見度、閃爍以及數(shù)據(jù)框等方式來顯示車輛各部件的運行狀況及參數(shù)，這樣可以讓司機更直觀地查看車輛信息。

2.2 司機顯示屏結構

HXD2C型電力機車司機顯示屏可分為三大基本區(qū)域，即屏幕功能選擇區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)和全局信息區(qū)。

2.2.1 屏幕功能選擇區(qū)

屏幕功能選擇區(qū)包括兩層，上方一層是屏幕功能的主選擇按鈕，下面一層顯示目前選擇的屏幕功能顯示區(qū)的子功能選項。

2.2.2 數(shù)據(jù)區(qū)

本區(qū)域顯示目前選擇的界面的過程數(shù)據(jù)。此區(qū)域的標題欄部分顯示機車編號和實時日期、時間。

2.2.3 全局信息區(qū)

兩個狀態(tài)指示，并且每個屏幕都能顯示：事件指示（左側）顯示實時的機車故障狀態(tài)。主斷斷開狀態(tài)顯示（中間）顯示是由于故障還是人為原因斷主斷。操作狀態(tài)顯示（右側）顯示目前實時進行的操作狀態(tài)。

2.3 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的功能

機車信息的變化是通過顯示屏中模塊的顏色變化、可見度和標簽內(nèi)數(shù)據(jù)的數(shù)值等信息狀態(tài)的改變來體現(xiàn)的。機車每一個狀態(tài)信息的改變都對應著一個數(shù)據(jù)當前值的改變。當某一數(shù)據(jù)值發(fā)生改變時，顯示屏上會出現(xiàn)相應的變化，司機就通過這些變化來了解對應設備的當前狀態(tài)信息。

例如，當“列車向前”變量的值為“1”時，代表車輛向前行駛且左側駕駛室為占用駕駛室，此時在主界面左側出現(xiàn)黃色圖標而且圖標中箭頭方向向前;當“列車向后”變量的值為“1”時，代表車輛向后行駛且右側駕駛室為占用駕駛室，此時在主界面的左側出現(xiàn)黃色圖標而且圖標中箭頭方向向后;當該數(shù)據(jù)值為“0”時，代表車輛處于零位，此時在主界面的左側出現(xiàn)黃色圖標而且圖標中箭頭方向指向兩側。

數(shù)據(jù)信息則通過與其相關聯(lián)的標簽在屏幕上顯示出具體數(shù)值，司機通過標簽顯示的數(shù)值來了解對應變量的當前值。例如，車速標簽與“車速”變量相關聯(lián)，列車監(jiān)控系統(tǒng)將檢測到的當前車速循環(huán)賦值給“車速”變量，列車的運行時速就可以通過車速標簽顯示在屏幕上。

顯示屏內(nèi)所有顯示列車狀態(tài)的信息都關聯(lián)著變量，要將列車狀態(tài)盡可能詳細地通過屏幕顯示出來，就需要數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)變量。列車監(jiān)控系統(tǒng)將采集到的列車信息通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡發(fā)送給處理器，屏幕顯示的軟件系統(tǒng)將處理器采集到的各數(shù)值賦值給對應的變量，變量是與對應模塊關聯(lián)在一起的，這樣就將列車的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與顯示屏中模塊關聯(lián)起來，實現(xiàn)了通過屏幕來顯示列車各類狀態(tài)信息的目的。

3 顯示屏部分界面簡介

3.1 主界面

接通電源后首先顯示如圖2所示的主界面。

主界面顯示的功能有很多，是整個界面設計的核心，反映了當前機車的所有主要信息。這些信息主要包括：

3.2 故障確認界面

當顯示屏左下角故障事件指示標志進行閃爍時，點擊圖標將進入故障確認界面。

3.3 控制-隔離界面

本界面實時顯示機車電機變流器及輔助變流器等的狀態(tài)，除隔離閥外的每個相應的設備可以被手動隔離及解除隔離。如果進行手動隔離及解除隔離，點擊相對應的按鈕，則DDU向MPU發(fā)送指令，并且按鈕閃爍5秒鐘，5秒鐘后返回顯示狀態(tài)，可以看出機車是否執(zhí)行了手動隔離/解除操作。

3.4 過程數(shù)據(jù)概述界面

本界面顯示機車相關的過程數(shù)據(jù)，如果有重聯(lián)機車，點擊相應的重聯(lián)機車即可顯示相關重聯(lián)機車的過程數(shù)據(jù)。

3.5 輔助界面

根據(jù)HXD2C機車高壓電氣原理圖中的“輔助電路”原理繪制而成，但其中的除QA-TP2-PP，QA-PC-CAB，QA-PC-MWD，QA-HVAC1，QA-HVAC2不能提供其狀態(tài)值。

4 結論

基于MCGS的司機顯示屏仿真充分利用了組態(tài)軟件MCGS的強大功能，提供給機車修造人員與司乘人員新的培訓體驗，是一種進步與創(chuàng)新。通過對各界面的學習與深入研究可以系統(tǒng)性的掌握機車原理與作業(yè)知識，提升了學習人員的專業(yè)素質(zhì)，利用生動形象的畫面也激發(fā)了學習人員的興趣。

參考文獻：

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