基于LABVIEW的船舶电站联调试验平台系统设计与实现

朱水娟 曹虎跃 张晓峻

摘 要：船舶电站各组成设备在交付前，应进行电站联合调试试验，在各模拟运行工况下，对各组成设备的功能性能进行严格试验考核，确保达到交付条件，人工模拟负载等运行工况的方式对操作人员数量与操作熟练程度提出要求，且无法实现试验数据的自动记录与分析。基于LabVIEW软件提供的人机界面编程、网络通信、数据库存储、报表分析等强大功能，通过基于LabVIEW的船舶电站联调试验平台系统，可满足船舶电站联调试验的自动化试验与数据处理使用要求。

关键词：电站联调试验平台；LabVIEW；数据库；ADO

1 前言

船舶电站是电力系统的心脏，其工作的可靠性和稳定性，直接关系到船舶电力系统运行的安全性、稳定性和生命力。一般地，船舶电站设备在交付前，应对船舶电站各组成设备进行联合调试试验，通过人为操作负载等方式，模拟船舶电站各种实际运行工况，对各组成设备的功能/性能进行严格试验考核，确保设备满足相关要求，达到交付条件。但该种人为操控模拟负载的工作方式，对操作人员的数量与操作熟练程度提出要求，且无法实现试验数据的自动记录与分析。

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是美国NI公司推出的一种图形化软件开发环境。它以独特的图形化编程语言、丰富的组态控件和数据流编程方式，特别适合于数据采集、数据分析、人机界面等测控领域，使得设计人员可以快速、高效地开发出优秀的应用程序。因此，有必要开展基于LabVIEW语言的船舶电站联调试验平台系统研究，实现船舶电站陆上联调实验的负载自动控制、数据存储与记录、数据分析等功能，以提高电站联调试验的自动化程度与试验效率。

2 船舶电站联调试验平台的原理及设计方案

电站联调试验监控平台系统采用底层数据采集模块和上层工控机的两层设备层次结构。由于工控机实时性强、可靠性高、I/O处理能力丰富、嵌入式操作系统兼容性強等优点，故选用工控机作为船舶电站联调试验平台的上层控制设备，对参与电站联调试验的各组成设备实施实时监测和操控。参与电站联调试验的柴油发电机组以及试验场地负载系统的数据采集单元构成了电站联调试验监控平台系统的底层采集模块，通过RS485串口通讯方式发送至RS485/以太网通讯转换模块，再由通讯转换模块向上层工控机发送实时数据，同时接收来自工控机下发的启动、停机、加速、减速等界面人工指令信息。

船舶电站联调试验平台的设备层次结构如图1所示，其主要人机界面如图2所示。基于LabVIEW实现的电站联调试验监控平台软件模块主要包括人机界面、网络通信、数据库存储和数据分析等软件模块。下述对其中的网络通讯、数据库存储等软件模块的实现原理进行简要介绍。

3 船舶电站联调试验平台系统的数据库实现方案

LabVIEW本身并不能直接访问数据库，但由于LabVIEW提供了丰富的外部程序接口，如ActiveX和.NET，因此在LabVIEW中可以通过ADO（ActiveX Data Object）、DAO（Data Access Object）等方法与数据库连接。其中，ADO是使用最为广泛的技术，通过ODBC连接能访问任何支持ODBC的数据库，如SQL Server、Oracle、My SQL等数据库。本文采用了ADO技术实现电站试验系统的数据存储处理。具体过程为：

1）首先需建立一个数据库，如DncDB.accdb（）；

2）双击控制面板中的“管理工具”|数据源（ODBC）选项，弹出ODBC数据源管理器，选择用户DSN选项卡（只有本用户可用）或系统选项库，系统数据源右侧点击添加按钮，选择相应的数据库软件（如Microsoft Access Driver）；

3）在弹出“ODBC Setup”对话框中，配置DSN及相应的数据库参数，如将数据源名命名为DNC_DB，数据库选择刚才建立好的DncDb.db；

4）完成上述步骤后，可在ODBC数据源管理器中看到新建的数据源。以后在LabVIEW中就可以通过ADO与该DSN建立连接，实现对数据库DncDB.accdb的访问；

5）利用基于ADO的LabVIEW数据库访问LabSQL，可更方便地像直接调用子VI一样对数据库进行操作。

4 结论

基于LabVIEW的船舶电站联调试验监控平台，目前已成功地实现了对4套船用柴油发电机组和4套试验负载系统的通信与监测，系统运行稳定可靠、监控功能完善、人机交互友好、较高地提高了试验自动化程度。基于LabVIEW软件提供的人机界面编程、网络通信、数据库存储、报表分析等功能，上层工控机与底层数据采集设备的上、下两层设备层级结构设计，可满足船舶电站联调试验平台的自动化试验与数据处理要求，且具有开发与实现容易、后续维护更改简便等优点。

参考文献

[1]《高性能MySQL》[美]Baron Scbwartz、PeterZaitsev著 电子工业出版社 2013年

[2]《LavVIEW编程详解》 宋铭编著.电子工业出版社 2017年

[3]《舰船电力系统》兰海、卢芳、孟杰编著 国防电力工业出版社.2012年

中船重工集团第七0四研究所