摘 要

本文以和谐机车空调入场试验系统设计为背景，通过逐步深入对动车空调机组工作状况及性能试验的了解，通过对相应试验台上位机功能分析，基于MGCS开发语言，对空调机组入场试验的上位机检测程序进行了详细设计，实现了试验台上位机界面、参数显示、仪表设备连接、数据记录及报表生成各模块的要求功能。

研究结果表明：MCGS组态软件以其界面生成方便、设备连接简便、脚本程序嵌入直观和程序运行稳定等特点，可以实现试验台上位机软件编写。通过开发的检测程序对下位机温度参数和电参数进行采集，通过对特征数据的分析处理，确认空调机组的运行状况是否正常，包括压缩机电机及制冷系统的工作状态。经模拟试验证明，该设计可实现对入场试验机组的监测和诊断，为空调机组的持续安全运行提供支持保障。

关键词：空调机组；入场试验；MCGS；监测诊断

Abstract

Based on the harmony of locomotive air-conditioning entry test system design as the background, in-depth step by step to train air conditioning unit working conditions and performance test, based on the corresponding testing PC function analysis, based on the MGCS development language, the air conditioning unit admission test procedure has carried on the detailed design of the upper machine, realizes the test-bed PC interface, parameter display, instrument equipment connection, the requirement of the data record and report generation module function.

The results show that the MCGS configuration software can be used to write the upper computer software on the test bed because of its features such as convenient interface generation, simple device connection, intuitive script embedding and stable program operation.The temperature parameters and electrical parameters of the lower machine are collected through the developed testing program. Through the analysis and processing of the characteristic data, the operation status of the air conditioning unit is confirmed to be normal, including the working status of the compressor motor and the refrigeration system.The simulation test proves that the design can realize the monitoring and diagnosis of the test unit and provide support for the continuous and safe operation of the air-conditioning unit.

Key Words：Air conditioning unit Entrance test; MGCS; Monitoring and diagnos

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.3 研究内容与方法 2

第2章 总体方案设计 3

2.1 引言 3

2.2入场试验原理 3

2.2.1 试验台工作原理 3

2.2.2 下位机的结构和原理 3

2.3 设计的要求与功能需求 4

2.4 开发平台的选择 4

2.5 总体设计方案 5

第3章 功能设计与实现 6

3.1 用户管理功能 6

3.2 通信功能 7

3.3 数据实时显示功能 8

3.4 记录方式选择功能 9

3.4.1 自动记录 9

3.4.2 手动记录 11

3.5 数据处理功能 12

3.6 数据保存 14

3.7 报表打印功能 16

3.8 历史数据浏览功能 16

3.9 其他 17

3.9.1 按钮可见度设计 17

3.9.2 历史数据查询功能设计 18

第4章 界面设计和程序调试 19

4.1 欢迎界面 19

4.2 试验数据界面 19

4.3 报表打印界面 20

4.4 历史数据查询界面 21

4.5 程序调试与测试 22

结 论 26

参考文献 27

致 谢 29

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

高速铁路能够代表了一个国家的整体科技和工业水平，它能够反映国家工业技术、科技发展、统筹兼顾和经营管理等方面的成果和水平。在过去的30年中,中国高速铁路实现了跨越式的快速发展，从最开始的“技术引进”开始，经过二十多年艰苦卓绝，苦心孤诣的钻研，使我国在铁路建设和发展中迎头赶上并实现了“中国创造”。^[1]到如今，中国高铁技术已经开始对外输出，不仅极大地带动了社会经济地发展，还提高了我国地国际地位，也为国家“一代一路”战略奠定了基础。到2019年底为止，我国高速铁路运营里程已经超过了3.5万公里，占到全球总运营里程的七成还要多。同时，中国高铁也已经开始走出国门，中国铁路“走出去”项目遍及亚、欧、非和北美，为树立中国国际形象、推动中国产能输出提供了有力支撑。^[2]

随着高速铁路技术的飞速发展，高速列车的最高运行速度也被不断刷新，京沪高铁的试验运营时速高达486.1公里每小时。对于旅客而言，速度往往是第一标准，而当列车的运行速度满足人们的要求时，也进一步对车内环境和舒适度提出了新的要求^[3]。列车环境能极大地影响人们对高速列车的认同程度，也逐渐使得旅客列车向高速化，舒适化发展。车内空气环境正是影响列车舒适性相当重要的一点，人体感受到的温度、湿度和空气质量都与其息息相关。而列车的空调机组正是维系车内空气环境的重要设备，只有空调机组正常运行，才能保证列车室内达到一个让旅客满意的环境。为了保证空调机组的正常运行，定时的检修和保养必不可少。^[4]列车的空调机组为模块化设计，检修时要将机组从列车上拆卸下来，统一进行检修。空调机组试验主要包括入场试验、风机试验、出场试验三部分。在此，本文主要对入场试验上位机进行研究设计，建立软件系统，分析空调机组的性能以实现有针对性地检修，对于维护空调机组地正常运行，保证车厢内良好的空气环境有重要意义。^[5]

1.2 国内外研究现状分析

目前国际上有三种应用范围比较广泛的空调试验标准，我国主要采用了铁道行业标准TB/T-1804-2003；美国标准ANSI/ASHRAE37-2005是欧洲铁路主要采用的标准；而日本高铁试验根据JIS-E6602-2004标准。中国铁道行业标准TB/T1804-2003规定了三种试验布置方法：环路空气焓差法、房间空气焓差法、风洞式空气焓差法，本文所研究对象即为房间空气焓差法。日本标准JISE6602-2004并没有规定试验布置方法。美国标准ANSI/ASHRAE37-2005相比中国标准还有压缩机标定法、挥发性制冷试剂流量法以及室外侧水管盘法。^[6]

动车组上的空调机组主要采用单元式设计，采用的是风冷式冷凝器，而美国标准ANSI/ASHRAE37-2005中的压缩机标定法、冷试剂流量法以及水管盘法并不适用于单元式设计的风冷式空调机组，美国标准有这三种方法主要是考虑到民用空调的使用，所以我国并没有类似的方法。^[7]总而言之，空气焓差法是现如今国际普遍认可，被各种标准采用的试验方法。对于本文而言，因为入场试验只是初步检验空调的运行状态，只关注空调机组的温差和运行电参数，对焓差法没有太多介绍，更多的是对空调温差和电参数性能的检测。