模塊化設(shè)計在車載控制器程序設(shè)計中的應(yīng)用

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

關(guān)鍵詞:模塊; 程序設(shè)計; 車載控制器; 模塊化設(shè)計

中圖分類號:TP313 文獻(xiàn)標(biāo)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(xiàn)代化生產(chǎn)中，車輛占據(jù)著重要的地位，它是生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)闹匾\(yùn)輸工具，關(guān)系到生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率。車輛電氣系統(tǒng)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(tǒng)，其程序的編寫是設(shè)計中的重點(diǎn)[2]。但車輛的型號不同導(dǎo)致電氣系統(tǒng)有不同的組成和要求，從而電氣系統(tǒng)主控制器的程序要求不同，經(jīng)過實踐檢驗的代碼不能重復(fù)利用，這使設(shè)計部門花費(fèi)大量的時間和精力編寫、調(diào)試主控制器程序。針對上述情況，本文將模塊化設(shè)計應(yīng)用于車輛電氣系統(tǒng)主控制器程序的設(shè)計中，利用功能模塊可以重復(fù)利用的特點(diǎn)[3]，從而達(dá)到提高設(shè)計的效率和程序兼容性的目的[4]，實現(xiàn)新型礦車電氣系統(tǒng)主控制器程序的高效率、高質(zhì)量開發(fā)。

1 模塊化設(shè)計

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

模塊化編程的基本思想首先出現(xiàn)在高級語言編程應(yīng)用中，但這種思想也適用于車載控制器程序的開發(fā)[8]。程序的模塊劃分一般采用自上向下，逐步分解的方法進(jìn)行[9]。車載控制器程序一般可分為參數(shù)設(shè)置部分、數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理部分、報警處理部分、控制部分、執(zhí)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(dú)進(jìn)行設(shè)計、調(diào)試和管理。現(xiàn)場調(diào)試前就可以通過仿真模擬，排除一部分程序上的錯誤。在現(xiàn)場調(diào)試時，通過對每個功能模塊的監(jiān)視，迅速發(fā)現(xiàn)存在的問題，縮短減少調(diào)試強(qiáng)度，縮短調(diào)試時間[10]。在控制要求改變時，只在相應(yīng)的模塊中做適當(dāng)修改即可，這給電氣系統(tǒng)的升級提供了方便的條件。

2 應(yīng) 用

現(xiàn)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(shè)計中的應(yīng)用。該產(chǎn)品的電氣系統(tǒng)由控制器、繼電器、接觸器、電機(jī)、操作臺、車載顯示器及各種傳感器等組成。控制系統(tǒng)的工作過程是上電后系統(tǒng)自檢，首先確定系統(tǒng)能正常工作，然后根據(jù)操作臺的指令做出相應(yīng)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(diào)用。這樣在程序開發(fā)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(fā)時間[6]。同時參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集等模塊在不同型號的礦車電氣控制系統(tǒng)中的功能基本不變，稍作改動即可使用，避免了重復(fù)開發(fā)，其他模塊的使用也是如此。特別是這些經(jīng)過嚴(yán)格現(xiàn)場測試的代碼用在新型的礦車電氣控制系統(tǒng)中增加了系統(tǒng)的可靠性。在調(diào)試過程中，可以根據(jù)現(xiàn)場出現(xiàn)問題的現(xiàn)象迅速定位具有問題的代碼段，減輕了調(diào)試的壓力。

3 結(jié) 語

提出將模塊化設(shè)計的思想應(yīng)用于車輛電氣控制系

統(tǒng)控制器程序的設(shè)計中。程序的模塊化設(shè)計不僅減少了程序的開發(fā)時間，減輕了設(shè)計人員的工作量，還使程序思路更清晰，維護(hù)更簡易，可讀性、可移植性，可靠性增強(qiáng)，同時也給下一代產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)造了有利條件。實踐也證明將模塊化設(shè)計應(yīng)用于礦車電氣系統(tǒng)控制器程序的可行性與合理性。隨著模塊化設(shè)計在控制器程序設(shè)計中的深入，必將帶來模塊的標(biāo)準(zhǔn)化的問題。這個問題在很多跨國自動化公司控制系統(tǒng)程序設(shè)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(tǒng)控制器程序的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展必將有效提高車載電氣系統(tǒng)的整體性能。

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