1 引 言
近幾年來，可編程序控制器（以下簡稱plc）因其可靠性高、編程簡單、抗干擾能力強等優(yōu)點，在工業(yè)控制領域得到了廣泛應用。但plc在人機交互性能方面較弱，然而工控組態(tài)軟件（如組態(tài)王）具有良好的人機界面及控制決策能力。因此，將二者結合起來可有效實現(xiàn)整個生產過程的綜合監(jiān)控。東方日立（成都）電控設備有限公司生產的高壓大功率變頻器有機地將二者結合起來，實現(xiàn)變頻器在昆鋼自備發(fā)電廠高爐煤氣發(fā)電機組送、引風機系統(tǒng)上的應用及節(jié)能計算。該系統(tǒng)采用上、下位機主從式結構，plc作為下位機通過modbus通信方式，完成工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集；上位機采用工業(yè)控制計算機，與plc之間通過工業(yè)以態(tài)網(wǎng)通訊方式，實現(xiàn)高壓變頻器在運行過程中的實時數(shù)據(jù)顯示、故障報警等各項功能。同時，組態(tài)王又作為數(shù)據(jù)服務器，通過dde方式為節(jié)能軟件提供實時數(shù)據(jù)，以助節(jié)能軟件完成數(shù)據(jù)計算、動態(tài)曲線顯示。
2 系統(tǒng)硬件配置
送、引風機高壓變頻裝置通訊系統(tǒng)的硬件配置，主要包括mdm3000電力綜合測試儀、集線器及實現(xiàn)遠程監(jiān)控的工業(yè)計算機。單元控制柜內所用的plc，選用西門子s7-200系列cpu226；通訊單元為西門子工業(yè)以太網(wǎng)模塊cp243-1。數(shù)據(jù)采集器選用深圳亞特爾公司的mdm3000產品，實現(xiàn)變頻器輸入電壓、輸入電流等數(shù)據(jù)采集。工業(yè)計算機選用研華原裝工控機ipc-610h，主要配置：cpu2.8g/256m（內存）；80g硬盤；集成顯卡；另置網(wǎng)卡；50倍光驅；1.44m（軟驅）和kb104+mouse。送、引風機高壓變頻裝置通訊系統(tǒng)的硬件配置如圖1所示。
3 系統(tǒng)軟件基本原理及組態(tài)
系統(tǒng)軟件包括：
?。?）工控軟件：組態(tài)王kingview5.1；
?。?）用于s7-200編程軟件的step7-microwin4.0；
?。?）用于實現(xiàn)節(jié)能計算的自主研發(fā)的軟件。
送、引風機高壓變頻裝置系統(tǒng)以plc為通訊管理中心的通訊系統(tǒng)的地址分配見附表。
3.1 組態(tài)王kingview5.1
組態(tài)王是運行于microsoftwindows98/2000/nt/xp中文平臺界面的人機界面軟件。采用了多線程、com組件等新技術，實現(xiàn)了實時多任務，軟件運行穩(wěn)定可靠。軟件包從工業(yè)控制對象中采集數(shù)據(jù)，并記錄在實時數(shù)據(jù)庫中。它還負責把數(shù)據(jù)的變化以動畫的方式形象地表示出來。同時還可以完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并按實際需要生成歷史數(shù)據(jù)文件。本項目的組態(tài)王的主畫面如圖2所示。
為實現(xiàn)組態(tài)王和外部設備的通訊，組態(tài)王內置大量設備的驅動程序作為組態(tài)王和外部設備的通訊接口，擴充了組態(tài)王的功能，為用戶提供更為靈活的應用空間。在數(shù)據(jù)交換時，我們定義組態(tài)王作為dde服務器端，與采用java軟件開發(fā)的節(jié)能計算軟件相互通訊。通過dde方式用戶自編的應用程序可以與組態(tài)王無縫連接，進行數(shù)據(jù)交換。節(jié)能計算軟件的主畫面如圖3所示。
3.2 用于s7-200的編程軟件step7- microwin4.0
變頻器啟、停流程圖如圖4所示。
s7-200中plc程序用step7-microwin4.0軟件進行編寫，plc程序將modbus協(xié)議、tcp/ip工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議兩種協(xié)議集于一身，實現(xiàn)變頻器現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設備、上位監(jiān)控設備的無縫連接。
3.3 實現(xiàn)節(jié)能計算的自主研發(fā)的軟件
節(jié)能計算軟件為日立北京公司自主研發(fā)，該軟件實現(xiàn)兩方面的功能：
?。?）獲取組態(tài)王數(shù)據(jù)；
?。?）對獲取的數(shù)據(jù)進行計算并以趨勢曲線的方式加以顯示。根據(jù)機組送、引風機工頻運行工況數(shù)據(jù)，得到通過調節(jié)出口擋板改變風量的工頻運行曲線；
?。?）再根據(jù)實時監(jiān)控得到機組送、引風機在變頻運行工況下的運行曲線，然后將兩條曲線制作到同一坐標平面下，這樣非常直觀地得到節(jié)能數(shù)據(jù)，并對采集到的原始及節(jié)能數(shù)據(jù)進行記錄保存于工控機的硬盤上。
4 應用情況
送、引風機高壓變頻裝置系統(tǒng)自2008年4月投運以來，啟、停及智能監(jiān)控性能優(yōu)良。操作員從爐控室組態(tài)王監(jiān)視畫面可以實時監(jiān)控送、引風機高壓變頻裝置的輸入電壓、輸入電流、輸入功率等數(shù)據(jù)，大大減少了運行人員現(xiàn)場抄錄設備運行數(shù)據(jù)的工作量；另外非常直觀地得到送、引風機高壓變頻裝置系統(tǒng)的節(jié)能情況。送、引風機高壓變頻裝置系統(tǒng)微機化、數(shù)字化更是提高了系統(tǒng)的安全可靠性，有效地避免了機組送、引風機電動機以及電網(wǎng)所承受的沖擊，延緩了電動機及拖動設備的使用壽命，深受用戶好評。
5 結束語
送、引風機高壓變頻裝置是集高壓電機軟起動、運行監(jiān)控、網(wǎng)絡技術于一體的智能化調速、控制系統(tǒng)。實踐證明原送、引風機采用高壓變頻裝置后，大大地降低了廠用電，為用戶帶來了可觀的經(jīng)濟效益，值得大力推廣應用。