《電子技術(shù)應(yīng)用》
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通過(guò)工控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)高壓變頻器監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
摘要: 近幾年來(lái),我國(guó)工業(yè)快速發(fā)展,相對(duì)應(yīng)的工業(yè)控制領(lǐng)域也是朝著科學(xué)化、現(xiàn)代化方向發(fā)展,例如對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的各類(lèi)高壓變頻器設(shè)備控制的要求就是如此。由于高壓變頻器幾乎都是工礦企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,對(duì)其可靠性的高要求是不言而喻的。
Abstract:
Key words :

1 引言

  隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步,許多領(lǐng)域中都引入了計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)與控制技術(shù),而且隨著各領(lǐng)域中研究?jī)?nèi)容的不斷深入與發(fā)展,對(duì)計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高,工控組態(tài)軟件就是近年來(lái)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域興起的一種新型的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù),開(kāi)發(fā)人員通常不需要編制太過(guò)復(fù)雜的程序代碼,只要利用組態(tài)軟件包中的工具,進(jìn)行數(shù)據(jù)組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)工作,它具有二次開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便、開(kāi)發(fā)周期短、通用性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

  近幾年來(lái),我國(guó)工業(yè)快速發(fā)展,相對(duì)應(yīng)的工業(yè)控制領(lǐng)域也是朝著科學(xué)化、現(xiàn)代化方向發(fā)展,例如對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的各類(lèi)高壓變頻器設(shè)備控制的要求就是如此。由于高壓變頻器幾乎都是工礦企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,對(duì)其可靠性的高要求是不言而喻的,因此,對(duì)高壓變頻器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并根據(jù)具體的情況做出相應(yīng)的控制,顯得尤為重要,為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,我們以工控組態(tài)軟件mcgs為開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì),完成了變頻器監(jiān)控系統(tǒng)的研制。

2 變頻器監(jiān)控系統(tǒng)要求

  2.1 監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求

 ?。?) 要求監(jiān)控系統(tǒng)保證各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確可靠,減少人為因素影響,提供可靠現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)支持;

 ?。?) 要有良好的可維護(hù)性,能夠方便地維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行;

 ?。?) 能提供友好的人機(jī)交互界面,方便現(xiàn)場(chǎng)人員操作;

 ?。?) 能提供對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)管理功能;

 ?。?) 能提供靈活的接口,為用戶(hù)提供良好的二次開(kāi)發(fā)功能并能與其他管理信息系統(tǒng)進(jìn)行信息融合。

  2.2 監(jiān)控系統(tǒng)具體要求

 ?。?) 信號(hào)采集和數(shù)據(jù)處理: 對(duì)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)通過(guò)組態(tài)軟件轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

 ?。?) 狀態(tài)顯示:將變頻器啟動(dòng)、停止、就緒、合閘、接通、運(yùn)轉(zhuǎn)、旁通、告警、外控等狀態(tài)通過(guò)組態(tài)軟件動(dòng)態(tài)的顯示于監(jiān)控畫(huà)面上,具有實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)效果。

 ?。?) 監(jiān)控操作: 對(duì)頻率、溫度、電流、電壓、風(fēng)壓等進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

 ?。?) 操作畫(huà)面:在操作畫(huà)面上可查詢(xún)裝置的電壓、電流、功率、溫度等實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù),還可查詢(xún)實(shí)時(shí)、歷史曲線和設(shè)備狀態(tài)并可按要求設(shè)定和打印出實(shí)時(shí)報(bào)表和歷史報(bào)表。

3 變頻器監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成

  變頻器監(jiān)控系統(tǒng)主要由工控機(jī)、打印機(jī)、變頻控制柜(主要包括plc、模擬量輸入輸出模塊、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊、光纖觸發(fā)模塊、ups電源和一些通訊電纜等)組成,其畫(huà)面如圖1

  所示。工控機(jī)作為監(jiān)控中心,將變頻器所有的運(yùn)行數(shù)據(jù)和參數(shù)利用串行口通訊方式(rs-485),經(jīng)屏蔽雙絞線送到工控機(jī)中,在人機(jī)界面上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示;工控機(jī)也可下達(dá)指令來(lái)控制變頻器的啟動(dòng)、停止、復(fù)位等。這樣就完成了對(duì)所有數(shù)據(jù)的采集傳輸及命令傳送,同時(shí),也可完成管理級(jí)功能,如局域網(wǎng)的管理任務(wù)、形成管理部門(mén)所需數(shù)據(jù)的記錄報(bào)表、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。

 

4 監(jiān)控系統(tǒng)軟件組態(tài)

  軟件組態(tài)部分完成監(jiān)控系統(tǒng)與操作人員間的交互界面,是實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)視、控制、調(diào)度和管理的核心。人機(jī)界面分為兩部分,一部分是用于日常監(jiān)視、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的主界面,另一部分是用于指示、管理非日常監(jiān)視信息,如各種報(bào)表、曲線及趨勢(shì)圖、歷史記錄等的子界面。

  組態(tài)軟件運(yùn)行后,點(diǎn)擊公司信息圖片后,即進(jìn)入變頻系統(tǒng)監(jiān)控主界面。在主界面的上方有一排指示燈,用于指示變頻系統(tǒng)狀態(tài),左下方有一個(gè)報(bào)警描述狀態(tài)欄,用于顯示變頻器當(dāng)前所有報(bào)警信息,右側(cè)的數(shù)據(jù)顯示欄用于顯示頻率、定子電壓、定子電流、壓力等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在主畫(huà)面的最下方有四個(gè)按鈕可用來(lái)顯示本軟件系統(tǒng)其他功能:系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)曲線顯示、歷史數(shù)據(jù)列表、報(bào)警記錄查看,當(dāng)按下相應(yīng)的按鈕后,即進(jìn)入到其對(duì)應(yīng)的畫(huà)面中。其畫(huà)面如圖2所示。

  4.1 參數(shù)設(shè)置功能

  當(dāng)按下參數(shù)設(shè)置按鈕后,會(huì)彈出用戶(hù)登錄對(duì)話框,只有輸入正確的密碼才能進(jìn)入該畫(huà)面進(jìn)行設(shè)置,這樣可有效防止非專(zhuān)業(yè)人員誤操作。該畫(huà)面主要用于設(shè)置變頻裝置的所有參數(shù),操作人員可以按“參數(shù)表”按鈕,來(lái)查看相應(yīng)參數(shù)的具體用途說(shuō)明。

  4.2 曲線功能

  當(dāng)按下曲線按鈕后,進(jìn)入曲線畫(huà)面,它能對(duì)指定的各監(jiān)控量進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè),包括反映實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的電流、電壓、頻率、功率因數(shù)等各種數(shù)據(jù)畫(huà)面,方便地提供了指定參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曲線。

  4.3 歷史數(shù)據(jù)列表功能

  按下歷史數(shù)據(jù)按鈕后,進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)表格,歷史數(shù)據(jù)列表功能可對(duì)指定的監(jiān)控量進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)存儲(chǔ),并可將各個(gè)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)分別顯示于多幅不同的表格上,利用選擇鍵,方便地選擇所需表格畫(huà)面,并可通過(guò)輸入具體時(shí)間來(lái)調(diào)出當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)記錄。

  4.4 報(bào)警記錄查看列表功能

  按下報(bào)警記錄按鈕后,可進(jìn)入報(bào)警信息瀏覽表格,該表格主要用于存儲(chǔ)監(jiān)控系統(tǒng)的故障報(bào)警情況。操作者還可通過(guò)輸入具體時(shí)間來(lái)調(diào)出當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)故障記錄,并可將該記錄進(jìn)行打印,如圖3所示。

 

5 變頻系統(tǒng)監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)及效果

  進(jìn)行編程后的監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng),針對(duì)變頻系統(tǒng)的特點(diǎn),集實(shí)時(shí)顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、工程報(bào)表、歷史曲線和實(shí)時(shí)曲線顯示等功能于一身,并能保存和打印歷史數(shù)據(jù)為系統(tǒng)分析使用??梢酝瓿扇缦鹿δ埽?/p>

 ?。?)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)管理。高壓變頻器運(yùn)行狀態(tài)十分重要,而監(jiān)控系統(tǒng)的建立為管理部門(mén)提供的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息,能有效地幫助值班人員及時(shí)了解設(shè)備工作狀態(tài)。

 ?。?) 提供靈活的實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線顯示功能。通過(guò)比較當(dāng)前和歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù),特別是結(jié)合裝備安全運(yùn)行的多參數(shù)模型,可以及早報(bào)告故障隱患。

  (3)實(shí)時(shí)報(bào)表管理方便地解決了現(xiàn)場(chǎng)定時(shí)數(shù)據(jù)抄寫(xiě)、維護(hù)及繁瑣的數(shù)據(jù)處理工作,記錄員不必再每天花費(fèi)大量的精力填寫(xiě)報(bào)表,提高了企業(yè)的辦公自動(dòng)化能力和管理水平,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

  (4) 數(shù)據(jù)化和網(wǎng)絡(luò)化的管理提高了企業(yè)數(shù)據(jù)的透明度并消除了人為因素,將成本核算納入更規(guī)范的管理體系。

 ?。?) 監(jiān)控系統(tǒng)具有界面友好,易于操作,運(yùn)行可靠,便于更改、擴(kuò)充、升級(jí)等優(yōu)點(diǎn),同時(shí),系統(tǒng)造價(jià)很低,具有較高的性?xún)r(jià)比。

6 結(jié)束語(yǔ)

  本系統(tǒng)已經(jīng)投入實(shí)際運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了對(duì)高壓變頻器各參數(shù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制,并在實(shí)際使用過(guò)程中取得了良好效果,加強(qiáng)了職能部門(mén)對(duì)高壓變頻器的監(jiān)測(cè),規(guī)范了職工行為。對(duì)高壓變頻器實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化管理,提高了變頻設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性,保證了現(xiàn)場(chǎng)的安全運(yùn)行。

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