組態(tài)軟件在雙速電機(jī)ＳＣＡＤＡ系統(tǒng)中的應(yīng)用

王洪華　高德欣　韓俊青

摘要 在雙速電機(jī)智能測試系統(tǒng)中，用力控組態(tài)軟件對上位機(jī)進(jìn)行開發(fā)，可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項(xiàng)功能。

關(guān)鍵詞 組態(tài)軟件；雙速電機(jī)；SCADA

中圖分類號：TM301.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-489X（2009）12-0099-02

Application of Configuration Software in Two Speed Electrical Machinery SCADA System//Wang Honghua, Gao Dexin, Han Junqing

Abstract In the two speed electrical machinery intelligence test system, carry on the development to on position machine with power control configuration software. It cancarry on the surveillance and the control to the scene running equipment, realized the functions .of data acquisition, device control, survey, parameter adjustment as well as each kind of signal reports and so on.

Key words configuration software；two speed electrical machinery；SCADA

Authors address

1 Qingdao University of Science & Technology, Qingdao, Shandong 266042

2 Dezhou Vocational and Technical College, Dezhou, Shandong 253034

1 引言

現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)及工藝過程日趨復(fù)雜，生產(chǎn)設(shè)備及裝置的規(guī)模不斷擴(kuò)大，企業(yè)生產(chǎn)自動化程度越來越高，因此，工業(yè)控制要求應(yīng)用各種分布式監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。傳統(tǒng)的工業(yè)控制是對不同的生產(chǎn)工藝過程編制不同的控制軟件，使得工控軟件開發(fā)周期長、困難大，被控參數(shù)、結(jié)構(gòu)有變動就必須修改源程序。而專用工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小或者不能滿足要求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，升級和增加功能都受到限制。監(jiān)控組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從編程的困境中解脫出來，利用組態(tài)軟件的功能可以構(gòu)件一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。組態(tài)軟件作為個人計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，日益受到控制工程師的歡迎，成為開發(fā)上位機(jī)的主流開發(fā)軟件[1]。在雙速電機(jī)智能測試系統(tǒng)中，用力控組態(tài)軟件對上位機(jī)進(jìn)行開發(fā)，可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項(xiàng)功能。在SCADA系統(tǒng)集成平臺上，實(shí)現(xiàn)信息的采集、傳輸、處理以及綜合利用。它將數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)與工廠內(nèi)部管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，利用Internet/Web技術(shù)，達(dá)到工廠內(nèi)部信息交換，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的管控一體化，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2 組態(tài)軟件概述

組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。

3 力控組態(tài)軟件的構(gòu)成

力控監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，縮短自動化工程師系統(tǒng)集成的時間，大大提高集成效率。力控軟件包括工程管理器、人機(jī)界面VIEW、實(shí)時數(shù)據(jù)庫DB、I/O驅(qū)動程序、控制策略生成器以及各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組件等[2]。

4 監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能實(shí)現(xiàn)

在雙速電機(jī)SCADA系統(tǒng)中用力控軟件開發(fā)，根據(jù)控制的需要設(shè)計開發(fā)“參數(shù)設(shè)置”“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)展示”“歷史曲線”“實(shí)時曲線”“報警記錄”“數(shù)據(jù)采集和記錄”“報表輸出”“用戶管理”等功能和組態(tài)界面。以下是系統(tǒng)比較重要的部分。

4.1 工程組態(tài)的建立在力控中建立新工程時，首先通過力控的“工程管理器”指定工程的名稱和工作的路徑，不同的工程一定要放在不同的路徑下。啟動力控的“工程管理器”點(diǎn)擊“確定”按鈕，此時在工程管理器中可以看到添加一個名為“雙速電機(jī)”的工程，然后再點(diǎn)擊“開發(fā)系統(tǒng)”按鈕，進(jìn)入力控的組態(tài)界面。

4.2 創(chuàng)建組態(tài)界面進(jìn)入力控的開發(fā)系統(tǒng)后，可以為每個工程建立無限數(shù)目的畫面，在每個畫面上可以組態(tài)相互關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動態(tài)圖形。

1）監(jiān)控系統(tǒng)主界面（圖1）。用戶可以在此畫面的顯示區(qū)中讀出電機(jī)的“電壓”“電流”“有功功率”“耗電量”“功率因數(shù)”“電機(jī)的溫度”等參數(shù)，便于實(shí)時監(jiān)視電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并在每個電機(jī)的右上角設(shè)置電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)指示燈，當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時顯示綠色，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)報警時為紅色并不斷閃爍，便于操作人員及時發(fā)現(xiàn)確認(rèn)報警。

2）實(shí)時曲線界面。該界面有輸出測試系統(tǒng)實(shí)時曲線的作用，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時，電機(jī)各時刻數(shù)據(jù)的曲線走勢會顯示在上圖中間的格子內(nèi)。通過該畫面，用戶可以隨時觀測數(shù)據(jù)曲線的走向，可以隨時在此畫面上比較任意時刻的歷史曲線和實(shí)時曲線的不同趨勢，以便做到數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控和比較。

3）歷史曲線界面。在歷史曲線界面中，用戶可以調(diào)用過往任意時刻的曲線畫面，并且可以和當(dāng)時的實(shí)時曲線作比較。當(dāng)用戶需打印歷史曲線時，可以通過曲線下方的“打印”按扭打印歷史曲線。

4）用戶管理界面。通過該界面用戶可以選擇“登錄用戶”“注銷用戶”“修改口令”“修改用戶”操作，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。登錄用戶分為4個權(quán)限等級：操作員級、班長級、工程師級、管理員級。并對每個權(quán)限的用戶設(shè)置不同的操作區(qū)，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。

5）系統(tǒng)退出界面。當(dāng)要退出系統(tǒng)，按下“退出系統(tǒng)”操作按鈕時，系統(tǒng)會提示操作者“請輸入密碼，否則不能退出系統(tǒng)”，保證系統(tǒng)的安全，因?yàn)橹挥兄烂艽a的企業(yè)工作人員才能進(jìn)行系統(tǒng)的操作[3]。

4.3 電機(jī)運(yùn)行測試電機(jī)測試運(yùn)行參數(shù)配置窗口是電機(jī)運(yùn)行測試操作的重要窗口，通過它可以設(shè)定電機(jī)在自動運(yùn)行時的各種參數(shù)，如電機(jī)低速正轉(zhuǎn)時間、反轉(zhuǎn)時間、停止時間、轉(zhuǎn)停比等。具有電機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)功能以及電機(jī)在不同的運(yùn)行狀態(tài)的電壓等級配置功能。手動操作具有“啟動水泵”“停止水泵”“低速正轉(zhuǎn)”“低速反轉(zhuǎn)”等按鈕可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的手動控制。自動操作具有“啟動測試”“停止測試”“暫停檢修”“恢復(fù)運(yùn)行”等功能。

下面是電機(jī)測試步驟。

第一步：啟動，輸入電機(jī)參數(shù)（額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、報警電流上下限）。

第二步：啟動自動調(diào)壓。根據(jù)輸入額定電壓，調(diào)壓器調(diào)節(jié)，自動調(diào)壓實(shí)現(xiàn)過程：啟動計算機(jī)，通過電壓采集模塊采集當(dāng)前調(diào)壓器電壓，若等于額定電壓，則PLC不控制調(diào)壓器動作；若小于額定電壓，PLC控制調(diào)壓器正轉(zhuǎn)（電壓變大），然后電量采集模塊實(shí)時采集調(diào)壓器電壓，反饋給計算機(jī)：若大于額定電壓，PLC控制調(diào)壓器反轉(zhuǎn)（電壓變?。缓箅娏坎杉KEDA9011實(shí)時采集調(diào)壓器電壓，反饋給計算機(jī)；一旦等于（或在某一范圍內(nèi)）則停止調(diào)壓器。

第三步：輸入電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的運(yùn)行電壓——系數(shù)*額定電壓。

第四步：設(shè)定電機(jī)負(fù)載，一般電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下負(fù)載不同。

第五步：電機(jī)手自動測試設(shè)定。若選手動，則可在啟動水泵的前提下，手動控制電機(jī)“低速正轉(zhuǎn)”“低速反轉(zhuǎn)”“高速正轉(zhuǎn)”；如果選擇自動，則下一步需要輸入電機(jī)自動控制參數(shù)：正轉(zhuǎn)時間(秒)、反轉(zhuǎn)時間（秒）等[4]。

電機(jī)運(yùn)行后通過參數(shù)顯示面板觀察電機(jī)參數(shù)變換、運(yùn)行狀態(tài)、目前運(yùn)行時間等參數(shù)。

5 結(jié)束語

采用SCADA系統(tǒng)進(jìn)行洗衣機(jī)用雙速電機(jī)試驗(yàn)參數(shù)的測試，通過上位機(jī)進(jìn)行操作，大大提高測試的效率。上位機(jī)界面可以通過實(shí)時曲線很好地實(shí)時反映電機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，并且能夠進(jìn)行繞組電流、電壓，繞組溫度、轉(zhuǎn)速等越限報警，保證試驗(yàn)的安全性。通過上位機(jī)界面可以同時進(jìn)行多臺上位機(jī)的監(jiān)控，大大提高工作效率。同時，本上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行用戶操作權(quán)限設(shè)置，避免沒有操作權(quán)限人員的誤操作，明確分工和責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

[1]劉川來,胡乃平.計算機(jī)控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007

[2]Forcecontrol用戶使用手冊[Z].北京三維力控科技有限公司

[3]Forcecontrol圖形界面開發(fā)手冊[Z].北京三維力控科技有限公司

[4]高德欣,張文武,楊清.雙速電機(jī)高精度測速與參數(shù)測試SCADA系統(tǒng)開發(fā)[J].電氣應(yīng)用,2007,26(2):105-108