組態軟件在雙速電機ＳＣＡＤＡ系統中的應用

王洪華　高德欣　韓俊青

摘要 在雙速電機智能測試系統中，用力控組態軟件對上位機進行開發，可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。

關鍵詞 組態軟件；雙速電機；SCADA

中圖分類號：TM301.2文獻標識碼：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

現代工業的生產技術及工藝過程日趨復雜，生產設備及裝置的規模不斷擴大，企業生產自動化程度越來越高，因此，工業控制要求應用各種分布式監控與數據采集系統。傳統的工業控制是對不同的生產工藝過程編制不同的控制軟件，使得工控軟件開發周期長、困難大，被控參數、結構有變動就必須修改源程序。而專用工控系統，通常是封閉的系統，選擇余地小或者不能滿足要求，很難與外界進行數據交換，升級和增加功能都受到限制。監控組態軟件的出現，把用戶從編程的困境中解脫出來，利用組態軟件的功能可以構件一套最適合自己的應用系統。組態軟件作為個人計算機監控系統的重要組成部分，日益受到控制工程師的歡迎，成為開發上位機的主流開發軟件[1]。在雙速電機智能測試系統中，用力控組態軟件對上位機進行開發，可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。在SCADA系統集成平臺上，實現信息的采集、傳輸、處理以及綜合利用。它將數據采集控制系統與工廠內部管理網絡系統連接，利用Internet/Web技術，達到工廠內部信息交換，實現企業的管控一體化，提高企業的生產效率。

2 組態軟件概述

組態軟件是指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，使用靈活的組態方式，為用戶提供快速構建工業自動控制系統監控功能的、通用層次的軟件工具。組態軟件應該能支持各種工控設備和常見的通信協議，并且通常應提供分布式數據管理和網絡功能。

3 力控組態軟件的構成

力控監控組態軟件是對現場生產數據進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態方式”而不是編程方式來進行系統集成，它提供良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，縮短自動化工程師系統集成的時間，大大提高集成效率。力控軟件包括工程管理器、人機界面VIEW、實時數據庫DB、I/O驅動程序、控制策略生成器以及各種網絡服務組件等[2]。

4 監控系統軟件功能實現

在雙速電機SCADA系統中用力控軟件開發，根據控制的需要設計開發“參數設置”“系統結構展示”“歷史曲線”“實時曲線”“報警記錄”“數據采集和記錄”“報表輸出”“用戶管理”等功能和組態界面。以下是系統比較重要的部分。

4.1 工程組態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”的工程，然后再點擊“開發系統”按鈕，進入力控的組態界面。

4.2 創建組態界面進入力控的開發系統后，可以為每個工程建立無限數目的畫面，在每個畫面上可以組態相互關聯的靜態或動態圖形。

1）監控系統主界面（圖1）。用戶可以在此畫面的顯示區中讀出電機的“電壓”“電流”“有功功率”“耗電量”“功率因數”“電機的溫度”等參數，便于實時監視電機的運行狀態，并在每個電機的右上角設置電機運行狀態指示燈，當電機正常運轉時顯示綠色，當電機出現報警時為紅色并不斷閃爍，便于操作人員及時發現確認報警。

2）實時曲線界面。該界面有輸出測試系統實時曲線的作用，當系統運行時，電機各時刻數據的曲線走勢會顯示在上圖中間的格子內。通過該畫面，用戶可以隨時觀測數據曲線的走向，可以隨時在此畫面上比較任意時刻的歷史曲線和實時曲線的不同趨勢，以便做到數據的實時監控和比較。

3）歷史曲線界面。在歷史曲線界面中，用戶可以調用過往任意時刻的曲線畫面，并且可以和當時的實時曲線作比較。當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，從而實現相應的操作。登錄用戶分為4個權限等級：操作員級、班長級、工程師級、管理員級。并對每個權限的用戶設置不同的操作區，增強系統的安全性。

5）系統退出界面。當要退出系統，按下“退出系統”操作按鈕時，系統會提示操作者“請輸入密碼，否則不能退出系統”，保證系統的安全，因為只有知道密碼的企業工作人員才能進行系統的操作[3]。

4.3 電機運行測試電機測試運行參數配置窗口是電機運行測試操作的重要窗口，通過它可以設定電機在自動運行時的各種參數，如電機低速正轉時間、反轉時間、停止時間、轉停比等。具有電機負載調節功能以及電機在不同的運行狀態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”“低速反轉”等按鈕可實現電機的手動控制。自動操作具有“啟動測試”“停止測試”“暫停檢修”“恢復運行”等功能。

下面是電機測試步驟。

第一步：啟動，輸入電機參數（額定電壓、額定電流、額定轉速、報警電流上下限）。

第二步：啟動自動調壓。根據輸入額定電壓，調壓器調節，自動調壓實現過程：啟動計算機，通過電壓采集模塊采集當前調壓器電壓，若等于額定電壓，則PLC不控制調壓器動作；若小于額定電壓，PLC控制調壓器正轉（電壓變大），然后電量采集模塊實時采集調壓器電壓，反饋給計算機：若大于額定電壓，PLC控制調壓器反轉（電壓變小），然后電量采集模塊EDA9011實時采集調壓器電壓，反饋給計算機；一旦等于（或在某一范圍內）則停止調壓器。

第三步：輸入電機在不同轉速下的運行電壓——系數*額定電壓。

第四步：設定電機負載，一般電機在不同轉速下負載不同。

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

電機運行后通過參數顯示面板觀察電機參數變換、運行狀態、目前運行時間等參數。

5 結束語

采用SCADA系統進行洗衣機用雙速電機試驗參數的測試，通過上位機進行操作，大大提高測試的效率。上位機界面可以通過實時曲線很好地實時反映電機的各項運行參數，并且能夠進行繞組電流、電壓，繞組溫度、轉速等越限報警，保證試驗的安全性。通過上位機界面可以同時進行多臺上位機的監控，大大提高工作效率。同時，本上位機系統進行用戶操作權限設置，避免沒有操作權限人員的誤操作，明確分工和責任。

參考文獻

[1]劉川來,胡乃平.計算機控制技術[M].北京:機械工業出版社,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.雙速電機高精度測速與參數測試SCADA系統開發[J].電氣應用,2007,26(2):105-108