組態王對機床數據的可視化監控

馬樹德 郭 強 呂振國

通用技術集團大連機床有限責任公司 遼寧 大連 116620

1 組態王軟件介紹

組態王軟件是一種以標準的工業計算機軟、硬件平臺構成的集成系統。用于工業自動控制系統的監控，具有良好的開放性和適應性，可以方便對其進行開發和拓展。組態軟件也可為實驗者提供了實時現場監控，以動畫方式顯示控制設備的狀態，具有報警窗口、實時趨勢曲線，可便利的生成各種報表。

2 多功能網絡電力儀表的介紹

多功能網絡電力儀表專門針對供配電系統的電力監控需求和設計制造。它能高精度的測量所有常用的電力參數，如三項電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數、四象限電能，同時還具有電能累計、電能脈沖輸出、超限報警、開關量輸入輸出、模擬量輸出與網絡通訊等功能，支持RS485通訊。實際使用時運用RS485轉USB接口與上位機連接通訊。

3 通訊

組態王需要與電力儀表和測溫儀通訊，采集相關數據用于顯示和作圖。找到組態王左側系統欄設備，點擊任意COM口會彈出新建選項，雙擊新建，彈出設備導向窗口，在此窗口可以選擇要連接的設備，本例選用PLC-莫迪康-ModbusRTU-COM。點擊下一步給要連接的設備指定唯一邏輯名稱，然后依次點擊下一步選擇與設備連接的串口和安裝的設備指定地址以及設置故障恢復時間，點擊完成即可。

通訊設置完成后，右鍵進入測試界面，測試組態王是否與儀表連接成功，輸入電力儀表任意變量寄存器號如40082合相有功功率讀取數據，若能讀出功率數值則連接成功。

測溫儀的連接步驟與上述相同，測試環節可以使用寄存器40049探頭1溫度數值來進行測試。

4 畫面 程序 變量

本例做了4個畫面，分別為功率、電能、溫度，及溫度報表。

四個畫面中都設有畫面按鍵可以相互切換。

功率界面可以實時觀測機床有功、無功、視在功率數據變化，和一段時間內各功率的最大值。歷史趨勢曲線圖可以將數據轉化為實時曲線，也可以通過按鍵切換來實現歷史數據曲線與實時數據曲線的觀測。

電能界面可以觀測一次側正向，負向有功功率，正向、負向無功功率。可以觀測實時電能曲線與歷史電能曲線。設有電力清零按鈕，可以清除以前的電能累計數。可以更好地記錄某一段時間電能。

溫度界面可以觀測兩個溫度、溫度差實時數據及曲線。

溫度報表界面可以已表格形式保存采集到的數據，可以以Excel表格的形式保存到電腦。

主要用到的控件包括 文本 菜單文本 按鈕歷史趨勢曲線報表窗口

文本控件可以根據需求選擇不同功能，可以只顯示設定好的文本，也可以關聯讀取到的數據來顯示變量的值。界面中各個功率、電能數值的顯示就是文本控件關聯從儀表中讀取到的數值。

按鈕控件主要功能是按下時執行設定的命令語言來實現不同功能，如退出的命令語言為Exit(0)；退出運行模式，讀取最大功率本站點有功功率最大值=Ctrl4.HTGet Value(1，"Max Value")；用于讀取歷史曲線中一段時間最大功率，

歷史趨勢曲線控件主要是向其添加曲線，變量來自數據詞典

為了實現曲線與歷史曲線的切換，需畫面命令語言與按鈕的的配合

畫面命令語言

if(本站點q2==1)

Ctrl4.HTUpdateToCurrent Time()；

實時數據與停止需分別對q2進行賦值，來實現功能的切換。電能的切換也是如此。

數據詞典用于定義所有變量，其類型包括IO離散 整型 字符串 實數，內存離散整型字符串實數。定義一個變量除了選擇變量類型，還需要定義數據類型，連接設備，關聯變量寄存器號，采集頻率，初始值，最大值，最小值，采集方式等。

5 實際效果

以VDW50為例運用寫好的界面測量機床各個確定狀態下的功率與一段時間的電能，可以清楚看出不同狀態不同時間的功率差別與波動。以及各個狀態下電能的消耗。下圖為機床在急停狀態下功率監控界面

6 結語

機床界面僅能顯示與數控系統有關的運行狀態，并不能顯示出整體或局部的機床數據，所以機床數據的可視化可以幫助設計師更好更直觀的了解機床性能。方便機床操作者更快的熟悉機床性能，也便于非專業者清晰明了的觀察機床狀態。