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1 引言 隨著微型計算機技術和自動控制技術的不斷進步，許多領域中都引入了計算機自動檢測與控制技術，而且隨著各領域中研究內容的不斷深入與發展，對計算機自動測控系統的要求也越來越高，工控組態軟件就是近年來在工業自動化領域興起的一種新型的軟件開發技術，開發人員通常不需要編制太過復雜的程序代碼，只要利用組態軟件包中的工具，進行數據組態、圖形圖像組態等工作即可完成所需應用軟件的開發工作，它具有二次開發簡便、開發周期短、通用性強、可靠性高等優點。 近幾年來，我國工業快速發展，相對應的工業控制領域也是朝著科學化、現代化方向發展，例如對現場運行的各類高壓變頻器設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的關鍵設備，對其可靠性的高要求是不言而喻的，因此，對高壓變頻器的實時數據、運行狀態、故障狀態和運行參數等進行實時監測并根據具體的情況做出相應的控制，顯得尤為重要，為了實現這個目的，我們以工控組態軟件mcgs為開發平臺進行設計，完成了變頻器監控系統的研制。 2 變頻器監控系統要求 2.1 監控系統技術要求 （1） 要求監控系統保證各項監測數據的實時準確可靠，減少人為因素影響，提供可靠現場數據支持; （2） 要有良好的可維護性，能夠方便地維護系統的正常運行; （3） 能提供友好的人機交互界面，方便現場人員操作; （4） 能提供對實時數據的數據處理和歷史數據管理功能; （5） 能提供靈活的接口，為用戶提供良好的二次開發功能并能與其他管理信息系統進行信息融合。 2.2 監控系統具體要求 （1） 信號采集和數據處理： 對來自現場的非標準信號數據通過組態軟件轉換成標準信號。 （2） 狀態顯示：將變頻器啟動、停止、就緒、合閘、接通、運轉、旁通、告警、外控等狀態通過組態軟件動態的顯示于監控畫面上，具有實時、動態效果。 （3） 監控操作： 對頻率、溫度、電流、電壓、風壓等進行自動實時監測。 （4） 操作畫面：在操作畫面上可查詢裝置的電壓、電流、功率、溫度等實時和歷史數據，還可查詢實時、歷史曲線和設備狀態并可按要求設定和打印出實時報表和歷史報表。 3 變頻器監控系統的硬件組成 
變頻器監控系統主要由工控機、打印機、變頻控制柜（主要包括plc、模擬量輸入輸出模塊、開關量輸入輸出模塊、光纖觸發模塊、ups電源和一些通訊電纜等）組成，其畫面如圖1 所示。工控機作為監控中心，將變頻器所有的運行數據和參數利用串行口通訊方式（rs-485），經屏蔽雙絞線送到工控機中，在人機界面上進行實時顯示;工控機也可下達指令來控制變頻器的啟動、停止、復位等。這樣就完成了對所有數據的采集傳輸及命令傳送，同時，也可完成管理級功能，如局域網的管理任務、形成管理部門所需數據的記錄報表、統計報表等。 4 監控系統軟件組態 軟件組態部分完成監控系統與操作人員間的交互界面，是實現對整個系統的監視、控制、調度和管理的核心。人機界面分為兩部分，一部分是用于日常監視、系統參數設置的主界面，另一部分是用于指示、管理非日常監視信息，如各種報表、曲線及趨勢圖、歷史記錄等的子界面。 組態軟件運行后，點擊公司信息圖片后，即進入變頻系統監控主界面。在主界面的上方有一排指示燈，用于指示變頻系統狀態，左下方有一個報警描述狀態欄，用于顯示變頻器當前所有報警信息，右側的數據顯示欄用于顯示頻率、定子電壓、定子電流、壓力等實時數據。在主畫面的最下方有四個按鈕可用來顯示本軟件系統其他功能：系統參數設置、實時曲線顯示、歷史數據列表、報警記錄查看，當按下相應的按鈕后，即進入到其對應的畫面中。其畫面如圖2所示。
4.1 參數設置功能 當按下參數設置按鈕后，會彈出用戶登錄對話框，只有輸入正確的密碼才能進入該畫面進行設置，這樣可有效防止非專業人員誤操作。該畫面主要用于設置變頻裝置的所有參數，操作人員可以按“參數表”按鈕，來查看相應參數的具體用途說明。 4.2 曲線功能 當按下曲線按鈕后，進入曲線畫面，它能對指定的各監控量進行自動檢測，包括反映實時運行狀態的電流、電壓、頻率、功率因數等各種數據畫面，方便地提供了指定參數的實時監測曲線。 4.3 歷史數據列表功能 按下歷史數據按鈕后，進入歷史數據表格，歷史數據列表功能可對指定的監控量進行自動檢測、自動存儲，并可將各個不同類型的數據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面，并可通過輸入具體時間來調出當時的數據記錄。 4.4 報警記錄查看列表功能 按下報警記錄按鈕后，可進入報警信息瀏覽表格，該表格主要用于存儲監控系統的故障報警情況。操作者還可通過輸入具體時間來調出當時的系統故障記錄，并可將該記錄進行打印，如圖3所示。
5 變頻系統監控功能的實現及效果 進行編程后的監測、控制系統，針對變頻系統的特點，集實時顯示、流程控制、數據采集、數據傳輸、工程報表、歷史曲線和實時曲線顯示等功能于一身，并能保存和打印歷史數據為系統分析使用。可以完成如下功能： （1）實時監控設備工作狀態，實現全生產過程實時管理。高壓變頻器運行狀態十分重要，而監控系統的建立為管理部門提供的實時動態信息，能有效地幫助值班人員及時了解設備工作狀態。 （2） 提供靈活的實時曲線和歷史曲線顯示功能。通過比較當前和歷史趨勢數據，特別是結合裝備安全運行的多參數模型，可以及早報告故障隱患。 （3）實時報表管理方便地解決了現場定時數據抄寫、維護及繁瑣的數據處理工作，記錄員不必再每天花費大量的精力填寫報表，提高了企業的辦公自動化能力和管理水平，取得了顯著的經濟效益和社會效益。 （4） 數據化和網絡化的管理提高了企業數據的透明度并消除了人為因素，將成本核算納入更規范的管理體系。 （5） 監控系統具有界面友好，易于操作，運行可靠，便于更改、擴充、升級等優點，同時，系統造價很低，具有較高的性價比。 6 結束語 本系統已經投入實際運行，實現了對高壓變頻器各參數的在線實時監測與控制，并在實際使用過程中取得了良好效果，加強了職能部門對高壓變頻器的監測，規范了職工行為。對高壓變頻器實現了系統化管理，提高了變頻設備運轉的可靠性，保證了現場的安全運行。 來源:電子工程網 |
