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  • 力控ForceControl在電機監控系統中的應用


    一、系統概述


           隨著工業自動化、計算機網絡、DSP技術的發展,變頻器作為交流調速的重要手段在工業生產中獲得越來越廣泛的應用。當今世界能源緊張成為全球性問題,節能更顯重要,而變頻器的應用對電力、石油、化工、冶金、水資源等工業中的風機、水泵、壓縮機等,取代傳統擋風板、節流閥,可根據負荷大小適時控制風量和流量,顯著提高節能效果。另外,還可以改善和適應運行環境,平滑加減速、提高加工工藝等功能。變頻器網絡的控制功能是將多臺變頻器通過串口與上位機相連,上位機實時對多臺變頻器操作、監控、及故障報警,并能嵌入PROFIBUS等現場總線,提高了控制的靈活性。

           力控ForceControl組態軟件是國內最早用于INTERNET的軟件,是基于B/S應用的組態軟件,也是國內應用案例最多、規模最大的基于PC的采用“軟PLC”控制的、HMI/SCADA的組態軟件,能夠很好地實現對電機系統的監控。


    二、系統架構


    系統控制網絡如下圖所示:




    在上述變頻器網絡中,每臺變頻器可驅動1~2臺電機,通過RS-485進行網絡控制,采用菊花鏈方式最多可連接31臺變頻器,通訊距離最長可達1.2KM。上位機與多臺變頻器通過RS-485組成控制網絡,機利用ForceControl強大的實時數據庫功能加以實現監控電機的實時運行狀態。


    三、應用功能


           1、 通訊協議。讀出變頻器所有參數設置,及所控電機的基本參數;可啟動、停機、加減速、復位等;可對當前運行狀態進行監視,包括電機輸出頻率、設定頻率、輸出電流、輸出電壓、轉矩電流、轉矩計算值、運行命令等。通訊協議包括兩類幀格式:標準幀和選用幀兩類,每一類都包括選擇幀和查詢幀兩種,每種幀都包括要求幀和應答幀。構成幀的所有字符都用ASCII碼表示。標準幀適用于所有通訊功能,選用幀僅限于輸入變頻器命令和高速通信時監控用。

           2、 畫面設計。包括所有變頻器的狀態監視,可查看任何一臺變頻器的運行狀態并可設置其參數;可對上位機進行通訊方式及其它設置。變頻器的監控組態界面包括主要數據:電流、電壓、頻率的列表顯示、動畫顯示及實時曲線顯示;便于從直觀上了解電機的運行狀態。一旦出現報警情況則立即進入報警狀態,并根據報警內容作出相應處理(如緊急停機等)??蓪崿F電機的正反轉、加減速、停機等控制,還可以獲得一些歷史數據(表、曲線、圖)、故障報警等。極大的方便了生產操作人員對一線現場的監督、控制、管理。實踐證明本系統的實時性很好,能很好的反映實際數據的變化。




            3、 建立實時數據庫。Draw的導航器中單擊“實時數據庫組態”,啟動實時數據庫組態程序。創建的數據模擬I/O點主要有:正轉命令frw.pv;反轉命令rev.pv;停機命令stop.pv等;并對各點參數進行設置。

           4、 創建按鈕。主要有正轉、停機按鈕等。如在正轉按鈕的屬性中將其變量名取為與正轉命令frw.pv同名,并定義其為數據庫變量,其他同理。

           5、 添加腳本及I/O數據連接。在組態狀態下,打開正轉按鈕動畫連接主對話框,選擇“觸敏動作”中的“一般動作”,出現腳本編輯器,在腳本編輯器內寫下如下腳本:frw.pv=1。表示正轉按鈕按下時數據庫變量frw.pv狀態就為“1”,這樣就將按鈕狀態與數據庫變量的值連接起來。正轉按鈕的狀態可以通過DBCOM控件將正轉命令實時感知給第三方軟件,再通過第三方軟件的實時查詢正轉命令狀態,然后對其按照通訊協議編程發出正轉命令,這樣電機就正轉。例如可以利用VB6.0中的MSComm 控件輪詢的方法(用DoEvents()函數)輪流從網絡中各變頻器端口獲取數據,寫數據時將輪詢事件封死。



           6、 I/O檢查。可對各臺變頻器的通用輸出/入端子狀態、用戶選件輸入狀態等進行實時監視。通過對各臺下位機的循環檢測可知各臺下位機與上位機的通訊是否正常。

           7、 維護信息。可顯示各臺變頻器的機種、容量、ROM版本、累計運行時間、1小時內變頻器內最高溫度及散熱片最高溫度,鍵盤面板、RS-485、選件卡的通訊出錯次數等信息,便于工程技術人員了解情況。

          8、 報警信息。當出現故障時立刻進入報警子畫面。顯示報警的歷史原因、報警時輸出電壓、電流、頻率、轉矩及當時的設定值等,報警時輸入/出端子狀態、最新報警發生次數及多重報警等信息。通過查看報警信息及歷史數據極大的方便了現場技術人員的維護,使得維護更加準確、簡潔,縮短故障處理時間,使生產更加穩定。

           9、 歷史數據和趨勢。ForceControl的標準趨勢圖形對象和實時數據庫可以實現歷史數據的保存和趨勢檢索。通過及時查詢或打印報表可以得出在前一時間段或某一時間段的生產運行是否穩定、正常,從而為今后的調整、改造提供根據。



    四、應用總結


    力控ForceControl組態軟件應用于電機監控系統中,可以大幅度節約多臺變頻器的使用場所如工廠、車間等對電機的管理和監督控制成本包括人力成本和資源成本。隨著變頻器越來越廣泛的使用,組態軟件發展的日趨成熟,本設計的變頻器網絡監控組態軟件將會有廣闊的市場前景和發展空間。


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