《组态软件及应用》课程设计报告基于组态软件的变频器状态监控状态设计系部:专业:班级:姓名:1.2.3.4.5.变频器监控系统要求 (5)5.1监控系统技术要求 (5)5.2监控系统具体要求 (6)6.变频系统监控功能的实现及效果 (5)7.人机界面的特点功能与画面设计 (6)7.1人机界面的特点 (6)7.2人机界面的主要功能 (7)7.3人机界面的画面设计 (7)7.4监控系统软件组态 (8)8.心得体会 (13)附录参考文献 (13)1.序言随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，自动化、智能化程度的不断提高，高压大功率变频调速装置的应用已经非常普遍，同时由于高压变频器几乎都是工矿企业的关键设备，在工厂自动化中占有举足轻重的地位，因此对其控制功能、控制水平的要求也越来越高，尤其对于那些工艺过程较复杂，控制参数较多的工控系统来说，具备交互式操作界面、数据列表、报警记录和打印等功能已成为整个控制系统中重要的内容。
而新一代工业人机界面的出现，对于在构建高压变频器监控系统时，实现上述功能，提供了一种简便可行的途径。
工业人机界面，是一种智能化操作控制显示装置。
工业人机界面由特殊设计的计算机系统322.2.1“第2.2决方案；支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA、GSM网络与控制设备或其它远程力控节点通讯；面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证对多国语言版的快速支持与服务；力控软件内嵌分布式实时数据库，数据库具备良好的开放性和互连功能，可以与MES、SIS、PIMS等信息化系统进行基于XML 、OPC、ODBC、OLE DB等接口方式进行互连，保证生产数据实时地传送到以上系统内。
强大的移动网络支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯,力控移动数据服务器与设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用。
完整的网络冗余及软件容错解决方案作为民族产业的大型SCADA、DCS软件，力控软件支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器（双机）冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式。
的冗、CDMA、GSM、GIF、JPG全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板，报表文件格式兼容Excel工作表文件，支持图表显示自动刷新，可输出多种文件格式： Excel、TXT、PDF、HTML、CSV等。
分布式的结构力控监控组态软件在软件功能模块的分布式体系结构体现在各个组件程序间的关系上，图形界面系统VIEW和实时数据库DB之间是分布式的，力控科技在图形VIEW级率先提出了"数据源"的概念，使一个图形界面可同时连接多个不同的机器上的实时数据和数据源，而各个分布式的数据库分别对连接自己的I/O Server进行采集数据和处理，如输入数据的量程变换、流量累积、报警检查，以及PID运算等，这种体系结构的优越性在于，各组件任务分配更合理，使您的系统实时性更好，稳定性更高。
在今天，企业管理者已经不再满足于在办公室内直接监控工业现场，基于网络浏览器的Web方式正在成为远程监控的主流，作为民族软件中国内最大规模SCADA系统的WWW网络应用的软件，力控R监控组态软件的分布式的结构保证了发挥系统最大的效率。
力控®为满足企业的管控一体化需求提供了完整、可靠的解决方案。
图2.1 力控组态软件的应用结构2.3软件基本组件工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种网络服务组件等。
图2.2 力控组态软件框架图3.变频器应用的现状变频器的发展是世界生产力和经济高速发展的产物。
近年来，交流变频调速技术在我国有了突飞猛进的发展，变频调速在调速范围、调速精度、通讯功能、节约电能、工作效率等方面的优势是其他的交流调速方式无法比拟的。
变频器就是基于交流电动机的变频调速而开发和应用的，它以体积小、重量轻、通用性强、使用范围广、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点，深受钢铁、冶金、矿山、石化、医药、食品、纺织、印染、机械、电力、建材、造纸等行业的欢迎，使用变频器后经济效益和社会效益都非常显著。
PLC技术是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
近几年来，PLC技术在各种工业过程控制、生产线自动控制及各类机电一体化设备控制中得到了广泛应用，成为工业控制领域的一项十分重要的应用技术。
目前PLC已广泛应用于石油、化工、冶金、轻工、机械、电力等各行各业，实现了逻辑、步进、数字、机器人、模拟量等的自动控制。
随着数字化时率。
4.止、PLC 设备的实时控制与指示。
（3）人机界面采用北京昆仑通态的TPC1063E，彩色10.4IN。
（4）RS-485串行通信方式，RS-485采用平衡发送接收方式，它具有传输距离长、抗干扰能力强和多站能力的优点。
图4.1 变频器监控系统组成示意图5.变频器监控系统要求5.1监控系统技术要求1)要求监控系统保证各项监测数据的实时准确可靠，减少人为因素影响，提供可靠现场数据支持;2)要有良好的可维护性，能够方便地维护系统的正常运行;3)能提供友好的人机交互界面，方便现场人员操作;4)能提供对实时数据的数据处理和历史数据管理功能;5)能提供灵活的接口，为用户提供良好的二次开发功能并能与其他管理信息系统进行信息融合。
5.2监控系统具体要求1)信号采集和数据处理：对来自现场的非标准信号数据通过组态软件转换成标准信号。
2)状态显示：将变频器启动、停止、就绪、合闸、接通、运转、旁通、告警、外控等状态通过组态软件动态的显示于监控画面上，具有实时、动态效果。
3)监控操作：对频率、温度、电流、电压、风压等进行自动实时监测。
4)操作画面：在操作画面上可查询装置的电压、电流、功率、温度等实时和历史数据，还可查询实时、历史曲线和设备状态并可按要求设定和打印出实时报表和历史报表。
6.变频系统监控功能的实现及效果进行编程后的监测、控制系统，针对变频系统的特点，集实时显示、流程控制、数据采集、数据传输、工程报表、历史曲线和实时曲线显示等功能于一身，并能保存和打印历史数据为系统分析使用。
可以完成如下功能：1)实时监控设备工作状态，实现全生产过程实时管理。
高压变频器运行状态十分重要，而监控系统的建立为管理部门提供的实时动态信息，能有效地帮助值班人员及时了解设备工作状态。
2)提供灵活的实时曲线和历史曲线显示功能。
通过比较当前和历史趋势数据，特别是结合装备安全运行的多参数模型，可以及早报告故障隐患。
3)实时报表管理方便地解决了现场定时数据抄写、维护及繁琐的数据处理工作，记录员不必再每天花费大量的精力填写报表，提高了企业的办公能力和管理水平，取得了显著的经济效益和社会效益。
4)数据化的管理提高了企业数据的透明度并消除了人为因素，将成本核算纳入更规范的管理体系。
5)监控系统具有界面友好，易于操作，运行可靠，便于更改、扩充、升级等优点，同时，系统造价很低，具有较高的性价比。
7.人机界面的特点功能与画面设计7.17.27.3画面、历史数据、报警记录和帮助等画面，经力控软件编译无误后，从个人电脑中下载到人机界面即可使用。
人机界面与变频控制柜之间通过RS-232方式进行连接，与PLC之间通过RS-485方式进行连接。
由控制柜对人机界面进行读写操作，从而实现了对变频器的操作以及变频器状态的显示。
PLC读人机界面状态显示区中的数据，得到当前设备运行和报警的情况。
具体组态过程如下：1)用户窗口组态：设置工程的人机交互界面，如系统的主控界面、动画、报表、趋势曲线等。
主控窗口组态：本窗口为工程主窗口。
用户窗口组态完成后，在主控窗口中，通过对系统菜单和参数的定义和设置来调度、管理用户窗口的打开或关闭。
2)实时数据库组态：工程组态各数据交换处理的核心部分，将力控组态的各部分有机地连成一体。
根据设计的要求，在力控组态软件的实时数据库窗口中对创建数据对象的基本属性、存盘属性、报警属性等进行定义和设置。
3)设备构件组态：这是连接和驱动外部设备的工作环境。
在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。
在基本属性中设置PLC的地址和通信方式等；在通道连接窗口中，输入通道和实时数据库中的数据对象连接起来；添加虚拟通道，用于连接可在线调整的系统参数；在数据处理窗口，设置数据处理方法，如滤波、工程转换（即把采集进来的数据或输出的数据转换为具有实际意义的工程数据），了生产操作人员对一线现场的监督、控制、管理。
图7.2主控界面3)建立实时数据库在Draw的导航器中单击“实时数据库组态”，启动实时数据库组态程序。
图7.3 参数设置图7.4 复位界面4)添加脚本及I/O数据连接在组态状态下，打开正转按钮动画连接主对话框，选择“触敏动作”中的“一般动作”，出现脚本编辑器，在脚本编辑器内写下如下脚本：frw.pv=1，表示正转按钮被按下时数据库变量frw.pv状态就为“1”，这样就将按钮状态与数据库变量的值连接起来。
正转按钮的状态可以通过DBCOM控件将正转命令实时感知给第三方软件，再通过第三方软件的实时查询正转命令状态，对其按照通信协议编程发出正转命令，这样电动机就正转。
例如，可以利用VB6中的MSComm控件轮询的方法（用DoEvents0函数）轮流从网络中各变频器端口获取数据，写数据时将轮询事件封死。
图7.5 模拟I/O端口图图7.6 数字I/O端口图5)I/O检查可对各台变频器的通用输出/输入端子状态、用户选件输入状态等进行实时监视。
通过对各台下位机的循环检测可知各台下位机与上位机的通信是否正常。
6)维护信息可显示各台变频器的机种、容量、ROM版本、累计运行时间、1小时变频器内最高温度及散热片最高温度、键盘面板、RS-485、选件卡的通信出错次数等信息，便于工程技术人员了解情况。
7)报警信息当出现故障时立刻进入报警子画面，显示报警的历史原因、报警时的输出电压、电流、频率、转矩及当时的设定值等、报警时输入/输出端子状态、最新报警发生次数及多重报警等信息。
通过查看报警信息及历史数据，极大地方便了现场技术人员的维护，使得维护更加准确、简捷，缩短故障处理时间，使生产更加稳定。
图7.7 故障界面8)历史数据和趋势PCAuto的标准趋势图形对象和实时数据库可以实现历史数据的保存和趋势检索。
通过及时查询或打印报表可以得出在前一时间段或某一时间段的生产运行是否稳定、正常，从而图7.8 波形记录图7.9 报表记录8.心得体会通过这次课程设计，我翻阅了大量的相关书籍，从中学习领会了许多，这次课程设计主要是以力控组态软件为核心的监控系统，具有界面友好，易于操作，运行可靠，便于更改、扩充、升级等优点，同时，系统造价也远低于进口同类设备，具有较高的性价比。