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基于組態(tài)軟件的人機(jī)界面在高壓變頻器監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者: 時間:2013-10-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


  所示。hmi作為監(jiān)控中心,將所有的運(yùn)行數(shù)據(jù)和參數(shù)利用串行口通訊方式(rs-485),經(jīng)屏蔽雙絞線送到hmi中,在上進(jìn)行實(shí)時顯示;hmi也可下達(dá)指令來控制的啟動、停止、復(fù)位等。這樣就完成了對所有數(shù)據(jù)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(wǎng)的管理任務(wù)、形成管理部門所需數(shù)據(jù)的記錄報表、統(tǒng)計(jì)報表等。

  各部分說明如下。

  (1)變頻控制柜,是整個系統(tǒng)的控制核心,具有高可靠性、低噪聲、高節(jié)能、保護(hù)功能完善,內(nèi)建rs-485串行通信接口,且rs-485串行通信協(xié)議對用戶公開等特點(diǎn)。

 ?。?)plc作為輔助控制單元,也是比較重要的部分,選用西門子s7-200。利用其通信指令編寫程序,然后下載到plc,把它和hmi串行通信接口相連接,可實(shí)現(xiàn)對plc設(shè)備的實(shí)時控制與指示。

  (3) 采用北京昆侖通態(tài)的tpc1063e,彩色10.4in。

 ?。?) rs-485串行通信方式,rs-485采用平衡發(fā)送接收方式,它具有傳輸距離長、抗干擾能力強(qiáng)和多站能力的優(yōu)點(diǎn)。

4 的特點(diǎn)功能與畫面設(shè)計(jì)

  4.1 人機(jī)界面的特點(diǎn)

  人機(jī)界面是新一代高科技可編程終端,具備與各品牌plc連線監(jiān)控能力,適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用,可代替普通工控計(jì)算機(jī)。其主要特點(diǎn)有:

 ?。?)畫面容量大,畫面規(guī)劃簡單;

  (2)全中文操作軟件,適用于windows95/98/nt等環(huán)境,指令豐富,編程簡單;

 ?。?)交互性好,抗干擾能力強(qiáng),通信可靠性高;

 ?。?)自動化程度高,操作簡單方便、故障率低、壽命長、維修量少。

  4.2 人機(jī)界面的主要功能

 ?。?) 設(shè)計(jì)者可根據(jù)需要編輯出各種畫面,實(shí)時顯示設(shè)備狀態(tài)或系統(tǒng)的操作指示信息;

  (2) 人機(jī)界面上的觸摸按鍵可產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號,或輸入數(shù)值、字符給plc等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,從而產(chǎn)生相應(yīng)的動作,控制設(shè)備的運(yùn)行;

 ?。?) 可多幅畫面重疊或切換顯示,顯示文字、數(shù)字、圖形、字符串、警報信息、動作流程、統(tǒng)計(jì)資料、歷史記錄、趨勢圖、簡易報表等;

 ?。?) 支持密碼和用戶程序保護(hù)功能。



  4.3 人機(jī)界面的畫面設(shè)計(jì)

  本系統(tǒng)人機(jī)界面所有畫面均由mcgs全中文進(jìn)行設(shè)計(jì),有主畫面、參數(shù)設(shè)定、曲線畫面、歷史數(shù)據(jù)、報警記錄和幫助等畫面,經(jīng)mcgs軟件編譯無誤后,從個人電腦中下載到人機(jī)界面即可使用。人機(jī)界面與變頻控制柜之間通過rs-232方式進(jìn)行連接,與plc之間通過rs-485方式進(jìn)行連接。由控制柜對人機(jī)界面進(jìn)行讀寫操作,從而實(shí)現(xiàn)了對的操作以及變頻器狀態(tài)的顯示。plc讀人機(jī)界面狀態(tài)顯示區(qū)中的數(shù)據(jù),得到當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行和報警的情況,從而做出相應(yīng)的處理。

  4.3.1 系統(tǒng)的組態(tài)

  具體組態(tài)過程如下:

 ?。?) 用戶窗口組態(tài):設(shè)置工程的人機(jī)交互界面,如系統(tǒng)的主控界面、動畫、報表、趨勢曲線等。

  (2)主控窗口組態(tài):本窗口為工程主窗口。用戶窗口組態(tài)完成后,在主控窗口中,通過對系統(tǒng)菜單和參數(shù)的定義和設(shè)置來調(diào)度、管理用戶窗口的打開或關(guān)閉。

 ?。?)實(shí)時數(shù)據(jù)庫組態(tài):工程組態(tài)各數(shù)據(jù)交換處理的核心部分,將mcgs的各部分有機(jī)地連成一體。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,在mcgs的實(shí)時數(shù)據(jù)庫窗口中對創(chuàng)建數(shù)據(jù)對象的基本屬性、存盤屬性、報警屬性等進(jìn)行定義和設(shè)置。

 ?。?)設(shè)備構(gòu)件組態(tài):這是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備,注冊設(shè)備驅(qū)動程序,定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。在基本屬性中設(shè)置plc的地址和通信方式等;在通道連接窗口中,輸入通道和實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象連接起來;添加虛擬通道,用于連接可在線調(diào)整的系統(tǒng)參數(shù);在數(shù)據(jù)處理窗口,設(shè)置數(shù)據(jù)處理方法,如濾波、工程轉(zhuǎn)換(即把采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)或輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有實(shí)際意義的工程數(shù)據(jù)),即通過在設(shè)備窗口中對數(shù)據(jù)的預(yù)處理便可得到所需要的數(shù)據(jù)類型。

 ?。?)運(yùn)行策略組態(tài):完成工程運(yùn)行流程的控制。根據(jù)運(yùn)行策略的不同作用和功能,mcgs把運(yùn)行策略分為啟動策略、退出策略、循環(huán)策略、用戶策略、報警策略、事件策略、熱鍵策略共7種,每種策略都由一系列功能模塊組成。由于該系統(tǒng)側(cè)重于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的時實(shí)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)查詢功能,根據(jù)系統(tǒng)的控制流程和操作處理,在mcgs的運(yùn)行策略窗口中,對以上運(yùn)行策略分別進(jìn)行組態(tài)設(shè)置,如在用戶策略中,利用策略工具箱添加腳本構(gòu)件、存盤數(shù)據(jù)提取構(gòu)件等,以實(shí)現(xiàn)所需的功能。

  4.3.2 變頻系統(tǒng)監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)及效果



  圖2示出變頻器監(jiān)控系統(tǒng)的組成框圖。

  軟件組態(tài)部分完成監(jiān)控系統(tǒng)與操作人員間的交互界面,是實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)視、控制、調(diào)度和管理的核心。人機(jī)界面分為兩部分,一部分是用于日常監(jiān)視、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的主界面,另一部分是用于指示、管理非日常監(jiān)視信息,如各種報表、曲線及趨勢圖、歷史記錄等的子界面。

 ?。?) 主控窗口

  運(yùn)行后,點(diǎn)擊公司信息圖片后,即進(jìn)入變頻器系統(tǒng)監(jiān)控主界面。在主界面的上方有一排指示燈,用于指示變頻器系統(tǒng)狀態(tài),左下方有一個報警描述狀態(tài)欄,用于顯示變頻器當(dāng)前所有報警信息,右側(cè)的數(shù)據(jù)顯示欄用于顯示頻率、定子電壓、定子電流、壓力等實(shí)時數(shù)據(jù),并可實(shí)時監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)過程實(shí)時管理。高壓變頻器運(yùn)行狀態(tài)十分重要,而監(jiān)控系統(tǒng)的建立為管理部門提供的實(shí)時動態(tài)信息,能有效地幫助值班人員及時了解設(shè)備工作狀態(tài)。

  在主畫面的最下方有四個按鈕可用來顯示本監(jiān)控系統(tǒng)的其他功能:系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、實(shí)時曲線顯示、歷史數(shù)據(jù)列表、報警記錄查看,當(dāng)按下相應(yīng)的按鈕后,即進(jìn)入到其對應(yīng)的畫面中。

  其畫面如圖3所示。



 ?。?) 參數(shù)設(shè)置功能

  當(dāng)按下參數(shù)設(shè)置按鈕后,會彈出用戶登錄對話框,其畫面如圖4所示。只有輸入正確的密碼才能進(jìn)入該畫面進(jìn)行設(shè)置,可設(shè)八組密碼,三種等級(level1,2,3),使用者等級1有最高操作權(quán)限,使用者等級3為最低操作權(quán)限,這樣可有效防止非專業(yè)人員誤操作。該畫面主要用于設(shè)置變頻裝置的所有參數(shù),操作人員可以按“參數(shù)表”按鈕,來查看相應(yīng)參數(shù)的具體用途。
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