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
加入技術(shù)交流群
所示。hmi作為監(jiān)控中心，將變頻器所有的運(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，在人機(jī)界面上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；hmi也可下達(dá)指令來控制變頻器的啟動(dòng)、停止、復(fù)位等。這樣就完成了對(duì)所有數(shù)據(jù)的采集傳輸及命令傳送，同時(shí)，也可完成管理級(jí)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(bào)表、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。
各部分說明如下。
?。?）變頻控制柜，是整個(gè)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(duì)用戶公開等特點(diǎn)。
（2）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(duì)plc設(shè)備的實(shí)時(shí)控制與指示。
?。?） 人機(jī)界面采用北京昆侖通態(tài)的tpc1063e，彩色10.4in。
（4） 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(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)和多站能力的優(yōu)點(diǎn)。
4 人機(jī)界面的特點(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(jiǎn)單；
?。?）全中文操作軟件，適用于windows95/98/nt等環(huán)境，指令豐富，編程簡(jiǎn)單；
?。?）交互性好，抗干擾能力強(qiáng)，通信可靠性高；
?。?）自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單方便、故障率低、壽命長(zhǎng)、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(shí)顯示設(shè)備狀態(tài)或系統(tǒng)的操作指示信息；
?。?） 人機(jī)界面上的觸摸按鍵可產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)，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(dòng)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(bào)信息、動(dòng)作流程、統(tǒng)計(jì)資料、歷史記錄、趨勢(shì)圖、簡(jiǎn)易報(bào)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全中文組態(tài)軟件進(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(bào)警記錄和幫助等畫面，經(jīng)mcgs軟件編譯無誤后，從個(gè)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(duì)人機(jī)界面進(jìn)行讀寫操作，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)變頻器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(bào)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：
（1） 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(dòng)畫、報(bào)表、趨勢(shì)曲線等。
?。?）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(duì)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。
（3）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口中對(duì)創(chuàng)建數(shù)據(jù)對(duì)象的基本屬性、存盤屬性、報(bào)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(dòng)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(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)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(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)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(duì)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(dòng)策略、退出策略、循環(huán)策略、用戶策略、報(bào)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(chǎng)數(shù)據(jù)的時(shí)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(duì)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(duì)整個(gè)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(bào)表、曲線及趨勢(shì)圖、歷史記錄等的子界面。
?。?） 主控窗口
組態(tài)軟件運(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(gè)報(bào)警描述狀態(tài)欄，用于顯示變頻器當(dāng)前所有報(bào)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(shí)數(shù)據(jù)，并可實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)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(shí)動(dòng)態(tài)信息，能有效地幫助值班人員及時(shí)了解設(shè)備工作狀態(tài)。
在主畫面的最下方有四個(gè)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(shí)曲線顯示、歷史數(shù)據(jù)列表、報(bào)警記錄查看，當(dāng)按下相應(yīng)的按鈕后，即進(jìn)入到其對(duì)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(huì)彈出用戶登錄對(duì)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(jí)（level1，2，3），使用者等級(jí)1有最高操作權(quán)限，使用者等級(jí)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。 雙絞線傳輸器相關(guān)文章:雙絞線傳輸器原理
評(píng)論