南寧普儀表有限公司

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高壓變頻監(jiān)控軟件標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的設(shè)計(jì)

2020-03-12

1引言：
本軟件設(shè)計(jì)涉及一種高壓變頻器的標(biāo)準(zhǔn)人機(jī)界面控制方法，屬于基于pc的自動(dòng)化控制領(lǐng)域，在高壓變頻器產(chǎn)品中極具重要的地位。
隨著高壓變頻器產(chǎn)品的使用日益增加，高壓變頻器產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于冶金、石化、電力、交通、城市建設(shè)等各行各業(yè)，用戶對(duì)高壓變頻器的現(xiàn)場(chǎng)使用千差萬(wàn)別，表現(xiàn)在：各自所控制的負(fù)載對(duì)象為除塵風(fēng)機(jī)、給水泵、引風(fēng)機(jī)、輸油泵、壓縮機(jī)、凝結(jié)泵等等各不相同；各自所控制的目標(biāo)為風(fēng)壓，水壓，流量、水位等等也不相同。同時(shí)，各自的工藝流程、自動(dòng)化水平、控制方法，系統(tǒng)給定、以及現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊等，也是各有區(qū)別。另外，隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，由于技術(shù)或設(shè)備的改造，用戶很可能對(duì)高壓變頻產(chǎn)品提出更新的升級(jí)要求。
因此，這就要求我們研制出一種基于標(biāo)準(zhǔn)化的軟件平臺(tái)，使得高壓變頻監(jiān)控軟件具有高度的自適應(yīng)能力和很強(qiáng)的開(kāi)放性能，用戶或者代理商可以自定義安裝，甚至與自身的自動(dòng)化控制系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)通訊總線順利結(jié)合,以滿足各自的監(jiān)視和控制的需求；從而提高軟件的應(yīng)用能力，應(yīng)用范圍；同時(shí)，還提高軟件服務(wù)的質(zhì)量并降低軟件維護(hù)的成本和復(fù)雜性。

2系統(tǒng)特點(diǎn)：
隨著高壓變頻器產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)變頻器的人機(jī)界面控制或其上位控制，越來(lái)越重視，一個(gè)實(shí)用友好的用戶界面，可以增強(qiáng)設(shè)備的易操作性，同時(shí)還可以明顯的提高工作效率。
目前的變頻器的顯示介質(zhì)主要以lcd、led面板為主，顯示界面主要以字符顯示為主，參數(shù)顯示和設(shè)定不直觀，對(duì)操作人員要求高，容易誤操作，控制功能有限，操作繁瑣。市場(chǎng)上的工業(yè)控制人機(jī)界面軟件大多是通用型的組態(tài)軟件，適合于對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的流程控制，對(duì)于特定領(lǐng)域的高壓變頻器的控制有一定的局限性，為了滿足用戶現(xiàn)場(chǎng)不同的變頻控制要求，需要專業(yè)人員對(duì)人機(jī)界面軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和組態(tài)，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率低，規(guī)模化生產(chǎn)和產(chǎn)品維護(hù)都不方便。另外，由于是購(gòu)買第三方的軟件，對(duì)產(chǎn)品的升級(jí)和售后服務(wù)也可能會(huì)產(chǎn)生一定的影響。
因此，我們憑借高壓變頻器產(chǎn)品在市場(chǎng)中良好運(yùn)行的多年經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)各種現(xiàn)場(chǎng)用戶需求的廣泛理解，提出了高壓變頻監(jiān)控軟件標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想，該高壓變頻監(jiān)控軟件標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的設(shè)計(jì)具有以下鮮明的特點(diǎn)：
●系統(tǒng)以工程化、模塊化的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)：
在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程當(dāng)中，運(yùn)用工程化的思想，使得開(kāi)發(fā)過(guò)程規(guī)范化，并且貫徹到需求、設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，保證了項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的可控性和達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量要求；同時(shí)，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)細(xì)分為核心層、中間層、用戶界面層和應(yīng)用層。這種工程化、模塊化的設(shè)計(jì)，為軟件技術(shù)的重用和可延續(xù)性的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。
●方便快捷地為用戶提供人機(jī)界面標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)：
由于高壓變頻產(chǎn)品市場(chǎng)的開(kāi)啟，生產(chǎn)的任務(wù)比較大，同時(shí)，不同用戶的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和用戶要求各不相同，使得為用戶提供快捷方便的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)尤為重要。人機(jī)界面最終是要解決高壓變頻器本身和不同用戶現(xiàn)場(chǎng)接口的問(wèn)題，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法，從各自的需求中尋找共性，完成了對(duì)不同用戶的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，提高了工作的效率和服務(wù)水平，同時(shí)，也做到了方便、快捷。
●為了保證數(shù)據(jù)和操作的安全性，建立了統(tǒng)一的權(quán)限管理模式：
系統(tǒng)功能的開(kāi)放，導(dǎo)致數(shù)據(jù)和操作的安全性的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，在權(quán)限管理的模式中，權(quán)限等級(jí)分為操作員、管理員、系統(tǒng)員，而每種權(quán)限可以賦予多個(gè)用戶。操作員的權(quán)限范圍限定在基本的功能切換和啟動(dòng)停車等常規(guī)操作，相當(dāng)于用戶現(xiàn)場(chǎng)的值班人員；管理員的權(quán)限在擁有操作員的全部權(quán)限同時(shí)，可以修改與現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)的用戶自定義配置，相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人或維護(hù)管理人員或項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員；系統(tǒng)員的權(quán)限同時(shí)具有操作員的全部權(quán)限和管理員的全部權(quán)限，同時(shí)，可以修改與變頻器相關(guān)的屬于內(nèi)核方面的系統(tǒng)參數(shù)，是關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的重要參數(shù)；在進(jìn)入系統(tǒng)前，首先進(jìn)行身份識(shí)別，檢查用戶權(quán)限，進(jìn)行統(tǒng)一的權(quán)限管理。
●為高壓變頻器自身的發(fā)展提供技術(shù)平臺(tái)：
隨著高壓變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，以及不斷引入先進(jìn)的控制理論和控制方法，通過(guò)監(jiān)控軟件標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接口，配合下位控制器的核心控制標(biāo)準(zhǔn)化程序，可以定制和擴(kuò)展內(nèi)部變頻控制參數(shù)以及電機(jī)控制用數(shù)學(xué)模型，從而為高壓變頻器向高性能發(fā)展留有擴(kuò)展的空間。

3系統(tǒng)功能：
●基本功能：
作為高壓變頻監(jiān)控軟件，應(yīng)當(dāng)首先實(shí)現(xiàn)其基本功能：對(duì)變頻器的啟動(dòng)、停車、復(fù)位等操作；開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的工作模式切換；對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行常規(guī)記錄；報(bào)告故障并報(bào)警提示；參數(shù)的設(shè)置和備份等等。
●電流電壓波形采樣的功能：
通過(guò)對(duì)變頻器的輸入和輸出的電流電壓進(jìn)行采樣和檢測(cè)，可以協(xié)助系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，并且查看運(yùn)行中的波形質(zhì)量，以及進(jìn)行功率因素和系統(tǒng)功率的計(jì)算等等。
●變頻器柜體溫度采樣：
對(duì)高壓變頻器的功率單元柜和控制柜的溫度進(jìn)行檢測(cè)，并可以設(shè)置報(bào)警范圍，從對(duì)變頻器的柜體從溫度上進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)。
●自動(dòng)調(diào)度的功能：
用戶填寫自動(dòng)調(diào)度表格，并輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，使得變頻器可以按照用戶的安排，在不同的時(shí)間，自動(dòng)工作在不同的工作模式當(dāng)中，方便用戶的使用。
●系統(tǒng)自診斷：
自動(dòng)檢測(cè)核心主控制器,可編程序邏輯控制器plc，以及上位機(jī)等當(dāng)前的狀態(tài)，輔助分析基本的各控制器間的通訊情況，并設(shè)計(jì)內(nèi)核檢測(cè)的功能，協(xié)助控制器分析運(yùn)行性能或解決故障。
●系統(tǒng)自修復(fù):：
系統(tǒng)賴以生存的數(shù)據(jù)環(huán)境不可破壞，每次進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，自動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)文件的完整性，提示并自動(dòng)產(chǎn)生遭破壞的數(shù)據(jù)文件，修復(fù)到系統(tǒng)的出廠設(shè)置。
●用戶向?qū)?：
使得用戶按照系統(tǒng)的提示步驟，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用情況和應(yīng)用邏輯，進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置就可以完成系統(tǒng)的定義而滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的應(yīng)用。
●用戶策略:：
通過(guò)定義用戶的運(yùn)行策略，使得變頻器在需要的時(shí)刻工作在不同的運(yùn)行模式和給定模式。系統(tǒng)提供功能鎖定的設(shè)定方法，通過(guò)遠(yuǎn)控鎖以及本控鎖，鎖定用戶的基本給定方式和控制功能的使用邏輯，滿足現(xiàn)場(chǎng)相當(dāng)部分的用戶使用邏輯，更大程度上滿足用戶的使用邏輯上的不同要求。

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