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高压变频监控软件标准化平台的设计
2006年4月4日 11:22  来源:北京力德华福技术有限公司
引言:

  本软件设计涉及一种高压变频器的标准人机界面控制方法,属于基于PC自动化控制领域,在高压变频器产品中极具重要的地位。

  随着高压变频器产品的使用日益增加,高压变频器产品广泛应用于冶金石化、电力、交通、城市建设等各行各业,用户对高压变频器的现场使用千差万别,表现在:各自所控制的负载对象为除尘风机、给水泵、引风机、输油泵、压缩机、凝结泵等等各不相同;各自所控制的目标为风压,水压,流量、水位等等也不相同。同时,各自的工艺流程、自动化水平、控制方法,系统给定、以及现场的数据采集和现场总线通讯等,也是各有区别。另外,随着生产和技术的发展,由于技术或设备的改造,用户很可能对高压变频产品提出更新的升级要求。

  因此,这就要求我们研制出一种基于标准化的软件平台,使得高压变频监控软件具有高度的自适应能力和很强的开放性能,用户或者代理商可以自定义安装,甚至与自身的自动化控制系统或现场通讯总线顺利结合, 以满足各自的监视和控制的需求;从而提高软件的应用能力,应用范围;同时,还提高软件服务的质量并降低软件维护的成本和复杂性。

系统特点:

  随着高压变频器产品的广泛应用,人们对变频器的人机界面控制或其上位控制,越来越重视,一个实用友好的用户界面,可以增强设备的易操作性,同时还可以明显的提高工作效率。

  目前的变频器的显示介质主要以LCDLED面板为主,显示界面主要以字符显示为主,参数显示和设定不直观,对操作人员要求高,容易误操作,控制功能有限,操作繁琐。市场上的工业控制人机界面软件大多是通用型的组态软件,适合于对生产过程的流程控制,对于特定领域的高压变频器的控制有一定的局限性,为了满足用户现场不同的变频控制要求,需要专业人员对人机界面软件进行设计和组态,使得产品开发效率低,规模化生产和产品维护都不方便。另外,由于是购买第三方的软件,对产品的升级和售后服务也可能会产生一定的影响。

  因此,我们凭借高压变频器产品在市场中良好运行的多年经验,以及对各种现场用户需求的广泛理解,提出了高压变频监控软件标准化平台的设计思想,该高压变频监控软件标准化平台的设计具有以下鲜明的特点:

  ● 系统以工程化、模块化的设计为基础:

  在项目实施过程当中,运用工程化的思想,使得开发过程规范化,并且贯彻到需求、设计、编码和测试工作的各个环节,保证了项目在开发过程中的可控性和达到预期的质量要求;同时,进行模块化设计,将系统细分为核心层、中间层、用户界面层和应用层。这种工程化、模块化的设计,为软件技术的重用和可延续性的发展打下良好的基础。

  ● 方便快捷地为用户提供人机界面标准化的服务:

  由于高压变频产品市场的开启,生产的任务比较大,同时,不同用户的现场环境和用户要求各不相同,使得为用户提供快捷方便的标准化服务尤为重要。人机界面最终是要解决高压变频器本身和不同用户现场接口的问题,通过标准化的设计方法,从各自的需求中寻找共性,完成了对不同用户的标准化服务,提高了工作的效率和服务水平,同时,也做到了方便、快捷。

  ● 为了保证数据和操作的安全性,建立了统一的权限管理模式:

  系统功能的开放,导致数据和操作的安全性的问题。为了解决这一问题,在权限管理的模式中,权限等级分为操作员、管理员、系统员,而每种权限可以赋予多个用户。操作员的权限范围限定在基本的功能切换和启动停车等常规操作,相当于用户现场的值班人员;管理员的权限在拥有操作员的全部权限同时,可以修改与现场相关的用户自定义配置,相当于现场的项目负责人或维护管理人员或项目设计人员;系统员的权限同时具有操作员的全部权限和管理员的全部权限,同时,可以修改与变频器相关的属于内核方面的系统参数,是关系到系统运行的重要参数;在进入系统前,首先进行身份识别,检查用户权限,进行统一的权限管理。

  ● 为高压变频器自身的发展提供技术平台:

  随着高压变频调速技术的发展,以及不断引入先进的控制理论和控制方法,通过监控软件标准化的数据接口,配合下位控制器的核心控制标准化程序,可以定制和扩展内部变频控制参数以及电机控制用数学模型,从而为高压变频器向高性能发展留有扩展的空间。

系统功能:

  ● 基本功能:

  作为高压变频监控软件,应当首先实现其基本功能:对变频器的启动、停车、复位等操作;开环和闭环的工作模式切换;对系统的运行情况进行常规记录;报告故障并报警提示;参数的设置和备份等等。

  ● 电流电压波形采样的功能:

  通过对变频器的输入和输出的电流电压进行采样和检测,可以协助系统进行过流保护,并且查看运行中的波形质量,以及进行功率因素和系统功率的计算等等。

  ● 变频器柜体温度采样:

  对高压变频器的功率单元柜和控制柜的温度进行检测,并可以设置报警范围,从对变频器的柜体从温度上进行检测和保护。

  ● 自动调度的功能:

  用户填写自动调度表格,并输入到系统当中,使得变频器可以按照用户的安排,在不同的时间,自动工作在不同的工作模式当中,方便用户的使用。

  ● 系统自诊断:

  自动检测核心主控制器, 可编程序逻辑控制器PLC,以及上位机等当前的状态,辅助分析基本的各控制器间的通讯情况,并设计内核检测的功能,协助控制器分析运行性能或解决故障。

  ● 系统自修复:

  系统赖以生存的数据环境不可破坏,每次进入系统时,自动检测数据文件的完整性,提示并自动产生遭破坏的数据文件,修复到系统的出厂设置。

  ● 用户向导:

  使得用户按照系统的提示步骤,并根据现场的实际使用情况和应用逻辑,进行简单的设置就可以完成系统的定义而满足现场实际的应用。

  ● 用户策略:

  通过定义用户的运行策略,使得变频器在需要的时刻工作在不同的运行模式和给定模式。系统提供功能锁定的设定方法,通过远控锁以及本控锁,锁定用户的基本给定方式和控制功能的使用逻辑,满足现场相当部分的用户使用逻辑,更大程度上满足用户的使用逻辑上的不同要求。 
 
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