基于组态软件的人机界面在高压变频器监控系统中的应用
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所示。hmi作为监控中心，将变频器所有的运行数据和参数利用串行口通讯方式（rs-485），经屏蔽双绞线送到hmi中，在人机界面上进行实时显示；hmi也可下达指令来控制变频器的启动、停止、复位等。这样就完成了对所有数据的采集传输及命令传送，同时，也可完成管理级功能，如局域网的管理任务、形成管理部门所需数据的记录报表、统计报表等。
各部分说明如下。
（1）变频控制柜，是整个系统的控制核心，具有高可靠性、低噪声、高节能、保护功能完善，内建rs-485串行通信接口，且rs-485串行通信协议对用户公开等特点。
（2）plc作为辅助控制单元，也是比较重要的部分，选用西门子s7-200。利用其通信指令编写程序，然后下载到plc，把它和hmi串行通信接口相连接，可实现对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。
4 人机界面的特点功能与画面设计
4.1 人机界面的特点
人机界面是新一代高科技可编程终端，具备与各品牌plc连线监控能力，适于在恶劣的工业环境中应用，可代替普通工控计算机。其主要特点有：
（1）画面容量大，画面规划简单；
（2）全中文操作软件，适用于windows95/98/nt等环境，指令丰富，编程简单；
（3）交互性好，抗干扰能力强，通信可靠性高；
（4）自动化程度高，操作简单方便、故障率低、寿命长、维修量少。
4.2 人机界面的主要功能
（1） 设计者可根据需要编辑出各种画面，实时显示设备状态或系统的操作指示信息；
（2） 人机界面上的触摸按键可产生相应的开关信号，或输入数值、字符给plc等设备进行数据交换，从而产生相应的动作，控制设备的运行；
（3） 可多幅画面重叠或切换显示，显示文字、数字、图形、字符串、警报信息、动作流程、统计资料、历史记录、趋势图、简易报表等；
（4） 支持密码和用户程序保护功能。
4.3 人机界面的画面设计
本系统人机界面所有画面均由mcgs全中文组态软件进行设计，有主画面、参数设定、曲线画面、历史数据、报警记录和帮助等画面，经mcgs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，从而做出相应的处理。
4.3.1 系统的组态
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。
（2）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。
（3）实时数据库组态：工程组态各数据交换处理的核心部分，将mcgs的各部分有机地连成一体。根据设计的要求，在mcgs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。
（4）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），即通过在设备窗口中对数据的预处理便可得到所需要的数据类型。
（5）运行策略组态：完成工程运行流程的控制。根据运行策略的不同作用和功能，mcgs把运行策略分为启动策略、退出策略、循环策略、用户策略、报警策略、事件策略、热键策略共7种，每种策略都由一系列功能模块组成。由于该系统侧重于现场数据的时实监控和统计查询功能，根据系统的控制流程和操作处理，在mcgs的运行策略窗口中，对以上运行策略分别进行组态设置，如在用户策略中，利用策略工具箱添加脚本构件、存盘数据提取构件等，以实现所需的功能。
4.3.2 变频系统监控功能的实现及效果
图2示出变频器监控系统的组成框图。
软件组态部分完成监控系统与操作人员间的交互界面，是实现对整个系统的监视、控制、调度和管理的核心。人机界面分为两部分，一部分是用于日常监视、系统参数设置的主界面，另一部分是用于指示、管理非日常监视信息，如各种报表、曲线及趋势图、历史记录等的子界面。
（1） 主控窗口
组态软件运行后，点击公司信息图片后，即进入变频器系统监控主界面。在主界面的上方有一排指示灯，用于指示变频器系统状态，左下方有一个报警描述状态栏，用于显示变频器当前所有报警信息，右侧的数据显示栏用于显示频率、定子电压、定子电流、压力等实时数据，并可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。
在主画面的最下方有四个按钮可用来显示本监控系统的其他功能：系统参数设置、实时曲线显示、历史数据列表、报警记录查看，当按下相应的按钮后，即进入到其对应的画面中。
其画面如图3所示。
（2） 参数设置功能
当按下参数设置按钮后，会弹出用户登录对话框，其画面如图4所示。只有输入正确的密码才能进入该画面进行设置，可设八组密码，三种等级（level1，2，3），使用者等级1有最高操作权限，使用者等级3为最低操作权限，这样可有效防止非专业人员误操作。该画面主要用于设置变频装置的所有参数，操作人员可以按“参数表”按钮，来查看相应参数的具体用途。 双绞线传输器相关文章:双绞线传输器原理
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