電動(dòng)機(jī)功率分析儀監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)
雷鴻，趙繼敏，李小海，張國(guó)軍
(1上海交通大學(xué)，上海200240；2上海睿英電氣有限公司，上海200040)
摘要：電動(dòng)機(jī)功率分析儀監(jiān)測(cè)軟件是電動(dòng)機(jī)功率分析儀的重要組成部分。基于windows操作平臺(tái)，利用c#編寫(xiě)了電動(dòng)機(jī)功率分析儀監(jiān)測(cè)軟件，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互。該軟件具有數(shù)據(jù)采集、曲線顯示、歷史數(shù)據(jù)分析、計(jì)算機(jī)通信等功能，用戶能夠方便地監(jiān)測(cè)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，確保電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)功率分析儀；監(jiān)測(cè)軟件；c#
O引 言
隨著大功率電機(jī)的廣泛運(yùn)用，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)、確保電機(jī)正常運(yùn)行成為了一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。功率分析儀能夠精確地計(jì)算出三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的有功功率、無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能、功率因數(shù)、電壓諧波、電流諧波、電壓有效值、電流有效值、電流平衡度、電壓平衡度、三相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率和綜合效率等多項(xiàng)指標(biāo)，監(jiān)測(cè)和調(diào)整三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，提高電機(jī)的工作效率，防止電機(jī)故障的發(fā)生。功率分析儀監(jiān)測(cè)軟件更是解決了電機(jī)裝配環(huán)境差、監(jiān)測(cè)電機(jī)數(shù)量少、分析數(shù)據(jù)困難等問(wèn)題，成為功率分析儀中一個(gè)重要的組成部分。
本文介紹功率分析儀監(jiān)測(cè)軟件的設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了功率分析儀監(jiān)測(cè)軟件的功能、結(jié)構(gòu)以及其它重要模塊的設(shè)計(jì)。
1軟件功能與結(jié)構(gòu)
功率分析儀監(jiān)測(cè)軟件主要包括監(jiān)測(cè)配置、監(jiān)測(cè)控制、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢等功能，具體包括以下功能：
(1)組建監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，與多臺(tái)功率分析儀通信，監(jiān)測(cè)多臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行。
(2)配置各個(gè)功率保護(hù)儀的運(yùn)行參數(shù)。
(3)實(shí)時(shí)地反映各個(gè)監(jiān)測(cè)電機(jī)的狀態(tài)。
(4)實(shí)時(shí)獲取各個(gè)監(jiān)測(cè)電機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并直觀地反映各參數(shù)的變化趨勢(shì)。
(5)實(shí)時(shí)記錄各個(gè)監(jiān)測(cè)電機(jī)的故障類型、故障時(shí)間以及故障時(shí)刻對(duì)應(yīng)的各參數(shù)值。
(6)方便查詢和分析監(jiān)測(cè)電機(jī)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。
上述功能主要由通信模塊、人機(jī)交互模塊和數(shù)
據(jù)處理模塊三大模塊完成，系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖如圖1所示．
2通信模塊
通信模塊主要是完成上位機(jī)與多臺(tái)功率分析儀之間的通信方式、數(shù)據(jù)交換和傳輸參數(shù)識(shí)別。
2．1通信協(xié)議
系統(tǒng)采用基于RS485總線的MODBus—RTu協(xié)議來(lái)完成上位機(jī)和功率分析儀之間的通信。RTu模式的MODBus協(xié)議是一種主從協(xié)議，上位機(jī)采用輪詢的方式向多臺(tái)功率分析儀發(fā)送讀請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀，功率分析儀則采取中斷的方式應(yīng)答上位機(jī)輪詢數(shù)據(jù)幀。MODBus協(xié)議的數(shù)據(jù)幀包括地址碼、功能碼、數(shù)據(jù)碼和cRc校驗(yàn)碼，幀格式如表1所示。
2．1 1地址碼
幀的開(kāi)始部分為地址域，由1個(gè)字節(jié)組成，用來(lái)表征用戶指定功率分析儀的地址。每個(gè)功率分析儀的地址是****的，只有被尋址到的功率分析儀才和上位機(jī)交換數(shù)據(jù)。
2．1．2功能碼
功能碼告訴被尋址到功率分析儀執(zhí)行何種功能。表2給出了系統(tǒng)中功能碼的定義。
2．1．3數(shù)據(jù)碼
數(shù)據(jù)碼有三種類型：(1)讓功率分析儀執(zhí)行特定功能的數(shù)據(jù)；(2)要讀取參數(shù)變量的編號(hào)；(3)對(duì)應(yīng)參數(shù)的數(shù)據(jù)。
2 1．4校驗(yàn)碼
校驗(yàn)碼是上位機(jī)和功率分析儀檢查傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)正確與否的依據(jù)。出錯(cuò)校驗(yàn)?zāi)鼙ＷC上位機(jī)或功率分析儀不響應(yīng)傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。系統(tǒng)中的出錯(cuò)校驗(yàn)采用了16位循環(huán)冗余(cRc)方法。
2．2上位機(jī)通信方式
功率分析儀監(jiān)測(cè)軟件采用輪詢的方式與每一臺(tái)功率分析儀通信。首先，上位機(jī)對(duì)串口進(jìn)行初始化，然后對(duì)設(shè)備層的每一個(gè)功率分析儀進(jìn)行輪詢，以0．5 s為一個(gè)周期，發(fā)送讀取運(yùn)行參數(shù)請(qǐng)求幀后，等待功率分析儀的響應(yīng)，如果超時(shí)進(jìn)行下一個(gè)功率分析儀的數(shù)據(jù)讀取，并且實(shí)時(shí)判斷功率分析儀的響應(yīng)消息是否正確，無(wú)論數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤還是響應(yīng)超時(shí)都將產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中記錄下來(lái)，并顯示給管理員 |
