【正文】 至MM440變頻器，經(jīng)過(guò)變頻器內(nèi)部計(jì)算輸出給轉(zhuǎn)鼓主電機(jī)。通過(guò)輸出轉(zhuǎn)矩的采樣，校正電機(jī)輸出的速度。MM440變頻器有多中控制方式。通常常用的有：恒磁通（V/f）控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）。 本次設(shè)計(jì)中采用的是矢量控制方式，同 V/f控制相比，矢量控制有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）在負(fù)載和給定值改變期間的穩(wěn)定性；（2）對(duì)于給定值改變有很短上升時(shí)間(→較好的控制性能)；（3）對(duì)于負(fù)載改變有很短上升時(shí)間(→較好的噪聲/干擾特性)；（4）可用一個(gè)最大可調(diào)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行加速和制動(dòng)；（5）在電動(dòng)和再生運(yùn)行時(shí)，利用可調(diào)轉(zhuǎn)矩限幅可保護(hù)電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)械；（6）同速度無(wú)關(guān)地控制傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（7）在0速時(shí)可以輸出全部停車(chē)轉(zhuǎn)矩。MM440變頻器的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)在主站系統(tǒng)組態(tài)完畢情況下，如下圖：圖39 組態(tài)DP主站在DP網(wǎng)上組態(tài)MM440變頻器，組態(tài)步驟如下：（1）打開(kāi)硬件組態(tài)，在右側(cè)選擇 “PROFIBUS DP”→“SIMOVERT” →“MICROMASTER 4”，添加到DP總線上，如圖310。（2）在彈出窗口中選擇地址為4，如圖311所示。（3）選擇“MICROMASTER 4” →“4 PKW，2 PZD (PP0 1)”，添加到從站中，如圖312所示。（4）從站組態(tài)完成，設(shè)置地址，PKW讀為 IB288~IB295，PZD讀為IB296~IB299，PKW寫(xiě)為 QB272~QB279，PZD 寫(xiě)為 QB280~QB283，如圖313。圖311 插入MM440從站圖312 設(shè)置MM440從站地址圖313 組態(tài)從站MM440 參數(shù)設(shè)置要使變頻器能夠用PLC通過(guò)Profibus來(lái)控制，變頻器也需要一定的參數(shù)設(shè)置才能實(shí)現(xiàn)：P700 命令源 6 （從CB來(lái)）P918 站號(hào) 4 （必需要與硬件組態(tài)時(shí)保持一致）P1000頻率設(shè)定源 6 （從CB來(lái)）程序的編寫(xiě)對(duì)PZD (過(guò)程數(shù)據(jù))的讀寫(xiě)：a. 在Step7 中對(duì)PZD (過(guò)程數(shù)據(jù))讀寫(xiě)參數(shù)時(shí)調(diào)用SFC14和SFC15b. SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus 從站(MM440)的數(shù)據(jù)c. SFC15(“DPWR_DAT”)用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入Profibus 從站(MM440)d. 硬件組態(tài)時(shí)PZD的起始地址：W16108(即264)(1)建立數(shù)據(jù)塊DB1，將數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)地址與從站(MM440)中的PZD、PKW數(shù)據(jù)區(qū)相對(duì)應(yīng)(2) 在OB1中調(diào)用特殊功能塊SFC14和SFC15，完成從站(MM440)數(shù)據(jù)的讀和寫(xiě)：其中： LADDR 表示：硬件組態(tài)時(shí)PZD的起始地址（W16108即264）； RECORD 表示：數(shù)據(jù)塊（DB1）中定義的PZD數(shù)據(jù)區(qū)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)地址； RET_VAL 表示：程序塊的狀態(tài)字，可以以編碼的形式反映出程序的錯(cuò)誤等狀態(tài)。在本例中設(shè)定值和控制字可以從數(shù)據(jù)塊DB1中傳送， 設(shè)為047E 中的頻率值將輸出。, 。要對(duì)變頻器其他不同項(xiàng)目的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，只要編程改變RECORD地址里的數(shù)值即可。對(duì)PKW (參數(shù)區(qū))讀寫(xiě) 中對(duì)PKW (參數(shù)區(qū))讀寫(xiě)參數(shù)時(shí)同樣調(diào)用SFC14和SFC15b. SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus 從站的數(shù)據(jù)c. SFC15(“DPWR_DAT”)用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入Profibus 從站d. 硬件組態(tài)時(shí)PKW的起始地址：W16108(即264) 讀寫(xiě)過(guò)程和對(duì)PZD (過(guò)程數(shù)據(jù))的讀寫(xiě)相同，只要編程改變RECORD地址里的數(shù)值即可。4 上位機(jī)監(jiān)控設(shè)計(jì)上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，在現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中充當(dāng)操作員站的角色。它是傳動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可視化部分，完成人機(jī)界面的功能。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控。本課題上位機(jī)人機(jī)界面采用西門(mén)子組態(tài)軟件WinCC來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)。 WinCC 組態(tài)軟件的介紹組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng) SCADA 的軟件平臺(tái)工具，是工業(yè)應(yīng)用軟件的一個(gè)組成部分。它具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。組態(tài)軟件已經(jīng)有20多年的發(fā)展歷史。目前國(guó)內(nèi)的組態(tài)軟件產(chǎn)品大致可分為三類(lèi)：國(guó)外專(zhuān)業(yè)軟件廠商提供的產(chǎn)品；國(guó)外硬件或系統(tǒng)廠商提供的產(chǎn)品；國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件市場(chǎng)大部分份額被國(guó)外軟件占據(jù)著。國(guó)外的專(zhuān)業(yè)組態(tài)軟件主要有美國(guó)Wonderware公司的InTouch，澳大利亞CIT公司的Citect組態(tài)軟件，德國(guó)西門(mén)子公司的WinCC組態(tài)軟件。西門(mén)子組態(tài)軟件在歐洲已經(jīng)成為最流行的組態(tài)軟件。西門(mén)子組態(tài)軟件與其它組態(tài)軟件相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)與自動(dòng)化系統(tǒng)的無(wú)縫集成。WinCC與相應(yīng)的硬件系統(tǒng)緊密結(jié)合，通過(guò)統(tǒng)一的組態(tài)和編程，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理及統(tǒng)一的通訊，極大地降低了用戶軟硬件組態(tài)的工程量，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)產(chǎn)品范圍內(nèi)的高度集成。這也是選擇是WinCC組態(tài)軟件的原因之一便于與西門(mén)子 PLC 進(jìn)行連接。(2)與自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的集成。從現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus到工業(yè)以太網(wǎng)以及無(wú)線通訊，由于WinCC內(nèi)置了S5/S7協(xié)議的通訊系統(tǒng)，從而為WinCC與這些系統(tǒng)的最優(yōu)化通訊和良好的互操作性提供了保證。(3)與相應(yīng)的軟硬件系統(tǒng)一起，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的診斷功能。診斷功能包括產(chǎn)品和系統(tǒng)的層次，貫穿于工程實(shí)施階段、調(diào)試階段和運(yùn)行階段。(4)整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)完整和豐富的編程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雙向的開(kāi)放性。借助C腳本，WinCC幾乎可以通過(guò)Win32API無(wú)限制的訪問(wèn)到Windows操作系統(tǒng)及平臺(tái)上的各種功能。(5)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)全面開(kāi)放。由于WinCC內(nèi)部集成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，因此可以很方便的調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)。(6)WinCC采用最新的開(kāi)放性軟件技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，面向多種操作平臺(tái)。WinCC是第一個(gè)完全基于32位內(nèi)核的HMI/SCADA軟件。正是基于上述優(yōu)點(diǎn)本課題選擇西門(mén)子組態(tài)軟件WinCC作為上位監(jiān)控界面設(shè)計(jì)的平臺(tái)。 監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)原則及構(gòu)成為了提高用戶界面的易用性和美觀程度，監(jiān)控界面設(shè)計(jì)一般要遵循以下幾個(gè)原則：(1)用戶界面適合于軟件的功能 指界面與軟件功能相融洽的程度。軟件功能需要通過(guò)界面來(lái)展現(xiàn)。用戶界面一定要適合于軟件的功能，這是最基本要求。(2)容易理解 首先不要讓用戶使用出現(xiàn)誤解的情況。其次所有的界面的元素應(yīng)當(dāng)提供充分而必要的提示，例如鼠標(biāo)移動(dòng)到該圖標(biāo)上，會(huì)顯示相關(guān)信息。再者界面可以清晰的反映工作流程，以便用戶可以按部就搬的操作。(3)風(fēng)格一致 一個(gè)軟件的用戶界面中，同類(lèi)的界面元素應(yīng)當(dāng)有相同的視感和相同的操作方式。比如按鈕的形狀、色彩和對(duì)鼠標(biāo)響應(yīng)方式都是一致的。(4)及時(shí)反饋信息 及時(shí)反饋信息很重要，否則用戶由于半天沒(méi)有得到答復(fù)信息就可能出現(xiàn)誤操作，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。(5)出錯(cuò)處理 用戶在使用軟件過(guò)程中不可避免的出現(xiàn)一些誤操作。在設(shè)計(jì)用戶界面時(shí)必須考慮出錯(cuò)處理，不至于讓用戶為避免犯錯(cuò)誤而提心吊膽。(6)適應(yīng)各種用戶 由于使用軟件有不同的層次的用戶，不同水平的用戶。因此軟件設(shè)計(jì)時(shí)候就應(yīng)該考慮盡可能的提供多的幫助以及提示信息。(7)合理的布局 首先界面的布局應(yīng)當(dāng)符合邏輯，最好與工作流程吻合。其次，界面的布局應(yīng)當(dāng)整潔（整齊清爽）。界面元素應(yīng)當(dāng)在水平或則垂直方向?qū)R，行、列的間距保持一致。(8)和諧的色彩 對(duì)于界面設(shè)計(jì)人員而言，實(shí)現(xiàn)“合理的布局”相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易一些，因?yàn)榻^大多數(shù)的界面元素的形狀已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，而且界面元素的組合方式也沒(méi)有約定俗的規(guī)矩可循。設(shè)計(jì)和諧的色彩太困難，因?yàn)樯实慕M合千變?nèi)f化，并且人們對(duì)色彩的喜歡也極不相同。 登錄界面的設(shè)計(jì)登錄界面是進(jìn)入監(jiān)控畫(huà)面的第一道大門(mén)，只有用戶輸入正確的信息才能登陸到運(yùn)行畫(huà)面。通過(guò)權(quán)限分配，不同的用戶具有不同的權(quán)限，可以進(jìn)行相關(guān)的操作。本監(jiān)控系統(tǒng)主要分為普通用戶級(jí)，操作員級(jí)以及管理員級(jí)三個(gè)級(jí)別。其中普通用戶級(jí)不允許進(jìn)行任何相關(guān)機(jī)器設(shè)備的起停，以及報(bào)警處理和消息的歸檔等操作，只有瀏覽的權(quán)力，不能進(jìn)行任何的修改。主要用于查看機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)的情況而不需要做任何設(shè)置和修改的用戶，這類(lèi)用戶的權(quán)限是最低。操作員級(jí)權(quán)限是第二高的，可以進(jìn)行機(jī)器啟停和過(guò)程的控制，但是不具有報(bào)警處理，消息歸檔等權(quán)限，這個(gè)組的成員主要是現(xiàn)場(chǎng)的操作工人。管理員是最高級(jí)別的，除了具有操作員的權(quán)限，還具有報(bào)警處理，消息歸檔，權(quán)限分配等權(quán)限。管理員級(jí)別的用戶主要是工廠的管理人員。用戶權(quán)限分配界面如圖41所示。圖41 用戶權(quán)限分配登錄界面如圖42所示。圖42 登陸界面登錄界面主要實(shí)現(xiàn)以下功能：(1)驗(yàn)證用戶是否合法。只有輸入正確的用戶名和密碼才能進(jìn)入運(yùn)行畫(huà)面。(2)添加用戶和修改用戶密碼功能。 總體流程圖界面的設(shè)計(jì)總體流程圖是登錄后默認(rèn)的界面。總體流程圖界面主要是按照工藝處理步驟進(jìn)行了界面的布局，這樣一方面可以清晰的看清楚工藝的流程，另一方面方便操作。主要實(shí)現(xiàn)的功能：(1)通過(guò)點(diǎn)擊界面底部的按鈕實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)控頁(yè)面的切換。(2)可以了解各個(gè)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。比如說(shuō)當(dāng)?；谜谶M(jìn)行，則它會(huì)顯示綠色。當(dāng)它發(fā)生顏色改變?yōu)榧t色時(shí)說(shuō)明停止運(yùn)轉(zhuǎn)。若閃爍則表示故障報(bào)警。(3)為了操作員準(zhǔn)確的操作機(jī)器當(dāng)鼠標(biāo)放在相應(yīng)的圖形元素上面會(huì)出現(xiàn)機(jī)器的名字，狀態(tài)等提示信息?？傮w流程圖界面如圖43所示。圖43 總體流程圖界面 變頻監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)變頻監(jiān)控界面只要是對(duì)系統(tǒng)中變頻器進(jìn)行監(jiān)視控制。變頻監(jiān)控包括五部分：轉(zhuǎn)股主電機(jī)；?；肞GRPGR2；倒渣泵PSLPSL2。變頻監(jiān)控界面監(jiān)控了上述五部分的相關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。主要實(shí)現(xiàn)的功能：(1)當(dāng)操作員進(jìn)入后可以對(duì)變頻電機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行修改，剛剛進(jìn)入界面中的狀態(tài)是機(jī)器目前所處的狀態(tài)，點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕就可以起動(dòng)和停止相關(guān)的設(shè)備。(2)普通用戶進(jìn)入后，若點(diǎn)相關(guān)的按鈕會(huì)提示用戶不具有操作權(quán)限。按下Ctr+F1 可以彈出快捷登錄菜單，輸入具有相應(yīng)權(quán)限的用戶名和密碼即可進(jìn)行相關(guān)的操作。(3)點(diǎn)擊界面頂部和底部的按鈕，可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)各個(gè)界面的切換，但是也必須具有相應(yīng)的權(quán)限才可以操作。變頻監(jiān)控界面如圖44所示：圖44 變頻監(jiān)控界面