前言 在电机拖动系统中，变频器因为环保、节电、自动化等各方面的显著优势，在电机的驱动领域应用越来越普遍，变频器也被誉为工业维生素，有电机的地方就会要用到变频器将成为一种趋势。 电机的运行情况的监视是系统能否安全、稳定、可靠的保障，传统的监控一般是在就地增加电流电压等仪表，需要集中或远程监控时，通常采用的是通过电量变送器变成标准的4-20Ma模拟电信号,标准模拟电信号再送到PLC或采集仪表进行模数转化，变成数字量进行显示，这种监控方式构架复杂，成本高，故障点多可靠性不高。 下载 (27.98 KB) 2010-6-7 14:05 传统监控系统图 变频器作为一种高科技的电力电子装置，其本身采用了计算机控制，具有完善的检测和通讯接口，这就为电机实现监控带来极大的便捷。随着现代无线通讯技术的高速发展，采用无线通讯网络和因特网结合的传送构架，将对电机实现监控带来革命性的突破。这样除了可以监控电流电压少部分参量外，变频器的给定频率、实际频率、电流、输出电压、母线电压、电机转速、电机耗电功率、变频器IGBT温度、累计运行时间、PID反馈值给定值、电机转矩等许多参量都可以实现监控。 一、远程监控系统介绍 1．1系统构架 如图1.1所示，通过构架运行成熟的GPRS和因特网平台，构成一条无线的数据传送通道，只要在变频器485通讯口连接上无线数据传输模块，由数据传送软件将变频器的数据传送到数据服务器中，通过监控组态软件和专门设计的手机监控软件，可对采集到服务器的数据进行界面编程，实现远程监控。 皋埠怎么读由于数据采用了工业过程控制的标准的OPC（OLE for Process Control），即开发了变频器专门的OPCrver软件程序供参变量的调用使用，使得在使用工业组态软件或其他软件调用采集的参量会变得十分的方便，从而使变频器的监控可以融入到整个控制系统的监控，使得监控系统的实现变得异常的简便即插即用。 下载 (78.34 KB) 2010-6-7 14:05 图1.1网络系统图 1．2变频器与无线通讯模块的连接 如图1.2所示，无线模块只要在电源端子上接上5-36V的电源，并和变频器的RS485通讯口建立通讯连接即可工作，电源可以直接取变频器的24V电源。 下载 (120.99 KB) 2010-6-7 14:05 图1.2 无线模块和变频器的连接 1.3无线监控系统特点： 1、成本低廉 传统监控系统,每个参量的采集成本要在500-1000元,如果需要采集完整的变频器所控制的电机的参量信息,其成本需要将近一万元人民币,而采用无线监控方案,其成本还不到十分之一。 2、使用方便，即插即用 因为采用通讯的方式传送数据，所以只要将传送模块和变频器连接，在任何地点都可以实现监控，不需要敷设线缆和其他网络设备，极为方便。 3、没有线缆的敷设投资和麻烦 由于变频器的逆变谐波干扰和电磁兼容问题，有线的RS485通讯会造成线路的耦合，使得通讯失败和信号失真，实践证明，这种无线监控是目前最可靠的方式。而且，有线方式的电缆敷设会遇到工业现场中的布线问题，线缆投资成本巨大，所以无线监控具有显著的优势。 4、监控点不受地域的限制 传统的监控一般要设置固定场所的监控中心，而且难以形成多用户多点监控。使得监控系统的作用不能够有效地延展，无线远程监控可以做到，能上因特网即可监控，其作用和意义大为提高，比如，可以实现手机的监控、系统故障的手机短信提醒等。特别在无人职守的场合具有巨大的意义。 5、参量调用具有兼容性 由于数据处理采用了工业上共同遵循和使用的OPC工业标准，使得工业监控系统可以很方便地调用参量，把变频器无线监控数据无缝连接到真个自动化系统，形成有机的一体的自动化监控系统。 6、为变频器远程调试、远程诊断和远程技术服务提供可能。 无线监控除了可以传送监控的运行参量，变频器的控制的整定参数也可以远程读取和修改，这样通过这套系统，变频器厂商、经销商、系统集成商就可以不到现场就能为设备使用用户完成远程的调试和整定控制参量、分析故障等项服务，可为用户提供更换变频设备后快速恢复系统的技术实现手段，通过远程的数据传送，保障设备的运行时能享受到最快捷、最适时的服务，在最短的时间内响应和处理设备问题。这将极大减少了服务成本和减少故障排除时间，此功能的应用将颠覆传统的服务模式，给社会带来巨大价值。 下载 (39.59 KB) 2010-6-7 14:05 图1.3 无线通讯模块 二、远程监控的实现 2．1 OPC工业标准 无线远程监控采用了OPC工业标准，OPC(OLE for Process Control, 是用于过程控制的一个工业标准)，管理这个标准国际组织是OPC基金会，OPC基金会现有会员已超过220家。遍布全球，包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。 OPC标准是基于微软的OLE(现在的Active X)、COM (部件对象模型)和DCOM (分布式部件对象模型)技术。它提供一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。本公司的CGC OPC变频器OPC标准为变频器制造商与监控软件开发者提供了一条桥梁，透过CGC OPC Server 接口，软件开发者不必考虑各项不同变频器间的差异，便可获取所需的信息和数据，所以监控软件开发者仅需专注于监控流程的本身。而不必去处理数据通讯的交互的接口函数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，监控软件编写者带来了巨大的工作负担。CGC OPC标准具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。OPC标准以微软公司的OLE技术为基础， OPC现已成为工业界系统互联的缺省方案，为工业监控编程带来了便利，用户不用为通讯协议的难题而苦恼。任何一家自动化软件解决方案的提供者，如果它不能全方位地支持OPC，则必将被历史所淘汰。而CGC OPC根据这一特点，整合了变频器行业的监控OPC特点，它具有以下特点： 1、在控制系统中，往往由分散的子系统构成；而各子系统往往采用不同厂家的设备和方案。采用CGC OPC实现监控，不必理睬各自厂商的实际特点，可将这些子系统集成，并架构统一的监控系统。 2、采用CGC OPC标准，可以解决分散子系统间的数据共享，各子系统统一协调相应控制指令。 3、CGC OPC考虑到了变频器的升级和调整和更换因素，通过不断的在先升级可以自动替换参量。做到变频器的通用。 4、CGC OPC与各子系统具备统一的开放接口。基于Microsoft公司的 Distributed interNet Application (DNA) 构架和 Component Object Model (COM) 技术的，根据易于扩展性而设计的。CGC OPC规范定义了一个变频器通用的工业标准接口。 5、CGC OPC是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。OLE/COM是一种客户/服务器模式，具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。OPC规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。 6、CGC OPC定义了一个开放的接口，在这个接口上，基于PC的软件组件能交换数据。它是基于Windows的OLE——对象链接和嵌入、COM——部件对象模型(Component Object Model)和DCOM——分布式COM(Distributed COM)技术。因而，OPC为自动化层的典型现场设备连接工业应用程序和办公室程序提供了一个理想的方法。 2．2 CGC OPC解决了什么问题？ 在CGC OPC以前，变频器的驱动器和与其连接的应用程序之间的接口并没有统一的标准。连接变频器与组态软件需要不同的网络系统构成（比如借助于PLC系统）。在控制系统软件开发的所需费用中，各种各样机器的应用程序设计占费用的7成，而开发机器设备间的连接接口则占了3成。当希望把分布式的变频器过程数据传送到生产管理系统时，必须按照各个供应厂商的各个机种开发特定的接口，例如，利用C语言DLL(动态链路数据库)连接的DDE(动态数据交换)服务器或者利用FTP(七夕图片文件传送协定)的文本等设计应用程序。 举例说，如果4种控制设备和与其连接来实现监视、趋势图以及表报的3类应用程序所构成的系统时，必须花费大量时间去开发分别对应多种设备的监视、趋势图以及表报应用程序的接口软件，共计要用12种驱动器。同时由于系统中共存各种各样的驱动器，也使维护运转环境的稳定性和信赖性更加困难。 不健康的英文 而CGC OPC是为了不同供应厂商的设备和应用程序之间的软件接口标准化，使其间的数据交换更加简单化的目的而提出的。作为结果，从而可以向用户提供不依靠于特定开发语言和开发环境的可以自由组合使用的过程控制软件组件产品。 利用 CGC OPC的监控系统，是由按照应用程序(客户程序)的要求提供数据采集服务的OPC服务器，使用OPC服务器所必需的OPC接口，以及接受服务的OPC应用程序所构成。OPC服务器是按照各个供应厂商的硬件所开发的，使之可以吸收各个供应厂商硬件和系统的差异，从而实现不依存于硬件的系统构成。同时利用一种叫做Variant的数据类型，可以不依存于硬件中固有数据类型，按照应用程序的要求提供数据格式。 利用OPC使接口标准化可以不依存于各设备的内部结构及它的供应厂商来选用监视，趋势图以及表报应用程序。 2．3为什么变频器制造商不开发自主OPC Server和OPC Gateway？ 1、竞争对手的市场竞争残酷，各厂商不会愿意向其竞争对手开放协议和代码。 2、需要昂贵的平台建设的投入。 3、需要投入大量的人力投入研发。 4、企业目标定位不同，其厂家主要目标是销售其产品。 5、无法建立变频器和其他的控制器（如PLC等）的兼容和互通。 6、需要在使用OPC时提供大量的客服解决在项目监控集成的二次开发的困难和烦恼。因此需要有能容纳大量用户交互的交流平台。 7、为上下位的数据通讯提供透明的通道。 因此，由第三方常州新维致远科技公司整合的CGC OPC标准将会是行业的一场革命。 2．4 CGCOPCrver的使用 2．4．1 CGC OPCSERVER的功能和支持的版本 CGC OPCSERVER是专门为无线网络环境的通讯而开发的OPC SERVER软件，由于无线通讯的特点，CGC OPC SERVER有一些与其它OPC SERVER不同之处。 CGC OPCSERVER工作在CGC 无线通讯平台下，作为一个远程客户端工作，支持多种不同的客户端同时工作。 CGC OPCSERVER支持OPC 1.0 2.0 2.5 及3.0版本接口，因此能够配合各种组态软件和各种OPC CLIENT软件使用。 2．4．2、CGC OPCSERVER服务器固有TAG 为方便使用，CGC OPCSERVER设计了一些固定的服务器TAG对象，这些对象用来控制和指示用户登录，连接设备，服务器消息指示等。 下载 (50.57 KB) 2010-6-7 14:05 图2.1 OPCrver界面
图2.2 TAG表格 2．4．3、CGC OPCSERVER 变频器对象TAG 为了能很好的支持不同变频器的通讯和操作，在每个变频对象上包含了一些固定的TAG对象，这些TAG对象可以用来控制和指示无线设备的连接状态，无线网络的信号强度，服务器消息，及变频器参数查询和参数设置及启停、复位控制。 下载 (64.56 KB) 2010-6-7 14:05 图2.3 OPCrver界面
2．4．4、CGC OPCSERVER功能描述 以普传PI7000变频器为例： 1、先选择数据服务器所在的地址，如下图。 下载 (21.78 KB) 2010-6-7 14:05 图2.4 系统设置界面 2：再对通讯的远程模块进行添加，然后对变频设备进行编址，以便调用变量数据时能找到对象： 下载 (14.76 KB) 2010-6-7 14:05 图2.5 添加模块界面 输入变频器所对应的远程通讯模块号，如208 下载 (15.22 KB) 2010-6-7 14:05 图2.6 增加设备界面 输入208模块的通讯地址，因为一台通讯模块可能带有几个变频器，需要选择地址。 3、最后需要进行变量的添加，如下图所示 下载 (16.25 KB) 2010-6-7 14:05 图2.7 增加参数界面 2．4．5 OPC CLIENT软件 添加无线模块设备后，再增添需要使用的参量后，可以运行OPC CLINT软件，连接设备，可以在右侧栏里看到数据变化。 下载 (64.39 KB) 2010-6-7 14:05 图2.8 测试监控参量 PI7000变频器运行状态描述 PI7000变频器 RUNSTATE状态字数据定义描述，RUNSTATE为16位整数，通过BIT0 - BIT 15位组合表示的不同意义
三、组态软件使用CGC OPC软件的监控 3．1 CGC OPC 组件配置 以罗克威尔的SVIEW32监控软件为例，通过设置系统，可以把OPC SERVER服务器挂到组态软件中。 下载 (29.92 KB) 2010-6-7 14:05 图3.1组态软件项目界面 下载 (39.71 KB) 2010-6-7 14:05 需要完成通道、节点、和标记数据库的设置。 图3.2 系统设置界面 下载 (113.65 KB) 2010-6-7 14:05 图3.3 节点设置界面 3．2建立标记库 添加节点的OPC服务器，使得变量的标记库能够建立。 下载 (164.76 KB) 2010-6-7 14:05 图3.4 标记库设置界面 选择设备后，在节点名选OPC服务器，然后在地址栏里选OPC数据库里对应的标记变量，从而添加了标记。 下载 (201.08 KB) 2010-6-7 14:05 图3.5 添加标记参量 3．3调用标记库变量数据 需要调用标记变量时，先选择数字输入，选择标记名，按确定后，界面进入监控状态即可显示其变量的数值。 下载 (252.52 KB) 2010-6-7 14:05 图3.6 调用标记参量数据 3．4进入监控状态 下载 (281.71 KB) 2010-6-7 14:05 图3.7 运行监控,显示数据 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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