電動機功率分析儀監(jiān)測軟件設計
雷鴻，趙繼敏，李小海，張國軍
(1上海交通大學，上海200240；2上海睿英電氣有限公司，上海200040)
摘要：電動機功率分析儀監(jiān)測軟件是電動機功率分析儀的重要組成部分。基于windows操作平臺，利用c#編寫了電動機功率分析儀監(jiān)測軟件，實現(xiàn)了人機交互。該軟件具有數(shù)據(jù)采集、曲線顯示、歷史數(shù)據(jù)分析、計算機通信等功能，用戶能夠方便地監(jiān)測多臺電動機的運行狀態(tài)，確保電動機的正常運行。
關鍵詞：電動機功率分析儀；監(jiān)測軟件；c#
O引 言
隨著大功率電機的廣泛運用，實時監(jiān)測電機、確保電機正常運行成為了一項艱巨的任務。功率分析儀能夠精確地計算出三相異步電動機運行的有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、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、三相電動機的運行效率和綜合效率等多項指標，監(jiān)測和調(diào)整三相異步電動機的運行，提高電機的工作效率，防止電機故障的發(fā)生。功率分析儀監(jiān)測軟件更是解決了電機裝配環(huán)境差、監(jiān)測電機數(shù)量少、分析數(shù)據(jù)困難等問題，成為功率分析儀中一個重要的組成部分。
本文介紹功率分析儀監(jiān)測軟件的設計，詳細介紹了功率分析儀監(jiān)測軟件的功能、結(jié)構(gòu)以及其它重要模塊的設計。
1軟件功能與結(jié)構(gòu)
功率分析儀監(jiān)測軟件主要包括監(jiān)測配置、監(jiān)測控制、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理、監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢等功能，具體包括以下功能：
(1)組建監(jiān)測網(wǎng)絡，與多臺功率分析儀通信，監(jiān)測多臺電機的運行。
(2)配置各個功率保護儀的運行參數(shù)。
(3)實時地反映各個監(jiān)測電機的狀態(tài)。
(4)實時獲取各個監(jiān)測電機的各項運行數(shù)據(jù)，并直觀地反映各參數(shù)的變化趨勢。
(5)實時記錄各個監(jiān)測電機的故障類型、故障時間以及故障時刻對應的各參數(shù)值。
(6)方便查詢和分析監(jiān)測電機的歷史運行數(shù)據(jù)。
上述功能主要由通信模塊、人機交互模塊和數(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與多臺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)議來完成上位機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，上位機采用輪詢的方式向多臺功率分析儀發(fā)送讀請求數(shù)據(jù)幀，功率分析儀則采取中斷的方式應答上位機輪詢數(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校驗碼，幀格式如表1所示。
2．1 1地址碼
幀的開始部分為地址域，由1個字節(jié)組成，用來表征用戶指定功率分析儀的地址。每個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；(3)對應參數(shù)的數(shù)據(jù)。
2 1．4校驗碼
校驗碼是上位機和功率分析儀檢查傳輸過程中數(shù)據(jù)正確與否的依據(jù)。出錯校驗能保證上位機或功率分析儀不響應傳輸過程中的錯誤數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。系統(tǒng)中的出錯校驗采用了16位循環(huán)冗余(cRc)方法。
2．2上位機通信方式
功率分析儀監(jiān)測軟件采用輪詢的方式與每一臺功率分析儀通信。首先，上位機對串口進行初始化，然后對設備層的每一個功率分析儀進行輪詢，以0．5 s為一個周期，發(fā)送讀取運行參數(shù)請求幀后，等待功率分析儀的響應，如果超時進行下一個功率分析儀的數(shù)據(jù)讀取，并且實時判斷功率分析儀的響應消息是否正確，無論數(shù)據(jù)幀錯誤還是響應超時都將產(chǎn)生一個錯誤，在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中記錄下來，并顯示給管理員 |
