摘　要:  文章介紹了全中文MCGS，并以高壓軟起動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)為例，闡述了該系統(tǒng)的組成、功能，實(shí)踐證明，系統(tǒng)具有界面友好、易于操作、運(yùn)行可靠、便于升級(jí)擴(kuò)充等特點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞: ；MCGS；高壓軟起動(dòng)；監(jiān)控系統(tǒng) 

　　１ 引言

　　近年來(lái)，隨著工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大型動(dòng)力設(shè)備的應(yīng)用急劇增加，一度造成我國(guó)大型電機(jī)生產(chǎn)廠家大容量電機(jī)供不應(yīng)求，而這些大型交流感應(yīng)電機(jī)的大量應(yīng)用，也使得軟起動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用，它不僅實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動(dòng)過程中無(wú)沖擊而平滑的起動(dòng)電機(jī)，而且可根據(jù)電機(jī)的負(fù)載特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等，此外，它還具有多種對(duì)電機(jī)保護(hù)功能，因此從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。與此同時(shí)，對(duì)于軟起動(dòng)控制功能、控制水平的要求也越來(lái)越高，尤其對(duì)于那些工藝過程較復(fù)雜，控制參數(shù)較多的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，具備交互式操作界面、數(shù)據(jù)列表、報(bào)警記錄和打印等功能已成為整個(gè)控制系統(tǒng)中重要的內(nèi)容。而新一代的出現(xiàn)，對(duì)于在構(gòu)建軟起動(dòng)器監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述功能，提供了一種簡(jiǎn)便可行的途徑。

　　，又稱監(jiān)控，譯自英文, 即 Supervisory Control and Data

　　Acquisition（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）。主要是指數(shù)據(jù)采集與的專用軟件，它們提供自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，能夠?yàn)橛脩籼峁┛焖贅?gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。

　　本文介紹了如何利用MCGS為開發(fā)平臺(tái)研制高壓軟起動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高壓軟起動(dòng)設(shè)備操作控制命令的分散下達(dá)和實(shí)時(shí)運(yùn)行信息的集中監(jiān)視。

　　2 MCGS介紹

　　MCGS（Monitor And Control Generated System）是一套基于Windows95/98/NT操作系統(tǒng)（或更高版本），可用來(lái)快速構(gòu)造和生成各種監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)，它為用戶提供了從設(shè)備驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫顯示、報(bào)表輸出等解決實(shí)際工程問題的完整方案和操作工具。MCGS具有多任務(wù)、多線程功能，其系統(tǒng)框架采VC++語(yǔ)言，通過OLE技術(shù)向用戶提供VB接口，提供豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件、動(dòng)畫構(gòu)件、策略構(gòu)件，用戶可隨時(shí)方便地?cái)U(kuò)充系統(tǒng)的功能。

　　MCGS的主要特性如下：

　?。?）概念簡(jiǎn)單，易于理解和使用

　　普通工程人員經(jīng)過短時(shí)間的培訓(xùn)就能正確掌握、快速完成大多數(shù)簡(jiǎn)單的工程項(xiàng)目，使其能集中精力解決工程本身的問題，而不需了解太多的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜的軟硬件問題，就可組態(tài)出高性能、高可靠性、高度專業(yè)化的監(jiān)控系統(tǒng)。

　?。?）真正的32位多任務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)支持Windows的多任務(wù)技術(shù)，有效地優(yōu)化了計(jì)算機(jī)資源，打印任務(wù)作為一個(gè)獨(dú)立工作而運(yùn)行于后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的并行處理。

　?。?）提供豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

　　提供足夠多的功能組件和豐富的常用圖形庫(kù)，真正做到只使用就可快速組態(tài)完成工程項(xiàng)目的大多數(shù)工作，而對(duì)使用者沒有太苛刻的要求。通過Active DLL把設(shè)備驅(qū)動(dòng)掛接在系統(tǒng)中，配置簡(jiǎn)單、速度快、可靠性高。

　　（4）提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能

　　MCGS強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能可把TCP/IP網(wǎng)、485/422網(wǎng)、Modem網(wǎng)結(jié)合在一起構(gòu)成大型的監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。提供4級(jí)安全保密機(jī)制。

　　（5）提供開放的OLE接口

　　MCGS是以O(shè)LE技術(shù)為基礎(chǔ)的開放式擴(kuò)充接口，允許用戶使用VB來(lái)快速編制各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件、動(dòng)畫構(gòu)件和各種策略構(gòu)件，通過OLE接口，用戶可以方便地定制自己特定的系統(tǒng)。

　?。?）與設(shè)備無(wú)關(guān)

　　在MCGS中，設(shè)備被實(shí)現(xiàn)成獨(dú)立的構(gòu)件形式，不同的設(shè)備對(duì)應(yīng)于不同的構(gòu)件。設(shè)備構(gòu)件不僅僅包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，還有不同的方法和屬性供系統(tǒng)調(diào)用，每個(gè)設(shè)備構(gòu)件都由一個(gè)獨(dú)立的線程來(lái)管理。對(duì)不同的外部硬件設(shè)備，只需提供相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，而系統(tǒng)的其它部分和設(shè)備無(wú)關(guān)，不需作任何改動(dòng)。

　　（7）豐富和方便的動(dòng)畫組態(tài)

　　能快速構(gòu)造出各種復(fù)雜的動(dòng)畫畫面。圖元圖符對(duì)象可實(shí)現(xiàn)自由構(gòu)圖和定義動(dòng)畫，包括顏色、位置、大小、可見度、閃爍、輸入輸出、按鈕動(dòng)作等多種動(dòng)畫效果。動(dòng)畫構(gòu)件對(duì)象完成特定類型的動(dòng)畫功能，如：實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件、歷史曲線構(gòu)件、報(bào)警顯示構(gòu)件、自由表格構(gòu)件等。

　?。?）運(yùn)行策略

　　用運(yùn)行策略來(lái)完成和實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程的自由控制，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件來(lái)操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、控制用戶窗口的顯示、關(guān)閉和設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)，從而做到對(duì)對(duì)象工作過程的精確控制。圖形化的構(gòu)造方法和功能強(qiáng)大的策略構(gòu)件使運(yùn)行策略的組態(tài)更加快捷方便。

　　（9）充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

　　MCGS中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理一切。組態(tài)時(shí)，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)；運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)對(duì)象、報(bào)警信息的存儲(chǔ)也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。利用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)保存數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行效率，同時(shí)，也使其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)能直接處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的存盤數(shù)據(jù)。

　?。?0）出于保護(hù)企業(yè)數(shù)據(jù)的考慮，MCGS很好地解決了授權(quán)及安全性問題。依據(jù)系統(tǒng)的授權(quán)，用戶被允許或禁止對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作，允許或禁止對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。MCGS在確保安全的情況下可以對(duì)多個(gè)系統(tǒng)模塊進(jìn)行安全授權(quán)。MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩大部分，用戶所有的組態(tài)配置過程都是在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行的，用戶組態(tài)后可生成一個(gè)“組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)”的文件。MCGS的運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，它能按照“組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)”中的組態(tài)方式進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。

　　3 高壓軟起動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)要求

　　3.1 監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求

　?。?） 要求監(jiān)控系統(tǒng)保證各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確可靠,減少人為因素影響,提供可靠現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)支持。

　?。?） 良好的可維護(hù)性,能夠方便地維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　?。?） 提供友好的人機(jī)交互界面,方便現(xiàn)場(chǎng)人員操作。

　?。?） 提供對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)管理功能。

　?。?） 提供靈活的接口,為用戶提供良好的二次開發(fā)功能并能與其他管理信息系統(tǒng)進(jìn)行信息融合。

　　3.2 監(jiān)控系統(tǒng)具體要求

　?。?） 信號(hào)采集和數(shù)據(jù)處理: 對(duì)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

　?。?） 狀態(tài)顯示: 將軟起動(dòng)器各種工作狀態(tài)和各類繼電器工作狀態(tài)通過動(dòng)態(tài)的顯示于監(jiān)控畫面上，具有實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)效果。

　?。?） 監(jiān)控操作: 對(duì)電壓、電流等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；對(duì)電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、停車等操作。

　?。?） 操作畫面: 在操作畫面中可查詢和設(shè)置軟起動(dòng)器的全部運(yùn)行參數(shù)，還可查詢實(shí)時(shí)、歷史故障信息和設(shè)備狀態(tài)并可按要求設(shè)定和打印出實(shí)時(shí)報(bào)表和歷史報(bào)表。

　　4 高壓軟起動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件組態(tài)

　　4.1 系統(tǒng)的組態(tài)

　　組成框圖如圖1所示。

　?。?）用戶窗口組態(tài)：設(shè)置工程的人機(jī)交互界面,如系統(tǒng)的主控界面、動(dòng)畫、報(bào)表、趨勢(shì)曲線等。

　　（2）主控窗口組態(tài)：本窗口為工程主窗口。用戶窗口組態(tài)完成后,在主控窗口中,通過對(duì)系統(tǒng)菜單和參數(shù)的定義和設(shè)置來(lái)調(diào)度、管理用戶窗口的打開或關(guān)閉。

　?。?）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)：工程組態(tài)各數(shù)據(jù)交換處理的核心部分，將MCGS的各部分有機(jī)地連成一體。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,在MCGS的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口中對(duì)創(chuàng)建數(shù)據(jù)對(duì)象的基本屬性、存盤屬性、報(bào)警屬性等進(jìn)行定義和設(shè)置。

　　（4）設(shè)備構(gòu)件組態(tài)：這是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備,注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。在基本屬性中設(shè)置的地址和通信方式等；在通道連接窗口中,輸入通道和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象連接起來(lái)；添加虛擬通道，用于連接可在線調(diào)整的系統(tǒng)參數(shù)；在數(shù)據(jù)處理窗口,設(shè)置數(shù)據(jù)處理方法,如濾波、工程轉(zhuǎn)換（即把采集進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)或輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有實(shí)際意義的工程數(shù)據(jù)），即通過在設(shè)備窗口中對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理便可得到所需要的數(shù)據(jù)類型。

　?。?）運(yùn)行策略組態(tài)：完成工程運(yùn)行流程的控制。根據(jù)運(yùn)行策略的不同作用和功能,MCGS把運(yùn)行策略分為啟動(dòng)策略、退出策略、循環(huán)策略、用戶策略、報(bào)警策略、事件策略、熱鍵策略共7種。每種策略都由一系列功能模塊組成。由于該系統(tǒng)側(cè)重于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的時(shí)實(shí)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)查詢功能,根據(jù)系統(tǒng)的控制流程和操作處理,在MCGS的運(yùn)行策略窗口中,對(duì)以上運(yùn)行策略分別進(jìn)行組態(tài)設(shè)置，如在用戶策略中,利用策略工具箱添加腳本構(gòu)件、存盤數(shù)據(jù)提取構(gòu)件等,以實(shí)現(xiàn)所需的功能。

　　4.2 高壓軟起動(dòng)監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)及效果

　　軟件組態(tài)部分完成監(jiān)控系統(tǒng)與操作人員間的交互界面,是實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)視、控制、調(diào)度和管理的核心。監(jiān)控界面分為兩部分，一部分是用于日常監(jiān)視、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的主界面，另一部分是用于指示、管理非日常監(jiān)視信息，如各種報(bào)表、曲線及趨勢(shì)圖、歷史記錄等的子界面。

　　4.2.1 主控窗口

　　運(yùn)行后,點(diǎn)擊公司信息圖片后,即可進(jìn)入高壓軟起動(dòng)監(jiān)控主界面，如圖2 所示，

　　該界面主要實(shí)時(shí)顯示各種數(shù)字輸入輸出量狀態(tài)，電壓、電流等采集值以及報(bào)警信息；同時(shí)用戶可通過觸摸按鈕對(duì)電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、停車等操作。

　　在主界面的上方有一排指示燈,用于指示高壓軟起動(dòng)器的工作狀態(tài)，主要包括緊急停車開關(guān)輸入量狀態(tài)、停車開關(guān)輸入量狀態(tài)、軟起開關(guān)輸入量狀態(tài)、旁路合閘開關(guān)輸入量狀態(tài)、直起開關(guān)輸入量狀態(tài)、旁路合閘繼電器狀態(tài)、旁路跳閘繼電器狀態(tài)、故障輸出繼電器狀態(tài)、軟起就緒繼電器狀態(tài)、開始起動(dòng)繼電器狀態(tài)、起動(dòng)完成繼電器狀態(tài)。左下方有一個(gè)報(bào)警描述狀態(tài)欄，用于顯示軟起動(dòng)器當(dāng)前所有故障信息，右側(cè)的數(shù)據(jù)顯示欄則用于顯示電壓、電流等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在主畫面的最下方有六個(gè)按鈕，用戶可通過按鈕對(duì)電機(jī)進(jìn)行軟起動(dòng)、直接起動(dòng)、停車、緊急停車等操作，若按下報(bào)警查看、參數(shù)設(shè)置按鈕，即進(jìn)入到其對(duì)應(yīng)的畫面中，進(jìn)行查看或操作。

　　主控窗口實(shí)現(xiàn)了全生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)管理，同時(shí)，也為管理部門提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息,能有效地幫助值班人員及時(shí)了解設(shè)備工作狀態(tài)。

　　4.2.2 報(bào)警記錄查看功能

　　按下報(bào)警查看按鈕后，可進(jìn)入歷史報(bào)警記錄界面，如圖3 所示。該界面顯示存儲(chǔ)的歷史報(bào)警記錄，包括每條報(bào)警記錄開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和報(bào)警具體描述。

　　點(diǎn)擊“設(shè)置”按鈕，將彈出設(shè)置時(shí)間范圍對(duì)話框，用戶可以通過選擇待顯示的歷史報(bào)警記錄的時(shí)間范圍，調(diào)出當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)故障記錄，并可將該記錄進(jìn)行打印處理。

　　4.2.2 參數(shù)設(shè)置功能

　　當(dāng)按下參數(shù)設(shè)置按鈕后，會(huì)彈出用戶登錄對(duì)話框，只有輸入正確的密碼才能進(jìn)入該界面進(jìn)行設(shè)置，可設(shè)八組密碼, 三種等級(jí)（LEVEL1 , 2 , 3） , 使用者等級(jí)1 有最高操作權(quán)限, 使用者等級(jí)3 為最低操作權(quán)限，這樣可有效防止非專業(yè)人員誤操作。該畫面主要用于設(shè)置軟起動(dòng)裝置的所有參數(shù)：可以對(duì)起動(dòng)方式、起始觸發(fā)角、起動(dòng)電流限制倍數(shù)、起動(dòng)時(shí)間、起動(dòng)超時(shí)、電機(jī)額定電壓、電機(jī)額定電流、晶閘管啟用、一組晶閘管故障報(bào)警處理等參數(shù)進(jìn)行整定。其中，對(duì)于起動(dòng)方式設(shè)置，可以通過點(diǎn)擊下拉框從中選擇一種起動(dòng)方式，如圖4 所示；對(duì)于其他參數(shù)設(shè)置，點(diǎn)擊某參數(shù)，將彈出數(shù)字輸入對(duì)話框，輸入相應(yīng)的設(shè)置數(shù)據(jù)即可。操作人員可以按“參數(shù)說(shuō)明”按鈕，來(lái)查看相應(yīng)參數(shù)的具體用途。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　以MCGS為核心的軟起動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，具有界面友好，易于操作，運(yùn)行可靠，便于更改、擴(kuò)充、升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，系統(tǒng)造價(jià)也遠(yuǎn)低于進(jìn)口同類設(shè)備，具有較高的性價(jià)比。采用進(jìn)行工業(yè)控制是現(xiàn)代業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向。

　　本系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)高壓軟起動(dòng)器各參數(shù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，而且在實(shí)際使用過程中也取得了良好效果，加強(qiáng)了職能部門對(duì)高壓軟起動(dòng)器的監(jiān)測(cè),規(guī)范了職工行為。對(duì)高壓軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化管理,提高了軟起動(dòng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性,保證了現(xiàn)場(chǎng)的安全運(yùn)行。

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　　作者簡(jiǎn)介：

　　湯美玉（1978-）  女  助理工程師   現(xiàn)任職：上海三菱有限公司黑龍江分公司

　　文章來(lái)源：中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

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