電動機功率分析儀監測軟件設計

    雷鴻¹，趙繼敏¹，李小海¹，張國軍²

(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測軟件，實現了人機交互=該軟件具有數據采集、曲線顯示、歷史數據分析、計算機通信等功能，用戶能夠方便地監測多臺電動機的運行狀態，確保電動機的正常運行。

    關鍵詞：電動機功率分析儀；監測軟件；c

    中圖分類號：tm343  文獻標識碼：a  文章編號：1004—7018(2010)01—0030—04

    圖1---

0引  言

    隨著大功率電機的廣泛運用，實時監測電機、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、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，監測和調整三相異步電動機的運行，提高電機的工作效率，防止電機故障的發生。功率分析儀監測軟件更是解決了電機裝配環境差、監測電機數量少、分析數據困難等問題，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測軟件的設計，詳細介紹了功率分析儀監測軟件的功能、結構以及其它重要模塊的設計。

1 軟件功能與結構

    功率分析儀監測軟件主要包括監測配置、監測控制、監測數據處理、監測數據查詢等功能，具體包括以下功能：

    (1)組建監測網絡，與多臺功率分析儀通信，監測多臺電機的運行。

    (2)配置各個功率保護儀的運行參數。

(3)實時地反映各個監測電機的狀態。

(4)實時獲取各個監測電機的各項運行數據，并直觀地反映各參數的變化趨勢。

    (5)實時記錄各個監測電機的故障類型、故障時間以及故障時刻對應的各參數值。

    (6)方便查詢和分析監測電機的歷史運行數據。

    上述功能主要由通信模塊、人機交互模塊和數據處理模塊三大模塊完成，系統數據流程圖如圖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、數據交換和傳輸參數識別。

2．1通信協議

    系統采用基于rs485總線的modbus—rtu協議來完成上位機和功率分析儀之間的通信。rtu模式的modbus協議是一種主從協議，上位機采用輪詢的方式向多臺功率分析儀發送讀請求數據幀，功率分析儀則采取中斷的方式應答上位機輪詢數據幀。modbus協議的數據幀包括地址碼、功能碼、數據碼和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個字節組成，用來表征用戶指定功率分析儀的地址。每個功率分析的地址是****的，只有被尋址到的功率分析儀才和上位機交換數據。

2．1．2功能碼

  功能碼告訴被尋址到功率分析儀執行何種功能。表2給出了系統中功能碼的定義。

2．1.3數據碼

    數據碼有三種類型：(1)讓功率分析儀執行特定功能的數據；(2)要讀取參數變量的編號；(3)對應參數的數據。

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據正確與否的依據。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據，提高了系統數據的安全性和可靠性。系統中的出錯校驗采用了16位循環冗余(crc)方法。

2．2上位機通信方式

    功率分析儀監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o.5 s為一個周期，發送讀取運行參數請求幀后，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據讀取，并且實時判斷功率分析儀的響應消息是否正確，無論數據幀錯誤還是響應超時都將產生一