电动机功率分析仪监测软件设计

    雷鸿¹，赵继敏¹，李小海¹，张国军²

(1上海交通大学，上海200240；2上海睿英电气有限公司，上海200040)

    摘要：电动机功率分析仪监测软件是电动机功率分析仪的重要组成部分。基于windows操作平台，利用c编写了电动机功率分析仪监测软件，实现了人机交互=该软件具有数据采集、曲线显示、历史数据分析、计算机通信等功能，用户能够方便地监测多台电动机的运行状态，确保电动机的正常运行。

    关键词：电动机功率分析仪；监测软件；c

    中图分类号：tm343  文献标识码：a  文章编号：1004—7018(2010)01—0030—04

    图1---

0引  言

    随着大功率电机的广泛运用，实时监测电机、确保电机正常运行成为了一项艰巨的任务。功率分析仪能够精确地计算出三相异步电动机运行的有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因数、电压谐波、电流谐波、电压有效值、电流有效值、电流平衡度、电压平衡度、三相电动机的运行效率和综合效率等多项指标，监测和调整三相异步电动机的运行，提高电机的工作效率，防止电机故障的发生。功率分析仪监测软件更是解决了电机装配环境差、监测电机数量少、分析数据困难等问题，成为功率分析仪中一个重要的组成部分。

  本文介绍功率分析仪监测软件的设计，详细介绍了功率分析仪监测软件的功能、结构以及其它重要模块的设计。

1 软件功能与结构

    功率分析仪监测软件主要包括监测配置、监测控制、监测数据处理、监测数据查询等功能，具体包括以下功能：

    (1)组建监测网络，与多台功率分析仪通信，监测多台电机的运行。

    (2)配置各个功率保护仪的运行参数。

(3)实时地反映各个监测电机的状态。

(4)实时获取各个监测电机的各项运行数据，并直观地反映各参数的变化趋势。

    (5)实时记录各个监测电机的故障类型、故障时间以及故障时刻对应的各参数值。

    (6)方便查询和分析监测电机的历史运行数据。

    上述功能主要由通信模块、人机交互模块和数据处理模块三大模块完成，系统数据流程图如图1所示。 

2通信模块

    通信模块主要是完成上位机与多台功率分析仪之间的通信方式、数据交换和传输参数识别。

2．1通信协议

    系统采用基于rs485总线的modbus—rtu协议来完成上位机和功率分析仪之间的通信。rtu模式的modbus协议是一种主从协议，上位机采用轮询的方式向多台功率分析仪发送读请求数据帧，功率分析仪则采取中断的方式应答上位机轮询数据帧。modbus协议的数据帧包括地址码、功能码、数据码和crc校验码，帧格式如表1所示。

2 1．1地址码

    帧的开始部分为地址域，由1个字节组成，用来表征用户指定功率分析仪的地址。每个功率分析的地址是****的，只有被寻址到的功率分析仪才和上位机交换数据。

2．1．2功能码

  功能码告诉被寻址到功率分析仪执行何种功能。表2给出了系统中功能码的定义。

2．1.3数据码

    数据码有三种类型：(1)让功率分析仪执行特定功能的数据；(2)要读取参数变量的编号；(3)对应参数的数据。

2.1．4校验码

    校验码是上位机和功率分析仪检查传输过程中数据正确与否的依据。出错校验能保证上位机或功率分析仪不响应传输过程中的错误数据，提高了系统数据的安全性和可靠性。系统中的出错校验采用了16位循环冗余(crc)方法。

2．2上位机通信方式

    功率分析仪监测软件采用轮询的方式与每一台功率分析仪通信。首先，上位机对串口进行初始化，然后对设备层的每一个功率分析仪进行轮询，以o.5 s为一个周期，发送读取运行参数请求帧后，等待功率分析仪的响应，如果超时进行下一个功率分析仪的数据读取，并且实时判断功率分析仪的响应消息是否正确，无论数据帧错误还是响应超时都将产生一