王建军，杨翠萍，李秀玲

（张家口职业技术学院，河北张家口075000）

发电机组在电力生产企业中担负着发出电能的关键任务，是发电企业中的主要设备，主要作用是通过主变压器升压，然后将电能送至电网以供用户使用。因此发电机组正常运转，安全、高效和经济地发出电能，对整个电力系统的可靠运行具有十分重要的作用。

目前，我国大部分发电机组的监控和管理都是采取集中式的数据采集系统和监控系统，功能相对单一，无法实现数据采集、控制、管理的一体化。导致相应的监控系统各部分之间存在结构形式、系统功能、性能指标等不统一，通信接口不标准等问题。这些问题不仅影响着监控系统的自动化程序，甚至会导致系统不能安全可靠地运行。

本文开发了基于工业组态软件的新型发电机监控系统。该监控系统运行稳定、可靠；与下位机通讯良好，通讯故障率低；界面友好，操作简单；报警及时、实时，历史趋势曲线完备；并且具有极高的安全性，能够有效地保证发电机组安全、可靠地运行。

1 工业组态软件特性分析

发电机组监控的要点是利用计算机监控软件对准确采集的各种电气状态参量进行有效地分析，从而达到准确了解设备运行状态，实现有效管理的目的。监控软件不仅要确保发电机安全、稳定、高效地运行，同时还必须能够与监控中心的网络互联，实现管理、控制的一体化。

目前，我国大多数的计算机监控系统，都是利用某种高级语言，例如VB、VC等可视化编程工具进行开发的。但是随着工业自动化程度的日益提高，传统的软件开发方式已经很难再满足用户的各种需求。一方面，应用于工业领域的电气设备越来越复杂，控制精确度要求越来越高，使得开发难度日益增加；另一方面，由于设备更新速度加快，使其源程序不得不经常进行修改，使源程序的可靠性受到极大的影响。

而工业组态软件的出现为解决以上问题提供了一种崭新的办法。因为它能很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自已的控制对象和控制目的做功能上的任意组合，完成最终的自动控制工程[1]。

组态软件是指针对一些数据采集与过程控制的专用软件，是位于自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，是使用灵活的组态方式为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的人机接口软件(HMI)概念，组态软件就是一个使用户能快速建立自已HMI的软件工具或开发环境。

目前，应用最为广泛的是Windows环境下的组态软件，其最突出的特点是网络功能的增强和图形功能的健全。随着计算机技术和电力电子技术的不断发展，工业自动化程度势必会不断提高，因此利用工业组态软件来开发企业级的计算机监控系统已是大势所趋。

2 以组态王软件为基础的发电机组监控系统开发

组态王软件是通用工业组态软件的一种，是目前比较流行的智能软件包，其主要功能是在PC机上建立工业控制对象的人机接口，利用软件包组件构建出适用于当下系统工作状态的软件系统，并接收下位机传送来的采集数据，进行设备运行状态的监控。

组态王软件支持完善的网络通讯功能：一种是服务器模式；另一种是Internet/Intranet模式，可以根据用户需要选择构建网络的形式。

利用组态王建立应用程序项目一般分为五个步骤[1]：设计监控软件界面；定义设备；构造数据库；建立动画连接；运行和调试。

(1)设计监控软件界面，监控软件的界面是系统与用户交流的窗口。组态王开发系统通过新建画面属性来定义相应的软件界面，具体页面如图1所示，可以看出在其上可以直接定义画面名称、画面位置、画面风格、背景及类型等属性。

图1 画面属性设置

(2)定义设备，设备的定义是监控系统的核心，具体的定义如图2所示。从图2可以看出，设备的定义除了定义设备自身的属性内容外，还需要定义设备的数据采集方式、与主服务器的通信方式及数据的存储方式等。

图2 设备参数定义图

(3)构造数据库，数据库的定义是一个合格的监控系统的核心部分，是联系上位机与下位机的桥梁。在组态王软件中，数据存放方式是数据字典，在数据字典中可以定义变量名、变量类型、最大最小值、连接设备、寄存器、数据类型等，具体的界面如图2中所示。

(4)建立动画连接，为了实时显示发电机组各设备的运行参数，就必须为各个定义好的设备参数显示页面定义动画连接，定义动画连接的具体方式如图3所示。

图3 动画连接对话框

(5)运行和调试，当在组态王软件中把以上的参数设置完成后，就需要对系统进行连接调试，系统调试的重点主要放在现场设备的通讯功能上。

组态王与现场设备的通讯主要通过三种方式来完成：一种是串行通讯，利用RS232串行通讯电缆连接到安装有监控软件的串口；第二种是DDE方式，在此方式下，I/O设备可以通过DDE服务程序与安装有监控软件的服务器进行数据交换；第三种方式是利用网络节点方式来完成数据通讯，这种方式将每一个I/O设备作为一个网络节点，通过TCP/IP网络协议，与监控程序进行数据交换[2]。

目前，以组态王为核心的软件可以和几百种外部设备进行连接，这些设备有PLC、智能仪表、变频器及其它工控设备等，并采用COM组件技术完成设备的驱动，这些组件接收来自于I/O设备的输入来掌握现场设备的运行信息，如机器的转速、温度、电压、电流等，同时这些组件还可以利用I/O设备的输出来实现对现场设备的控制，如关闭/启动电动机、改变转速等。

组态王是基于网络概念的，可运行在基于TCP/IP网络协议的网络上，网络节点可以灵活设置或改变，从而形成一个功能强大、稳定可靠的分布式网络管理系统。

3 结语

组态王软件是具有分布式环境下的组态功能、全面支持ActiveX、扩展能力强、支持OPC等工业标准、控制功能强、并能通过Internet进行访问的开放式系统。本设计利用组态王软件，开发了发电机组监控系统。这套系统集数据的采集与传输、网络管理与远程控制于一体，形成了全方位的企业信息管理系统，提高了企业的管理水平。

[1]杨令.基于工业组态软件的发电机组计算机监控系统改造[D].成都：电子科技大学，2008：6-7.

[2]舒胜强.基于组态方法的嵌入式以太网测控系统研究与实践[D].苏州：苏州大学，2010：9-11.