组态王对机床数据的可视化监控

马树德 郭 强 吕振国

通用技术集团大连机床有限责任公司 辽宁 大连 116620

1 组态王软件介绍

组态王软件是一种以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统。用于工业自动控制系统的监控，具有良好的开放性和适应性，可以方便对其进行开发和拓展。组态软件也可为实验者提供了实时现场监控，以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线，可便利的生成各种报表。

2 多功能网络电力仪表的介绍

多功能网络电力仪表专门针对供配电系统的电力监控需求和设计制造。它能高精度的测量所有常用的电力参数，如三项电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、四象限电能，同时还具有电能累计、电能脉冲输出、超限报警、开关量输入输出、模拟量输出与网络通讯等功能，支持RS485通讯。实际使用时运用RS485转USB接口与上位机连接通讯。

3 通讯

组态王需要与电力仪表和测温仪通讯，采集相关数据用于显示和作图。找到组态王左侧系统栏设备，点击任意COM口会弹出新建选项，双击新建，弹出设备导向窗口，在此窗口可以选择要连接的设备，本例选用PLC-莫迪康-ModbusRTU-COM。点击下一步给要连接的设备指定唯一逻辑名称，然后依次点击下一步选择与设备连接的串口和安装的设备指定地址以及设置故障恢复时间，点击完成即可。

通讯设置完成后，右键进入测试界面，测试组态王是否与仪表连接成功，输入电力仪表任意变量寄存器号如40082合相有功功率读取数据，若能读出功率数值则连接成功。

测温仪的连接步骤与上述相同，测试环节可以使用寄存器40049探头1温度数值来进行测试。

4 画面 程序 变量

本例做了4个画面，分别为功率、电能、温度，及温度报表。

四个画面中都设有画面按键可以相互切换。

功率界面可以实时观测机床有功、无功、视在功率数据变化，和一段时间内各功率的最大值。历史趋势曲线图可以将数据转化为实时曲线，也可以通过按键切换来实现历史数据曲线与实时数据曲线的观测。

电能界面可以观测一次侧正向，负向有功功率，正向、负向无功功率。可以观测实时电能曲线与历史电能曲线。设有电力清零按钮，可以清除以前的电能累计数。可以更好地记录某一段时间电能。

温度界面可以观测两个温度、温度差实时数据及曲线。

温度报表界面可以已表格形式保存采集到的数据，可以以Excel表格的形式保存到电脑。

主要用到的控件包括 文本 菜单文本 按钮历史趋势曲线报表窗口

文本控件可以根据需求选择不同功能，可以只显示设定好的文本，也可以关联读取到的数据来显示变量的值。界面中各个功率、电能数值的显示就是文本控件关联从仪表中读取到的数值。

按钮控件主要功能是按下时执行设定的命令语言来实现不同功能，如退出的命令语言为Exit(0)；退出运行模式，读取最大功率本站点有功功率最大值=Ctrl4.HTGet Value(1，"Max Value")；用于读取历史曲线中一段时间最大功率，

历史趋势曲线控件主要是向其添加曲线，变量来自数据词典

为了实现曲线与历史曲线的切换，需画面命令语言与按钮的的配合

画面命令语言

if(本站点q2==1)

Ctrl4.HTUpdateToCurrent Time()；

实时数据与停止需分别对q2进行赋值，来实现功能的切换。电能的切换也是如此。

数据词典用于定义所有变量，其类型包括IO离散 整型 字符串 实数，内存离散整型字符串实数。定义一个变量除了选择变量类型，还需要定义数据类型，连接设备，关联变量寄存器号，采集频率，初始值，最大值，最小值，采集方式等。

5 实际效果

以VDW50为例运用写好的界面测量机床各个确定状态下的功率与一段时间的电能，可以清楚看出不同状态不同时间的功率差别与波动。以及各个状态下电能的消耗。下图为机床在急停状态下功率监控界面

6 结语

机床界面仅能显示与数控系统有关的运行状态，并不能显示出整体或局部的机床数据，所以机床数据的可视化可以帮助设计师更好更直观的了解机床性能。方便机床操作者更快的熟悉机床性能，也便于非专业者清晰明了的观察机床状态。