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上位機人機界面組態(tài)軟件HMIMaker

HMIMaker專為組態(tài)工控機（工業(yè)電腦），VGA工控板開發(fā)的的界面編輯設計軟件,！具有繪圖,、按鈕、位開關,、字符控件,、數據監(jiān)控、實時曲線,、動態(tài)圖片,、用戶與密碼設置等功能，完善的界面設計控件和通訊協(xié)議,，使用簡單,，靈活，方便。只需用單機機或PLC通過串口簡單發(fā)送指令,，您的顯示部分就一切輕松搞定,！"所見即所得"、"0"代碼,！快速生成超炫圖形界面設計,，如"制作PPT"一樣容易、快速,！支持離線和在線模擬,，快速驗證您的設計效果，方便設計和調試,，大大減輕軟件開發(fā)人員在人機界面開發(fā)的負擔和提高開發(fā)效率,，專心于專業(yè)產品的開發(fā)，避免重復性勞動,。為您大大地短了產品的開發(fā)周期,。
    HMIMaker組態(tài)軟件有以下幾方面的功能：
    （1）強大的界面顯示組態(tài)功能?？梢暬娘L格界面,、豐富的工具欄，操作人員可以直接進人開發(fā)狀態(tài),，節(jié)省時間。豐富的圖形控仵和工況圖庫,，既提供所需的組件,，又是界面制作向導。提供給用戶豐富的作圖工具,，豐富的動畫連接方式,，如隱含、閃爍,、移動等等,，使界面生動、直觀,?？呻S心所欲地繪制出各種工業(yè)界面，并可任意編輯,，從而將開發(fā)人員從繁重的界面設計中解放出來,。
    （2）良好的開放性。指組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯,，支持多種硬件設備,。開放性是衡量一個組態(tài)軟件好壞的重要指標。組態(tài)軟件向下應能與低層的數據采集設備通信，向上能與管理層通信,，實現上位機與下位機的雙向通信,。
    (3) 豐富的功能模塊。提供豐富的控件功能庫,，滿足用戶的測控要求和現場需求,。利用各種功能模塊，完成實時監(jiān)控 產生功能報表 顯示歷史曲線,、實時曲線,、提示報警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機界面,，易于操作,，系統(tǒng)既叫適用于單機集中式控制、DCS分布式控制,，也可以是帶遠程遇信能力的遠程測控系統(tǒng)．
    （4）強大的數據庫,。配有實時數據庫，可存儲各種數據,，如模擬量,、離散童、字符型等,，實現與外部設備的數據交換,。
    （5）可編程的命令語言。有可編程的命令語言,，使用戶可根據自己的需要編鸞程序,，蹭強圖形界面
    （6）周密的系統(tǒng)安全防范，對不同的操作者,，賦予不同的操作權眼,，保證整個系統(tǒng)的安全可靠運行。
    （7）仿真功能．捉供強大的仿真功能使系統(tǒng)并行設計,，從而縮短開發(fā)周期

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再生制動的分析與控制

為了降低電動車的使用成本,，目前采用的驅動能源是鉛酸蓄電池。但是鉛酸蓄電池能量有限,，所以電動車的一次充電續(xù)駛里程相對比較短,，一般為150KM左右。因此,，在現有的情況下延長車輛的一次充電續(xù)駛里程是一項很有意義的工作,。

車輛在路上經常起動、剎車,，而剎車是以消耗動能為熱能的方式將能量白白浪費,。因為籠型電機能夠實現四個象限運行,，所以通過控制電機在第二象限運行來實現再生制動，將車輛的動能轉化為電能反饋回的電源儲存,，這樣就可以有效延長車輛的一次充電續(xù)駛里程,。電動車直接采用蓄電池作為驅動電源，可將再生制動反饋回的能量直接給蓄電池充電,。無需像一般的交流調速系統(tǒng)那樣逆變回交流電網,，控制結構相對簡單。

本文分析了再生制動時各失量狀態(tài)的關系,、功率開關的狀態(tài)以及轉差率與制動之間的關系,，最后給出了一種再生制動的實現方法。

二,、再生制動的狀態(tài)分析

1,、失量分析

圖1為電機電動狀態(tài)時的各磁鏈失量關系圖，其中氣隙磁鏈為ψa,，定子磁鏈為ψ1,，轉子磁鏈為ψ2，當電機處于電動狀態(tài)時,，ψ1帶動ψ2 旋轉,，ψ1在空間位置上超前于ψ2，電機輸出正轉矩,。

圖1 磁鏈矢量關系

當轉子旋轉速度超出定子頻率時,，電機進入第二象限運轉，此時轉子切割ψa 的方向與電動狀態(tài)相反,，轉子中的感應電流的方向與電動狀態(tài)時的方向相反,，使ψa的幅值增大，為了保持ψa幅值恒定,，定子電流需要反向以減小ψa幅值,，定子電流方向表現為由電機流向滇池,，在空間位置上轉子電流超前于定子電流,，此時電機的輸出表現為制動轉矩，系統(tǒng)機械能經電機轉化為電能饋送回電池,。在整個分析過程中,，氣隙磁場是實現電能與機械能相互轉化的紐帶，因此在實現再生制動的過程中,，為了保證氣隙磁場的存在,，需要外加一定勵磁電流。

2,、開關的狀態(tài)分析

圖2 逆變橋結構

如圖2所示,，以電機A相電路為例,，當A相的反電勢超過電池電壓幅值的0,866倍時（設A相電流為流出），VF4截止,，VF5,、VF6導通，A相電流經由VD1,、VD5,、VD6 形成通路，此時逆變橋處于整流狀態(tài),，反電勢經由續(xù)流二極管整流向電池充電,，當A相的反電勢低于電池電壓幅值的0.866倍時，VF4導通,，VF5 VF6截至,，A相電流經由VF4、VF2,、VF3形成通路,，此時蓄電池經逆變橋向電機供電，實現勵磁,；當反電勢出現換向時,，相應的功率開關器件也發(fā)生同樣的變動，此時A相電流為流進,，當A相的反電勢低于電池電壓幅值的0.886倍時,，VF4截至，VF5,、VF6導通,，A相電流經由VF1、VF5,、VF6形成通路,，蓄電池逆變橋向電機供電，實現勵磁,；當A相的反電勢高于電池電壓幅值的0.886倍時,，VF4導通，VF5,、VF6 截至,，A相電流經由VD4 VD2 VD3形成通路，此時逆變橋處于整流狀態(tài),，反電勢經由續(xù)流二極管整流向電池充電,、在宏觀表現上看，再生制動過程表現為充電→勵磁→充電→勵磁的交替進行,。從這一點上分析,，控制再生制動的發(fā)生同樣需要勵磁電流,，只是當勵磁功率大于充電功率時，就可將再生制動終止,。

3,、制動與轉差率

電機的L形等效電路如圖3 所示，電機內部消耗的有功功率：

制動時電機負載產生的電功率：

假設電機所帶負載具有的機械能基本上被電機內部所消耗,，邊界情況為式（1）與式（2）相等所以有：

由式（3）有：

當電機負轉差率位于S1≥S≥S2范圍時,，系統(tǒng)的機械能經電機轉化為電能向蓄電池回饋，同時電機不出現過流,，也就是反饋的電能不能被電池吸收的部分,，可以由電機本身承受消耗而不出現過流。當轉差率變化超過該范圍時,，機械能經電機轉化的電能無法有效回饋給電池,，而剩余部分的能量在電機的線圈內阻中又無法*消耗，因此容易出現過流,。所以,，從簡化控制的角度出發(fā)，當控制轉差率在S1≥S≥S2范圍內變化時,，再生制動過程就可以避免出現過流,。

三、控制再生制動的方法

由上分析可知,，再生制動的控制實際上是根據電機中反電勢的大小,、方向控制相應橋臂的功率開關器件的通斷，保證一定的勵磁電流,，但這稚方法具體到每相橋臂的每個開關的控制時就比較麻煩,，但只要保證轉子轉速在超出定子旋轉頻率時，定子頻率跟蹤轉子速度變化,，保持一定的負轉差率范圍,，就可實現在無過流方式下的再生制動。

根據該思路,，本文提出的再生制動方法如圖4所示,，在直接轉矩控制（DTC）中，首先觀測定子磁鏈,、控制定子磁鏈的幅值為恒定,，然后選擇零失量,、非零失量來調節(jié)瞬時轉差,、控制輸出轉矩恒定，所以由磁鏈環(huán)節(jié)觀測定子磁鏈的幅值及相位,，并且選擇失量控制鏈幅值大??；轉矩控制環(huán)節(jié)（與磁鏈控制環(huán)節(jié)相結合）選擇失量控制磁鏈的旋轉速度。

如果其中的轉矩反饋被定子磁鏈的相位反饋替代,，而控制磁鏈幅值的環(huán)節(jié)依舊保留,，圖4可以轉變?yōu)閳D5所示的一種新型的變頻調速方法，此時該系統(tǒng)是通過控制定子磁鏈的幅值大小以及旋轉速度來實現變頻調速的,，因為該結構實際上采用了DTC控制方式,，它保留了磁鏈控制環(huán)節(jié)，所以能夠有效控制磁鏈的相位偏差,，在這種情況下可以保證輸出的電流諧波少,，運行平穩(wěn)，而在該結構基礎上實現的再生制動控制,，就是使定子頻率跟蹤轉子速度變化,，保證式（4）中確定的負轉差率范圍，就可以實現系統(tǒng)在制動過程中不出現過流,。另一方面,，制動效果的強弱可以通過調節(jié)轉差率和定子磁鏈幅值來實現。由于這種方法保留了DTC的結構和特點,，所以能夠很好地與DTC的交流驅動系統(tǒng)兼容