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上位機(jī)人機(jī)界面組態(tài)軟件HMIMaker

HMIMaker專為組態(tài)工控機(jī)（工業(yè)電腦）,，VGA工控板開(kāi)發(fā)的的界面編輯設(shè)計(jì)軟件！具有繪圖,、按鈕,、位開(kāi)關(guān)、字符控件,、數(shù)據(jù)監(jiān)控,、實(shí)時(shí)曲線、動(dòng)態(tài)圖片,、用戶與密碼設(shè)置等功能,，完善的界面設(shè)計(jì)控件和通訊協(xié)議，使用簡(jiǎn)單,，靈活,，方便。只需用單機(jī)機(jī)或PLC通過(guò)串口簡(jiǎn)單發(fā)送指令,，您的顯示部分就一切輕松搞定,！"所見(jiàn)即所得"、"0"代碼！快速生成超炫圖形界面設(shè)計(jì),，如"制作PPT"一樣容易,、快速！支持離線和在線模擬,，快速驗(yàn)證您的設(shè)計(jì)效果,，方便設(shè)計(jì)和調(diào)試，大大減輕軟件開(kāi)發(fā)人員在人機(jī)界面開(kāi)發(fā)的負(fù)擔(dān)和提高開(kāi)發(fā)效率,，專心于專業(yè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),，避免重復(fù)性勞動(dòng)。為您大大地短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,。
    HMIMaker組態(tài)軟件有以下幾方面的功能：
    （1）強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能,。可視化的風(fēng)格界面,、豐富的工具欄,，操作人員可以直接進(jìn)人開(kāi)發(fā)狀態(tài)，節(jié)省時(shí)間,。豐富的圖形控仵和工況圖庫(kù),，既提供所需的組件，又是界面制作向?qū)?。提供給用戶豐富的作圖工具,，豐富的動(dòng)畫(huà)連接方式，如隱含,、閃爍,、移動(dòng)等等，使界面生動(dòng),、直觀,。可隨心所欲地繪制出各種工業(yè)界面,，并可任意編輯,，從而將開(kāi)發(fā)人員從繁重的界面設(shè)計(jì)中解放出來(lái)。
    （2）良好的開(kāi)放性,。指組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián),，支持多種硬件設(shè)備。開(kāi)放性是衡量一個(gè)組態(tài)軟件好壞的重要指標(biāo),。組態(tài)軟件向下應(yīng)能與低層的數(shù)據(jù)采集設(shè)備通信,，向上能與管理層通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的雙向通信,。
    (3) 豐富的功能模塊,。提供豐富的控件功能庫(kù)，滿足用戶的測(cè)控要求和現(xiàn)場(chǎng)需求。利用各種功能模塊,，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控 產(chǎn)生功能報(bào)表 顯示歷史曲線,、實(shí)時(shí)曲線、提示報(bào)警等功能,，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面,，易于操作，系統(tǒng)既叫適用于單機(jī)集中式控制,、DCS分布式控制,，也可以是帶遠(yuǎn)程遇信能力的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)．
    （4）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)。配有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),，可存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，如模擬量,、離散童,、字符型等，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換,。
    （5）可編程的命令語(yǔ)言,。有可編程的命令語(yǔ)言，使用戶可根據(jù)自己的需要編鸞程序,，蹭強(qiáng)圖形界面
    （6）周密的系統(tǒng)安全防范,，對(duì)不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)眼,，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,。
    （7）仿真功能．捉供強(qiáng)大的仿真功能使系統(tǒng)并行設(shè)計(jì)，從而縮短開(kāi)發(fā)周期

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再生制動(dòng)的分析與控制

為了降低電動(dòng)車(chē)的使用成本,，目前采用的驅(qū)動(dòng)能源是鉛酸蓄電池,。但是鉛酸蓄電池能量有限，所以電動(dòng)車(chē)的一次充電續(xù)駛里程相對(duì)比較短,，一般為150KM左右,。因此，在現(xiàn)有的情況下延長(zhǎng)車(chē)輛的一次充電續(xù)駛里程是一項(xiàng)很有意義的工作,。

車(chē)輛在路上經(jīng)常起動(dòng),、剎車(chē)，而剎車(chē)是以消耗動(dòng)能為熱能的方式將能量白白浪費(fèi),。因?yàn)榛\型電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)四個(gè)象限運(yùn)行,，所以通過(guò)控制電機(jī)在第二象限運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，將車(chē)輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能反饋回的電源儲(chǔ)存,，這樣就可以有效延長(zhǎng)車(chē)輛的一次充電續(xù)駛里程,。電動(dòng)車(chē)直接采用蓄電池作為驅(qū)動(dòng)電源，可將再生制動(dòng)反饋回的能量直接給蓄電池充電。無(wú)需像一般的交流調(diào)速系統(tǒng)那樣逆變回交流電網(wǎng),，控制結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,。

本文分析了再生制動(dòng)時(shí)各失量狀態(tài)的關(guān)系、功率開(kāi)關(guān)的狀態(tài)以及轉(zhuǎn)差率與制動(dòng)之間的關(guān)系,，最后給出了一種再生制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方法,。

二、再生制動(dòng)的狀態(tài)分析

1,、失量分析

圖1為電機(jī)電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的各磁鏈?zhǔn)Я筷P(guān)系圖,，其中氣隙磁鏈為ψa，定子磁鏈為ψ1,，轉(zhuǎn)子磁鏈為ψ2,，當(dāng)電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，ψ1帶動(dòng)ψ2 旋轉(zhuǎn),，ψ1在空間位置上超前于ψ2,，電機(jī)輸出正轉(zhuǎn)矩。

圖1 磁鏈?zhǔn)噶筷P(guān)系

當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度超出定子頻率時(shí),，電機(jī)進(jìn)入第二象限運(yùn)轉(zhuǎn),，此時(shí)轉(zhuǎn)子切割ψa 的方向與電動(dòng)狀態(tài)相反，轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)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(xiàn)為由電機(jī)流向滇池,，在空間位置上轉(zhuǎn)子電流超前于定子電流，此時(shí)電機(jī)的輸出表現(xiàn)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,，系統(tǒng)機(jī)械能經(jīng)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能饋送回電池,。在整個(gè)分析過(guò)程中，氣隙磁場(chǎng)是實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的紐帶,，因此在實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)的過(guò)程中,，為了保證氣隙磁場(chǎng)的存在，需要外加一定勵(lì)磁電流,。

2,、開(kāi)關(guān)的狀態(tài)分析

圖2 逆變橋結(jié)構(gòu)

如圖2所示，以電機(jī)A相電路為例,，當(dāng)A相的反電勢(shì)超過(guò)電池電壓幅值的0,866倍時(shí)（設(shè)A相電流為流出）,，VF4截止，VF5,、VF6導(dǎo)通,，A相電流經(jīng)由VD1,、VD5、VD6 形成通路,，此時(shí)逆變橋處于整流狀態(tài),，反電勢(shì)經(jīng)由續(xù)流二極管整流向電池充電，當(dāng)A相的反電勢(shì)低于電池電壓幅值的0.866倍時(shí),，VF4導(dǎo)通,，VF5 VF6截至，A相電流經(jīng)由VF4,、VF2,、VF3形成通路，此時(shí)蓄電池經(jīng)逆變橋向電機(jī)供電,，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁,；當(dāng)反電勢(shì)出現(xiàn)換向時(shí)，相應(yīng)的功率開(kāi)關(guān)器件也發(fā)生同樣的變動(dòng),，此時(shí)A相電流為流進(jìn),，當(dāng)A相的反電勢(shì)低于電池電壓幅值的0.886倍時(shí)，VF4截至,，VF5、VF6導(dǎo)通,，A相電流經(jīng)由VF1,、VF5、VF6形成通路,，蓄電池逆變橋向電機(jī)供電,，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁；當(dāng)A相的反電勢(shì)高于電池電壓幅值的0.886倍時(shí),，VF4導(dǎo)通,，VF5、VF6 截至,，A相電流經(jīng)由VD4 VD2 VD3形成通路,，此時(shí)逆變橋處于整流狀態(tài)，反電勢(shì)經(jīng)由續(xù)流二極管整流向電池充電,、在宏觀表現(xiàn)上看,，再生制動(dòng)過(guò)程表現(xiàn)為充電→勵(lì)磁→充電→勵(lì)磁的交替進(jìn)行。從這一點(diǎn)上分析,，控制再生制動(dòng)的發(fā)生同樣需要?jiǎng)?lì)磁電流,，只是當(dāng)勵(lì)磁功率大于充電功率時(shí)，就可將再生制動(dòng)終止,。

3,、制動(dòng)與轉(zhuǎn)差率

電機(jī)的L形等效電路如圖3 所示,，電機(jī)內(nèi)部消耗的有功功率：

制動(dòng)時(shí)電機(jī)負(fù)載產(chǎn)生的電功率：

假設(shè)電機(jī)所帶負(fù)載具有的機(jī)械能基本上被電機(jī)內(nèi)部所消耗，邊界情況為式（1）與式（2）相等所以有：

由式（3）有：

當(dāng)電機(jī)負(fù)轉(zhuǎn)差率位于S1≥S≥S2范圍時(shí),，系統(tǒng)的機(jī)械能經(jīng)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能向蓄電池回饋,，同時(shí)電機(jī)不出現(xiàn)過(guò)流，也就是反饋的電能不能被電池吸收的部分,，可以由電機(jī)本身承受消耗而不出現(xiàn)過(guò)流,。當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化超過(guò)該范圍時(shí)，機(jī)械能經(jīng)電機(jī)轉(zhuǎn)化的電能無(wú)法有效回饋給電池,，而剩余部分的能量在電機(jī)的線圈內(nèi)阻中又無(wú)法*消耗,，因此容易出現(xiàn)過(guò)流。所以,，從簡(jiǎn)化控制的角度出發(fā),，當(dāng)控制轉(zhuǎn)差率在S1≥S≥S2范圍內(nèi)變化時(shí)，再生制動(dòng)過(guò)程就可以避免出現(xiàn)過(guò)流,。

三,、控制再生制動(dòng)的方法

由上分析可知，再生制動(dòng)的控制實(shí)際上是根據(jù)電機(jī)中反電勢(shì)的大小,、方向控制相應(yīng)橋臂的功率開(kāi)關(guān)器件的通斷,，保證一定的勵(lì)磁電流，但這稚方法具體到每相橋臂的每個(gè)開(kāi)關(guān)的控制時(shí)就比較麻煩,，但只要保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在超出定子旋轉(zhuǎn)頻率時(shí),，定子頻率跟蹤轉(zhuǎn)子速度變化，保持一定的負(fù)轉(zhuǎn)差率范圍,，就可實(shí)現(xiàn)在無(wú)過(guò)流方式下的再生制動(dòng),。

根據(jù)該思路，本文提出的再生制動(dòng)方法如圖4所示,，在直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）中,，首先觀測(cè)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(lái)調(diào)節(jié)瞬時(shí)轉(zhuǎn)差、控制輸出轉(zhuǎn)矩恒定,，所以由磁鏈環(huán)節(jié)觀測(cè)定子磁鏈的幅值及相位,，并且選擇失量控制鏈幅值大小,；轉(zhuǎn)矩控制環(huán)節(jié)（與磁鏈控制環(huán)節(jié)相結(jié)合）選擇失量控制磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度,。

如果其中的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)閳D5所示的一種新型的變頻調(diào)速方法,，此時(shí)該系統(tǒng)是通過(guò)控制定子磁鏈的幅值大小以及旋轉(zhuǎn)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的,，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)實(shí)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(yùn)行平穩(wěn),，而在該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的再生制動(dòng)控制,，就是使定子頻率跟蹤轉(zhuǎn)子速度變化，保證式（4）中確定的負(fù)轉(zhuǎn)差率范圍,，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在制動(dòng)過(guò)程中不出現(xiàn)過(guò)流,。另一方面，制動(dòng)效果的強(qiáng)弱可以通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率和定子磁鏈幅值來(lái)實(shí)現(xiàn),。由于這種方法保留了DTC的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),，所以能夠很好地與DTC的交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兼容