郑州西门子中国一级代理商变频器供应商

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无轴传动瓦楞纸印刷技术为目前流行的新型包装印刷技术，本文主要介绍罗升-中达公司系统工程部开发的无轴传动瓦楞纸印刷机控制系统的结构﹑性能及主要特点。
一、概述
系统采用PLC作为主控系统，印刷版辊﹑墨辊﹑送纸辊﹑电子凸轮皆为伺服传动，步进电机调整间隙，人机界面集中监控，现场总线采集传递信号，再结合减速机﹑联轴器﹑编码器﹑滑轨丝杠﹑同步皮带等机构，实现高速运转下的各辊筒速度同步及相位同步，真空吸附电子凸轮送纸机构快速送纸，系统的相位调整功能使调整变得简单易行。所有这些，大地提高了生产速度﹑套印精度以及操作的简便性。

二、系统构成简介
系统由送纸部和四色印刷部组成，送纸部主要包括电子凸轮真空吸附送纸机
构和送纸辊。电子凸轮真空吸附送纸机构利用风机产生的负压使纸板紧密吸附在送纸平台上，两台电子凸轮伺服电机驱动送纸平台在送纸上下位间同步往复运动，配合送纸滚轮和送纸辊完成纸板依次传送。在滚轮摩擦系数和纸板压力稳定的基础上，送纸时机与一色印版的位置和生产速度相关，在一定速度下，当一色印版转到某一位置时开始送纸，转到另一位置时停止送纸，以保证印版能每次将图案准确印在纸板的相应位置上。不同规格的纸板，送/停纸时机也相应变，操作人员仅需调整人机界面上的料号，系统会立即自动调整，保证印刷位置准确。两台电子凸轮电机的动作、速度与旋转角度要一致，才能保证电机和机构连续稳定运转，以及纸板平直送出。在这里，我们采用两轴同动直线补间功能来实现两轴实时同步。另外，凸轮电机还要满足长时间频繁往复正反向运转需要，要求系统选配高响应的伺服系统，并结合负载调整伺服参数，充分发挥伺服系统的高速高响应特性，尽量减少传动环节及各环节延迟，同时，还要充分考虑系统发热和回生保护问题，使电机工作在轻载状态。
纸板送出后进入四色印刷部，每一色部控制由印刷版辊﹑墨辊﹑托纸辊﹑牵纸辊和气缸等共同完成，各辊筒皆直接或间接通过伺服驱动，同时有步进电机和编码器调整辊筒间隙和位置。
印刷版辊的轴径通常很大，运行速度很快，而印刷套印精度要求较高，因此印刷版辊间微小的速度差在很短的时间内就会造成套印差。设任一时段任意两印刷版辊的速度差为△V，系统速度环在△t时间内将速差调整过来，因传动机构延迟很小，设为0，则将△t时间内由速度差△V产生的偏差设为ε，可总结公式如下：

ε=∫0△t△Vdt
由此可见，负载间速度差△V越小，系统响应越快（即△t越短），则产生的套印偏差ε越小。这就要求一方面要提高机械精度，如安装同心度要好、负载惯量要均匀等；另外在系统选配时要充分考虑与负载匹配，在提供足够负载扭力的同时还要提供足够的响应能力。同时，调试工作也非常重要，要结合负载使系统发挥优性能。对此，可利用伺服系统的自动检测功能先检测负载状况，再根据实际需要匹配参数（如提高响应或减小调量等），进一步细调，直到符合条件为止。同时由于每个负载及其传动机构不尽相同，每台伺服的参数也会略有差异,应通过电气来补偿负载机械传动系数的差异。
系统利用PLC的运动控制功能对伺服系统进行实时控制，采用单高速处理器，运算立于CPU之外，结合伺服系统满足及快速响应需求。另采集负载轴端编码器信号，对负载运行状况进行检测和校正，以传动误差影响，并有利于分析查找问题。
各辊筒间线速度要一致，避免纸板打滑，同时墨辊上墨才会均匀，无色块。另外，墨辊气缸的动作也很重要，开始送纸时，气缸带动墨辊依次下落，给印版着墨；停止送纸时，墨辊依次抬起，避免印版着墨太深。下落及抬起的时机由印版位置决定，以保证墨辊在印版上的着墨位置和着墨量，从而保证印刷质量。
由于纸板的规格型号很多，对于不同规格的纸板印刷，工艺和控制都要做出相应调整；同时，设备清洗﹑维护﹑挂版等工作经常进行，难免会造成人为误差，需要时常对印刷版辊相位进行调整，这些都在程序里实现，操作人员只需在人机界面上调整料号和校正值，对设备做出任何改动，操作简便，大的提高了工作效率和灵活性。
另外，在实践过程中，我们总结出一套模拟套准试验方法配合调试工作。通过PLC检测伺服反馈和编码器信号，对其进行统计分析，可计算出任意时刻各印刷版辊的相位差（脉冲值），再折算成长度（mm），便可测得机械套准精度，上墨和纸板，节省了大量的材料，同时也缩短了调试的时间。

三、性能及特点：
1．由于采用伺服传动，其高速，，高响应的特性使生产速度大提高，传统设备通常生产速度为80张/分，本系统可将设备生产速度提高一倍，达到160张/分。
2．系统的闭环设计和快速响应能力使设备在高速生产下仍能保持高的控制精度，套印偏差≤±0.25mm~0.4mm（视机械状况而定）。
3．电子凸轮真空吸附送纸机构改变传统后推式进纸方式，不会造成纸板弯曲甚至无法进纸，还可避免纸板定位不准，从而保证套印精度，在此基础上还大提高了送纸速度。另外，电子凸轮的应用使转型生产非常简便，调整任何设备机构。
4．系统自适应同步控制，只需改变送纸辊或任一印刷版辊的速度，其余辊筒自动跟进，始终保持线速度和相位同步，送纸频率和送/停纸时机也随之改变，保套印精度和位置。
5．电子凸轮和配方功能使转型生产变得十分简单，调整机械机构，只要在人机界面上改变生产料号，即可轻松实现。
6．设备每次运行前印刷版辊都要找到其初始相位，传统设备通常采用编码器来定位，本系统可省去这项投入，并通过程序将这项工作简单化，操作人员只需按照人机界面上的提示进行操作即可。另外，由于挂版或安装维护等造成的初始相位偏移，也可在人机界面上随意调整，停机或断电。
7．现场总线系统的应用使设备省掉了大量繁琐的安装配线工作和占用空间，了信号传输的稳定、快速和准确，增强了系统的可维护性。

四、结束语
由于系统具有上述特点，尤其是其，，高灵活性的优势，应用
在设备上后引起众多包装、印刷企业关注。但此类技术目前国内只有几家采用，但多为引进或合资合作技术，尚无自主知识产权，而且其高昂的价位也令许多企业，特别是中小企业望而却步。根据市场需求，我们开发出本系统并介绍给大家，真诚希望能对大家有所启发，促进此项技术在国内的推广，为多企业创造好的效益。

一、概述
系统采用PLC作为主控系统，印刷版辊﹑墨辊﹑送纸辊﹑电子凸轮皆为伺服传动，步进电机调整间隙，人机界面集中监控，现场总线采集传递信号，再结合减速机﹑联轴器﹑编码器﹑滑轨丝杠﹑同步皮带等机构，实现高速运转下的各辊筒速度同步及相位同步，真空吸附电子凸轮送纸机构快速送纸，系统的相位调整功能使调整变得简单易行。所有这些，大地提高了生产速度﹑套印精度以及操作的简便性。

二、系统构成简介
系统由送纸部和四色印刷部组成，送纸部主要包括电子凸轮真空吸附送纸机
构和送纸辊。电子凸轮真空吸附送纸机构利用风机产生的负压使纸板紧密吸附在送纸平台上，两台电子凸轮伺服电机驱动送纸平台在送纸上下位间同步往复运动，配合送纸滚轮和送纸辊完成纸板依次传送。在滚轮摩擦系数和纸板压力稳定的基础上，送纸时机与一色印版的位置和生产速度相关，在一定速度下，当一色印版转到某一位置时开始送纸，转到另一位置时停止送纸，以保证印版能每次将图案准确印在纸板的相应位置上。不同规格的纸板，送/停纸时机也相应变，操作人员仅需调整人机界面上的料号，系统会立即自动调整，保证印刷位置准确。两台电子凸轮电机的动作、速度与旋转角度要一致，才能保证电机和机构连续稳定运转，以及纸板平直送出。在这里，我们采用两轴同动直线补间功能来实现两轴实时同步。另外，凸轮电机还要满足长时间频繁往复正反向运转需要，要求系统选配高响应的伺服系统，并结合负载调整伺服参数，充分发挥伺服系统的高速高响应特性，尽量减少传动环节及各环节延迟，同时，还要充分考虑系统发热和回生保护问题，使电机工作在轻载状态。
纸板送出后进入四色印刷部，每一色部控制由印刷版辊﹑墨辊﹑托纸辊﹑牵纸辊和气缸等共同完成，各辊筒皆直接或间接通过伺服驱动，同时有步进电机和编码器调整辊筒间隙和位置。
印刷版辊的轴径通常很大，运行速度很快，而印刷套印精度要求较高，因此印刷版辊间微小的速度差在很短的时间内就会造成套印差。设任一时段任意两印刷版辊的速度差为△V，系统速度环在△t时间内将速差调整过来，因传动机构延迟很小，设为0，则将△t时间内由速度差△V产生的偏差设为ε，可总结公式如下：

ε=∫0△t△Vdt
由此可见，负载间速度差△V越小，系统响应越快（即△t越短），则产生的套印偏差ε越小。这就要求一方面要提高机械精度，如安装同心度要好、负载惯量要均匀等；另外在系统选配时要充分考虑与负载匹配，在提供足够负载扭力的同时还要提供足够的响应能力。同时，调试工作也非常重要，要结合负载使系统发挥优性能。对此，可利用伺服系统的自动检测功能先检测负载状况，再根据实际需要匹配参数（如提高响应或减小调量等），进一步细调，直到符合条件为止。同时由于每个负载及其传动机构不尽相同，每台伺服的参数也会略有差异,应通过电气来补偿负载机械传动系数的差异。
系统利用PLC的运动控制功能对伺服系统进行实时控制，采用单高速处理器，运算立于CPU之外，结合伺服系统满足及快速响应需求。另采集负载轴端编码器信号，对负载运行状况进行检测和校正，以传动误差影响，并有利于分析查找问题。
各辊筒间线速度要一致，避免纸板打滑，同时墨辊上墨才会均匀，无色块。另外，墨辊气缸的动作也很重要，开始送纸时，气缸带动墨辊依次下落，给印版着墨；停止送纸时，墨辊依次抬起，避免印版着墨太深。下落及抬起的时机由印版位置决定，以保证墨辊在印版上的着墨位置和着墨量，从而保证印刷质量。
由于纸板的规格型号很多，对于不同规格的纸板印刷，工艺和控制都要做出相应调整；同时，设备清洗﹑维护﹑挂版等工作经常进行，难免会造成人为误差，需要时常对印刷版辊相位进行调整，这些都在程序里实现，操作人员只需在人机界面上调整料号和校正值，对设备做出任何改动，操作简便，大的提高了工作效率和灵活性。
另外，在实践过程中，我们总结出一套模拟套准试验方法配合调试工作。通过PLC检测伺服反馈和编码器信号，对其进行统计分析，可计算出任意时刻各印刷版辊的相位差（脉冲值），再折算成长度（mm），便可测得机械套准精度，上墨和纸板，节省了大量的材料，同时也缩短了调试的时间。

三、性能及特点：
1．由于采用伺服传动，其高速，，高响应的特性使生产速度大提高，传统设备通常生产速度为80张/分，本系统可将设备生产速度提高一倍，达到160张/分。
2．系统的闭环设计和快速响应能力使设备在高速生产下仍能保持高的控制精度，套印偏差≤±0.25mm~0.4mm（视机械状况而定）。
3．电子凸轮真空吸附送纸机构改变传统后推式进纸方式，不会造成纸板弯曲甚至无法进纸，还可避免纸板定位不准，从而保证套印精度，在此基础上还大提高了送纸速度。另外，电子凸轮的应用使转型生产非常简便，调整任何设备机构。
4．系统自适应同步控制，只需改变送纸辊或任一印刷版辊的速度，其余辊筒自动跟进，始终保持线速度和相位同步，送纸频率和送/停纸时机也随之改变，保套印精度和位置。
5．电子凸轮和配方功能使转型生产变得十分简单，调整机械机构，只要在人机界面上改变生产料号，即可轻松实现。
6．设备每次运行前印刷版辊都要找到其初始相位，传统设备通常采用编码器来定位，本系统可省去这项投入，并通过程序将这项工作简单化，操作人员只需按照人机界面上的提示进行操作即可。另外，由于挂版或安装维护等造成的初始相位偏移，也可在人机界面上随意调整，停机或断电。
7．现场总线系统的应用使设备省掉了大量繁琐的安装配线工作和占用空间，了信号传输的稳定、快速和准确，增强了系统的可维护性。

四、结束语
由于系统具有上述特点，尤其是其，，高灵活性的优势，应用
在设备上后引起众多包装、印刷企业关注。但此类技术目前国内只有几家采用，但多为引进或合资合作技术，尚无自主知识产权，而且其高昂的价位也令许多企业，特别是中小企业望而却步。根据市场需求，我们开发出本系统并介绍给大家，真诚希望能对大家有所启发，促进此项技术在国内的推广，为多企业创造好的效益。

ESD初的控制结构体系包括一个连接到两个三方的网络以及下来的可编程逻辑控制（PLC），用作“工作”和“备用”功能。然而，系统的设置却为每次换控制器时所发生的问题所困扰。
  　大约每月一次，在换控制器时总会发生无法解释的通信错误，并且会导致平台上的设备异常关闭。每次在系统关闭而工作查找问题原因和试图进行纠正时，都要耽误一到两个小时的时间。糟糕的是，每次并不能明确找出问题的原因，因此根本无法预测系统异常关闭发生的频率。
由于石油市场对不断变化的经济环境其敏感，因而，如果要达到生产状况，尽可能降低运营成本和停工时间。目前HZ 21 所面临的挑战就是安装一套并且易于操作和维护的ESD控制系统，以停工时间。
解决方案：
在2001年2月，CACT对罗克韦尔自动化ESD控制系统项目进行了决标。中标者的选择是基于公司在其他CACT石油开采平台中使用Allen-Bradley PLC-5的工作经验以及其公认的性。解决方案就是开发出一套集成的控制系统，系统具有冗余的处理器和媒体网络，采用PLC-5和三方报警设备。
罗克韦尔自动化制造解决方案集团提供了整体系统设计方案和正在进行的工程支持。在方案设计的早期，已经花了大量的时间来确保解决方案能够符合开采平台的要求并且减少设备的停工时间。系统集成（包括PLC重新编码）由石油工业设备供应商Petrotec来完成。所有的硬件都安装在现有的控制面板上，以节省空间。
系统升级项目于2001年5月开始。ESD控制系统所选择的配置是基于控制网的“热备份”，安装了一对PLC-5/40C处理器。安装热备份元件就意味着两个PLC应该具有相同的配置，一个用作工作的主控制器，另一个作为处于“模式”的副控制器。两个处理器都连接到相同的输出端，并且读取相同的现场输入信息。如果主PLC控制出现任何问题，副PLC就会立即接替过来，而且生产作业不会中断。
应用工程师Alex Ng 在罗克韦尔自动化中国香港公司说：“我们提出的控制解决方案可以确保系统不会因为任何故障而中断。这样就可以在PLC发生故障的情况下保证石油开采平台持续运行，而不需要停止生产作业。”为了实现人机界面功能，专门安装了两台罗克韦尔软件RSView32 SA 工作站，以监控热备份PLC的工作状态。此外，在开采平台21和附近的开采平台26之间还安装了控制网“同轴电缆到光纤”中继器模块。这样，将来就可以在开采平台26上实现多项功能，如远程数据监测、报警控制以及数据记录等等。
成果：
HZ 21已经在2002年4月成功安装了ESD系统。尽管新的系统仅仅运行了很短一段时间，在升级ESD控制器时尚未发生过故障。重要的是，系统没有发生过异常关闭，因而没有造成由于停工而引起的惨重损失。维护工作的减少已经使每月的生产时间增加了两个小时。终，HZ 21 ESD控制系统升级每月可以为操作员节约US$80K。
实践表明，在性提高的同时，系统还具有易于维护的特性。而且，由于系统备件与油田中使用罗克韦尔自动化控制设备的其他CACT开采平台具有通用性，ESD系统将具有加长远的益处。

1 引言
      通常泵站（如输水泵站、污水泵站）配置有动力、电气、检测等机电设备系统，控制逻辑复杂，管理要求严格，体系结构庞大。借助计算机监控技术实现对泵站监控，不仅对泵站的运行提供了强有力的，而且为泵站的集中管理与经济调度打下了基础。为了实现设备监测和控制，建立信息管理系统，对信息进行管理和使用。监控系统通常包括监测和控制两部分，根据泵站控制系统规模和控制要求，泵站计算机控制系统可以采用PLC（可编程序控制器）、DCS（集散控制系统）和FCS（现场总线控制系统）等；在软件开发方面有用各种编程语言通过编制大量的指令和代码来实现和基于工控组态软件平台开发等多种方式。本文介绍一个基于InTouch开发平台的泵站计算机监控系统，叙述了系统的架构，并对InTouch平台下的系统各功能模块的开发进行了研究，尤其对数据通讯功能中存在的问题和对策进行了表述。

2 InTouch简介
2.1 InTouch概要
      InTouch组态软件是美国Wonderware公司FactorySuite套装软件的一个主要组成部分，它为以工厂和操作人员为的制造信息系统提供了可视化工具，为制造信息系统集成了操作人员所需的各种信息，在食品加工、半导体、石油和气、汽车、化工、医药、纸浆和造纸、运输及公共设施等行业都有着广泛应用。
2.2 InTouch特性和优点
（1）开放、易用的开发环境。利用目前通信技术中的现有标准，为应用开发人员了一个开放和易用的开发环境，并支持ActiveX、OPC（OLE for Process Control）、开放数据库互连（ODBC）及标准的动态数据交换（DDE），为用户自行开发外挂程序提供接口。
（2）集成的I/O通信。Wonderware公司与100多家三方开发公司（包括Allen-Bradley，Siemens，Modincon等）合作，提供各种32位I/O Server，目前主流的通信协议（例如以太网Modbus、串口Modbus）都有现成的I/O通信驱动。
（3）丰富的图形用户界面。InTouch允许应用开发人员使用易于理解和配置的工具快速开发定制图形，并提供了一个常用图符库。应用开发人员可以轻易地创建生动的图形界面，通过易用的配置向导实现实时信息的链接，并可调用内嵌的脚本编辑器扩展图形功能。运行时画面切换的响应速度也是一般组态软件无法相比的。
（4）灵活的脚本支持。InTouch软件的脚本分为画面、应用程序、键、条件、数据改变及QuickFunction等多种，采用类Basic的语法，并提供丰富、易用的脚本函数，适用于多种场合，为应用开发人员制作功能强大、画面丰富的系统提供了有力。
（5）分布式的历史数据系统。允许用户动态地为趋势图的每支笔不同的历史文件数据源，允许操作员在同一个趋势图中查看本地InTouch的历史数据和Industrial SQL Server的历史数据。
（6）便捷的测点远程引用。InTouch软件通过简易的向导配置，可实现不同节点上测点的远程引用，为建立分层分布式系统提供基础。

3 泵站系统结构分析
      泵站计算机监控系统是集监视、测量、控制、保护、管理等于一体的计算机综合自动化系统，主要对全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统进行有效监视和控制，保证泵站加、、经济地运行，实现泵站“无人值班”（少人值守）的目标，并能够通过计算机网络实现将泵站运行数据和状态实时上传至上级主管部门。
      本文介绍的系统采用分层结构，共两层，分别是厂级监控层和现地单元（LCU）监控层，其中厂级监控层由两台厂级计算机组成，可实现对全厂信息的管理，包括对各LCU设备的运转进行监控，对采集的模拟量、开关量进行存储，对历史数据进行查询，对报表进行查询和打印等。两台计算机采用一台运行一台备份的工作方式，当一台发生故障停机时另一台自动转入运行。LCU层由多个LCU组成，各LCU中控制设备采用Quantum系列的PLC，实现对现场设备的控制，计算机采用Magelis终端，通过Modbus连接PLC，实现对现场数据的监视、控制参数的修改等。此外，为了对其他参数如电量、水位等进行监测，各LCU还配有多功能表。LCU的功能是立的，互不影响，自成系统。两层之间用通讯速率为1Mbps的Modbus Plus（MB+）网络连接，该网络是一种主从网络，允许一个主计算机和一个或多个从机通讯，以完成编程、数据传送、程序上装/下装及其主机操作，通过它可以实现厂级计算机和各LCU的PLC和多功能表的快速的数据通讯。系统结构如图1所示。

图 1 泵站计算机监控系统结构图

4 软件实现
4.1 软件功能模块
      软件是运行在厂级计算机上的，主要包括如下功能模块：数据采集及处理、统计及计算、设备运行状态显示和控制、设备运行监视及事件报警、参数越限报警与记录、温度趋势分析判断、泵组停/启过程监视、故障报警显示记录、实时控制与调节、设备运行统计记录及生产管理、语音报警、自诊断功能、历史数据查询与报表、对络接口。采用InTouch软件，可以方便地实现以上功能，只需建立一个标记名字典并作简单设置，再利用bbbbbbMaker的图形功能把被控对象形象的画出来，就能在PC机上就可以把整个对象描绘出来。其中数据的采集是监控系统的重要部分之一，是的，下面讨论InTouch与外界设备的通讯方法和模式。
4.2 InTouchI/O服务器通讯
      Iuch软件与外界设备之间的通讯是通过一个通讯接口——I/O服务器（I/O Server）来实现的，I/O服务器可以理解为能和外界设备通讯的程序，Iuch只要能和I/O服务器通讯，就可以达到和外界设备通讯的目的，如图2所示。这样做的好处是避开了硬件协议等繁琐的细节，让使用Iuch进行二次开发的人员可以把精力放在控制和数据处理上，有效地提高工作效率。目前Wonderware公司已经与多家3方开发公司合作，提供了各种I/O服务器，支持目前主流的通信协议。而二者的通讯是两个应用程序之间的数据交换，Iuch使用DDE、FastDDE、NetDDE以及 Wonderware Suibbbink协议完成。在本系统中，使用的是Modbus网络，所以需要安装Modicon设备驱动程序MBE（Modicon Modbus Ethernet），进行简单的TOPICS配置后（打开Wonderware FactorySuite->IO Servers->Modicon Modbus Ethernet进行配置），然后在IUCH中，增加标记名，设置I/O数据类型，并设置访问名、节点名、应用程序名、主题名和项目名，就可以实现和Modbus网络上的设备通讯了。

4.3 DDE协议通讯
对于没有三方公司提供I/O服务器的外设，可以用VB、VC等编程工具开发DDE程序，采用DDE协议，实现和InTouch的通讯。DDE（Dynamic Data Exchange），即动态数据交换，是Microsoft开发的一种通讯协议，可供bbbbbbs环境下的应用程序彼此发送/接收数据与指令[4]。它在同时运行的两个应用程序之间实现一种客户端与服务器关系。服务器应用程序提供数据，并接受对这些数据感兴趣的任何其它应用程序的请求。发出请求的应用程序被称作客户端，接受请求的应用程序叫做服务器，有些应用程序（如InTouch与MicrosoftExcel）可以同时作为客户端与服务器。
4.4 DDE协议通讯案例
      下面举例说明如何用VB开发DDE应用程序作为DDE服务器，该程序使用MSComm控件，实现通过串口和外部检测设备的串行通讯。VB提供了动态数据交换的bbbb Topic（连接主题），bbbb Item（连接项），bbbb Timeout（连接等待时问）和bbbbmode（连接模式）四项属性。在应用程序编制时，根据DDE原理，把应用程序的可执行文件名去掉EXE后缀，则成为DDE中的Topic。bbbbmode有Manual（手工），Notify（通知），和Automatic（自动）三种方式，同一时刻只能有一个DDE连接有效，这里采用Automatic（自动）方式，它建立“热连接”链路，作为服务器一方总是在数据变化时主动发送数据给客户端。VB中只有窗体（bbbb）、多文档窗体（MDI bbbb）能够成为DDE服务器，在程序的初始化部分应进行DDE设置，设置bbbb1的bbbbMode属性为1，即自动连接，即当数据改变时，自动通知客户端，bbbbTopic属性设置在DDE对话中服务器窗体需响应的主题，这里为bbbbl。
在窗体上放置了mscomm控件，用于控制串行端口传输和接受数据，为应用程序提供串行通信功能，并用如下代码设置通讯格式：
mport=1‘设定串行通信端口号’
MSComm1.Settings =“9600,n,8,1”‘设定该通信口的波特率、奇偶校验、数据位、停止位’
MSComm1.bbbbbLen = 0 ‘读取接收缓冲区中全部的内容’
MSComm1.PortOpen‘打开端口’
当有数据到达时触发MSComm1控件的OnComm事件，在此事件处理子程序中完成读入数据的功能，并用文本框Text1显示
Private Sub MSComm1_OnComm（）
Bufferbbbbbb=MSComm1.bbbbb‘读入缓冲区内容’
If Bufferbbbbbb<>’’ then
Text1.Text= Bufferbbbbbb+Text1.Text
End If
End Sub
在InTouch中，DDE用应用程序名、主题名、项目名三个层次来标识客户与服务器之间传递的数据单位，通常表示为：应用程序名|主题名!项目名。对于客户，应按三个层次去连接相应的数据，在InTouch的标签库中提供了DDE设置框，使得DDE组态简便、易行，在本例中的层次标识为：dde1|bbbb1!Text1.Text（ddel为VB应用程序名）。

5 结束语
      本文通过介绍泵站计算机监控系统，讨论了InTouch在软件开发中的功能，并对其与外部设备的通讯方式展开了叙述。基于InTouch的系统开发，具有开发、通用性强、扩充性好、性高等特点，在控制系统开发中具有十分良好的应用发展前景。

近10年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的发展，电气传动技术面临着一场历史，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，率、高功率因数和节间效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为有发展前途的调速方式。

1 我国变频调速技术的发展概况
电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置3部分组成。电气传动关系到合理地使用电动机以节约电能和控制机械的运转状态（位置、速度、加速度等），实现电能-机械能的转换，达到、高产、低耗的目的。电气传动分成不调速和调速两大类，调速又分交流调速和直流调速两种方式。不调速电动机直接由电网供电，但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能（节约15%～20%或多），改善产品质量，提高产量。在我国60%的发电量是通过电动机消耗的，因此调速春传动是一个重要行业，一直得到国家重视，目前已有一定规模。
近年来交流调速中活跃、发展快的就是变频调速技术。变频调速是交流调速的基础和主干内容。上个世纪变压器的出现使改变电压变得很容易，从而造就了一个庞大的电力行业。长期以来，交流电的频率一直是固定的，变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。
我国电气传动产业始建于1954年当时批该范围内的学生从各大专院校毕业，同时在机械工业部属下建立了我国个电气传动成套公司，这就是后来天津电气传动设计研究所的前身。我国电气传动与变频调速技术的发展简使见表1。现在我国已有200家左右的公司、工厂和研究所从事变频调速技术的工作。
我国是一个发展中国家，许多产品的科研开发能力仍落后于发达国家。至今自行开发生产的变频调速产品大体只相当于上80年代水平。随着，经济高速发展，形成了一个的市场，它既对国内企业，也对外国公司敞开。很多的产品从发达国家进口，在我国运行良好，满足了我国生产和生活需要。 国内许多合资公司生产当今上的产品，国内的成套部分在自行设计制造的成套装置中采用外国进口公司和合资企业的设备，自己开发应用软件，能为国内外重大工程项目提供的电气传动控制系统。虽然很大成绩，但应看到由于国内自行开发、生产产品的能力弱，对国外公司的依赖性严重。
目前国内主要的产品状况如下。
（1）晶闸管交流器和开关断器件（DJT、IGBT、VDMOS）斩波器供电的直流调速设备。这类设备的市场很大，随着交流调速的发展，该时常虽在缩减，但由于我国旧设备改造任务多，以及它在几百至一千多kW范围内价格比交流调速低得多，所以在短期内市场不会缩减很多。国产设备能满足需要，部分出口。自行开发的控制器多为模拟控制，近年来主要采用进口数字控制器配国产功率装置。
（2）IGBT或BJT PWM逆变器供电的交流变频调速设备。这类设备的市场很大，总容量占的比例不大，但台数多，增长快，应用范围从单机扩展到全生产线，从简单的V/f控制到的矢量控制。约有50家工厂和公司生产，其中合资企业占很大比重。 　　（3）负载换流式电流型晶闸管逆变器供电的交流变频调速设备。这类产品在抽水蓄水能电站的机组起动，大容量风机、泵、压缩机和轧机传动方面有很大需求。国内只有少数科研单位有能力制造，目前容量大做到12MW。功率装置国内配套，自行开发的控制装置只有模拟式的，数字装置需进口，自己开发应用软件。
（4）交-交变频器供电的交流变频调速设备。这类产品在轧机和矿井卷扬传动方面有很大需求，台数不多，功率大。主要靠进口，国内只有少数科研单位有能力制造。目前大容量做到7000～8000kW。功率部分国产，数字控制装置进口，包括开发应用软件。
变频调速技术在国民经济和日常生活中的重要地位是由以下因素决定的。
（1）应用面广，是工业企业和日常生活中普遍需要的新技术。
（2）是节约能源的。
（3）是上技术新换代快的领域。
（4）是高科技领域的综合性技术。
（5）是替代进口，节约的大领域之一。

2 国内外技术现状对比
2.1 国外现状
在大功率交-交变频（循环变流器）调速技术方面，法国阿尔斯通已能提供单机容量达3万kW的电气传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面，意大利ABB公司提供了单机容量为6万kW的设备用于抽水蓄能电站。在中功率变频调速技术方面，德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10 ~ 2600 kVA和Simovert P GTO PWM变频调速设备单机容量为100 ~ 900 kVA，其控制系统已实现全数字化，用于电力机车、风机、水泵传动。在小功率交流变频调速技术反面，日本富士BJT变频器大单机容量可达700 kVA，IGBT变频器已形成系列产品，其控制系统也已实现全数字化。
国外交流变频调速技术高速发展有以下特点。
（1）市场的大量需求。随着工业自动化程度的不断提高和能源性短缺，变频器越来越广泛地应用在机械、纺织、化工、造纸、冶金、食品等各个行业以及风机、水泵等的节能场合，应显著的经济效益。
（2）功率器件的发展。近年来高电压、大电流的SCR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用，使高抵押、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。
（3）控制理论和微电子技术的发展。矢量控制、磁通控制、转矩控制、模糊控制等新的控制理论为的变频器提供了理论基础；16位、32位高速微处理器以及信号处理器（DSP）和集成电路（ASIC）技术的快速发展，为实现变频器、多功能提供了硬件手段。
（4）基础工业和各种制造业的高速发展，变频器相关配套件社会化、化生产。
2.2 国内现状
从总体上看我国电气传动的技术水平较水平差距10 ~ 15年。
在大功率-交、无换向器电机等变频技术方面，国内只有少数科研单位有能力制造，但在数字化及系统性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组起动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷场方面有很大需求。在中小功率变频技术方面，国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制，仅有少量的样机采用矢量控制，品种与质量还不能满足市场需要，每年大量进口。
国内交流变频调速技术产业状况表现如下。
（1）变频器的整机技术落后，国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力，但由于力量分散，并没有形成一定的技术和生产规模。
（2）变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。
（3）相关配套产业及行业落后。
（4）产少，性及工艺水平不高。

3 未来的发展方向
交流变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术，既要处理电能的转换（整流、逆变），又要处理信息的收集、变换和传输，因此它的共性技术必定分成功率和控制两大部分。前者要解决与高压大电流有关的技术问题和新型电力电子器件的应用技术问题，后者要解决（基于现代控制理论的控制策略和智能控制策略）的硬、软件开发问题（在目前状况下主要全数字控制技术）。 其主要发展方向有如下几项。
（1）实现高水平的控制。基于电动机和机械模型的控制策略，有矢量控制、磁场控制、直接传矩控制和机械扭振补偿等；基于现代理论的控制策略，有滑模变结构技术、模型参考自适应技术、采用微分几何理论的非线性解耦、鲁棒观察器，在某种指标意义下的优控制技术和逆奈奎斯特阵列设计方法等；基于智能控制思想的控制策略，有模糊控制、神经元网络、系统和各种各样的自优化、自诊断技术等。
（2）开发清洁电能的变流器。所谓清洁电能变流器是指变流器的功率因数为1，网侧和负载侧有尽可能低的谐波分量，以减少对电网的公害和电动机的转矩脉动。对中小容量变流器，提高开关频率的PWM控制是有效的。对大容量变流器，在常规的开关频率下，可改变电路结构和控制方式，实现清洁电能的变换。
（3）缩小装置的尺寸。紧凑型变流器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模块、紧凑型的光耦合器、高频率的开关电源，以及采用新型电工材料制造的小体积变压器、电抗器和电容器。功率器件冷却方式的改变（如水冷、蒸发冷却和热管）对缩小装置的尺寸也很有效。
（4）高速度的数字控制。以32位高速微处理器为基础的数字控制模板有足够的能力实现各种控制算法，bbbbbbs操作系统的引入使得可自由设计，图形编程的控制技术也有很大的发展。
（5）模拟与计算机辅助设计（）技术。电机模拟器、负载模拟器以及各种软件的引入对变频器的设计和测试提供了强有力的支持。
主要的研究开发项目有如下各项。
（1）数字控制的大功率交-交变频器供电的传动设备。
（2）大功率负载换流电流型逆变器供电的传动设备在抽水蓄能电站、大型风机和泵上的推广应用。
（3）电压型GTO逆变器在铁路机车上的推广应用。
（4）电压型IGBT、IGCT逆变器供电的传动设备扩大功能，改善性能。如4象限运行，带有电参数自测量与自设定和电机参数变化的自动补偿以及无传感器的矢量控制、直接转矩控制等。
（5）风机和泵用高压电动机的节能调速研究。众所周知，风机和泵改用调速传动后节约大量电力。特别是电压电动机，容量大，节能效果显著。研究经济合理的高压电动机调速方法是当今重大课题。
主要的研究内容及关键技术有如下各项。
（1）高压、大电流技术：? 动态、静态均压技术（6kV、10kV回路中3英寸晶闸管串联，静动态均压系数大于0.9）；‚ 均流技术，大功率晶闸管并联的均流技术，均流系数大于0.85）；ƒ 浪涌吸收技术（10 kV、6kV回路中）；„ 光控及电磁触发技术（电/光，光/电变换技术）；… 导热与散热技术（主要解决导热及散热性好、电流出力大的技术，如热管散热技术）；† 高压、大电流系统保护技术（抗大电流电磁力结构、绝缘设计）；‡ 等效负载模拟技术。
（2）新型电力电子器件的应用技术：? 可关断驱动技术；‚ 双PWM逆变技术；ƒ 循环变流 / 电流型交-直-交（CC / CSI0）变流技术（12脉波变频技术）；„ 同步机交流励磁变速运行技术；… 软开关PWM变流技术。
（3）全数字自动化控制技术：? 参数自设定技术；‚ 过程自优化技术；ƒ 故障自诊断技术；„ 对象自辨识技术。
（4）现代控制技术：? 多变量解耦控制技术；‚ 矢量控制和直接力矩控制技术；ƒ 自适应技术。
4 变频调速技术的因应用
纵观我国变频调速技术的应用，总的说来走的是一个由试验到实用，由零星到大范围，由辅助系统到生产装置，由单纯考虑节能到全民改善工艺水平，由手动控制到自动控制，由于低压中小容量到高压大容量，一句话，由低级到的过程。
多年来，国家经贸委一直会同国家有关部门致力于变频调速技术的开发及推广应用，在技术开发、技术改造方面给予了扶持，组织了变频调速技术的评测工作，并把推广应用变频调速技术作为风机、水泵节能技改专项的投资方向，同时鼓励单位开展统贷统还方式，抓开发、抓工程、抓推广应用。国家成力了风机水泵节能，开展信息咨询和培训。1995 ~ 1997年3年间我国风机水泵变频调速技术改造投入资金3.5亿元，改造总容量达100万kW，可年节电7亿kWž h，平均投资回收期约2年。 1997年朱榕基在国家经贸委上报的“关于风机、水泵节能改造工作情况的报告”上明确指示“这件事抓得好”。1998年1月1日实施的《人民共和国节约能源法》39条，已将变频调速列入通用节能技术加以推广。在国家经贸委《“九五”资源节能综合利用工作纲要》中，变频调速已被列入组织实施的10项资源节约综合利用技术改造工程之一。即将出台的限制性政策规定：对新建和扩建工程需要调速运行的风机和水泵，一律不准采用挡板和阀门调节流量；对采用挡板和阀门调节流量的要分期、分批、有步骤地进行调速改造。
据有关资料表明，我国变频调速技术已经了如下成绩。
（1）变频调速技术的应用范围已发展到新阶段。石油、石化、机械、冶金等行业都经过了单系统试用、大量使用和整套装置系统使用3个发展阶段。 如广东茂名石化公司和九江石油化工厂现已发展到饮用常减压和催裂化变频装置，了节能、增产的显著效果；长春汽车厂18个厂的输送机械、空压机等设备应用了162台变频器，保了新车的制造达到了生产指标；新疆克拉玛依油田在炼油、化工、供水、气处理等系统中广泛采用了变频器，低压变频调速的普及率已达70%；梅林水厂、太原钢厂、邯郸钢厂等单位在水泵、风机机组上采用中压变频技术，保证了生产，节约了能源等。
（2）变频调速技术已成为节约能源及提高产品质量的有效措施。很多用户实践的结果证明，节电率一般在10% ~ 30%，有的高达40%，重要的是生产中一些技术难点也得到解决。例如包钢1150轧机采用变频装置后，年平均事故时间达到工作时间的0.1%以下，大幅度提高了产品质量和产量，且年节约电费约50万元；仪征化纤联合公司共用了300台变频器，频率精度达0.2%，做到了使用3年无一事故；乌鲁木齐市热力总公司在供热系统中采用变频调速后，当年节电达35%以上；石油系统从80年代末到1997年，油田和长输管道在用的变频装置已达12万kW，年节电量近2亿kWž h。

5 结束语
变频调速技术作为、基础技术、和节能技术，已经渗透到经济领域的所有技术部门中。我国以后在变频调速技术方面应积做的工作如下。
（1）应用变频调速技术来改造传统的产业，节约能源及提高产品质量，获得较好的经济效益和社会效益。
（2）大力发展变频调速技术，必需把我国变频调速技术提高到一个新水平，缩小与世界水平的差距，提高自主开发能力，满足国民经济工程建设和市场的需求。
（3）规范我国变频调速技术方面的标准，提高产品性工艺水平，实现规模化、标准化生产