[摘 要]触摸屏应用于励磁系统的特点与优势, 并给出应用实例; 分析了触摸屏与单片机结合使用的必要性与可行性。

[关键词]励磁系统　触摸屏　单片机　DSP　算法　PLC　

发电机的励磁系统在发电站中是一个相对独立的运行单元，没有后台PC机作为其监控界面，而电力系统要求实时监控励磁的运行状态，在事故诊断中甚至要求查看过去几个月来系统的运行数据作为分析判断的依据，传统的显示界面如数码管、液晶屏无论在显示、操作、调试、数据存储上都存在自身的缺陷, 而触摸屏在这一方面就显示出了强大的优势。
　　触摸屏作为一种新型的人机界面，从一出现就备受关注，它的简单易用，强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境。触摸屏不但可以完全替代一般的显示仪表、信号指示灯、操作按钮、转换开关、数码输入，其独树一格的三维动画、实时刷新的动态图表、丰富详实的数据记录、图文并茂的制作画面使它具备了当前流行的Windows显示界面。下面结合长沙华能中电公司以MT500触摸屏为平台开发的PWL-3A微机励磁触摸屏软件系统表明触摸屏应用于励磁系统的鲜明特色和强大功能。
　　●针对电站的不同使用人员对励磁系统的操作、设置按优先级提供三级密码保护功能: 操作人员级、管理人员级、站长级。
　　●自行创建适应于不同电站的图形库，仿Windows的多任务风格，随时弹出的对话框为用户提供操作向导，具备手写留言的中文录入功能。
　　●触摸屏自带的32位RISC处理器和带后备电池的64K字的SRAM存储单元使其不用占用励磁调节器资源。
　　●除实时显示系统故障信息外，在“历史记录”画面可查询到最近10000条故障信息、操作信息的发生时间及恢复时间记录。
　　●用曲线图的形式实时监控系统的各种运行数据，如机端电压、励磁电流、无功功率、给定值等，并可调出近三天的曲线图查询; 记录各工况下的瞬时曲线图，如: 投励上升曲线、空载（摆动）曲线、并网曲线、灭磁下降曲线、甩负荷曲线等。
　　●“系统原理图”画面实时显示励磁系统各回路的运行数据、参数及开关（如灭磁开关）的通断状态, 整个系统的运行一目了然。
　　触摸屏的典型应用是与PLC结合配套使用。PLC最初的使用是作为传统继电接触控制装置的替代产品，尽管后来增加了模拟量控制、位置控制等功能，在算法运行上仍存在不足。以目前比较流行的OMRON　CQM1H-51和Mitsubishi　FX2N两款机型为例，执行一条传送MOV(字)指令，前者的时间是19.8uS，后者是1.84Us，执行一条乘法MLB(MUL)(字)指令，前者是36.7 uS，后者是25.2uS; 而如果用DSP(TMS320F541)，执行同样两条指令，所用时间分别为50nS和100nS。在算法运算上，DSP的速度优势显而易见，而实时性正是励磁系统的一个基本要求。
　　当发电机端电压突然严重下降时，励磁系统能否及时迅速地实施强励，是衡量发电系统动态稳定和暂态稳定性能的一个重要指标。把单片机（DSP）应用在以PID算法为核心的励磁调节器上，是当前适应励磁调节性能的一个广泛选择。电子技术的发展，使单片机与触摸屏的的直接“对话”成为可能。根据触摸屏的访问格式和接口要求，在单片机中开辟一个存储空间，把单片机部分虚拟成“PLC”与触摸屏交换信息; 在触摸屏侧，通过专用软件的开发，给触摸屏增加一种由单片机虚拟而来的PLC类型选项，这样对于触摸屏而言，只是增加了一种与之连接的PLC机型, 并不会改变其固有的运行方式。这种模式在长沙华能中电公司研制开发的PWL-3A微机励磁调节器中已经得到成功运应，也为触摸屏的应用开辟了一个新的领域。
　　随着微机技术和工业技术的飞速发展，我们有理由相信，触摸屏在电力系统乃至各行各业中必将得到越来越广泛的应用与普及。◎

参考资料
《EasyBuilder500使用手册》人机电子有限公司
《现代同步发电机励磁系统设计及应用》中国电力出版社
《数字信号微处理器的原理及其开发应用》天津大学出版社
《可编程序控制器原理及应用》机械工业出版社
《FX2N编程手册》MITSUBISH ELECTRIC CORPORATION
《CQM1H可编程序控制器编程手册》上海欧姆龙自动化系统有限公司