Entwicklung einer grafischen Parametrier- und Visualisierungsumgebung für Umrichter unter Verwendung von MATLAB

Abstract

Für eine feldorientierte Regelung von Asynchronmaschine, Synchronmaschine und permanenterregte Synchronmaschine ist eine Verwendung von Umrichtern notwendig. Diese müssen an die jeweilige Maschine, die durch sie betrieben werden soll, angepasst bzw.<br />parametriert werden. Im Zuge dieser Diplomarbeit ist eine auf MATLAB basierende, grafische Benutzeroberfläche zur Parametrierung von Umrichtern erstellt worden, die über eine serielle Kabelverbindung oder über ein Netzwerk bzw. über das Internet mit dem Umrichter kommunizieren kann. Durch diese Art der Verbindung ergibt sich die Möglichkeit, die Parametrierung räumlich getrennt und über große Distanzen durchführen zu können.<br />Ist eine Verbindung zwischen Umrichter und Computer aufgebaut, können anhand dieses MATLAB-GUI alle Parameter eingelesen, übersichtlich aufgelistet, manipuliert und mit der Funktion "The Eye" grafisch abgebildet werden. Weiters bietet dieses MATLAB-GUI die Möglichkeit, Parameter in Gruppen zu verwalten und auch als Struktur darzustellen.<br />Der Vorteil in der Verwendung von MATLAB liegt darin, dass die empfangenen Parameterwerte bei Bedarf direkt verarbeitet werden können bzw. das GUI im Funktionsumfang einfach erweitert werden kann. Die vorliegende Dokumentation beschreibt die an die Benutzeroberfläche gestellten Anforderungen und gibt einen Überblick über die verwendete Hardware. Weiters erläutert sie das für die Kommunikation verwendete Protokoll und listet die einzelnen Telegramme auf.<br />Der wesentlichste Punkt in dieser Arbeit stellt die ausführliche Beschreibung des MATLAB-GUI dar. Die Beschreibung umfasst u.a. die allgemeinen Voraussetzungen für den Einsatz des MATAB-GUI, wie ein Projekt zur Parametrierung gestartet werden kann und welche Funktionen das GUI bietet. In weiterer Folge wird erläutert, wie ein Parameterwert mit Hilfe von "The Eye" grafisch dargestellt, wie das MATLAB-GUI in seinen Funktionen mit Hilfe der Software-Parameter angepasst und wie die Software vor Manipulation geschützt werden kann.<br />Das letzte Kapitel dieser Dokumentation bildet eine Übersicht, aufgeteilt in die wesentlichsten Aufgabenbereiche des MATLAB-GUI, über die wichtigsten Funktionen der Software. Anhand dieser Übersicht soll eine Wartung und Erweiterung der Software erleichtert werden.<br />

For a field oriented control (FOC) off asynchronous, synchronous and permanent-magnetic synchronous motors it is necessary to use inverters. These inverters have to be adjusted accordingly by there parameters to run the specific machine.<br />Theme of this diploma project was to create a MATLAB based graphical user interface for adjusting the parameters of an inverter, which is able to communicate with the inverter via a serial, a network or an internet connection. The big advantage of using an internet connection in this context is the possibility to adjust the parameters over a big distance.<br />The MATLAB-GUI is able to read, to list clear and to manipulate the parameters. Further it is possible to show the received data on a chart, called "The Eye". The GUI is also able to show structure elements of parameters and, if necessary, can administrate parameters in groups.<br />The big advantages of using MATLAB are the possibility of mathematical treatment of the received data and the option to increase the functionality of the MATLAB-GUI in a simple way.<br />This document describes the requirements to the Project and shows a short overview of the Hardware. Further it describes the communication protocol and every individual telegram.<br />The detailed explanation of the MATLAB-GUI is the most essential part of this document. This part explains the requirements of the GUI, the start of a project and all functions in the GUI. Additionally there is a detailed explanation of "The Eye", which is used for a graphical presentation of the received data. Further it give details about changing the software parameter and how the software can be protected against manipulation.<br />The last chapter in this document shows an overview of the most important software functions, which are ordered by the most significant assignments. This overview should help to service or to upgrade the software.<br />