專(zhuān)利名稱(chēng)：基于plc的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于PLC的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，屬于低壓電器測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
電器設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，長(zhǎng)期通過(guò)工作電流，產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使電器材料溫度升高，如超過(guò)一定范圍就會(huì)使電器材料的機(jī)械強(qiáng)度、物理性能下降，容易引發(fā)事故，因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了不同電器材料的允許長(zhǎng)期工作的最高溫度或溫升。電器溫升試驗(yàn)的目的是測(cè)量被試電器各部件的溫度或溫升，以確定試品是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，其采用的是快速模擬試驗(yàn)方法，即主電路通以額定電流。
而溫升試驗(yàn)的特點(diǎn)是(1)時(shí)間較長(zhǎng)，中小型的試驗(yàn)過(guò)程需七、八個(gè)小時(shí)，而大型變壓器的試驗(yàn)需十幾個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間；(2)耗費(fèi)大，因此許多廠(chǎng)家為了避過(guò)用電高峰而在夜間試驗(yàn)；(3)試驗(yàn)過(guò)程單調(diào)枯燥，長(zhǎng)時(shí)間里反復(fù)地測(cè)量溫度值。
在低壓電器的溫升檢測(cè)中，電流跨度很大，從幾十安培到幾千安培不等。傳統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備的主回路一般由普通的變壓器和調(diào)壓器實(shí)現(xiàn)調(diào)壓穩(wěn)流，于是難以提供大跨度的穩(wěn)流源。所以，往往要用不同容量規(guī)格的檢測(cè)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)大小額定電流的測(cè)量；而且，在傳統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)試驗(yàn)電流時(shí)，由于三相電流不平衡的原因，快速地調(diào)節(jié)到穩(wěn)流值顯得很困難。另外，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，試品阻抗會(huì)隨著溫度的改變而改變，導(dǎo)致回路電流改變。所以，經(jīng)常需要試驗(yàn)人員去調(diào)節(jié)電流，并記錄溫度值。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在提出一種基于PLC的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)采集并打印等多種功能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明由硬件和支持它的軟件組成；本發(fā)明的硬件包括主回路電路，測(cè)控系統(tǒng)，溫度巡檢儀和試品。測(cè)控系統(tǒng)主要由PLC系統(tǒng)的ADC模塊、DIO模塊以及通信模塊，結(jié)合溫度巡檢儀共同執(zhí)行。
所述的主回路，用于產(chǎn)生低壓大電流，并由控制回路控制，作用于試品。由多磁路變壓器、調(diào)壓器、互感器、接觸器和斷路器等組成。采用多磁路變壓器結(jié)合調(diào)壓器，能實(shí)現(xiàn)電流50-5000A，穩(wěn)流精度1％的穩(wěn)流源。多磁路變壓器分為三個(gè)磁路，通過(guò)組合可實(shí)現(xiàn)4檔輸出，分別為2V、4V、6V和8V。為了保證兩檔之間銜接不間斷，變壓器相鄰檔是有重疊部分的。再通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓器，即可實(shí)現(xiàn)回路0-8V輸出。要達(dá)到大跨度電流的精確穩(wěn)流，互感器也必須是多檔分開(kāi)的，分別為500/1、1000/1、2000/1和5000/1。
所述的測(cè)控系統(tǒng)，包括PLC和人機(jī)界面組成，測(cè)控系統(tǒng)主要由PLC系統(tǒng)的ADC模塊、DIO模塊以及通信模塊，結(jié)合溫度巡檢儀共同執(zhí)行。
PLC系統(tǒng)配置了模擬量采集模塊C1，數(shù)字輸入輸出模塊D1。數(shù)字輸出模塊外接直流線(xiàn)包的繼電器，進(jìn)而控制接觸器的線(xiàn)圈通斷。數(shù)字輸入模塊主要監(jiān)測(cè)接觸器的狀態(tài)、限位開(kāi)關(guān)、門(mén)限開(kāi)關(guān)等的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。調(diào)壓器上的交流可逆電機(jī)作為自動(dòng)穩(wěn)流執(zhí)行器，與PLC的模擬量采集模塊和數(shù)字輸入輸出模塊共同形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
所述的軟件系統(tǒng)均有基于windows的開(kāi)發(fā)環(huán)境，編輯之后燒寫(xiě)至PLC和人機(jī)界面。
測(cè)量低壓電器溫度的基本方法有以下幾種熱電偶法、電阻法、接觸式溫度計(jì)法、非接觸式溫度計(jì)法。
熱電偶法是目前溫度測(cè)試中使用最廣泛的一種方法。熱電偶用于測(cè)量溫度是利用了導(dǎo)體的熱電效應(yīng)。所謂熱電效應(yīng)就是當(dāng)導(dǎo)體兩端溫度不平衡時(shí)就會(huì)在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生一定的電勢(shì)，不同導(dǎo)體產(chǎn)生的電勢(shì)是不同的。把兩種不同導(dǎo)體的一端焊接到一起作為探測(cè)端，而將另一端作為采樣端，這樣在采樣端就形成一定的電位差。將電位差這個(gè)模擬量進(jìn)行A/D變換，使其成為代表溫度變化的數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、處理并把它們顯示、記錄下來(lái)，就完成了溫度的測(cè)量、顯示和記錄的全過(guò)程。
這里需要說(shuō)明的是在三相溫升試驗(yàn)中，往往是中間相(默認(rèn)為B相)電壓較其他兩相低，表現(xiàn)出三相電壓不平衡。所以，三相同步的升降是無(wú)法獲得三相相同的電流的。穩(wěn)流時(shí)，三相如果以相同速度上升，B相會(huì)首先達(dá)到目標(biāo)電流，而此時(shí)A相和C相還要繼續(xù)升壓。進(jìn)而又抬高了B相的電壓，使得B相電流超出目標(biāo)電流，由于反饋?zhàn)饔茫珺相調(diào)壓器要進(jìn)行降壓動(dòng)作。如此反復(fù)，會(huì)導(dǎo)致在臨近目標(biāo)電流時(shí)，B相調(diào)壓器出現(xiàn)來(lái)回劇烈震蕩過(guò)程。調(diào)壓器轉(zhuǎn)速越快，PLC反饋越靈敏，震蕩現(xiàn)象越明顯。因此，三相相對(duì)同步的調(diào)壓方式，即三相電流保持在5％(可設(shè)置)以?xún)?nèi)。當(dāng)某相電流超出另外兩相的5％，該相調(diào)壓器暫停升壓，等待三相都處于5％時(shí)，再進(jìn)行動(dòng)作。
本發(fā)明的有益效果本系統(tǒng)應(yīng)用低壓電器的溫升試驗(yàn)中，對(duì)低壓電器溫升性能的提高起到重要保障，較傳統(tǒng)的溫升測(cè)試降低了工作量，改善測(cè)試精度和安全性，極大地提高了工作效率。



圖1是本發(fā)明的基于PLC的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明的基于PLC的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)系統(tǒng)測(cè)控組成原理框圖； 圖3是本發(fā)明所述的同步穩(wěn)流的核心軟件流程圖； 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施例方式 參照?qǐng)D1，這是本發(fā)明的基于PLC的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，所述的測(cè)試系統(tǒng)包括由硬件和支持它的軟件組成；所述的硬件包括主回路電路，測(cè)控系統(tǒng)，溫度巡檢儀和試品； 所述的主回路電路，包括多磁路變壓器、調(diào)壓器、互感器、接觸器和斷路器。
參照?qǐng)D2，這是本發(fā)明的基于PLC的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，所述測(cè)控系統(tǒng)包括PLC和人機(jī)界面。
所述的數(shù)字輸出模塊，外接直流線(xiàn)包的繼電器，進(jìn)而控制接觸器的線(xiàn)圈通斷。
所述的數(shù)字輸入模塊，監(jiān)測(cè)接觸器的狀態(tài)、限位開(kāi)關(guān)、門(mén)限開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，調(diào)壓器上的交流可逆電機(jī)作為自動(dòng)穩(wěn)流執(zhí)行器，與PLC的模擬量采集模塊和數(shù)字輸入輸出模塊共同形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
所述的自動(dòng)穩(wěn)流執(zhí)行器，采用三相相對(duì)同步的調(diào)壓方式，即三相電流保持在5％(可設(shè)定)以?xún)?nèi)，當(dāng)某相電流超出另外兩相的5％，該相調(diào)壓器暫停升壓，等三相都處于5％時(shí)，再進(jìn)行動(dòng)作。
參照?qǐng)D3，這是本發(fā)明的基于PLC的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)穩(wěn)流過(guò)程的軟件流程圖。
如圖所示，所述的穩(wěn)流過(guò)程的軟件流程如下以A相為例，從讀A相電流I0開(kāi)始，到I＞1.01 I0，進(jìn)行判斷，如果是，便降壓，再到讀下限位，進(jìn)行判斷，如果否，到I＜0.099I0、I＜1.05IB、I＜0.05IC，便升壓，讀上限位，進(jìn)行判斷，如果是，到斷開(kāi)主回路、升檔，再到接通主回路直至結(jié)束；如果否，直至結(jié)束；I＜0.099I0、I＜1.05IB、I＜0.05IC，進(jìn)行判斷，如果否，直至結(jié)束。
雖然本發(fā)明已參照上述的實(shí)施例來(lái)描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，應(yīng)理解其中可作各種變化和修改而在廣義上沒(méi)有脫離本發(fā)明，所以并非作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述的實(shí)施例的變化、變形都將落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、基于PLC的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，用于低壓電器的溫升試驗(yàn)，對(duì)低壓電器溫升性能的提高起到重要保障，其特征在于所述的在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)由硬件和支持它的軟件組成；本發(fā)明的硬件包括主回路電路，測(cè)控系統(tǒng)，溫度巡檢儀和試品；
所述的主回路電路，包括多磁路變壓器、調(diào)壓器、互感器、接觸器和斷路器；所述的主回路電路，用于產(chǎn)生低壓大電流，并由控制回路控制，作用于試品；
所述的測(cè)控系統(tǒng)，包括PLC系統(tǒng)和人機(jī)界面；PLC系統(tǒng)的ADC模塊、DIO模塊以及通信模塊，結(jié)合溫度巡檢儀共同執(zhí)行。
2、如權(quán)利要求1所述的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的多磁路變壓器，采用多磁路變壓器結(jié)合調(diào)壓器，實(shí)現(xiàn)電流50-5000A容量，穩(wěn)流精度達(dá)到1％的穩(wěn)流源。
3、如權(quán)利要求1或2所述的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的多磁路變壓器，分為三個(gè)磁路，通過(guò)組合實(shí)現(xiàn)多檔輸出；為了保證兩檔之間銜接不間斷，變壓器相鄰檔是有重疊部分的；再通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓器，實(shí)現(xiàn)回路全電壓輸出；要達(dá)到大跨度電流的精確穩(wěn)流，互感器為多檔分開(kāi)的。
4、如權(quán)利要求1所述的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC系統(tǒng)，還配置了模擬量采集模塊C1，數(shù)字輸入輸出模塊D1。
5、如權(quán)利要求1或4所述的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)字輸出模塊，外接直流線(xiàn)包的繼電器，進(jìn)而控制接觸器的線(xiàn)圈通斷。
6、如權(quán)利要求1或4所述的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)字輸入模塊，監(jiān)測(cè)接觸器的狀態(tài)、限位開(kāi)關(guān)、門(mén)限開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，調(diào)壓器上的交流可逆電機(jī)作為自動(dòng)穩(wěn)流執(zhí)行器，與PLC共同形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
7、如權(quán)利要求1或6所述的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的自動(dòng)穩(wěn)流執(zhí)行器，采用三相相對(duì)同步的調(diào)壓方式，即三相電流保持在5％以?xún)?nèi)，當(dāng)某相電流超出另外兩相的5％，該相調(diào)壓器暫停升壓，等三相都處于5％時(shí)，再進(jìn)行動(dòng)作。
8、如權(quán)利要求1或7所述的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的穩(wěn)流過(guò)程的軟件流程如下以A相為例，從讀A相電流I0開(kāi)始，到I＞1.01I0，進(jìn)行判斷，如果是，便降壓，再到讀下限位，進(jìn)行判斷，如果否，到I＜0.099I0、I＜1.05IB、I＜0.05IC，便升壓，讀上限位，進(jìn)行判斷，如果是，到斷開(kāi)主回路、升檔，再到接通主回路直至結(jié)束；如果否，直至結(jié)束；I＜0.099I0、I＜1.05IB、I＜0.05IC，進(jìn)行判斷，如果否，直至結(jié)束。
全文摘要
一種基于PLC的低壓大電流溫升在線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，包括主回路電路，測(cè)控系統(tǒng)，溫度巡檢儀和試品；主回路電路，包括多磁路變壓器、調(diào)壓器、互感器、接觸器和斷路器；測(cè)控系統(tǒng)，包括PLC和人機(jī)界面組成。多磁路變壓器，分為三個(gè)磁路，通過(guò)組合實(shí)現(xiàn)4檔輸出，為了保證兩檔之間銜接不間斷，變壓器相鄰檔是有重疊部分的部分，再通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓器，可實(shí)現(xiàn)回路全電壓輸出；要達(dá)到大跨度電流的精確穩(wěn)流，互感器也必須是多檔分開(kāi)的；PLC系統(tǒng)配置了模擬量采集模塊、數(shù)字輸出模塊和數(shù)字輸入模塊。調(diào)壓器上的交流可逆電機(jī)作為自動(dòng)穩(wěn)流執(zhí)行器，與PLC的模擬量采集模塊和數(shù)字輸入輸出模塊共同形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01R31/00GK101620251SQ20091005620
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者胡長(zhǎng)鵬, 王愛(ài)國(guó), 平 安, 雙 李, 文 杜 申請(qǐng)人:上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司