專(zhuān)利名稱(chēng)：工頻自動(dòng)測(cè)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于工控機(jī)和PLC的工頻耐壓測(cè)控裝置，應(yīng)用于電力行業(yè)用于交流耐壓、干濕閃絡(luò)放電試驗(yàn)的測(cè)量、控制操作。
背景技術(shù)：
工頻交流耐壓試驗(yàn)就是對(duì)設(shè)備施加一定的電壓，并保持一段時(shí)間，以考察電力設(shè)備耐受各種過(guò)電壓的能力，工頻交流耐壓試驗(yàn)幅值、波形、頻率和在電力設(shè)備絕緣內(nèi)部電壓的分布均符合實(shí)際運(yùn)行情況，因此能有效的發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的絕緣缺陷，是考核電力設(shè)備絕緣耐受各種過(guò)電壓能力最嚴(yán)格，最有效的辦法，是保證設(shè)備安全運(yùn)行的有效手段。 測(cè)控裝置是整套工頻交流耐壓設(shè)備的樞紐，其穩(wěn)定性和精確度直接影響到試驗(yàn)效果，目前市場(chǎng)上的測(cè)控裝置往往穩(wěn)定性能、精確度性能不盡人意，需要進(jìn)一步改善。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述缺陷，目的在于提供一種具有測(cè)量速度快、穩(wěn)定性好、測(cè)量精度高的工頻自動(dòng)測(cè)控裝置。為此本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括工控機(jī)以及連接在工控機(jī)上的數(shù)據(jù)采集卡、PLC控制器；包括并行設(shè)置的三個(gè)模塊1)包括數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)采集卡采集變壓器輸出電壓和電流，數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)采集卡的采集的信號(hào)進(jìn)行處理并通過(guò)工控機(jī)顯示界面顯示；2)工控機(jī)和PLC控制器工控機(jī)上設(shè)置有若干指令按鍵，PLC控制器內(nèi)設(shè)有若干和指令按鍵對(duì)應(yīng)的執(zhí)行部件；3) PLC模擬量采集和模擬量輸出PLC采集調(diào)壓器的輸入、輸出電流和電壓，PLC模擬量輸出控制實(shí)現(xiàn)調(diào)壓器調(diào)壓的直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。所述I)模塊中，數(shù)據(jù)采集卡采集到的信號(hào)和系統(tǒng)設(shè)定的閥值通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊處理以確定是否需要保護(hù)變壓器。所述I)模塊中，數(shù)據(jù)采集卡采集和數(shù)據(jù)處理采用生產(chǎn)者-消費(fèi)者結(jié)構(gòu)。所述3)模塊中，PLC通過(guò)D/A模塊輸出(T5V電壓信后并通過(guò)一智能調(diào)壓模塊輸出電壓控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。所述I)模塊中，通過(guò)電容分壓器采集變壓器電壓信號(hào)輸送至電壓傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)調(diào)理電路、光釬測(cè)量系統(tǒng)至數(shù)據(jù)采集卡處理，最后經(jīng)過(guò)工控機(jī)處理顯示。所述I)模塊中，通過(guò)電流互感器采集變壓器電流信號(hào)輸送至電流傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)調(diào)理電路、光釬測(cè)量系統(tǒng)至數(shù)據(jù)采集卡處理，最后經(jīng)過(guò)工控機(jī)處理顯示。所述3)模塊中，通過(guò)電容分壓器采集調(diào)壓器電壓信號(hào)輸送至電壓傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)調(diào)理電路、D/A模塊處理，最后經(jīng)過(guò)工控機(jī)處理顯示。通過(guò)電流互感器采集調(diào)壓器電流信號(hào)輸送至電流傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)調(diào)理電路、D/A模塊處理，最后經(jīng)過(guò)工控機(jī)處理顯示。[0013]所述エ控機(jī)上連接有光電隔離器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型針對(duì)各數(shù)據(jù)信號(hào)精度要求不一的狀況，采用不同采集形式處理，將測(cè)控裝置的精度要求和成本要求很好的做了結(jié)合，如對(duì)于精度要求較高的變壓器輸出電壓和電流，本實(shí)用新型采用PCI數(shù)據(jù)卡采集，具有精度高、采集速度快等優(yōu)點(diǎn)，且通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊的處理、保護(hù)，具有自保護(hù)功能；對(duì)如要求精度不是很高的調(diào)壓器的電壓電流信號(hào)，本實(shí)用新型采用PLC模擬量采集；同時(shí) 本實(shí)用新型的硬件和軟件帶有自保護(hù)模塊，能保護(hù)測(cè)控裝置保持穩(wěn)定的運(yùn)行。

圖I為本實(shí)用新型的硬件框圖。圖2為本實(shí)用新型的軟件框圖。
具體實(shí)施方式
[0017]硬件本實(shí)用新型基于エ控機(jī)和PLC，主要包括測(cè)量、控制和保護(hù)。測(cè)量包括電流、電壓測(cè)量，具體實(shí)施方法通過(guò)分壓器分壓采集模擬量信號(hào)經(jīng)電流、電壓傳感器、由傳感器至光釬發(fā)送器、由發(fā)送器至接收器、由接收器至至調(diào)理電路，經(jīng)過(guò)調(diào)理電路后接到采集卡、編程處理采集的數(shù)據(jù)，最終在主界面上顯示，具體見(jiàn)框圖I。軟件軟件設(shè)計(jì)部分共分三個(gè)并行結(jié)構(gòu)的循環(huán)模塊，即這三個(gè)循環(huán)為同時(shí)進(jìn)行，而不是通常的串行結(jié)構(gòu)(詳見(jiàn)框圖2)。第一個(gè)循環(huán)為PCI數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理模塊、PCI數(shù)據(jù)采集卡只采兩路數(shù)據(jù)，即變壓器輸出電壓和變壓器輸出電流。該塊采集卡只采集該兩路數(shù)據(jù)，這樣就盡可能地進(jìn)行高速采集。采集速度為每通道100k/S。數(shù)據(jù)處理模塊完成的功能是顯示電壓、電流波形、輸出電壓的頻譜圖以及加壓曲線(xiàn)；判斷輸出電壓、電流是否超過(guò)閥值實(shí)現(xiàn)軟件保護(hù)變壓器；數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理采用“生產(chǎn)者-消費(fèi)者”的結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)卡采集一部分?jǐn)?shù)據(jù)后，即時(shí)送到內(nèi)部寄存器并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。第二個(gè)循環(huán)為上位機(jī)-下位機(jī)指令與信號(hào)反饋模塊該部分主要為上位機(jī)(エ控機(jī))與下位機(jī)(PLC)間的相互指令與反饋；該部分為事件結(jié)構(gòu)，即在面板上單擊某個(gè)按鍵就會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的功能；指令部分為升壓、降壓、合閘、分閘等等；反饋信號(hào)部分為前級(jí)閘合/分后級(jí)閘合/.分上/下限位試區(qū)門(mén)等等。第三個(gè)循環(huán)為PLC模擬量采集及模擬量輸出部分除了變壓器輸出電壓及輸出電流兩個(gè)信號(hào)外，本エ頻自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)還測(cè)量了調(diào)壓器輸入輸出電流電壓，而這6路信號(hào)的測(cè)量只要求有效值，即為一直流信號(hào)，因此采集要求不是很高，因此該6路信號(hào)用PLC來(lái)進(jìn)行采集；而控制升降壓速度的為一直流電機(jī)，控制該電機(jī)轉(zhuǎn)速需要ー個(gè)直流模擬量信號(hào)，因此也用PLC的模擬量輸出模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。保護(hù)功能，具有硬件保護(hù)，硬件保護(hù)是指設(shè)置在エ控機(jī)上的光電隔離器，以防止雷電的沖擊，和軟件保護(hù)功能是指I)模塊中所述的保護(hù)功能。[0029]本實(shí)用新型的工作過(guò)程為如圖I所示，高壓部分，通過(guò)電容分壓器采集電壓信號(hào)輸送至電壓傳感器，傳感器把信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)光釬測(cè)量系統(tǒng)后至調(diào)理電路，然后用采集卡采集經(jīng)過(guò)調(diào)理的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)上位機(jī)編程處理最終在界面顯示；通過(guò)電流互感器采集電流信號(hào)輸送至電流傳感器，傳感器把電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖測(cè)量系統(tǒng)后至調(diào)理電路，利用采集卡采集調(diào)理后的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)上位機(jī)編程處理最終顯示，變壓器原邊及調(diào)壓器原邊則經(jīng)過(guò)PLC的D/A轉(zhuǎn)換模塊采集經(jīng)過(guò)調(diào)理后的電信號(hào)，然后通過(guò)PLC編程最終通訊傳輸給工控機(jī)配合上位機(jī)界面面編程然后顯示。現(xiàn)場(chǎng)控制采用S7-200系列PLC，根據(jù)設(shè)計(jì)好的程序完成信號(hào)采集和處理，然后通過(guò)采集卡、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊EM231和EM235采集和輸出信號(hào)，然后通過(guò)編程處理從而對(duì)整個(gè)工頻交流耐壓系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
權(quán)利要求1、工頻自動(dòng)測(cè)控裝置，其特征在于，包括工控機(jī)以及連接在工控機(jī)上的數(shù)據(jù)采集卡、PLC控制器；包括并行設(shè)置的三個(gè)模塊 包括數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)采集卡采集變壓器輸出電壓和電流，數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)采集卡的采集的信號(hào)進(jìn)行處理并通過(guò)工控機(jī)顯示界面顯示； 工控機(jī)和PLC控制器工控機(jī)上設(shè)置有若干指令按鍵，PLC控制器內(nèi)設(shè)有若干和指令按鍵對(duì)應(yīng)的執(zhí)行部件； PLC模擬量采集和模擬量輸出PLC采集調(diào)壓器的輸入、輸出電流和電壓，PLC模擬量輸出控制實(shí)現(xiàn)調(diào)壓器調(diào)壓的直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
2、根據(jù)權(quán)利要求I所述的工頻自動(dòng)測(cè)控裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)采集卡采集到的信號(hào)和系統(tǒng)設(shè)定的閥值通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊處理以確定是否需要保護(hù)變壓器。
3、根據(jù)權(quán)利要求I所述的工頻自動(dòng)測(cè)控裝置，其特征在于，PLC通過(guò)D/A模塊輸出(T5V電壓信后并通過(guò)一智能調(diào)壓模塊輸出電壓控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。
4、根據(jù)權(quán)利要求I所述的工頻自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，通過(guò)電容分壓器采集變壓器電壓信號(hào)輸送至電壓傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)調(diào)理電路、光釬測(cè)量系統(tǒng)至數(shù)據(jù)采集卡處理，最后經(jīng)過(guò)工控機(jī)處理顯示。
5、根據(jù)權(quán)利要求I所述的工頻自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，通過(guò)電流互感器采集變壓器電流信號(hào)輸送至電流傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)調(diào)理電路、光釬測(cè)量系統(tǒng)至數(shù)據(jù)采集卡處理，最后經(jīng)過(guò)工控機(jī)處理顯示。
6、根據(jù)權(quán)利要求I所述的工頻自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，通過(guò)電容分壓器采集調(diào)壓器電壓信號(hào)輸送至電壓傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)調(diào)理電路、D/A模塊處理，最后經(jīng)過(guò)工控機(jī)處理顯示。
7、根據(jù)權(quán)利要求I所述的工頻自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，通過(guò)電流互感器采集調(diào)壓器電流信號(hào)輸送至電流傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)調(diào)理電路、D/A模塊處理，最后經(jīng)過(guò)工控機(jī)處理顯示。
8、根據(jù)權(quán)利要求I所述的工頻自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述工控機(jī)上連接有光電隔離器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于工控機(jī)和PLC的工頻耐壓測(cè)控裝置。包括工控機(jī)以及連接在工控機(jī)上的數(shù)據(jù)采集卡、PLC控制器；包括并行設(shè)置的三個(gè)模塊1)包括數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)采集卡采集變壓器輸出電壓和電流，數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)采集卡的采集的信號(hào)進(jìn)行處理并通過(guò)工控機(jī)顯示界面顯示；2)工控機(jī)和PLC控制器工控機(jī)上設(shè)置有若干指令按鍵，PLC控制器內(nèi)設(shè)有若干和指令按鍵對(duì)應(yīng)的執(zhí)行部件；3)PLC模擬量采集和模擬量輸出PLC采集調(diào)壓器的輸入、輸出電流和電壓，PLC模擬量輸出控制實(shí)現(xiàn)調(diào)壓器調(diào)壓的直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型提供了一種具有測(cè)量速度快、穩(wěn)定性好、測(cè)量精度高的工頻自動(dòng)測(cè)控裝置。
文檔編號(hào)G01R31/12GK202649382SQ201120358520
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者張炳生, 張斌, 湯春榮 申請(qǐng)人:揚(yáng)州市鑫源電氣有限公司