CN101620251B - 基于plc的低压大电流温升在线测试系统 - Google Patents

基于plc的低压大电流温升在线测试系统 Download PDF

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Abstract

一种基于PLC的低压大电流温升在线测试系统，包括主回路电路，测控系统，温度巡检仪和试品；主回路电路，包括多磁路变压器、调压器、互感器、接触器和断路器；测控系统，包括PLC和人机界面组成。多磁路变压器，分为三个磁路，通过组合实现4档输出，为了保证两档之间衔接不间断，变压器相邻档是有重叠部分的部分，再通过调节调压器，可实现回路全电压输出；要达到大跨度电流的精确稳流，互感器也必须是多档分开的；PLC系统配置了模拟量采集模块、数字输出模块和数字输入模块。调压器上的交流可逆电机作为自动稳流执行器，与PLC的模拟量采集模块和数字输入输出模块共同形成闭环控制系统。

Description

基于PLC的低压大电流温升在线测试系统
技术领域
本发明涉及一种基于PLC的低压大电流温升在线测试系统，属于低压电器测试技术领域。
背景技术
电器设备在正常运行时，长期通过工作电流，产生的能量转变为热能，使电器材料温度升高，如超过一定范围就会使电器材料的机械强度、物理性能下降，容易引发事故，因此国家标准中规定了不同电器材料的允许长期工作的最高温度或温升。电器温升试验的目的是测量被试电器各部件的温度或温升，以确定试品是否符合标准要求，其采用的是快速模拟试验方法，即主电路通以额定电流。
而温升试验的特点是：(1)时间较长，中小型的试验过程需七、八个小时，而大型变压器的试验需十几个小时甚至更长时间；(2)耗费大，因此许多厂家为了避过用电高峰而在夜间试验；(3)试验过程单调枯燥，长时间里反复地测量温度值。
在低压电器的温升检测中，电流跨度很大，从几十安培到几千安培不等。传统的检测设备的主回路一般由普通的变压器和调压器实现调压稳流，于是难以提供大跨度的稳流源。所以，往往要用不同容量规格的检测设备，以实现大小额定电流的测量；而且，在传统的手动调节试验电流时，由于三相电流不平衡的原因，快速地调节到稳流值显得很困难。另外，随着试验的进行，试品阻抗会随着温度的改变而改变，导致回路电流改变。所以，经常需要试验人员去调节电流，并记录温度值。
发明内容
本发明的目的在提出一种基于PLC的低压大电流温升在线测试系统，该系统能实现全自动控制和数据采集并打印等多种功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：本发明由硬件和支持它的软件组成；本发明的硬件包括主回路电路，测控系统，温度巡检仪和试品。测控系统主要由PLC系统的ADC模块、DIO模块以及通信模块，结合温度巡检仪共同执行。
所述的主回路，用于产生低压大电流，并由控制回路控制，作用于试品。由多磁路变压器、调压器、互感器、接触器和断路器等组成。采用多磁路变压器结合调压器，能实现电流50-5000A，稳流精度1％的稳流源。多磁路变压器分为三个磁路，通过组合可实现4档输出，分别为2V、4V、6V和8V。为了保证两档之间衔接不间断，变压器相邻档是有重叠部分的。再通过调节调压器，即可实现回路0-8V输出。要达到大跨度电流的精确稳流，互感器也必须是多档分开的，分别为500/1、1000/1、2000/1和5000/1。
所述的测控系统，包括PLC和人机界面组成，测控系统主要由PLC系统的ADC模块、DIO模块以及通信模块，结合温度巡检仪共同执行。
PLC系统配置了模拟量采集模块C1，数字输入输出模块D1。数字输出模块外接直流线包的继电器，进而控制接触器的线圈通断。数字输入模块主要监测接触器的状态、限位开关、门限开关等的开关状态。调压器上的交流可逆电机作为自动稳流执行器，与PLC的模拟量采集模块和数字输入输出模块共同形成闭环控制系统。
所述的软件系统均有基于windows的开发环境，编辑之后烧写至PLC和人机界面。
测量低压电器温度的基本方法有以下几种：热电偶法、电阻法、接触式温度计法、非接触式温度计法。
热电偶法是目前温度测试中使用最广泛的一种方法。热电偶用于测量温度是利用了导体的热电效应。所谓热电效应就是：当导体两端温度不平衡时就会在导体两端产生一定的电势，不同导体产生的电势是不同的。把两种不同导体的一端焊接到一起作为探测端，而将另一端作为采样端，这样在采样端就形成一定的电位差。将电位差这个模拟量进行A/D变换，使其成为代表温度变化的数字信号，将数字信号进行计算、处理并把它们显示、记录下来，就完成了温度的测量、显示和记录的全过程。
这里需要说明的是：在三相温升试验中，往往是中间相(默认为B相)电压较其他两相低，表现出三相电压不平衡。所以，三相同步的升降是无法获得三相相同的电流的。稳流时，三相如果以相同速度上升，B相会首先达到目标电流，而此时A相和C相还要继续升压。进而又抬高了B相的电压，使得B相电流超出目标电流，由于反馈作用，B相调压器要进行降压动作。如此反复，会导致在临近目标电流时，B相调压器出现来回剧烈震荡过程。调压器转速越快，PLC反馈越灵敏，震荡现象越明显。因此，三相相对同步的调压方式，即三相电流保持在5％(可设置)以内。当某相电流超出另外两相的5％，该相调压器暂停升压，等待三相都处于5％时，再进行动作。
本发明的有益效果：本系统应用低压电器的温升试验中，对低压电器温升性能的提高起到重要保障，较传统的温升测试降低了工作量，改善测试精度和安全性，极大地提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的基于PLC的低压大电流温升在线测试系统构成结构图；
图2是本发明的基于PLC的低压大电流温升在线测试系统系统测控组成原理框图；
图3是本发明所述的同步稳流的核心软件流程图；
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图1，这是本发明的基于PLC的低压大电流温升在线测试系统构成结构图。
如图所示，所述的测试系统包括由硬件和支持它的软件组成；所述的硬件包括主回路电路，测控系统，温度巡检仪和试品；
所述的主回路电路，包括多磁路变压器、调压器、互感器、接触器和断路器。
参照图2，这是本发明的基于PLC的低压大电流温升在线测控系统构成结构图。
如图所示，所述测控系统包括PLC和人机界面。
所述的数字输出模块，外接直流线包的继电器，进而控制接触器的线圈通断。
所述的数字输入模块，监测接触器的状态、限位开关、门限开关的开关状态，调压器上的交流可逆电机作为自动稳流执行器，与PLC的模拟量采集模块和数字输入输出模块共同形成闭环控制系统。
所述的自动稳流执行器，采用三相相对同步的调压方式，即三相电流保持在5％(可设定)以内，当某相电流超出另外两相的5％，该相调压器暂停升压，等三相都处于5％时，再进行动作。
参照图3，这是本发明的基于PLC的低压大电流温升在线测控系统稳流过程的软件流程图。
如图所示，所述的稳流过程的软件流程如下：以A相为例，从读A相电流I0开始，到I＞1.01 I0，进行判断，如果是，便降压，再到读下限位，进行判断，如果否，到I＜0.099I0、I＜1.05IB、I＜0.05IC，便升压，读上限位，进行判断，如果是，到断开主回路、升档，再到接通主回路直至结束；如果否，直至结束；I＜0.099I0、I＜1.05IB、I＜0.05IC，进行判断，如果否，直至结束。
虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.基于PLC的低压大电流温升在线测试系统，用于低压电器的温升试验，对低压电器温升性能的提高起到重要保障，其特征在于：所述的在线测试系统由硬件和支持它的软件组成；本发明的硬件包括主回路电路，测控系统，温度巡检仪和试品；
所述的主回路电路，包括多磁路变压器、调压器、互感器、接触器和断路器；所述的主回路电路，用于产生低压大电流，并由控制回路控制，作用于试品；
所述的测控系统，包括PLC系统和人机界面；PLC系统包括ADC模块、DIO模块以及通信模块，结合温度巡检仪共同执行；所述DIO模块包括数字输入模块和数字输出模块；
所述的数字输入模块，监测接触器的状态、限位开关、门限开关的开关状态，调压器上的交流可逆电机作为自动稳流执行器，与PLC共同形成闭环控制系统；
所述的自动稳流执行器，采用三相相对同步的调压方式，即三相电流保持在5％以内，当某相电流超出另外两相的5％，该相调压器暂停升压，等三相都处于5％时，再进行动作。
2.如权利要求1所述的低压大电流温升在线测试系统，其特征在于：所述的多磁路变压器，采用多磁路变压器结合调压器，实现电流50-5000A容量，稳流精度达到1％的稳流源。
3.如权利要求1或2所述的低压大电流温升在线测试系统，其特征在于：所述的多磁路变压器，分为三个磁路，通过组合实现多档输出；
为了保证两档之间衔接不问断，变压器相邻档是有重叠部分的；再通过调节调压器，实现回路全电压输出；要达到大跨度电流的精确稳流，互感器为多档分开的。
4.如权利要求1所述的低压大电流温升在线测试系统，其特征在于：所述的PLC系统，还配置了模拟量采集模块C1。
5.如权利要求1或4所述的低压大电流温升在线测试系统，其特征在于：所述的数字输出模块，外接直流线包的继电器进而控制接触器的线圈通断。
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