CN105929278B - 一种变流模块高压测试系统及方法 - Google Patents

一种变流模块高压测试系统及方法 Download PDF

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    • G05B19/05Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts

Abstract

本发明公开了一种变流模块高压测试系统及方法,变流模块高压测试系统包括:控制系统和高压测试系统。控制系统包括:工控机、控制板、PLC和数据采集卡。工控机为测试程序的执行载体,变流模块内部的数据通过控制板传送至工控机的测试程序,测试程序的命令通过控制板传送至被试变流模块。数据采集卡采集变流模块的输出电压、电流数据并将其反馈至工控机。高压测试系统包括:电源系统和负载系统。电源系统、负载系统分别为变流模块提供测试需要的外部激励和负载。工控机通过PLC完成对电源系统、负载系统的控制和数据采集。本发明能够解决现有变流模块高压测试采用手动操作方式,操作繁琐、易出错,且效率低下的技术问题。

Description

一种变流模块高压测试系统及方法
技术领域
本发明涉及电气测试技术领域,尤其是涉及一种应用于大功率变流模块的高压自动测试系统及方法。
背景技术
变流器在整个工业行业的应用日益广泛,其性能与质量对整个系统有着深远的影响,而功率模块作为变流器的核心部件,如何实现高效、完整的测试至关重要。目前,在行业中对变流模块进行测试大多数采用手动方式,即从外部为变流模块提供对应的电压,同时变流模块带阻感负载运行,以检验变流模块是否能正常运行。但是,此测试系统的给电、升压、降压、断电以及数据采集和记录都需要人工完成,繁琐且易出错。
如图1所示,即为现有的变流模块高压测试系统的结构框图,现有变流模块包括:控制系统1、变流模块2和高压测试系统3,高压测试系统3包括电压激励和阻感负载。现有变流模块高压测试的原理大致为:在变流模块2的输入端手动为其施加对应等级的电压激励,在变流模块2的输出侧加入相应的阻感负载,然后使用配套的控制系统1启动变流模块2,待变流模块2启动后,手动增大电压激励,使变流模块2的达到指定的功率等级,再利用万用表、示波器等仪器检测其性能参数是否满足设计要求。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种变流模块高压测试系统及方法,能够解决现有变流模块高压测试采用手动操作方式,操作繁琐、易出错,且效率低下的技术问题。
为了实现上述发明目的,本发明具体提供了一种变流模块高压测试系统的技术实现方案,一种变流模块高压测试系统,用于对变流模块进行高压测试,系统包括:控制系统和高压测试系统;
所述控制系统包括:工控机、控制板和PLC;
所述工控机为测试程序的执行载体,所述工控机通过所述控制板与所述变流模块相连,所述变流模块内部的数据通过所述控制板传送至所述工控机的测试程序,所述测试程序的命令通过所述控制板传送至所述变流模块;
所述工控机通过数据采集卡采集所述变流模块的输出电压、电流数据;
所述高压测试系统包括:电源系统和负载系统;
所述电源系统为所述变流模块提供测试需要的外部激励,所述负载系统为所述变流模块提供测试需要的负载;
所述PLC分别与所述工控机、电源系统、负载系统相连,所述工控机通过所述PLC完成对所述电源系统、负载系统的控制和数据采集。
优选的,所述工控机的测试程序包括LabView程序模块和TestStand程序模块。
所述LabView程序模块通过所述控制板实现对所述变流模块的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对所述变流模块的控制和数据采集。所述LabView程序模块同时通过所述PLC实现所述高压测试系统的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对所述高压测试系统的控制和数据采集。
所述TestStand程序模块中编制有若干个虚拟仪器模块,通过配置和管理所述虚拟仪器模块,实现所述虚拟仪器模块按照设定的顺序执行测试程序,并实现测试数据的自动判断与记录。
优选的,所述电源系统进一步包括依次相连的主断路器、调压器和供电接触器,所述供电接触器与所述变流模块相连。所述变流模块的内部设置有放电接触器,所述变流模块与所述负载系统之间还连接有负载接触器。
优选的,通过在所述工控机的测试程序中设定对应的参数值,当所述测试程序运行时,由所述PLC响应所述测试程序发出的指令,并由所述PLC将指令传达至对应的主断路器或调压器或供电接触器或负载接触器或放电接触器,以完成指令的执行。
优选的,所述工控机自动设定所述变流模块的参数值后,再对所述变流模块进行功能性和设置检测,在确认无问题后则由所述工控机自动发送指令至所述控制板,再由所述控制板发送指令至所述变流模块,所述变流模块接收到指令后完成启动运行,所述控制板接收到所述变流模块的启动反馈值后将该启动反馈值发送至所述工控机。
优选的,所述变流模块高压测试系统还包括示波器、采样电阻和传感器,所述传感器对所述高压测试系统的电压或电流值进行采样,再由所述采样电阻取样后通过所述PLC被所述数据采集卡采集;或所述高压测试系统的电压或电流值通过所述示波器的差分探头直接取样并传送至所述工控机,所述工控机通过对比取样的实测参数和设置参数来判断所述变流模块是否为合格,并输出相应的测试报告。
优选的,在所述调压器升压过程中,所述数据采集卡通过所述PLC对所述变流模块的输入电压进行不间断采样,每采样一次所述工控机均将输入电压的采样值与所述测试程序中的设定值进行比较,如果输入电压的采样值大于设定值,则所述工控机通过所述PLC控制所述调压器停止升压过程。
优选的,在所述变流模块启动运行后即有电流输出,此时所述工控机通过所述数据采集卡对所述变流模块的输出电流进行不间断采样,每采样一次所述工控机均将所述输出电流的采样值与所述测试程序中的设定值进行比较,如果所述输出电流的采样值大于设定值,则所述工控机通过所述PLC控制所述调压器停止升压过程,使所述输出电流维持在设定的范围内,在维持过程中所述工控机对所述输出电流实时监测并进行闭环调节。
优选的,当所述调压器在升压过程中出现故障导致所述变流模块的输入电压无法稳定在设定值而出现过压现象,或者当所述变流模块启动运行后内部出现故障而发生输出电流过流现象时,所述工控机发出自动停止升压控制信号,同时中断后续的测试程序,并开始执行自动降压、跳主断路器,以及放电接触器自动放电指令。
优选的,当所述变流模块发生故障而输入电压无法在短时间内降压,或出现测试程序跑死或所述工控机死机时,则操作人员按紧急停止按钮。当紧急停止按钮按下后,所述主断路器断电,所述放电接触器闭合,从而保证所述变流模块和操作人员的安全。
本发明还另外具体提供了一种基于上述系统的变流模块高压测试方法的技术实现方案,一种变流模块高压测试方法,包括以下步骤:
A)测试开始,PLC进行自检;
B)所述PLC控制主断路器闭合;
C)所述PLC控制供电接触器闭合,所述调压器升压直至变流模块的输入电压满足要求,并保持所述调压器输出稳定的电压;
D)工控机自动设定所述变流模块的参数值后,对所述变流模块进行功能性和设置检测,如果检测通过则执行步骤E),如果检测不通过则执行步骤G);
E)启动所述变流模块,并对所述变流模块的测试波形和结果进行判定;
F)停止所述变流模块;
G)由所述PLC控制所述调压器降压,直至达到所述调压器输出电压的下限;
H)所述PLC控制所述主断路器断电;
I)所述PLC控制放电接触器闭合;
J)所述工控机生成测试报告,测试过程结束。
优选的,所述工控机的LabView程序模块通过所述控制板实现对所述变流模块的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对所述变流模块的控制和数据采集。所述LabView程序模块同时通过所述PLC实现所述高压测试系统的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对所述高压测试系统的控制和数据采集;
所述工控机的TestStand程序模块中编制有若干个虚拟仪器模块,通过配置和管理所述虚拟仪器模块,实现所述虚拟仪器模块按照设定的顺序执行测试程序,并实现测试数据的自动判断与记录。
优选的,所述步骤D)进一步包括以下过程:
所述工控机自动设定所述变流模块的参数值后,再对所述变流模块进行功能性和设置检测,在确认无问题后则由所述工控机自动发送指令至所述控制板,再由所述控制板发送指令至所述变流模块,所述变流模块接收到指令后完成启动运行,所述控制板接收到所述变流模块的启动反馈值后将该启动反馈值发送至所述工控机。
优选的,传感器对所述高压测试系统的电压或电流值进行采样,再由采样电阻取样后通过所述PLC被所述数据采集卡采集;或所述高压测试系统的电压或电流值通过示波器的差分探头直接取样并传送至所述工控机,所述工控机通过对比取样的实测参数和设置参数来判断所述变流模块是否为合格,并输出相应的测试报告。
优选的,所述步骤C)进一步包括以下过程:
在所述调压器升压过程中,所述数据采集卡通过所述PLC对所述变流模块的输入电压进行不间断采样,每采样一次所述工控机均将输入电压的采样值与所述测试程序中的设定值进行比较,如果输入电压的采样值大于设定值,则所述工控机通过所述PLC控制所述调压器停止升压过程。
优选的,所述步骤E)进一步包括以下过程:
在所述变流模块启动运行后即有电流输出,此时所述工控机通过所述数据采集卡对所述变流模块的输出电流进行不间断采样,每采样一次所述工控机均将所述输出电流的采样值与所述测试程序中的设定值进行比较,如果所述输出电流的采样值大于设定值,则所述工控机通过所述PLC控制所述调压器停止升压过程,使所述输出电流维持在设定的范围内,在维持过程中所述工控机对所述输出电流实时监测并进行闭环调节。
优选的,所述步骤C)进一步包括以下过程:
当所述调压器在升压过程中出现故障导致所述变流模块的输入电压无法稳定在设定值而出现过压现象,或者当所述变流模块启动运行后内部出现故障而发生输出电流过流现象时,所述工控机发出自动停止升压控制信号,同时中断后续的测试程序,并开始执行自动降压、跳主断路器,以及放电接触器自动放电指令。
优选的,当所述变流模块发生故障而输入电压无法在短时间内降压,或出现测试程序跑死或所述工控机死机时,则操作人员按紧急停止按钮。当紧急停止按钮按下后,所述主断路器断电,所述放电接触器闭合,从而保证所述变流模块和操作人员的安全。
通过实施上述本发明提供的变流模块高压测试系统及方法的技术方案,具有如下有益效果:
(1)本发明提供的变流模块高压测试系统结构简单,能够很好地解决现有变流模块手动测试方式存在的操作繁琐、易出错,且效率低下的技术问题;
(2)本发明在PLC和Modbus通讯协议的基础上,运用LabView和TestStand编程软件开发了一套完整的自动测试系统,包括给电、升压、启动、测量波形和数据、降压、断电、采集测量、记录和数据判断在内的操作都能自动进行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的实施例。
图1是现有的结构示意图变流模块高压测试系统的结构原理框图;
图2是本发明变流模块高压测试系统一种具体实施方式的结构原理框图;
图3是本发明变流模块高压测试系统一种具体实施方式的电气连接结构示意图;
图4是本发明变流模块高压测试系统一种具体实施方式实现自动给、断电及调压功能的示意框图;
图5是本发明变流模块高压测试系统一种具体实施方式实现自动启动功能的示意框图;
图6是本发明变流模块高压测试系统一种具体实施方式实现测试数据自动读取、判断功能的示意框图;
图7是本发明变流模块高压测试系统一种具体实施方式实现过压/过流保护功能的示意框图;
图8是本发明变流模块高压测试方法一种具体实施方式的程序流程图;
图中:1-控制系统,2-变流模块,3-高压测试系统,4-负载接触器,5-示波器,6-差分探头,7-采样电阻,8-传感器,10-工控机,11-控制板,12-PLC,21-放电接触器,31-电源系统,32-负载系统,310-调压器,311-主断路器,312-供电接触器。
具体实施方式
为了引用和清楚起见,将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下:
PLC:Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器的简称;
Modbus:一种应用于工业现场的总线协议;
LabView:一种程序开发环境;
TestStand:一款可立即执行的测试管理软件。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如附图2至附图8所示,给出了本发明变流模块高压测试系统及方法的具体实施例,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如附图2和附图3所示,一种变流模块高压测试系统的具体实施例,用于对变流模块2进行高压测试,包括:控制系统1和高压测试系统3。控制系统1包括:工控机10、控制板11和PLC 12。工控机10为测试程序的执行载体,工控机10通过控制板11与变流模块2相连,变流模块2内部的数据通过控制板11传送至工控机10的测试程序,测试程序的命令通过控制板11传送至被试的变流模块2。控制板11通过RS232或RS485总线与工控机10相连,其作为变流模块2和工控机10之间的桥梁,可将变流模块2内部的数据通过Modbus协议传至测试程序(软件),也可将测试程序下发的命令传送至变流模块2。工控机10通过数据采集卡(图中未示出)采集变流模块2的输出电压、电流数据,数据采集卡通常插接在工控机10的内部。高压测试系统3包括:电源系统31和负载系统32。电源系统31为变流模块2提供测试需要的外部激励,负载系统32为变流模块2提供测试需要的负载,负载系统32通常为电阻负载或电感负载或阻感负载。PLC 12分别与工控机10、电源系统31、负载系统32相连,工控机10通过PLC12完成对电源系统31、负载系统32的控制和数据采集。PLC 12为控制板11和高压测试系统3之间的桥梁,控制板11可通过PLC 12完成对高压测试系统3的自动控制和数据采集。电源系统31进一步包括依次相连的主断路器311、调压器310和供电接触器312,电源从主断路器311接入,供电接触器312与变流模块2相连,变流模块2与负载系统32之间还连接有负载接触器4。变流模块2内部设置有放电接触器21(图3中未示出),放电接触器21用于当变流模块2发生故障而输入电压无法在短时间内降压,或出现测试程序跑死或工控机10死机等情况时接通放电电阻,使变流模块2通过放电电阻进行放电。
工控机10的测试程序进一步包括LabView程序模块和TestStand程序模块。LabView程序模块主要用于各测试过程子程序的具体实现。TestStand程序模块主要用于集成Labview子程序以形成测试序列,同时具备权限管理、报告生成等功能。LabView程序模块通过控制板11实现对变流模块2的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对变流模块2的控制和数据采集。LabView程序模块同时通过PLC 12实现高压测试系统3的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对高压测试系统3的控制和数据采集。TestStand程序模块中编制有若干个虚拟仪器(VI,Virtual Instrument)模块,通过配置和管理虚拟仪器模块,实现虚拟仪器模块按照设定的顺序执行测试程序,并实现测试数据的自动判断与记录。
如附图4所示,通过在工控机10的测试程序中设定对应的参数值,当测试程序运行时,由PLC 12响应测试程序发出的指令,并由PLC 12将指令传达至对应的主断路器311或调压器310或供电接触器312或负载接触器或放电接触器21,以完成指令的执行。
如附图5所示,工控机10自动设定变流模块2的参数值后,再对变流模块2进行功能性和设置检测,在确认无问题后则由工控机10自动发送指令至控制板11,再由控制板11发送指令至变流模块2,变流模块2接收到指令后完成启动运行,控制板11接收到变流模块2的启动反馈值后将该启动反馈值发送至工控机10。
如附图6所示,变流模块高压测试系统还包括示波器5、采样电阻7和传感器8,由于PLC 12通道的限制,本发明变流模块高压测试系统的电压/电流值采样有两种方式。一种方式为通过传感器8对高压测试系统3的电压或电流值进行采样,再由采样电阻7取样后通过PLC 12被数据采集卡采集。另一种方式为通过示波器5的差分探头6直接对高压测试系统3的电压或电流值取样并传送至工控机10,工控机10通过对比取样的实测参数和设置参数来判断变流模块2是否为合格,并输出相应的测试报告。
由于升压过程是自动完成的,为保证电压在正常值水平,而且要保护测试系统元器件及被测变流模块2和人员的安全,因此需要进行过压预防,具体实现过程为:在调压器310升压过程中,数据采集卡通过PLC 12对变流模块2的输入电压进行不间断采样,每采样一次工控机10均将输入电压的采样值与测试程序中的设定值进行比较,如果输入电压的采样值大于设定值,则工控机10通过PLC 12控制调压器310在第一时间停止升压过程。
在变流模块2启动运行后即有电流输出,此时工控机10通过数据采集卡对变流模块2的输出电流进行不间断采样,每采样一次工控机10均将输出电流的采样值与测试程序中的设定值进行比较,如果输出电流的采样值大于设定值,则工控机10通过PLC 12控制调压器310停止升压过程,使输出电流维持在设定的范围内,在维持过程中工控机10对输出电流实时监测并进行闭环调节。
如附图7所示,当调压器310在升压过程中出现故障导致变流模块2的输入电压无法稳定在设定值而出现过压现象,或者当变流模块2启动运行后内部出现故障而发生输出电流过流现象时,工控机10发出自动停止升压控制信号,同时中断后续的测试程序,并开始执行自动降压、跳主断路器311,以及放电接触器21自动放电指令。
当变流模块2发生故障而输入电压无法在短时间内降压,或出现测试程序跑死或工控机10死机等情况时,则操作人员需在第一时间按紧急停止按钮。当紧急停止按钮按下后,主断路器311断电,放电接触器21闭合,从而保证变流模块2和操作人员的安全。
本发明上述具体实施例描述的变流模块高压测试系统在PLC和Modbus通讯协议的基础上,运用LabView和TestStand编程软件开发,能够实现功能完善的变流模块高压自动测试,能够实现包括自动给电、自动升压、自动启动、自动测量波形和数据、自动降压、自动断电、自动采集测量、自动记录和判断数据在内的操作,在使变流模块2的测试实现一键式操作,全自动化测试的同时还可以保证测试过程不出错,且在很大程度上提高了测试效率。
如附图8所示,一种基于上述系统的变流模块高压测试方法的具体实施例,包括以下步骤:
A)测试开始,PLC 12进行自检;
B)PLC 12控制主断路器311闭合;
C)PLC 12控制供电接触器312闭合,调压器310升压直至变流模块2的输入电压满足要求,并保持调压器310输出稳定的电压;
D)工控机10自动设定变流模块2的参数值后,对变流模块2进行功能性和设置检测,如果检测通过则执行步骤E),如果检测不通过则执行步骤G);
E)启动变流模块2,并对变流模块2的测试波形和结果进行判定;
F)停止变流模块2;
G)由PLC 12控制调压器310降压,直至达到调压器310输出电压的下限;
H)PLC 12控制主断路器311断电;
I)PLC 12控制放电接触器21闭合;
J)工控机10生成测试报告,测试过程结束。
工控机10的LabView程序模块通过控制板11实现对变流模块2的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对变流模块2的控制和数据采集。LabView程序模块同时通过PLC 12实现高压测试系统3的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对高压测试系统3的控制和数据采集。工控机10的TestStand程序模块中编制有若干个虚拟仪器模块,通过配置和管理虚拟仪器模块,实现虚拟仪器模块按照设定的顺序执行测试程序,并实现测试数据的自动判断与记录。
步骤D)进一步包括以下过程:
工控机10自动设定变流模块2的参数值后,再对变流模块2进行功能性和设置检测,在确认无问题后则由工控机10自动发送指令至控制板11,再由控制板11发送指令至变流模块2,变流模块2接收到指令后完成启动运行,控制板11接收到变流模块2的启动反馈值后将该启动反馈值发送至工控机10。
传感器8对高压测试系统3的电压或电流值进行采样,再由采样电阻7取样后通过PLC 12被数据采集卡采集;或高压测试系统3的电压或电流值通过示波器5的差分探头6直接取样并传送至工控机10,工控机10通过对比取样的实测参数和设置参数来判断变流模块2是否为合格,并输出相应的测试报告。
步骤C)进一步包括过压预防过程,该过程包括以下步骤:
在调压器310升压过程中,数据采集卡通过PLC 12对变流模块2的输入电压进行不间断采样,每采样一次工控机10均将输入电压的采样值与测试程序中的设定值进行比较,如果输入电压的采样值大于设定值,则工控机10通过PLC 12控制调压器310停止升压过程。
步骤E)进一步包括过流预防过程,该过程包括以下步骤:
在变流模块2启动运行后即有电流输出,此时工控机10通过数据采集卡对变流模块2的输出电流进行不间断采样,每采样一次工控机10均将输出电流的采样值与测试程序中的设定值进行比较,如果输出电流的采样值大于设定值,则工控机10通过PLC 12控制调压器310停止升压过程,使输出电流维持在设定的范围内,在维持过程中工控机10对输出电流实时监测并进行闭环调节。
步骤C)进一步包括过压/过流保护过程,该过程包括以下步骤:
当调压器310在升压过程中出现故障导致变流模块2的输入电压无法稳定在设定值而出现过压现象,或者当变流模块2启动运行后内部出现故障而发生输出电流过流现象时,工控机10发出自动停止升压控制信号,同时中断后续的测试程序,并开始执行自动降压、跳主断路器311,以及放电接触器21自动放电指令。
变流模块高压测试方法进一步包括紧急停止过程,该过程包括以下步骤:
当变流模块2发生故障而输入电压无法在短时间内降压,或出现测试程序跑死或工控机10死机等情况时,则操作人员需要在第一时间按紧急停止按钮。当紧急停止按钮按下后,主断路器311断电,放电接触器21闭合,从而保证变流模块2和操作人员的安全。
通过实施本发明具体实施例描述的变流模块高压测试系统及方法的技术方案,能够产生如下技术效果:
(1)本发明具体实施例描述的变流模块高压测试系统结构简单,能够很好地解决现有变流模块手动测试方式存在的操作繁琐、易出错,且效率低下的技术问题;
(2)本发明具体实施例描述的变流模块高压测试系统及方法在PLC和Modbus通讯协议的基础上,运用LabView和TestStand编程软件开发了一套完整的自动测试系统,包括给电、升压、启动、测量波形和数据、降压、断电、采集测量、记录和数据判断在内的操作都能自动进行。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (13)

1.一种变流模块高压测试系统,用于对变流模块(2)进行高压测试,其特征在于,包括:控制系统(1)和高压测试系统(3);
所述控制系统(1)包括:工控机(10)、控制板(11)和PLC(12);
所述工控机(10)为测试程序的执行载体,所述工控机(10)通过所述控制板(11)与所述变流模块(2)相连,所述变流模块(2)内部的数据通过所述控制板(11)传送至所述工控机(10)的测试程序,所述测试程序的命令通过所述控制板(11)传送至所述变流模块(2);
所述工控机(10)通过数据采集卡采集所述变流模块(2)的输出电压、电流数据;
所述高压测试系统(3)包括:电源系统(31)和负载系统(32);
所述电源系统(31)为所述变流模块(2)提供测试需要的外部激励,所述负载系统(32)为所述变流模块(2)提供测试需要的负载;
所述PLC(12)分别与所述工控机(10)、电源系统(31)、负载系统(32)相连,所述工控机(10)通过所述PLC(12)完成对所述电源系统(31)、负载系统(32)的控制和数据采集;
所述电源系统(31)进一步包括依次相连的主断路器(311)、调压器(310)和供电接触器(312),所述供电接触器(312)与所述变流模块(2)相连;所述变流模块(2)的内部设置有放电接触器(21),所述变流模块(2)与所述负载系统(32)之间还连接有负载接触器(4);
通过在所述工控机(10)的测试程序中设定对应的参数值,当所述测试程序运行时,由所述PLC(12)响应所述测试程序发出的指令,并由所述PLC(12)将指令传达至对应的主断路器(311)或调压器(310)或供电接触器(312)或负载接触器(4)或放电接触器(21),以完成指令的执行;
在所述调压器(310)升压过程中,所述数据采集卡通过所述PLC(12)对所述变流模块(2)的输入电压进行不间断采样,每采样一次所述工控机(10)均将输入电压的采样值与所述测试程序中的设定值进行比较,如果输入电压的采样值大于设定值,则所述工控机(10)通过所述PLC(12)控制所述调压器(310)停止升压过程;
在所述变流模块(2)启动运行后即有电流输出,此时所述工控机(10)通过所述数据采集卡对所述变流模块(2)的输出电流进行不间断采样,每采样一次所述工控机(10)均将所述输出电流的采样值与所述测试程序中的设定值进行比较,如果所述输出电流的采样值大于设定值,则所述工控机(10)通过所述PLC(12)控制所述调压器(310)停止升压过程,使所述输出电流维持在设定的范围内,在维持过程中所述工控机(10)对所述输出电流实时监测并进行闭环调节;
当所述变流模块(2)发生故障而输入电压无法在短时间内降压,或出现测试程序跑死或所述工控机(10)死机时,则操作人员按紧急停止按钮;当紧急停止按钮按下后,所述主断路器(311)断电,所述放电接触器(21)闭合,通过所述放电接触器(21)接通放电电阻,使所述变流模块(2)通过放电电阻进行放电,从而保证所述变流模块(2)和操作人员的安全。
2.根据权利要求1所述的变流模块高压测试系统,其特征在于:所述工控机(10)的测试程序包括LabView程序模块和TestStand程序模块;
所述LabView程序模块通过所述控制板(11)实现对所述变流模块(2)的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对所述变流模块(2)的控制和数据采集;所述LabView程序模块同时通过所述PLC(12)实现所述高压测试系统(3)的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对所述高压测试系统(3)的控制和数据采集;
所述TestStand程序模块中编制有若干个虚拟仪器模块,通过配置和管理所述虚拟仪器模块,实现所述虚拟仪器模块按照设定的顺序执行测试程序,并实现测试数据的自动判断与记录。
3.根据权利要求1或2所述的变流模块高压测试系统,其特征在于:所述工控机(10)自动设定所述变流模块(2)的参数值后,再对所述变流模块(2)进行功能性和设置检测,在确认无问题后则由所述工控机(10)自动发送指令至所述控制板(11),再由所述控制板(11)发送指令至所述变流模块(2),所述变流模块(2)接收到指令后完成启动运行,所述控制板(11)接收到所述变流模块(2)的启动反馈值后将该启动反馈值发送至所述工控机(10)。
4.根据权利要求3所述的变流模块高压测试系统,其特征在于:所述变流模块高压测试系统还包括示波器(5)、采样电阻(7)和传感器(8),所述传感器(8)对所述高压测试系统(3)的电压或电流值进行采样,再由所述采样电阻(7)取样后通过所述PLC(12)被所述数据采集卡采集;或所述高压测试系统(3)的电压或电流值通过所述示波器(5)的差分探头(6)直接取样并传送至所述工控机(10),所述工控机(10)通过对比取样的实测参数和设置参数来判断所述变流模块(2)是否为合格,并输出相应的测试报告。
5.根据权利要求1、2或4任一项所述的变流模块高压测试系统,其特征在于:当所述调压器(310)在升压过程中出现故障导致所述变流模块(2)的输入电压无法稳定在设定值而出现过压现象,或者当所述变流模块(2)启动运行后内部出现故障而发生输出电流过流现象时,所述工控机(10)发出自动停止升压控制信号,同时中断后续的测试程序,并开始执行自动降压、跳主断路器(311),以及放电接触器(21)自动放电指令。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述系统的变流模块高压测试方法,其特征在于,包括以下步骤:
A)测试开始,PLC(12)进行自检;
B)所述PLC(12)控制主断路器(311)闭合;
C)所述PLC(12)控制供电接触器(312)闭合,所述调压器(310)升压直至变流模块(2)的输入电压满足要求,并保持所述调压器(310)输出稳定的电压;
D)工控机(10)自动设定所述变流模块(2)的参数值后,对所述变流模块(2)进行功能性和设置检测,如果检测通过则执行步骤E),如果检测不通过则执行步骤G);
E)启动所述变流模块(2),并对所述变流模块(2)的测试波形和结果进行判定;
F)停止所述变流模块(2);
G)由所述PLC(12)控制所述调压器(310)降压,直至达到所述调压器(310)输出电压的下限;
H)所述PLC(12)控制所述主断路器(311)断电;
I)所述PLC(12)控制放电接触器(21)闭合;
J)所述工控机(10)生成测试报告,测试过程结束。
7.根据权利要求6所述的变流模块高压测试方法,其特征在于:
所述工控机(10)的LabView程序模块通过所述控制板(11)实现对所述变流模块(2)的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对所述变流模块(2)的控制和数据采集;所述LabView程序模块同时通过所述PLC(12)实现所述高压测试系统(3)的模拟量读取、模拟量写入、数字量读取和数字量写入,完成对所述高压测试系统(3)的控制和数据采集;
所述工控机(10)的TestStand程序模块中编制有若干个虚拟仪器模块,通过配置和管理所述虚拟仪器模块,实现所述虚拟仪器模块按照设定的顺序执行测试程序,并实现测试数据的自动判断与记录。
8.根据权利要求6或7所述的变流模块高压测试方法,其特征在于,所述步骤D)进一步包括以下过程:
所述工控机(10)自动设定所述变流模块(2)的参数值后,再对所述变流模块(2)进行功能性和设置检测,在确认无问题后则由所述工控机(10)自动发送指令至所述控制板(11),再由所述控制板(11)发送指令至所述变流模块(2),所述变流模块(2)接收到指令后完成启动运行,所述控制板(11)接收到所述变流模块(2)的启动反馈值后将该启动反馈值发送至所述工控机(10)。
9.根据权利要求8所述的变流模块高压测试方法,其特征在于:传感器(8)对所述高压测试系统(3)的电压或电流值进行采样,再由采样电阻(7)取样后通过所述PLC(12)被所述数据采集卡采集;或所述高压测试系统(3)的电压或电流值通过示波器(5)的差分探头(6)直接取样并传送至所述工控机(10),所述工控机(10)通过对比取样的实测参数和设置参数来判断所述变流模块(2)是否为合格,并输出相应的测试报告。
10.根据权利要求6、7或9任一项所述的变流模块高压测试方法,其特征在于,所述步骤C)进一步包括以下过程:
在所述调压器(310)升压过程中,所述数据采集卡通过所述PLC(12)对所述变流模块(2)的输入电压进行不间断采样,每采样一次所述工控机(10)均将输入电压的采样值与所述测试程序中的设定值进行比较,如果输入电压的采样值大于设定值,则所述工控机(10)通过所述PLC(12)控制所述调压器(310)停止升压过程。
11.根据权利要求10所述的变流模块高压测试方法,其特征在于,所述步骤E)进一步包括以下过程:
在所述变流模块(2)启动运行后即有电流输出,此时所述工控机(10)通过所述数据采集卡对所述变流模块(2)的输出电流进行不间断采样,每采样一次所述工控机(10)均将所述输出电流的采样值与所述测试程序中的设定值进行比较,如果所述输出电流的采样值大于设定值,则所述工控机(10)通过所述PLC(12)控制所述调压器(310)停止升压过程,使所述输出电流维持在设定的范围内,在维持过程中所述工控机(10)对所述输出电流实时监测并进行闭环调节。
12.根据权利要求10所述的变流模块高压测试方法,其特征在于,所述步骤C)进一步包括以下过程:
当所述调压器(310)在升压过程中出现故障导致所述变流模块(2)的输入电压无法稳定在设定值而出现过压现象,或者当所述变流模块(2)启动运行后内部出现故障而发生输出电流过流现象时,所述工控机(10)发出自动停止升压控制信号,同时中断后续的测试程序,并开始执行自动降压、跳主断路器(311),以及放电接触器(21)自动放电指令。
13.根据权利要求6、7、9、11或12任一项所述的变流模块高压测试方法,其特征在于:当所述变流模块(2)发生故障而输入电压无法在短时间内降压,或出现测试程序跑死或所述工控机(10)死机时,则操作人员按紧急停止按钮;当紧急停止按钮按下后,所述主断路器(311)断电,所述放电接触器(21)闭合,通过所述放电接触器(21)接通放电电阻,使所述变流模块(2)通过放电电阻进行放电,从而保证所述变流模块(2)和操作人员的安全。
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