CN217278632U - 一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，装置包括：辅助回路：直流电源、电流采集模块、电压采集模块、变阻器；AD模块，辅助回路经由AD模块与PLC控制模块相连接；电流采集模块与电压采集模块分别采集辅助回路的电流信号数值与电压信号数值，并将电流信号数值与电压信号数值经由AD模块发送至PLC控制模块；通过PLC控制模块计算变阻器的直流电阻值；开关量输入模块，用于将变阻器的滑动触头位置的状态信号转换成数字信号后发送至PLC控制模块；开关量输出模块，PLC控制模块将滑动触头位置的控制信号经由开关量输出模块转换为控制电信号后发送至控制回路；控制回路包括步进控制器与步进电机，对变阻器的滑动触头位置进行调整。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气试验技术领域，更具体地，涉及一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置。
背景技术
中高压开关设备的辅助和控制回路一般由机械开关来实现开关状态的信号指示或者控制电源的切断，因此辅助开关触头的直流电阻直接影响到中高压开关设备的性能。传统的试验方法采用手工测量，数值不准确，无法正确反映辅助回路开关触头的真实状态。
因此，需要一种技术，以实现对辅助回路开关触头直流电阻进行自动测量。
发明内容
本发明技术方案提供一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，以解决如何对辅助回路开关触头直流电阻进行自动测量的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，所述装置包括：
辅助回路，所述辅助回路包括：直流电源、电流采集模块、电压采集模块、变阻器；
AD模块，所述辅助回路经由所述AD模块与PLC控制模块相连接；
所述电流采集模块与所述电压采集模块分别采集所述辅助回路的电流信号数值与电压信号数值，并将所述电流信号数值与所述电压信号数值经由所述AD模块发送至所述PLC控制模块；通过所述PLC控制模块计算所述变阻器的直流电阻值；
开关量输入模块，用于将所述变阻器的滑动触头位置的状态信号转换成数字信号后发送至所述PLC控制模块；
开关量输出模块，所述PLC控制模块将滑动触头位置的控制信号经由所述开关量输出模块转换为控制电信号后发送至控制回路；
所述控制回路包括步进控制器与步进电机，所述步进控制器基于接收的所述控制电信号向所述步进电机发出步进控制指令，所述步进电机基于所述步进控制指令对所述变阻器的滑动触头位置进行调整；
触摸屏，所述触摸屏与所述PLC控制模块相连接，所述触摸屏用于提供人机接口，并显示电流信号数值、电压信号数值、测量直流电阻值以及滑动触头位置。
优选地，所述步进电机基于所述步进控制指令对所述变阻器的滑动触头位置进行调整，包括：
所述步进电机将接收到的所述步进控制指令转换成所述变阻器的滑动触头的位移，基于所述位移调整所述变阻器的滑动触头位置，改变所述变阻器的输出直流电阻值。
优选地，开关量输入模块，还用于：当所述变阻器的滑动触头位置的状态信号为滑动触头位置的左或右极限时，生成状态极限信号，所述PLC控制模块基于所述状态极限信号控制所述辅助回路断电。
优选地，所述PLC控制模块为西门子SR20。
优选地，所述步进电机通过丝杆对所述变阻器的滑动触头位置进行调整。
优选地，所述AD模块为12位的AD精度。
优选地，所述直流电源的电压为5V。
优选地，所述电流采集模块采集信号范围为：0-20mA，采样频率为10Hz，采样精度为12位AD；
所述电压采集模块采集信号范围为：0-5V，采样频率为10Hz，采样精度为12位AD。
优选地，当所述电流采集模块采集的电流信号数值大于或小于预设的电流阈值时，通过所述PLC控制模块将滑动触头位置的控制信号经由所述开关量输出模块转换为控制电信号后发送至控制回路，对所述变阻器的直流电阻值进行调整，直至所述电流信号数值等于预设的电流阈值。
优选地，所述电流阈值为10mA。
本发明技术方案提供一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，装置包括：辅助回路，辅助回路包括：直流电源、电流采集模块、电压采集模块、变阻器；AD模块，辅助回路经由AD模块与PLC控制模块相连接；电流采集模块与电压采集模块分别采集辅助回路的电流信号数值与电压信号数值，并将电流信号数值与电压信号数值经由AD模块发送至PLC控制模块；通过PLC控制模块计算变阻器的直流电阻值；开关量输入模块，用于将变阻器的滑动触头位置的状态信号转换成数字信号后发送至PLC控制模块；开关量输出模块，PLC控制模块将滑动触头位置的控制信号经由开关量输出模块转换为控制电信号后发送至控制回路；控制回路包括步进控制器与步进电机，步进控制器基于接收的控制电信号向步进电机发出步进控制指令，步进电机基于步进控制指令对变阻器的滑动触头位置进行调整。本发明技术方案对辅助回路开关触头直流电阻试验的自动测量装置进行设计研究，依据《DL/T593-2016高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》进行验证，本发明技术方案提供了一种自动测量辅助回路开关触头直流电阻的方法，提高了电阻测量的效率。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置结构图；
图2为根据本发明优选实施方式的电阻及步进电机结构示意图；
图3为根据本发明优选实施方式的试验原理示意图；
图4为根据本发明优选实施方式的AD模块通讯功能示意图；
图5为根据本发明优选实施方式的电压电流采集示意图；以及
图6为根据本发明优选实施方式的测试操作流程示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置结构图。在人力成本快速增长的现状下，低技术含量的工作人员越来越难找。人员的素质，责任心也影响着试验的最终结果。本发明提供的自动测量装置能很好地解决以上问题。
本发明提供一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，装置包括：
辅助回路，辅助回路包括：直流电源、电流采集模块、电压采集模块、变阻器；优选地，直流电源的电压为5V。
AD模块，辅助回路经由AD模块与PLC控制模块相连接；优选地，PLC控制模块为西门子SR20。优选地，AD模块为12位的AD精度。
电流采集模块与电压采集模块分别采集辅助回路的电流信号数值与电压信号数值，并将电流信号数值与电压信号数值经由AD模块发送至PLC控制模块；通过PLC控制模块计算变阻器的直流电阻值；
优选地，电流采集模块采集信号范围为：0-20mA，采样频率为10Hz，采样精度为12位AD；
电压采集模块采集信号范围为：0-5V，采样频率为10Hz，采样精度为12位AD。
开关量输入模块，用于将变阻器的滑动触头位置的状态信号转换成数字信号后发送至PLC控制模块；
优选地，开关量输入模块，还用于：当变阻器的滑动触头位置的状态信号为滑动触头位置的左或右极限时，生成状态极限信号，PLC控制模块基于状态极限信号控制辅助回路断电。
开关量输出模块，PLC控制模块将滑动触头位置的控制信号经由开关量输出模块转换为控制电信号后发送至控制回路；
控制回路包括步进控制器与步进电机，步进控制器基于接收的控制电信号向步进电机发出步进控制指令，步进电机基于步进控制指令对变阻器的滑动触头位置进行调整。
优选地，步进电机基于步进控制指令对变阻器的滑动触头位置进行调整，包括：
步进电机将接收到的步进控制指令转换成变阻器的滑动触头的位移，基于位移调整变阻器的滑动触头位置，改变变阻器的输出直流电阻值。
优选地，步进电机通过丝杆对变阻器的滑动触头位置进行调整。
优选地，当电流采集模块采集的电流信号数值大于或小于预设的电流阈值时，通过PLC控制模块将滑动触头位置的控制信号经由开关量输出模块转换为控制电信号后发送至控制回路，对变阻器的直流电阻值进行调整，直至电流信号数值等于预设的电流阈值。
优选地，电流阈值为10mA。
触摸屏，触摸屏与PLC控制模块相连接，触摸屏用于提供人机接口，并显示电流信号数值、电压信号数值、测量直流电阻值以及滑动触头位置。
如图1所示，本发明的触摸屏：人机交互接口，通过该装置操作人员可以设定试验电压、启动、停止试验；可以查看历史记录；
PLC：整个系统的核心单元，负责对输入信号、触摸屏控制命令的处理，根据逻辑控制输出信号；
步进控制器：用来控制步进电机的控制器，通过PLC控制的开关量输出进行控制；
步进电机：步进电机受步进控制输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成滑动变阻器滑动触头的位移，从而改变输出电阻；
变阻器：电动滑动变阻器，通过电机控制可以控制滑动触头的移动，从而改变阻值；
电流采集：采集辅助触头上的电流信号，通过AD模块反馈到PLC；
电压采集：采集辅助触头上的电压信号，通过AD模块反馈到PLC；
AD模块：信号转换模块，将电压电流采集模块采集的信号转换为数字信号直接上传给PLC；
直流电源：5V电源，用于辅助回路直流电阻测试的供电电源；
开关量输入模块：将变阻器滑动触头位置的信号状态转换成数字信号提供给PLC；
开关量输出模块：PLC将控制命令输出转换成电信号输出到外部控制回路。
如图1，本发明提供的测量装置包含了触摸屏、PLC、步进电机、步进控制、AD模块、直流电源、电压采集、电流采集、变阻器，开关量输出模块。下面对装置的运行部分进行说明。
(1)触摸屏与PLC的连接
触摸屏与PLC均为24V电源供电；通过网络断口相互连接，触摸屏上显示以下参数：
回路电压
回路电流
测量直流电阻
限位输入状况
(2)直流电源
依据标准提供开口电压为5V的直流测试源。
(3)电压采集和电流采集
品牌：采用阿尔泰的模拟量采集模块
信号输入：0-20mA/0-5V
采样频率：10Hz
采样精度:12位AD
(4)开关量输入模块
输入信号：滑动变阻器的左右、辅助开关的开合状态。
采集目的：若步进电机驱动滑动触头运动到左右极限位置时自动断电，防止电子堵转。
(5)试验原理
如图3所示为试验的原理图，主要组成部分包括：
电压采集表
电流采集表
电动滑动变阻器
PLC控制单元
网络端口
限位开关信号输入
试品辅助触头
(6)试验原理如图3所示。
试验开始时由5V电源提供回路所需的试验电压，电流采集表采集回路中的试验电流，PLC通过485端口查看电流，当电流小于/大于10mA时，PLC驱动滑动变阻器增大/减小使得回路电路等于10mA,此时测量辅助回路触头处的电压，通过欧姆定律，R＝U/I即可求得所需的直流电阻值。
(7)电压电流采集原理
如图5所示为AD转换模块的数据采集对应到PLC通讯上的地址。
输入信号为0-5V或者0-20mA对应数字量的0-65535。
图2为根据本发明优选实施方式的电阻及步进电机结构示意图。如图2所示，1为左限位开关，2为滑动丝杆，3为滑动触头，4为右限位开关，5为步进电机，6为电阻丝，7为接线柱。
本发明采用西门子的Modbus RTU块与AD采集模块进行通讯，AD采集模块已将采集电压通过485输入到PLC的通讯接口，由于只有1个AD转换模块，因此只需设置读写从站1的数据即可。由于接线中电流通道位于通道1，电压信号位于通道2。将模拟量转换为数字量0-65535，为得到测量的电压值，通过图4所示程序得以实现。
本发明提出的基于电动滑动变阻器的辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，其特征在于包括辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置本体以及设于辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置本体内的检测装置，辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置本体上还设有触摸屏显示装置和输入装置，该显示装置和输入装置电连接于检测装置；其中，检测装置包括PLC控制模块、步进控制器模块、步进电机模块、AD转换模块。本发明的检测装置还包括一套基于步进电机控制的可变滑动变阻器。本发明的可变滑动变阻器还包括左右限位提供安全保障。本发明的电动滑动变阻器的辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，检测装置还包括控制PLC模块选择了西门子SR20。本发明的电动滑动变阻器的辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，电动滑动变阻器采用丝杆结合步进电机的方式控制。本发明的电动滑动变阻器的辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，其中AD转换模块采用了12位的AD精度。
本发明的直流电阻值的测试操作流程如图6所示。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个//该[装置、组件等]”都被开放地解释为装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (10)
1.一种辅助回路开关触头直流电阻自动测量装置，所述装置包括：
辅助回路，所述辅助回路包括：直流电源、电流采集模块、电压采集模块、变阻器；
AD模块，所述辅助回路经由所述AD模块与PLC控制模块相连接；
所述电流采集模块与所述电压采集模块分别采集所述辅助回路的电流信号数值与电压信号数值，并将所述电流信号数值与所述电压信号数值经由所述AD模块发送至所述PLC控制模块；通过所述PLC控制模块计算所述变阻器的直流电阻值；
开关量输入模块，用于将所述变阻器的滑动触头位置的状态信号转换成数字信号后发送至所述PLC控制模块；
开关量输出模块，所述PLC控制模块将滑动触头位置的控制信号经由所述开关量输出模块转换为控制电信号后发送至控制回路；
所述控制回路包括步进控制器与步进电机，所述步进控制器基于接收的所述控制电信号向所述步进电机发出步进控制指令，所述步进电机基于所述步进控制指令对所述变阻器的滑动触头位置进行调整；
触摸屏，所述触摸屏与所述PLC控制模块相连接，所述触摸屏用于提供人机接口，并显示电流信号数值、电压信号数值、测量直流电阻值以及滑动触头位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述步进电机基于所述步进控制指令对所述变阻器的滑动触头位置进行调整，包括：
所述步进电机将接收到的所述步进控制指令转换成所述变阻器的滑动触头的位移，基于所述位移调整所述变阻器的滑动触头位置，改变所述变阻器的输出直流电阻值。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，开关量输入模块，还用于：当所述变阻器的滑动触头位置的状态信号为滑动触头位置的左或右极限时，生成状态极限信号，所述PLC控制模块基于所述状态极限信号控制所述辅助回路断电。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述PLC控制模块为西门子SR20。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述步进电机通过丝杆对所述变阻器的滑动触头位置进行调整。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述AD模块为12位的AD精度。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电源的电压为5V。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流采集模块采集信号范围为：0-20mA，采样频率为10Hz，采样精度为12位AD；
所述电压采集模块采集信号范围为：0-5V，采样频率为10Hz，采样精度为12位AD。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述电流采集模块采集的电流信号数值大于或小于预设的电流阈值时，通过所述PLC控制模块将滑动触头位置的控制信号经由所述开关量输出模块转换为控制电信号后发送至控制回路，对所述变阻器的直流电阻值进行调整，直至所述电流信号数值等于预设的电流阈值。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流阈值为10mA。
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