[實(shí)用新型]工頻自動測控裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120358520.1
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN202649382U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張炳生;張斌;湯春榮
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州市鑫源電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R1/00
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 李海燕

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)的測量、控制操作。

背景技術(shù)

工頻交流耐壓試驗(yàn)就是對設(shè)備施加一定的電壓，并保持一段時間，以考察電力設(shè)備耐受各種過電壓的能力，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)行過程中的絕緣缺陷，是考核電力設(shè)備絕緣耐受各種過電壓能力最嚴(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，目前市場上的測控裝置往往穩(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)用新型針對上述缺陷，目的在于提供一種具有測量速度快、穩(wěn)定性好、測量精度高的工頻自動測控裝置。

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進(jìn)行處理并通過工控機(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1）模塊中，數(shù)據(jù)采集卡采集到的信號和系統(tǒng)設(shè)定的閥值通過數(shù)據(jù)處理模塊處理以確定是否需要保護(hù)變壓器。

所述1）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D/A模塊輸出0~5V電壓信后并通過一智能調(diào)壓模塊輸出電壓控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

所述1）模塊中，通過電容分壓器采集變壓器電壓信號輸送至電壓傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號，然后通過調(diào)理電路、光釬測量系統(tǒng)至數(shù)據(jù)采集卡處理，最后經(jīng)過工控機(jī)處理顯示。

所述1）模塊中，通過電流互感器采集變壓器電流信號輸送至電流傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號，然后通過調(diào)理電路、光釬測量系統(tǒng)至數(shù)據(jù)采集卡處理，最后經(jīng)過工控機(jī)處理顯示。

所述3）模塊中，通過電容分壓器采集調(diào)壓器電壓信號輸送至電壓傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號，然后通過調(diào)理電路、D/A模塊處理，最后經(jīng)過工控機(jī)處理顯示。

通過電流互感器采集調(diào)壓器電流信號輸送至電流傳感器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號，然后通過調(diào)理電路、D/A模塊處理，最后經(jīng)過工控機(jī)處理顯示。

所述工控機(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)用新型針對各數(shù)據(jù)信號精度要求不一的狀況，采用不同采集形式處理，將測控裝置的精度要求和成本要求很好的做了結(jié)合，如對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)，且通過數(shù)據(jù)處理模塊的處理、保護(hù)，具有自保護(hù)功能；對如要求精度不是很高的調(diào)壓器的電壓電流信號，本實(shí)用新型采用PLC模擬量采集；同時本實(shí)用新型的硬件和軟件帶有自保護(hù)模塊，能保護(hù)測控裝置保持穩(wěn)定的運(yùn)行。

附圖說明

圖1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

硬件：

本實(shí)用新型基于工控機(jī)和PLC，主要包括測量、控制和保護(hù)。

測量包括電流、電壓測量，具體實(shí)施方法：通過分壓器分壓采集模擬量信號經(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，具體見框圖1。

軟件

軟件設(shè)計部分共分三個并行結(jié)構(gòu)的循環(huán)模塊，即這三個循環(huán)為同時進(jìn)行，而不是通常的串行結(jié)構(gòu)（詳見框圖2）。

第一個循環(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；判斷輸出電壓、電流是否超過閥值實(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，即時送到內(nèi)部寄存器并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

第二個循環(huán)為上位機(jī)-下位機(jī)指令與信號反饋模塊