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        基于PLC的低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2014-11-28 08:02:28張洪明
        吉林電力 2014年6期
        關(guān)鍵詞:動作設(shè)計(jì)

        張洪明,王 智,于 旭,賈 晨

        (1.國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院,長春 130021;2.國網(wǎng)長春供電公司,長春 130021)

        目前,國家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)省級計(jì)量中心,實(shí)現(xiàn)“整體式授權(quán)、自動化檢定、智能化倉儲、物流化配送”的戰(zhàn)略目標(biāo)[1]?;ジ衅鳈z定將逐步由分散式檢定轉(zhuǎn)向以省級集中招標(biāo)、集中采購、集中檢驗(yàn)、統(tǒng)一配送的管理模式,這一管理模式的轉(zhuǎn)變使省級計(jì)量中心檢定量大大增加,迫切需要一種先進(jìn)的檢定方法取代現(xiàn)有的人工檢定,為此,低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)的研制具有實(shí)用性和先進(jìn)性。低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)主要用于低壓電流互感器自動化檢定,實(shí)現(xiàn)穿心式互感器的一次、二次的自動接拆線,達(dá)到檢測試驗(yàn)自動化的目的[2]。為實(shí)現(xiàn)低壓電流互感器的全自動檢定,接拆線必須實(shí)現(xiàn)自動化,本文旨在介紹用于檢定穿心式互感器自動接拆線控制系統(tǒng)。

        1 自動接拆線控制系統(tǒng)組成

        低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)由可編程控制器(PLC)、觸摸屏、二次接線機(jī)構(gòu)、換排機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)及接近開關(guān)傳感器等組成。自動接拆線控制系統(tǒng)的幾個(gè)主要部件機(jī)構(gòu)見圖1。

        二次接線機(jī)構(gòu)由氣缸推動,使接線端子壓接到互感器的二次端子上,實(shí)現(xiàn)二次接線。換排機(jī)構(gòu)的作用是實(shí)現(xiàn)不同類型的互感器一次穿心銅桿和銅排之間的切換,換排以及穿心的動作是用伺服電機(jī)控制驅(qū)動的。當(dāng)一次穿桿在穿心導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的支撐下到達(dá)既定的接線位置后,由一次接線氣爪伸出后夾住一次穿桿,實(shí)現(xiàn)互感器的一次接線。

        2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

        在該系統(tǒng)中,控制部分采用西門子S7-300系列PLC,它對現(xiàn)場接拆線機(jī)構(gòu)的動作進(jìn)行控制,能夠滿足該種設(shè)備的自動化控制需求。由于在本系統(tǒng)中觸摸屏要求設(shè)計(jì)的畫面較多,控制點(diǎn)位多以及畫面腳本較為復(fù)雜,考慮到畫面的美觀性和運(yùn)行的可靠性,因此選擇西門子的MP277型觸摸屏。

        西門子S7-300的PLC 是控制系統(tǒng)的核心,采用FESTO 伺服控制電機(jī)驅(qū)動換排機(jī)構(gòu)以及穿心銅桿、銅排。由于控制系統(tǒng)中需要?dú)鈩域?qū)動的結(jié)構(gòu)件較多,在本系統(tǒng)中采用閥島來驅(qū)動一次接線機(jī)構(gòu)、二次接線機(jī)構(gòu)以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu),并配以FESTO 氣缸配套的接近開關(guān)用以檢測機(jī)械動作是否到位。圖2為部分PLC電氣控制原理圖。

        3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

        圖1 自動接拆線控制系統(tǒng)幾個(gè)主要部件的機(jī)構(gòu)

        圖2 部分PLC電氣控制原理圖

        3.1 PLC程序設(shè)計(jì)

        PLC控制程序中自動接線控制程序流程圖見圖3。為了保證接線的正確穩(wěn)定性和設(shè)備的安全性,在系統(tǒng)上配置的檢測動作到位的接近開關(guān)較多。當(dāng)出現(xiàn)接近開關(guān)檢測動作不到位時(shí),首先需要人工進(jìn)行確認(rèn)及處理,然后再次進(jìn)行上一步動作,使動作正確到位,保證了接線流程的順利進(jìn)行,拆線動作流程與接線動作流程互逆。

        圖3 PLC控制程序中自動接線控制程序流程圖

        3.2 觸摸屏畫面設(shè)計(jì)

        觸摸屏畫面設(shè)計(jì)使用WinCC flexible 2008 軟件,用于可編程序控制器的監(jiān)視與控制,以形象的文字、指示燈、動畫、曲線等形式,監(jiān)視、修改PLC 內(nèi)部寄存器或繼電器的數(shù)值及狀態(tài)。通過在畫面上各種按鈕,動畫,指示燈及數(shù)值讀取等,控制系統(tǒng)工作的工作狀態(tài)及反應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

        4 結(jié)束語

        本文概述了低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)由可編程控制器PLC、觸摸屏、二次接線機(jī)構(gòu)、換排機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)及接近開關(guān)傳感器等組成。文中著重介紹了控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)方法及實(shí)現(xiàn)方式。其中在硬件系統(tǒng)中,控制部分采用西門子S7-300系列可編程控制器對現(xiàn)場接拆線機(jī)構(gòu)的動作進(jìn)行控制,能夠滿足該種設(shè)備的自動化控制需求。由于在本系統(tǒng)中觸摸屏要求設(shè)計(jì)的畫面較多,故選擇西門子的MP277型觸摸屏,它能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)位控制,兼顧了畫面的美觀性和運(yùn)行的可靠性。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)便于實(shí)現(xiàn),能夠大幅度地提高工作效率,最終實(shí)現(xiàn)低壓電流互感器的自動檢定。

        [1]Q/GDW 572—2010,計(jì)量用低壓電流互感器技術(shù)規(guī)范[S].

        [2]王樂仁.電力互感器檢定及應(yīng)用[M].北京:中國計(jì)量出版社,2010.

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