专利名称：工频自动测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于工控机和PLC的工频耐压测控装置，应用于电力行业用于交流耐压、干湿闪络放电试验的测量、控制操作。
背景技术：
工频交流耐压试验就是对设备施加一定的电压，并保持一段时间，以考察电力设备耐受各种过电压的能力，工频交流耐压试验幅值、波形、频率和在电力设备绝缘内部电压的分布均符合实际运行情况，因此能有效的发现电气设备在运行过程中的绝缘缺陷，是考核电力设备绝缘耐受各种过电压能力最严格，最有效的办法，是保证设备安全运行的有效手段。 测控装置是整套工频交流耐压设备的枢纽，其稳定性和精确度直接影响到试验效果，目前市场上的测控装置往往稳定性能、精确度性能不尽人意，需要进一步改善。
实用新型内容本实用新型针对上述缺陷，目的在于提供一种具有测量速度快、稳定性好、测量精度高的工频自动测控装置。为此本实用新型采用的技术方案是本实用新型包括工控机以及连接在工控机上的数据采集卡、PLC控制器；包括并行设置的三个模块1)包括数据采集卡和数据处理模块数据采集卡采集变压器输出电压和电流，数据处理模块接收数据采集卡的采集的信号进行处理并通过工控机显示界面显示；2)工控机和PLC控制器工控机上设置有若干指令按键，PLC控制器内设有若干和指令按键对应的执行部件；3) PLC模拟量采集和模拟量输出PLC采集调压器的输入、输出电流和电压，PLC模拟量输出控制实现调压器调压的直流电机的转速。所述I)模块中，数据采集卡采集到的信号和系统设定的阀值通过数据处理模块处理以确定是否需要保护变压器。所述I)模块中，数据采集卡采集和数据处理采用生产者-消费者结构。所述3)模块中，PLC通过D/A模块输出(T5V电压信后并通过一智能调压模块输出电压控制电机转速。所述I)模块中，通过电容分压器采集变压器电压信号输送至电压传感器转化为标准信号，然后通过调理电路、光钎测量系统至数据采集卡处理，最后经过工控机处理显示。所述I)模块中，通过电流互感器采集变压器电流信号输送至电流传感器转化为标准信号，然后通过调理电路、光钎测量系统至数据采集卡处理，最后经过工控机处理显示。所述3)模块中，通过电容分压器采集调压器电压信号输送至电压传感器转化为标准信号，然后通过调理电路、D/A模块处理，最后经过工控机处理显示。通过电流互感器采集调压器电流信号输送至电流传感器转化为标准信号，然后通过调理电路、D/A模块处理，最后经过工控机处理显示。[0013]所述エ控机上连接有光电隔离器。本实用新型的优点是本实用新型针对各数据信号精度要求不一的状況，采用不同采集形式处理，将测控装置的精度要求和成本要求很好的做了结合，如对于精度要求较高的变压器输出电压和电流，本实用新型采用PCI数据卡采集，具有精度高、采集速度快等优点，且通过数据处理模块的处理、保护，具有自保护功能；对如要求精度不是很高的调压器的电压电流信号，本实用新型采用PLC模拟量采集；同时 本实用新型的硬件和软件带有自保护模块，能保护测控装置保持稳定的运行。
图I为本实用新型的硬件框图。图2为本实用新型的软件框图。
具体实施方式
[0017]硬件本实用新型基于エ控机和PLC，主要包括測量、控制和保护。測量包括电流、电压测量，具体实施方法通过分压器分压采集模拟量信号经电流、电压传感器、由传感器至光钎发送器、由发送器至接收器、由接收器至至调理电路，经过调理电路后接到采集卡、编程处理采集的数据，最終在主界面上显示，具体见框图I。软件软件设计部分共分三个并行结构的循环模块，即这三个循环为同时进行，而不是通常的串行结构(详见框图2)。第一个循环为PCI数据采集卡数据采集及数据处理模块、PCI数据采集卡只采两路数据，即变压器输出电压和变压器输出电流。该块采集卡只采集该两路数据，这样就尽可能地进行高速采集。采集速度为每通道100k/S。数据处理模块完成的功能是显示电压、电流波形、输出电压的频谱图以及加压曲线；判断输出电压、电流是否超过阀值实现软件保护变压器；数据采集和数据处理采用“生产者-消费者”的结构，即数据卡采集一部分数据后，即时送到内部寄存器并进行数据处理。第二个循环为上位机-下位机指令与信号反馈模块该部分主要为上位机(エ控机)与下位机(PLC)间的相互指令与反馈；该部分为事件结构，即在面板上单击某个按键就会执行相应的功能；指令部分为升压、降压、合闸、分闸等等；反馈信号部分为前级闸合/分后级闸合/.分上/下限位试区门等等。第三个循环为PLC模拟量采集及模拟量输出部分除了变压器输出电压及输出电流两个信号外，本エ频自动测控系统还測量了调压器输入输出电流电压，而这6路信号的測量只要求有效值，即为一直流信号，因此采集要求不是很高，因此该6路信号用PLC来进行采集；而控制升降压速度的为一直流电机，控制该电机转速需要ー个直流模拟量信号，因此也用PLC的模拟量输出模块来实现。保护功能，具有硬件保护，硬件保护是指设置在エ控机上的光电隔离器，以防止雷电的冲击，和软件保护功能是指I)模块中所述的保护功能。[0029]本实用新型的工作过程为如图I所示，高压部分，通过电容分压器采集电压信号输送至电压传感器，传感器把信号转化为标准信号经过光钎测量系统后至调理电路，然后用采集卡采集经过调理的电信号，经过上位机编程处理最终在界面显示；通过电流互感器采集电流信号输送至电流传感器，传感器把电流信号转化为标准信号经过光纤测量系统后至调理电路，利用采集卡采集调理后的电信号，经过上位机编程处理最终显示，变压器原边及调压器原边则经过PLC的D/A转换模块采集经过调理后的电信号，然后通过PLC编程最终通讯传输给工控机配合上位机界面面编程然后显示。现场控制采用S7-200系列PLC，根据设计好的程序完成信号采集和处理，然后通过采集卡、数模转换模块EM231和EM235采集和输出信号，然后通过编程处理从而对整个工频交流耐压系统进行实时控制。
权利要求1、工频自动测控装置，其特征在于，包括工控机以及连接在工控机上的数据采集卡、PLC控制器；包括并行设置的三个模块 包括数据采集卡和数据处理模块数据采集卡采集变压器输出电压和电流，数据处理模块接收数据采集卡的采集的信号进行处理并通过工控机显示界面显示； 工控机和PLC控制器工控机上设置有若干指令按键，PLC控制器内设有若干和指令按键对应的执行部件； PLC模拟量采集和模拟量输出PLC采集调压器的输入、输出电流和电压，PLC模拟量输出控制实现调压器调压的直流电机的转速。
2、根据权利要求I所述的工频自动测控装置，其特征在于，数据采集卡采集到的信号和系统设定的阀值通过数据处理模块处理以确定是否需要保护变压器。
3、根据权利要求I所述的工频自动测控装置，其特征在于，PLC通过D/A模块输出(T5V电压信后并通过一智能调压模块输出电压控制电机转速。
4、根据权利要求I所述的工频自动检测装置，其特征在于，通过电容分压器采集变压器电压信号输送至电压传感器转化为标准信号，然后通过调理电路、光钎测量系统至数据采集卡处理，最后经过工控机处理显示。
5、根据权利要求I所述的工频自动检测装置，其特征在于，通过电流互感器采集变压器电流信号输送至电流传感器转化为标准信号，然后通过调理电路、光钎测量系统至数据采集卡处理，最后经过工控机处理显示。
6、根据权利要求I所述的工频自动检测装置，其特征在于，通过电容分压器采集调压器电压信号输送至电压传感器转化为标准信号，然后通过调理电路、D/A模块处理，最后经过工控机处理显示。
7、根据权利要求I所述的工频自动检测装置，其特征在于，通过电流互感器采集调压器电流信号输送至电流传感器转化为标准信号，然后通过调理电路、D/A模块处理，最后经过工控机处理显示。
8、根据权利要求I所述的工频自动检测装置，其特征在于，所述工控机上连接有光电隔离器。
专利摘要本实用新型涉及一种基于工控机和PLC的工频耐压测控装置。包括工控机以及连接在工控机上的数据采集卡、PLC控制器；包括并行设置的三个模块1)包括数据采集卡和数据处理模块数据采集卡采集变压器输出电压和电流，数据处理模块接收数据采集卡的采集的信号进行处理并通过工控机显示界面显示；2)工控机和PLC控制器工控机上设置有若干指令按键，PLC控制器内设有若干和指令按键对应的执行部件；3)PLC模拟量采集和模拟量输出PLC采集调压器的输入、输出电流和电压，PLC模拟量输出控制实现调压器调压的直流电机的转速。本实用新型提供了一种具有测量速度快、稳定性好、测量精度高的工频自动测控装置。
文档编号G01R31/12GK202649382SQ201120358520
公开日2013年1月2日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者张炳生, 张斌, 汤春荣 申请人:扬州市鑫源电气有限公司