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基于PLC、组态软件的高压电机智能试验系统设计

基于PLC、组态软件的高压电机智能试验系统设计

点击数:7100 次   录入时间:03-04 11:42:55   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术

    1.4本文完成的主要工作

    本文完成的主要工作如下:

    (1)分析型式试验要求,查阅并检索国内外电机试验的文献资料;

    (2)研究高压试验方法标准及试验方案,确定总体方案;

    (3)设计电机试验主回路系统;

    (4)按照标准精度要求选用仪器仪表,设计测量回路;

    (5)设计电气控制系统,包括上位机、下位机、保护系统及上位机和下位机的通讯;

    (6)系统设计展望并对本文进行小结。

    1.5论文的体系结构

    根据设计的主要内容,论文各章节之间的体系结构如图1.1所示:    

    第2章系统总体方案设计   

    目前电机自动测试系统的主要组成很相似,主要有:微机系统及其外部设备、测试硬件平台、各种数字测试仪器。在试验的方法上主要有两种类型:一个就是试验的过程控制是由测试硬件平台来实现,微机系统只进行数据处理、曲线绘制等。比如浙江大学电磁研究所1995年研制的一套电机自动测试系统,它是用微机接口控制器来实现控制的。还有就是美国西屋公司研制的电机自动测试系统,整个试验过程是由PLC实现的。

    随着微机技术的发展,微机的性能越来越强大,软件的发展也使实现控制变得极为方便、灵活,所以现在大多数系统都把控制逻辑由微机控制,通过通讯口对设备进行控制,因为运行在微机上的软件编写非常灵活,很多功能非常容易实现,能进行复杂的逻辑运算、判断,而且运算速度非常快,系统灵活性大大增加。

    本课题所要设计的高压电机智能试验系统,和传统的电机试验一样,要实现负载试验,首先必须有一个总的构思:

    高压电机试验系统首先要考虑为被试电机提供一个可调的高压电源,有个可调高压电源,考虑本系统完成的是电机的负载试验,必须让负载变化,所以必须还得提供一个可调的大功率负载,而且这个负载必须平滑可调。在本系统中,负载是利用与被测电机电压、功率相同的另一台负载电机M2来实现的。为了让系统按设定的要求工作,必须采用PLC对其控制,而且试验过程中各个参数必须通过测量系统和数据采集才能上传至上位机,通过组态软件实施监控。

    2.1系统所要实现的功能

    1)系统能够使变频机组的频率在允许的范围内(保证负载电机不过载)平滑可调;

    2)系统能够实现被试电机负载平滑可调;

    3)系统能够按照试验要求对变频电源和负载实现自动控制;

    4)系统能够按要求实时采集数据,并能把数据通过串行口传输到上位机,软件提供可视化菜单;

    5)系统能够在遇到异常情况(如过压、过载等)自动切断电路或发出报警信号。

    2.2系统的组成

    本智能试验系统与传统的电机试验系统有所区别,本系统不但要实现电机的试验,而且要实现控制自动化,数据采集自动化,并能实现微机现场监控参数变化,更重要的是所涉及的试验电机为10KV的高压电机,还要考虑高压保护等,因此,勿庸置疑,本系统设计要涉及更多控制和保护模块。

    根据系统的设计及控制要求,试验系统分为控制子系统、高压子系统、可调负载子系统、测量系统、数据采集子系统和组态监控系统等部分。

    控制子系统由上位机(工控机)、下位机(PLC)和控制装置三个部分组成。上位机采用组态王组态软件进行现场监控;下位机采用三菱PLC进行控制。

    数据采集系统考虑采用传感器、变送器、A/D转换装置通过RS-485接口把数据传送到上位机或者通过自带RS-485接口的高精度智能仪表直接把数据上传到上位机,组态界面实时监控试验结果。

    同时,组态软件也为试验者提供了可视化监控画面,有利于试验者实时现场监控。

    系统组成框图如图2所示:

    

    2.3系统的工作原理

    图2中,虚线框中控制及其高压保护装置、被试电机以及可调负载构成了主回路系统。PLC按要求控制主回路系统的工作,当被试电机的电压和负载满足要求时,测量系统启动,测量主回路中被试侧和负载侧的各个参数,然后通过数据采集系统把数据传输到工控机,组态界面对数据进行监控。PLC和工控机之间通过串行接口连接,工控机可通过PLC控制现场的工作流程。整个工作构成了一个智能化电机测试系统。

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