一、引言
浙江大学开发的2.2~7.5KW潜水泵电性能检测系统，检测项目包括冷态绕阻、堵转、短时升高电压、空载、绝缘电阻、绝缘耐压，要求一次接线，同时规定短时升高电压，每台水泵至少运行3min, 并要求8h内完成300台潜水泵的测量。因为它是潜水泵自动生产流水线上的终端检测设备，所以不仅要具有质量保证体系所要求的功能，并且应具有较高的安全性、实用性以及可维护性。
二、系统可靠性采取的措施
针对用户要求，综合分析目前各种检测方案后，提出二级潜水泵电性能自动检测方案。方案采取分批检测（每批10台），一次夹线后，对10台潜水泵的6个项目按顺序（先项目，后潜水泵）自动检测。考虑到潜水泵电机为三相异步电机，其起动电流为额定电流的3~10倍，在制动时，会产生较高的反向电动势，因此，为提高系统可靠性，采取了下列措施。
1、双总线结构
如采用单总线结构，势必将三相电参数测量仪表串入总线回路中，在电机起动和制动时，产生较大冲击。这样，一方面缩短仪表寿命，另一方面影响检测精度。采用双总线结构，就较好地解决了上面二个问题。下图为双总线的项目单元切换原理图。M1 ~ M10分别表示10台不同的潜水泵，双总线分为总线1和总线路，三相电参数测试仪串接在总线2中。KMa1 ~ KMa10为接触器，可以切换到要求检测的某台潜水泵上；KMb1 ~ KMb10也是接触器，能够控制哪台或哪几台潜水泵运行。减少冲击的关键，在于起动或制动潜水泵和检测潜水泵电性能分开。先用KM、KMb1 ~ KMb10起动潜水泵，待潜水泵转动平稳后，再闭合KMA及需要检测的潜水泵所对应的接触器KMai （I=1,…10），延时一定时间后，关闭需检测的潜水泵对应的KMbi （I=1,…10），然后，对潜水泵的电参数进行检测，检测完毕后，再合上KMbi，关闭KMai。起动或制动潜水泵时，总线1工作；检测时，总线2工作。这样，防止了过高的冲击电流和电压，从而对仪表起保护作用。
KR1 ~ KR10为热保护继电器，KMc1 ~ KMc10及KMd1 ~ KMd10对潜水泵正反转进行控制。
图 项目单元切换原理图
2、恒流输出，高阻输入
图中，KMf1 ~ KMf10、KMcb接触器用来控制潜水泵三相绕组直流电阻的检测。
不检测潜水泵直流电阻时，KMf1 ~ KMf10断开，KMcb闭合，使三相绕组直流电阻测试仪的输入端保护接地，从而对仪表起到保护作用。检测三相绕组直流电阻时，KMf1 ~ KMf10闭合，KMcb断开，因潜水泵各相直流电阻不大，从零点几欧姆到几十欧姆，如果不考虑线路电阻以及接触器、继电器触点引起的电阻，将会产生较大的误差。解决此问题，可以采取激励电源恒流输出，且用高阻抗输入的放大线路加以采样。由于恒流输出，因此各相绕组上的压降，不会因为输出回路触点电阻的变化而变化；采样采用高阻输入，因此，采样电压也不会随输入回路触点的电阻的变化而变化，从而提高了抗干扰能力，保证了检测精度。此方法的关键在于采样电压必须是不经过外部接线及接触器触点的潜水泵二端的输出电压。
3、缺相、短接等异常情况检测
潜水泵电性能检测时，缺相、短接等异常情况是不可避免的。通过对三相绕组直流电阻的检测，可以判断出缺相、短接、断路等情况。一旦检测出这些严重情况，就关闭这台潜水泵，不再进行别的项目检测。为保证安全，必须严格按照三相绕组直流电阻、堵转、短时升高电压、空载、绝缘电阻、绝缘耐压这一顺序进行检测；另一方面，PLC处于被动控制，工业控制计算机为主动控制，这样可以由工控机灵活控制PLC的各个动作。
4、真空继电器切换控制
进行绝缘电阻测试时，仪器输出500V直流电压，如采用普通接触器切换，容易拉弧；进行绝缘耐压测试时，输出交流2112V电压。对这二个项目，考虑到用户的误操作以及系统的可靠性，采用真空继电器进行切换控制。图中，KE、KD、KMe1 ~ KMe10为真空继电器。
5、逐台起动，逐台制动
潜水泵为感性负载，起动时，会产生较大电流；制动时，会产生较大的电压。在短时升高电压试验时，为保证效率，让10台潜水泵同时空转3min。起动时，必须逐台起动，关闭时，也必须逐台关闭，要求保证台与台之间延时一定时间，这样，就能防止较大的冲击。图中，潜水泵起动或关闭由KMb1 ~ KMb10接触器控制。
三、可靠性措施在PLC中的软件实现
系统有自动与半自动二种模式。PLC选用日本三菱公司生产的FX2-80MR，并扩展了1块FX-232ADP通信模块和3块FX-16EYR输出模块。PLC软件分为控制软件及通信软件二部分。
控制软件，采用模块化结构，除了自动检测外，还考虑到对某项目、某号潜水泵的抽测。为加强可靠性，PLC软件采取一些异常处理措施。若水泵内部存在严重的问题，如匝间短路，即马上关闭此号水泵；若水泵内部无严重的质量问题，但由于运转时间短，轴承等元件尚未过磨合期，即在预览全部项目的检测结果后，再对可疑数据的项目进行抽查。
对通信接口的电磁干扰，根据干扰信号随机变化的特点，可通过多次重复检测，来消除虚假信号。
四、结论
潜水泵性能检测系统已在生产线上获得应用。经过2年多运行，效果良好。去年，厂家在另一生产线上也应用了这套系统，已通过验收。从而说明这些加强系统可靠性的措施实用、有效。
