趙曉君

【摘 要】文章針對(duì)交直流打壓儀的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了集成打壓平臺(tái)的設(shè)想。根據(jù)理論分析和實(shí)際考察，解決了分步打壓問題，節(jié)約了時(shí)間成本，避免多次移動(dòng)電容可能造成的磕碰甚至損傷。

【關(guān)鍵詞】交直流打壓儀；集成平臺(tái)；自動(dòng)控制

【中圖分類號(hào)】TP273.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）06-0107-02

1 現(xiàn)狀

機(jī)房現(xiàn)有交流打壓儀和直流打壓儀各1臺(tái)。交流打壓儀為手動(dòng)調(diào)節(jié)升降電壓，直流打壓儀具備自動(dòng)和手動(dòng)升降電壓功能。雖然可以按照電容要求打壓等級(jí)、進(jìn)行讀數(shù)，但不具備自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)的功能，僅有儀表數(shù)值顯示。

在新電容入庫之前，要分別進(jìn)行交流和直流耐壓測試。一直沿用的測試方法是將所有新進(jìn)的電容先進(jìn)行交流打壓測試，然后進(jìn)行直流打壓測試。這種方法打壓時(shí)間較長，效率不高，而且在多次移動(dòng)電容期間，容易人為造成電容磕碰甚至損傷。

2 設(shè)想

基于現(xiàn)狀，設(shè)想可以集成一個(gè)打壓測試平臺(tái)，把交流和直流打壓集中在一起，根據(jù)不同的要求進(jìn)行選擇。打壓測試平臺(tái)上有交/直流輸出切換端子和需要安放電容的固定位置，這樣可以通過移動(dòng)一次電容，分別實(shí)現(xiàn)交/直流打壓兩次測試，效率提高一半，同時(shí)不會(huì)因?yàn)榇驂喝藛T的變換而造成測試差異。

如何實(shí)現(xiàn)交流打壓儀自動(dòng)控制升降電壓，是必須解決的問題。經(jīng)過理論分析，認(rèn)為只要實(shí)現(xiàn)了交流打壓儀的輸入電壓的自動(dòng)控制，這個(gè)問題能夠解決。經(jīng)過考察，單相調(diào)壓電力調(diào)整器（輸入4～20 mA的微電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)220 V的控制輸出）可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整220 V電壓。將單相調(diào)壓電力調(diào)整器的輸出端連接到交流打壓儀輸入端，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓的控制，達(dá)到交流打壓儀的輸出電壓受控。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

打壓儀自動(dòng)控制系統(tǒng)共有8個(gè)取樣點(diǎn)，其中控制點(diǎn)4個(gè)、采集點(diǎn)4個(gè)，由于被控設(shè)備連鎖、回路都很少，因此采用微型PLC控制系統(tǒng)作為下位機(jī)較為合適。經(jīng)過市場調(diào)研和比對(duì)，最終選擇“羅克韋爾”的CompactLogix5380作為下位機(jī)控制器。

要想通過PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)打壓儀的控制，首先需要對(duì)2臺(tái)交、直流打壓儀進(jìn)行改造。由于打壓儀不具備控制接口，因此需要分別引出打壓儀的控制信號(hào)、電壓輸出信號(hào)、漏電流信號(hào)，并對(duì)各引出信號(hào)進(jìn)行梳理變送，使電壓輸出信號(hào)、漏電流信號(hào)輸出值為4～20 mA電流信號(hào)，控制信號(hào)為+10 V有效。

3.1 PLC系統(tǒng)配置

打壓儀自動(dòng)控制系統(tǒng)的下位機(jī)選取“羅克韋爾”的CompactLogix5380作為控制系統(tǒng)。這一控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）CompactLogix5380屬于Logix5000控制器系列，梯形圖開發(fā)控制程序與DX中波發(fā)射機(jī)上所用控制器基本一致，有利于開發(fā)人員進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

（2）CompactLogix5380控制器為DIN導(dǎo)軌式安裝，可有效節(jié)省空間，并易于擴(kuò)容。

（3）CompactLogix5380具備雙以太網(wǎng)端口，支持Ethernet/IP設(shè)備網(wǎng)組網(wǎng)模式，安全可靠。

（4）配備USB端口，支持本地編程、故障處理和固件更新。

PLC控制器采用如下配置：中央處理器單元為5069-L320ER，I/O模塊為1塊5069-OB16F、1塊5069-IY4、1塊5069-OF4。梯形圖編程環(huán)境采用Studio 5000，與Logix5000系列通用。

3.2 上位機(jī)配置

打壓儀自動(dòng)控制系統(tǒng)的上位機(jī)配置采用嵌入式工控機(jī)系統(tǒng)，上位機(jī)程序開發(fā)環(huán)境為Visual Basic語言。VB程序是一種基于窗體的可視化組件安排的聯(lián)合，并且增加代碼來指定組件的屬性和方法，簡單易學(xué)且程序界面友好直觀。

3.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

3.3.1 交流打壓方式

（1）可錄入初始電壓和電壓上限。

（2）漏電流顯示量級(jí)調(diào)整為微安級(jí)。

（3）根據(jù)錄入值一鍵自動(dòng)升壓，達(dá)到電壓上限1/4時(shí)保持1 min；達(dá)到電壓上限1/2時(shí)保持1 min；達(dá)到電壓上限值3/4時(shí)保持1 min；達(dá)到電壓上限時(shí)保持2 min。

（4）升壓過程自動(dòng)記錄漏電流數(shù)值，掃描時(shí)間為0.5 s，打壓結(jié)束后自動(dòng)生成漏電流曲線圖和打壓報(bào)告，且可導(dǎo)出.jpg文件和Word文檔。

（5）升壓過程中，電壓達(dá)到任意檔位漏電流越限立刻停止升壓。

3.3.2 直流打壓方式

（1）可錄入初始電壓和電壓上限。

（2）根據(jù)錄入值一鍵自動(dòng)升壓，達(dá)到電壓上限1/4時(shí)保持1 min；達(dá)到電壓上限1/2時(shí)保持1 min；達(dá)到電壓上限值3/4時(shí)保持1 min；達(dá)到電壓上限時(shí)保持2 min。

（3）升壓過程自動(dòng)記錄漏電流數(shù)值，掃描時(shí)間為0.5 s，打壓結(jié)束后自動(dòng)生成漏電流曲線圖和打壓報(bào)告，且可導(dǎo)出為

.jpg文件和Word文檔。

（4）升壓過程中，電壓達(dá)到任意檔位漏電流越限立刻停止升壓。

4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括電容管號(hào)（唯一）、電容型號(hào)、打壓日期、打壓時(shí)間、測試人員、初始電壓、步進(jìn)電壓、電壓上限、漏電流。

5 系統(tǒng)圖

系統(tǒng)圖如圖1所示。

6 系統(tǒng)研發(fā)清單

6.1 硬件改造

（1）在原打壓儀上確定取樣點(diǎn)位置，見表1。

（2）設(shè)備選型。取樣設(shè)備、單相調(diào)壓電力調(diào)整器、PLC和工控機(jī)選型，以主流、實(shí)用、體積小巧、性價(jià)比高為目標(biāo)。

（3）布線。根據(jù)實(shí)際需要考慮設(shè)計(jì)開發(fā)電路板，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)梳理、分配的目的。

7 軟件開發(fā)

（1）PLC程序——完成采集數(shù)據(jù)，輸出控制功能。

（2）系統(tǒng)軟件開發(fā)——完成控制邏輯、數(shù)據(jù)輸入、界面顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。

（3）測試報(bào)告格式見表2。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陳靜，羅坎，肖俊杰.基于API的PC機(jī)與多臺(tái)變頻器的串行通訊控制[J].日用電器，2011（3）：37-39.

[2]林錦實(shí)，范繼來，張明杰.全自動(dòng)激光粒度分布儀的研制[J].儀表技術(shù)與傳感器，2010（1）：26-28.

[3]任秀榮，陳瑞友，任廣軍.基于LM2576穩(wěn)壓器的數(shù)字電流源設(shè)計(jì)[J].硅谷，2014（3）：29，11.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]