節(jié)拍式流水線電機出廠試驗系統(tǒng)設(shè)計

陳葉榮， 劉 祺

(上海電器科學(xué)研究所(集團)有限公司，上海 200063)

節(jié)拍式流水線電機出廠試驗系統(tǒng)設(shè)計

陳葉榮， 劉 祺

(上海電器科學(xué)研究所(集團)有限公司，上海 200063)

設(shè)計基于PLC、觸摸屏、上位機控制軟件組合的節(jié)拍式流水線電動機出廠試驗系統(tǒng)。將不同的電動機測試、掃描、控制設(shè)備經(jīng)過RS－232，RS－485，Profibus-DP，工業(yè)以太網(wǎng)等通信方式組成系統(tǒng)，實現(xiàn)電動機節(jié)拍式流水線作業(yè)，完成電機出廠試驗的檢測。

節(jié)拍式;Profibus-DP;工業(yè)以太網(wǎng);出廠試驗

0 引言

目前，一般電動機出廠檢測系統(tǒng)采用單工位測試，工業(yè)流水線上多工位測試，控制系統(tǒng)測試儀表只能每次測試一臺電動機，同時電動機由于溜轉(zhuǎn)時間短，對于空載數(shù)據(jù)測量有很大影響，并且電動機在溜轉(zhuǎn)時，其他電動機不能測試相應(yīng)電動機項目，影響了電動機出廠合格率及出廠效率。為了提高電動機測試空載準(zhǔn)確性及試驗效率，設(shè)計了節(jié)拍式流水線電動機出廠試驗系統(tǒng)，滿足了多工位電動機同時溜轉(zhuǎn)時，可進行未溜轉(zhuǎn)電動機的電阻、堵轉(zhuǎn)、空載、絕緣、耐壓試驗。系統(tǒng)測試互不干擾，該系統(tǒng)運行2年，性能穩(wěn)定，可靠性高。

1 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)的測試儀器和AVR由工控機控制，系統(tǒng)控制回路由PLC控制，觸摸屏和工控機指令下達到PLC。操作人員進行掃描、接線、安裝卡具等，預(yù)備工作完畢，在觸摸屏中起動試驗項目，電腦自動控制系統(tǒng)動作，并從測試儀器中讀取測試結(jié)果，同時將結(jié)果與數(shù)據(jù)庫參數(shù)對比，進行判斷，并給出結(jié)果提示。振動、噪聲的合格與否由人工通過感知判斷，如果不合格，則由操作人員在觸摸屏中輸入不合格結(jié)果。流水線的移動提供位置開關(guān)信號，方便工控機精確定位，準(zhǔn)確、安全起動、停止被試對象AVR的電壓計算機根據(jù)電機參數(shù)自動調(diào)節(jié)，測試儀器由電腦控制，讀取測試結(jié)果。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)電氣單元由變壓器，AVR電源組成，電網(wǎng)供電，在慣性運轉(zhuǎn)時根據(jù)電機的電壓等級進行變壓器調(diào)節(jié)，電壓等級分別為 380 V、210 V、420 V，堵轉(zhuǎn)、始動、空載試驗由電網(wǎng)經(jīng)AVR輸出供電，根據(jù)電機試驗項目調(diào)節(jié)電壓，電壓等級分別為堵轉(zhuǎn)試驗1/4UN，始動試驗1/2UN，空載試驗UN。試驗系統(tǒng)電氣原理圖如圖1所示。

圖1 試驗系統(tǒng)電氣原理圖

控制單元由工控機、2臺觸摸屏、西門子S7－200組成。觸摸屏選用深圳步科MT5320T eView產(chǎn)品，eView 觸摸屏支持 Profibus-DP、CAN、MPI總線通信，支持MPI多屏多機組網(wǎng)，配有以太網(wǎng)接口，提供的OPC軟件實現(xiàn)上位機與各種PLC之間進行數(shù)據(jù)交換。工控機主要提供用戶在線編寫VC代碼程序，考慮到處理機速度、可靠性、抗干擾、性能價格，選用研華工控機，并配備 MOXA 485通信卡。S7－200選用CPU 226，集成24輸入16輸出，共40個數(shù)字量I/O點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點。6個獨立的30 kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20 kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個RS－485通信/編程口，具有PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信能力。

測試單元由 Symbol掃描儀、3390功率計、3540電阻儀、3174絕緣耐壓儀組成。Symbol藍牙無線掃描儀掃描電機上的條形碼，符合近距離無線傳輸?shù)奶攸c。選用日置的3540電阻儀、3390電參數(shù)儀、3174絕緣耐壓儀，考慮到該廠家有一整套電機測量儀表，達到最高精度±0.16%(與AC/DC通用傳感器9709組合的)，不易受到變頻器測量時同相干擾的影響，都具備RS－232串口通信功能;同時體積小，攜帶方便，符合測試現(xiàn)場面積不足的特點。以上儀器儀表組成RS－232通信網(wǎng)絡(luò)與工控機通信，三芯屏蔽線做通信介質(zhì)。硬件控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 硬件控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)的主要控制對象如下:電動機流水線運行過程中，掃描儀的條形碼掃描傳輸，電動機電阻測試，溜轉(zhuǎn)，堵轉(zhuǎn)，空載，絕緣耐壓等的時間參數(shù)，反饋命令參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)參數(shù)進行相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)傳輸，AVR電源設(shè)備的調(diào)頻調(diào)壓，測量柜內(nèi)電氣開關(guān)的電路切換等。

3.1 控制器的設(shè)置

S7－200用來采集數(shù)據(jù)和控制執(zhí)行機構(gòu)，由一塊CPU 226主控，擴展模塊由1塊EM233 16/16、2塊EM222和1塊EM232組成，測距傳感器控制信號接入PLC模擬量，通過流水線長度、流水線速度折算，計算出每一測試工位的定點坐標(biāo)，在PLC上開辟一段16個VW存儲空間，按照時間定時刷新工位編號，觸摸屏實時跟蹤工位情況，每一工位電機參數(shù)可在觸摸屏上實時體現(xiàn)。PLC繼電器輸出分別控制變頻器的運轉(zhuǎn)及試驗項目的切換。工控機與PLC組成Profibus-DP通信網(wǎng)絡(luò)，實時讀取PLC控制狀態(tài)參數(shù)，PLC分別反饋測試項目的讀表信號參數(shù)表如表1所示。

表1 反饋測試項目的讀表信號參數(shù)表

3.2 eView觸摸屏的編程

觸摸屏可分別控制流水線中間工位的電動機溜轉(zhuǎn)運行，確認電動機溜轉(zhuǎn)時振動噪聲是否合格。主、次觸摸屏之間工業(yè)以太網(wǎng)連接，兩屏之間的數(shù)據(jù)參數(shù)保持一致，前端后端的工作人員通過觸摸屏進行試驗時間的設(shè)置，變頻器運行速度的控制。主觸摸屏與PLC－S200通過485雙芯屏蔽線連接，與工控機以太網(wǎng)連接。數(shù)據(jù)交換以IP/TCP通信為數(shù)據(jù)交換，電動機的額定電壓、電流、型號、功率、頻率、轉(zhuǎn)向通過PC傳輸給觸摸屏。屏上進行人工核對確認，保證電動機試驗數(shù)據(jù)的合理性。觸摸屏操作示意圖如圖3所示。

圖3 觸摸屏操作示意圖

4 試驗流程及項目

(1)前半部檢查條形碼掃描:

①電阻測量接插線，直流電阻試驗，一次接線，自動UV，VW，WU轉(zhuǎn)換;

②慣性運轉(zhuǎn)接插線;

③慣性運轉(zhuǎn)試驗，變壓器或電網(wǎng)供電下，全壓起動電機，運轉(zhuǎn)后檢查振動、噪聲。

(2)后半部檢查條碼掃描:

①后半部檢查試驗接插線;

②上堵轉(zhuǎn)卡具;

③1/4UN下堵轉(zhuǎn)試驗，AVR供電;

④卸掉卡具;

⑤0.8UN下的始動試驗，AVR供電;

⑥UN下的空載試驗;

⑦絕緣電阻和耐壓試驗，繞組對外殼(GND);

⑧電機卸線。

5 結(jié)語

電機檢測是電機產(chǎn)品制造全過程中質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，電機檢測技術(shù)為電機檢測的實現(xiàn)提供了重要依據(jù)，本系統(tǒng)根據(jù)客戶需求設(shè)計的節(jié)拍式流水線電動機出廠試驗，滿足了新型的電機檢測技術(shù)的要求，觸摸屏、掃描儀、PLC控制器、測距傳感器的聯(lián)合使用，提高了出廠設(shè)備的智能化程度，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，符合電機出廠檢測的發(fā)展方向，可作為同行在電機出廠檢測設(shè)備研發(fā)中的借鑒。

［1］才家剛，吳亞奇.電機試驗技術(shù)及設(shè)備手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2011.

［2］西門子(中國)有限公司自動化與驅(qū)動集團.深入淺出西門子 S7－200 PLC［G］.2005.

［3］羅志軍，尹斌.基于Profibus-DP的PLC與PC現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)［J］.微計算機信息，2004(11):5-6.

Design of Pulse Flow Sequence for Motor Routine Test System

CHEN Yerong，LIU Qi
(Shanghai Electrical Apparatus Research Institute(Group)Co.，Ltd.，Shanghai 200063，China)

The pulse flow sequence for motor routine test system is based on PLC，touch panel，PC control software.Compose the system by different motor testing，scanning，control device through as RS－232，RS－485，Profibus-DP，industry ethernet and so on.So as to achieve pulse flow sequence system operation，and complete motor routine test.

pulse flow sequence;Profibus-DP;industry ethernet;routine test

TM 306

A

1673-6540(2012)08-0033-03

2012－03－05