張洪明,王 智,于 旭,賈 晨
(1.國網吉林省電力有限公司電力科學研究院,長春 130021;2.國網長春供電公司,長春 130021)
目前,國家電網公司提出了建設省級計量中心,實現(xiàn)“整體式授權、自動化檢定、智能化倉儲、物流化配送”的戰(zhàn)略目標[1]。互感器檢定將逐步由分散式檢定轉向以省級集中招標、集中采購、集中檢驗、統(tǒng)一配送的管理模式,這一管理模式的轉變使省級計量中心檢定量大大增加,迫切需要一種先進的檢定方法取代現(xiàn)有的人工檢定,為此,低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)的研制具有實用性和先進性。低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)主要用于低壓電流互感器自動化檢定,實現(xiàn)穿心式互感器的一次、二次的自動接拆線,達到檢測試驗自動化的目的[2]。為實現(xiàn)低壓電流互感器的全自動檢定,接拆線必須實現(xiàn)自動化,本文旨在介紹用于檢定穿心式互感器自動接拆線控制系統(tǒng)。
低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)由可編程控制器(PLC)、觸摸屏、二次接線機構、換排機構、導向機構、伺服電機及接近開關傳感器等組成。自動接拆線控制系統(tǒng)的幾個主要部件機構見圖1。
二次接線機構由氣缸推動,使接線端子壓接到互感器的二次端子上,實現(xiàn)二次接線。換排機構的作用是實現(xiàn)不同類型的互感器一次穿心銅桿和銅排之間的切換,換排以及穿心的動作是用伺服電機控制驅動的。當一次穿桿在穿心導向機構的支撐下到達既定的接線位置后,由一次接線氣爪伸出后夾住一次穿桿,實現(xiàn)互感器的一次接線。
在該系統(tǒng)中,控制部分采用西門子S7-300系列PLC,它對現(xiàn)場接拆線機構的動作進行控制,能夠滿足該種設備的自動化控制需求。由于在本系統(tǒng)中觸摸屏要求設計的畫面較多,控制點位多以及畫面腳本較為復雜,考慮到畫面的美觀性和運行的可靠性,因此選擇西門子的MP277型觸摸屏。
西門子S7-300的PLC 是控制系統(tǒng)的核心,采用FESTO 伺服控制電機驅動換排機構以及穿心銅桿、銅排。由于控制系統(tǒng)中需要氣動驅動的結構件較多,在本系統(tǒng)中采用閥島來驅動一次接線機構、二次接線機構以及導向機構,并配以FESTO 氣缸配套的接近開關用以檢測機械動作是否到位。圖2為部分PLC電氣控制原理圖。
圖1 自動接拆線控制系統(tǒng)幾個主要部件的機構
圖2 部分PLC電氣控制原理圖
PLC控制程序中自動接線控制程序流程圖見圖3。為了保證接線的正確穩(wěn)定性和設備的安全性,在系統(tǒng)上配置的檢測動作到位的接近開關較多。當出現(xiàn)接近開關檢測動作不到位時,首先需要人工進行確認及處理,然后再次進行上一步動作,使動作正確到位,保證了接線流程的順利進行,拆線動作流程與接線動作流程互逆。
圖3 PLC控制程序中自動接線控制程序流程圖
觸摸屏畫面設計使用WinCC flexible 2008 軟件,用于可編程序控制器的監(jiān)視與控制,以形象的文字、指示燈、動畫、曲線等形式,監(jiān)視、修改PLC 內部寄存器或繼電器的數值及狀態(tài)。通過在畫面上各種按鈕,動畫,指示燈及數值讀取等,控制系統(tǒng)工作的工作狀態(tài)及反應系統(tǒng)運行狀態(tài)。
本文概述了低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)由可編程控制器PLC、觸摸屏、二次接線機構、換排機構、導向機構、伺服電機及接近開關傳感器等組成。文中著重介紹了控制系統(tǒng)硬件和軟件的設計方法及實現(xiàn)方式。其中在硬件系統(tǒng)中,控制部分采用西門子S7-300系列可編程控制器對現(xiàn)場接拆線機構的動作進行控制,能夠滿足該種設備的自動化控制需求。由于在本系統(tǒng)中觸摸屏要求設計的畫面較多,故選擇西門子的MP277型觸摸屏,它能夠實現(xiàn)多點位控制,兼顧了畫面的美觀性和運行的可靠性。該系統(tǒng)的設計便于實現(xiàn),能夠大幅度地提高工作效率,最終實現(xiàn)低壓電流互感器的自動檢定。
[1]Q/GDW 572—2010,計量用低壓電流互感器技術規(guī)范[S].
[2]王樂仁.電力互感器檢定及應用[M].北京:中國計量出版社,2010.