基于PLC的低壓電流互感器自動接拆線控制系統(tǒng)設計

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)。

1 自動接拆線控制系統(tǒng)組成

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。

2 控制系統(tǒng)硬件設計

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。

3 系統(tǒng)軟件設計

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

3.1 PLC程序設計

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

3.2 觸摸屏畫面設計

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)。

4 結束語

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.