PLC與智能儀表在熔斷器檢測裝置中的功能發(fā)揮

易 星

（萍鄉(xiāng)萍鋼安源鋼鐵有限公司，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

因現(xiàn)代科技進步、工業(yè)發(fā)展水平的提升以及公眾工作與生活需要，對智能化低壓電器的性能提出了更高要求，要求除了有控制保護功能外，還需有故障記錄測量、電能使用管理、故障報警、運行監(jiān)測等多項功能。熔斷器作為一種智能化低壓電器之一，因其電阻相當(dāng)小以致于普通電阻表不能對阻值給予精準(zhǔn)測量[1]，但智能儀表微歐計具備控制、測量、數(shù)據(jù)處理以及通信等多樣化功能，并且還具備極高的測量精度，同時可實時處理測量數(shù)據(jù)，實時輸出與控制測量結(jié)果，完成數(shù)據(jù)的有效處理，快速熔斷實現(xiàn)安全事故發(fā)生的控制，保證熔斷器檢測裝置性能的良好，這直接關(guān)系到電池模組安全性?，F(xiàn)今保險絲熔斷測試所選擇的方式包括兩類：其一即以秒表進行保險絲熔斷時間計算，不過該法在時間計算上存在明顯誤差；第二即在示波器以及電流探頭的作用下進行保險絲熔斷時間抓捕，該法計算時間相對準(zhǔn)確，不過需要耗費時間來準(zhǔn)備，操作繁瑣，無法直觀的將熔斷時間給予顯示，而將PLC和智能儀表同時利用起來后則能夠讓以上不足得到解決，進而做到相互間數(shù)據(jù)信息的高速傳輸，達到對熔斷器自動化檢測功能，使熔斷器檢測裝置發(fā)揮更大作用。而以下則結(jié)合實際對相關(guān)內(nèi)容展開簡要闡述。

1 熔斷器檢測裝置概述

熔斷器即在電流高于規(guī)定值的情況下，通過自身所形成的熱量來熔斷熔體，讓電路斷開并借助該原理制作而成的電流保護器。低壓熔斷器選擇需根據(jù)熔斷器類別與熔體額定電流來定，在具體操作實踐中需始堅持如下原則：第一、若電氣設(shè)備能夠保持性能癥狀，那么熔斷器應(yīng)該繼續(xù)工作，此時忌熔斷行為；若出現(xiàn)短路現(xiàn)象需第一時間熔斷處理；處于運行狀態(tài)的電流發(fā)生變化，同樣不要選擇將熔斷器熔斷；一旦用電設(shè)備持續(xù)過載應(yīng)延時熔斷。不過條件是熔斷器可無誤且快速的測量出對應(yīng)數(shù)據(jù)信息[2]。在熔斷器檢測裝置的作用下，仔細(xì)測量已開展灌砂作業(yè)的熔斷器技術(shù)指標(biāo)以及參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時應(yīng)做好熔斷器蓋子塞子鉚接。熔斷器檢測裝置的組成并不是特別復(fù)雜，組成內(nèi)容包括機械手、密實性檢測裝置、塞子鉚接裝置、電阻測試裝置四大點，詳細(xì)執(zhí)行步驟歸納：機械手把灌砂操作結(jié)束的熔斷器移動倒檢測裝置旋轉(zhuǎn)圓盤公位，圓盤受到異步電機的作用推動熔斷器向密實性側(cè)枝裝置工位移動，負(fù)責(zé)對灌砂密實性情況進行評估，此后圓盤在異步電機的功能下把熔斷器旋轉(zhuǎn)到塞子鉚接裝置工位完成塞子鉚接。成功完成鉚接圓盤在異步電機的作用下使得熔斷器向電阻測試裝置工位移動并實施電阻測試，若熔斷器測試結(jié)果與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相符，則在機械手的作用下抓取至熔斷器生產(chǎn)線輸送至下工位；若最終結(jié)果表現(xiàn)熔斷器與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)不匹配還需在機械手的作用下直接在測試工位將其取出并返回待處理區(qū)。

2 熔斷器檢測系統(tǒng)設(shè)計

2.1 PLC以及智能儀表相互間通訊格式

在微電子技術(shù)與計算機技術(shù)持續(xù)發(fā)展的今天儀表結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了極大改變，將計算機技術(shù)與檢測技術(shù)充分結(jié)合進行智能化儀表建構(gòu)，完成測量過程現(xiàn)代化自動化取得一定成就，智能儀表使得傳統(tǒng)儀表存在的弊端得到彌補，實現(xiàn)了儀表精準(zhǔn)度的提升?？删幊炭刂破鳎≒LC）屬于應(yīng)用相當(dāng)廣泛的自動控制裝置，能夠把計算機技術(shù)、傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)、以及通訊技術(shù)相結(jié)合，操作便利、有極強的控制性與可靠性，可長時間連續(xù)運行。以下表1里1#PLC的只能是采集18塊蘭申電磁流量計相關(guān)數(shù)據(jù)信息，蘭申電磁流量計通訊協(xié)議實質(zhì)為主從掃描式通訊協(xié)議，主機在通訊期間發(fā)揮引領(lǐng)作用，而從機應(yīng)起著輔導(dǎo)響應(yīng)的職責(zé)，將相關(guān)信息進行回傳，并結(jié)束一次通訊過程。依照規(guī)定僅需將流量計瞬時流量、正向總量值讀出，所以對主機（PLC）命令格式、從機（流量計）響應(yīng)格式總結(jié)見表1A、表1B所示。

對流量計串行通訊協(xié)議特征展開全方位分析，明確將PLC自由口作為PLC以及流量計彼此間通訊方式，將18塊流量計地址與通訊速率進行設(shè)置，再在V4.0STeP7MicroWINSP3編程軟

表2 B從機回應(yīng)格式

件的作用下將自由口通訊程序設(shè)計落實到位，在自由口通訊方式的作用下保證PLC以及流量計數(shù)據(jù)傳輸順利完成。

2.2 PLC以及智能儀表硬件設(shè)計

結(jié)合本文里所探究的內(nèi)容以及熔斷器檢測裝置運行流程后把西門子S7-200系列CPU224XPSi PLC視作控制器，把研華觸摸平臺工控機用作上位機全面建構(gòu)控制系統(tǒng)。CPU224XPSi PLC輸入點與輸出點依次是14個、10個，若要真正滿足IO點數(shù)要求同時具備一點余量，還需選擇一塊32位數(shù)字量輸入輸出模板eM233。熔斷器檢測裝置系統(tǒng)具體構(gòu)成見圖1。

圖1 熔斷器檢測裝置組成架構(gòu)

電纜可將PLC與上位機有效連接起來，依靠OPC技術(shù)將上位人機界面與PLC進行有效連接。上位機進行以太網(wǎng)接口預(yù)留，人機界面則在工業(yè)以太網(wǎng)的作用下與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相連，開展下載、查詢等一系列數(shù)據(jù)信息。S7-200 PLC屬于主站，智能儀表微歐計屬于從站，經(jīng)自由口通訊法完成通信，得到只能儀表微歐計數(shù)據(jù)信息。并且在數(shù)字量I/O模塊的作用下，PLC能完成對密實性檢測裝置、機械手、電阻測試裝置、塞子鉚接裝置的實時控制，且可對各執(zhí)行器工作狀態(tài)給予全面監(jiān)控。

3 PLC與智能儀表在熔斷器檢測裝置中的功能發(fā)揮

3.1 PLC和智能儀表微歐計硬件連接

對熔斷器檢測裝置的控制運行流程進行分析得知PLC屬于控制核心組件控制系統(tǒng)，因西門子S7-200系列PLC通信口屬于RS485串行接口，但智能儀表微歐計屬于RS232串行接口，因此PLC和智能儀表微歐計通信過程中應(yīng)展開RS485/RS232轉(zhuǎn)換，進行控制指令發(fā)送來對智能儀表進行控制，得到智能儀表數(shù)據(jù)檢測信息。西門子公司制造的PC/PPI電纜可使該功能成功轉(zhuǎn)換，不過因價格高，轉(zhuǎn)換原理也不復(fù)雜，故而對所用通信電纜可自行制作。

3.2 PLC和智能儀表通信協(xié)議制定

依照PLC與智能儀表微歐計通信協(xié)議制定時為使傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定性與質(zhì)量更有保障，除了需做好各字節(jié)的校驗，還需做好校驗字與特征字的控制。若要使PLC通信幀長度變小可依靠定制傳輸格式，不斷將數(shù)據(jù)向PLC傳輸，PLC又通過中斷形式進行數(shù)據(jù)的全面接收。在最簡單傳輸格式的作用下，自由口通訊作為一種建構(gòu)于半雙工RS-85硬件的通訊模式，用戶可根據(jù)實際需求進行數(shù)據(jù)長度、字符通訊格式、奇偶校驗等的靈活定義，故而任何通訊協(xié)議均適用。

3.3 PLC和智能儀表通訊程序

PLC以及智能儀表在聯(lián)合使用過程中為了保證熔斷器檢測裝置的功能更完善，故而根據(jù)實際情況在運行過程里進行了自由通訊協(xié)議模式選擇，其中S7X00 PLC屬于主要站，智能儀表微歐計屬于從站，經(jīng)中斷進行數(shù)據(jù)通信指令執(zhí)行以及智能儀表完成數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。

結(jié)合工藝條件，PLC與智能儀表通訊程序構(gòu)成有中斷程序2個和子程序1個，中斷程序的功能是對回傳的數(shù)據(jù)進行接收；子程序所負(fù)責(zé)的功能即做好PLC通訊端口的初始化，可以說二者彼此結(jié)合，協(xié)同工作；一旦工件達電阻檢測工位，熔斷器PLC控制系統(tǒng)則自動調(diào)用通訊子程序，當(dāng)參數(shù)初始化流程結(jié)束則打開自由口通訊模式，想只能儀表微歐計進行檢測信號傳輸，接收智能儀表微歐計在反饋信息接收后對數(shù)據(jù)進行處理，若通訊未超時可根據(jù)情況再次作一遍檢測確認(rèn)，如果最終結(jié)果一致此時則關(guān)閉自由口通訊模式并返回數(shù)據(jù)，在自由口通訊模式不能被打開或通訊超時的情況下，需開啟通訊保障報警。

3.4 熔斷器檢測系統(tǒng)監(jiān)控界面

熔斷器檢測系統(tǒng)人機界面的軟件設(shè)計平臺選擇的是Visual Studio 2008. NeT開發(fā)工具，由SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫與VB. net編程語言共同構(gòu)成，結(jié)合熔斷器檢測裝置控制準(zhǔn)則，借助OPC輔助技術(shù)將57 200 PC Aeeess用作OPC服務(wù)器，熔斷器檢測系統(tǒng)要與人機界面實現(xiàn)交匯，可正常進行數(shù)據(jù)傳輸。人機界面功能體現(xiàn)在對數(shù)據(jù)進行采集與處理、用戶管理、設(shè)置試驗參數(shù)等等，智能檢測系統(tǒng)協(xié)助下上位機人機界面的功能性可以大致概括為以下幾個：

（1）主監(jiān)控界面。通過這一監(jiān)控界面能夠快速靈活設(shè)置各類試驗參數(shù)，合理選擇試驗類型，對熔斷器檢測系統(tǒng)具體運行狀態(tài)展開全方位監(jiān)控，明確熔斷器檢測信息。

（2）報表管理界面。負(fù)責(zé)做好生產(chǎn)數(shù)據(jù)離線管理工作，包括做好產(chǎn)品報表打印、信息維護、記錄查詢等一系列任務(wù)。

（3）輸入輸出信號監(jiān)控界面。負(fù)責(zé)對PLC輸入輸出信號正常性展開全面監(jiān)控，還可對系統(tǒng)故障展開合理診斷，但只有系統(tǒng)管理員才具備這一權(quán)限。

（4）進入管理界面。因系統(tǒng)內(nèi)不同操作登記的權(quán)限不同，為防止用戶私自登陸，非法操作。

（5）若通斷器的檢測系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，系統(tǒng)會發(fā)出報警信息，同時出現(xiàn)故障情況會顯示在報警界面上，而且會將報警信息相關(guān)數(shù)據(jù)自動進行保存。

（6）用戶幫助界面。系統(tǒng)的職能即為用戶進行在線幫助職能提供，涉及到系統(tǒng)多發(fā)故障、界面操作流程以及系統(tǒng)維護方法等。

4 結(jié)語

因現(xiàn)代社會經(jīng)濟的發(fā)展讓各行各業(yè)生產(chǎn)力不斷增強，自動化技術(shù)發(fā)展速度持續(xù)加快，導(dǎo)致不同先進設(shè)備裝置得到了更深入的應(yīng)用，低壓熔斷器有短路與過載保護價值，但熔斷器電阻非常小，普通電阻表根本就不能將電阻值給予準(zhǔn)確測量，但智能儀表可測量精準(zhǔn)度能夠控制到微歐級，還可實時處理測量數(shù)據(jù)，利于工作效率的提高，使熔斷器質(zhì)量更有保障，提高檢測精準(zhǔn)度與時效性；又因PLC控制系統(tǒng)操作便利、運行穩(wěn)定，通訊系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可靠，集成度與智能化程度均較高，故而將PLC以及智能儀表聯(lián)合應(yīng)用到熔斷器檢測裝置中可確保自動化檢測目標(biāo)順利實現(xiàn)。以上簡單的給出PLC與智能儀表在熔斷器檢測裝置中應(yīng)用的一些看法，因此有必要針對該領(lǐng)域進行更全面詳細(xì)的研究，并總結(jié)出更多完整的成果資料，為這方面的相關(guān)研究提供提供更多理論參考。