打壓儀自動控制系統設想

趙曉君

【摘 要】文章針對交直流打壓儀的應用現狀，提出了集成打壓平臺的設想。根據理論分析和實際考察，解決了分步打壓問題，節約了時間成本，避免多次移動電容可能造成的磕碰甚至損傷。

【關鍵詞】交直流打壓儀；集成平臺；自動控制

【中圖分類號】TP273.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）06-0107-02

1 現狀

機房現有交流打壓儀和直流打壓儀各1臺。交流打壓儀為手動調節升降電壓，直流打壓儀具備自動和手動升降電壓功能。雖然可以按照電容要求打壓等級、進行讀數，但不具備自動記錄數據的功能，僅有儀表數值顯示。

在新電容入庫之前，要分別進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的電容先進行交流打壓測試，然后進行直流打壓測試。這種方法打壓時間較長，效率不高，而且在多次移動電容期間，容易人為造成電容磕碰甚至損傷。

2 設想

基于現狀，設想可以集成一個打壓測試平臺，把交流和直流打壓集中在一起，根據不同的要求進行選擇。打壓測試平臺上有交/直流輸出切換端子和需要安放電容的固定位置，這樣可以通過移動一次電容，分別實現交/直流打壓兩次測試，效率提高一半，同時不會因為打壓人員的變換而造成測試差異。

如何實現交流打壓儀自動控制升降電壓，是必須解決的問題。經過理論分析，認為只要實現了交流打壓儀的輸入電壓的自動控制，這個問題能夠解決。經過考察，單相調壓電力調整器（輸入4～20 mA的微電流，實現對220 V的控制輸出）可以實現調整220 V電壓。將單相調壓電力調整器的輸出端連接到交流打壓儀輸入端，實現對輸入電壓的控制，達到交流打壓儀的輸出電壓受控。

3 系統設計

打壓儀自動控制系統共有8個取樣點，其中控制點4個、采集點4個，由于被控設備連鎖、回路都很少，因此采用微型PLC控制系統作為下位機較為合適。經過市場調研和比對，最終選擇“羅克韋爾”的CompactLogix5380作為下位機控制器。

要想通過PLC實現對打壓儀的控制，首先需要對2臺交、直流打壓儀進行改造。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、電壓輸出信號、漏電流信號，并對各引出信號進行梳理變送，使電壓輸出信號、漏電流信號輸出值為4～20 mA電流信號，控制信號為+10 V有效。

3.1 PLC系統配置

打壓儀自動控制系統的下位機選取“羅克韋爾”的CompactLogix5380作為控制系統。這一控制系統具有以下優點。

（1）CompactLogix5380屬于Logix5000控制器系列，梯形圖開發控制程序與DX中波發射機上所用控制器基本一致，有利于開發人員進行程序設計。

（2）CompactLogix5380控制器為DIN導軌式安裝，可有效節省空間，并易于擴容。

（3）CompactLogix5380具備雙以太網端口，支持Ethernet/IP設備網組網模式，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。梯形圖編程環境采用Studio 5000，與Logix5000系列通用。

3.2 上位機配置

打壓儀自動控制系統的上位機配置采用嵌入式工控機系統，上位機程序開發環境為Visual Basic語言。VB程序是一種基于窗體的可視化組件安排的聯合，并且增加代碼來指定組件的屬性和方法，簡單易學且程序界面友好直觀。

3.3 自動控制系統實現功能

3.3.1 交流打壓方式

（1）可錄入初始電壓和電壓上限。

（2）漏電流顯示量級調整為微安級。

（3）根據錄入值一鍵自動升壓，達到電壓上限1/4時保持1 min；達到電壓上限1/2時保持1 min；達到電壓上限值3/4時保持1 min；達到電壓上限時保持2 min。

（4）升壓過程自動記錄漏電流數值，掃描時間為0.5 s，打壓結束后自動生成漏電流曲線圖和打壓報告，且可導出.jpg文件和Word文檔。

（5）升壓過程中，電壓達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）根據錄入值一鍵自動升壓，達到電壓上限1/4時保持1 min；達到電壓上限1/2時保持1 min；達到電壓上限值3/4時保持1 min；達到電壓上限時保持2 min。

（3）升壓過程自動記錄漏電流數值，掃描時間為0.5 s，打壓結束后自動生成漏電流曲線圖和打壓報告，且可導出為

.jpg文件和Word文檔。

（4）升壓過程中，電壓達到任意檔位漏電流越限立刻停止升壓。

4 數據存儲

系統數據包括電容管號（唯一）、電容型號、打壓日期、打壓時間、測試人員、初始電壓、步進電壓、電壓上限、漏電流。

5 系統圖

系統圖如圖1所示。

6 系統研發清單

6.1 硬件改造

（1）在原打壓儀上確定取樣點位置，見表1。

（2）設備選型。取樣設備、單相調壓電力調整器、PLC和工控機選型，以主流、實用、體積小巧、性價比高為目標。

（3）布線。根據實際需要考慮設計開發電路板，以實現信號梳理、分配的目的。

7 軟件開發

（1）PLC程序——完成采集數據，輸出控制功能。

（2）系統軟件開發——完成控制邏輯、數據輸入、界面顯示和數據存儲功能。

（3）測試報告格式見表2。

參 考 文 獻

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

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

[3]任秀榮，陳瑞友，任廣軍.基于LM2576穩壓器的數字電流源設計[J].硅谷，2014（3）：29，11.

[責任編輯：鐘聲賢]