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類型分類：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類：: 電動(dòng)機(jī)保護(hù)器

智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：264

【導(dǎo)讀】: 為了提高智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器產(chǎn)品精度及可靠性，基于數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子線路、單片微型計(jì)算機(jī)及上位機(jī)語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)了一套自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行多次測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能對(duì)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器自動(dòng)施加信號(hào)，以檢驗(yàn)其精度、保護(hù)功能及附加性能，自動(dòng)判別測(cè)試結(jié)果是否滿足技術(shù)指標(biāo)要求，且檢測(cè)結(jié)束后能實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)保存與打印。與常規(guī)的人工測(cè)試系統(tǒng)相比，具有檢測(cè)效率高、測(cè)試過(guò)程規(guī)范、自動(dòng)化程度高、準(zhǔn)確度高、通用性強(qiáng)、測(cè)試數(shù)據(jù)管理便捷等特點(diǎn)。該自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)已在公司流水線上正常運(yùn)行，被證明是切實(shí)可行的。

本文作者：鄭月節(jié) 陳江李海全蔡磊

作者單位：
1.    江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇江陰 214405）
2.    中國(guó)海誠(chéng)工程科技股份有限公司，上海徐匯 200031）

0引言

    智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器具有遠(yuǎn)程通信接口，模擬量輸入輸出、開(kāi)關(guān)量輸入輸出，與傳感器、PLC、PC等組成控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控[1]，適用于煤礦、石化、冶煉、電力、船舶、污水處理等領(lǐng)域的自動(dòng)化管控、民用建筑的智能管理。由于用戶需要功能多樣、保護(hù)功能復(fù)雜，所以其可靠性涉及到多方面指標(biāo)，為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的各項(xiàng)指標(biāo)在出廠之前均需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)。目前，對(duì)其檢測(cè)采用手動(dòng)方式，故存在檢測(cè)工序繁瑣、工作效率不高、可靠性低、檢測(cè)流程不規(guī)范、檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)麻煩且無(wú)法自動(dòng)打印等問(wèn)題，增加了該產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，制約了企業(yè)的生產(chǎn)效率和效益的提高，不能滿足現(xiàn)代大規(guī)模的高效生產(chǎn)和檢測(cè)的需要。此外，客戶對(duì)產(chǎn)品功能的定制還存在多樣化特點(diǎn)，故實(shí)現(xiàn)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的自動(dòng)檢測(cè)有著重要的意義。

    高精度電子元器件、現(xiàn)代單片機(jī)技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，使得自動(dòng)檢測(cè)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器成為可能。可以通過(guò)上位機(jī)控制整個(gè)檢測(cè)過(guò)程，采用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的產(chǎn)生并控制信號(hào)的通斷，應(yīng)用串口服務(wù)器技術(shù)控制多表位通信，借助遠(yuǎn)程服務(wù)器技術(shù)進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等組成一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，以降低生產(chǎn)成本、提高了檢測(cè)效率、消除人工記錄時(shí)易產(chǎn)生錯(cuò)誤等弊端[2,3,4]。

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1系統(tǒng)基本要求

    該系統(tǒng)需能自動(dòng)完成對(duì)保護(hù)器各設(shè)定參數(shù)、數(shù)顯精度、保護(hù)功能、附加功能等進(jìn)行全面的檢測(cè)，并且能自動(dòng)判別檢測(cè)結(jié)果是否符合產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)要求，同時(shí)還應(yīng)具有測(cè)試結(jié)果的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、查詢以及檢測(cè)報(bào)告輸出等功能[5,6]。該系統(tǒng)主要需求和技術(shù)指標(biāo)如下：

(1) 使用產(chǎn)品范圍。適合各種不同規(guī)格的智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。

(2) 工作模式。全自動(dòng)與單個(gè)檢測(cè)項(xiàng)自動(dòng)并存。

(3) 工作環(huán)境。魯棒性強(qiáng)，能夠應(yīng)對(duì)流水線突然斷電、人員誤操作等突發(fā)情況。

(4) 檢測(cè)效率。可同時(shí)檢測(cè)多臺(tái)相同規(guī)格的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，并要求檢測(cè)時(shí)間短。

(5) 功率源的技術(shù)指標(biāo)。輸出電壓范圍為：AC 3×30V~ 3×450V；輸電流范圍為：AC 0.1A~800A；移相范圍為：0~360°；電壓電流輸出頻率范圍為：45Hz~65Hz；電壓、電流正弦波輸出時(shí)波形的失真度<0.5%；正弦波輸出時(shí)功率源的電壓、電流、功率穩(wěn)定度<0.1%；可以驅(qū)動(dòng)阻性、感性、容性(<4uF)負(fù)載；具有內(nèi)置的輸出電壓短路和輸出電流開(kāi)路自動(dòng)檢測(cè)保護(hù)功能。

(6) 分機(jī)控制單元。能夠與被檢測(cè)保護(hù)器及上位機(jī)通信，能采集到保護(hù)器的開(kāi)關(guān)量輸入、模擬量輸入，并具有開(kāi)關(guān)輸出控制和計(jì)時(shí)功能。

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2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理

    系統(tǒng)基本原理框圖如圖1所示。該系統(tǒng)主要模塊包括：PC機(jī)，RS-485擴(kuò)展通信模塊，波形發(fā)生模塊，電流、電壓功放及切換裝置，分機(jī)控制模塊，打印機(jī)等。

智能<a title= 電動(dòng)機(jī)保護(hù)器自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)" height="365" width="400"/>

圖1 系統(tǒng)基本原理框圖

（1）PC機(jī)。PC機(jī)作用于上位機(jī)操作，主要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，負(fù)責(zé)完成檢測(cè)參數(shù)的設(shè)定、檢測(cè)的啟停控制、檢測(cè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、檢測(cè)結(jié)果的保存與打印等工作，是完成整個(gè)檢測(cè)過(guò)程不可或缺的設(shè)備。

（2）RS-485擴(kuò)展通信模塊。該模塊主要完成PC機(jī)、波形發(fā)生模塊、分機(jī)控制模塊以及被檢測(cè)保護(hù)器之間的通信。

（3）波形發(fā)生模塊。波形發(fā)生模塊（精密數(shù)字式信號(hào)源）產(chǎn)生檢測(cè)中所需要的各類信號(hào)，通過(guò)電流、電壓切換裝置控制打開(kāi)電流、電壓輸出，并最終流入智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器中進(jìn)行精度、保護(hù)、開(kāi)關(guān)量等功能的檢測(cè)。

（4）電流、電壓功率放大器。系統(tǒng)功率放大器采用了PWM功率放大技術(shù)，并設(shè)計(jì)了電壓短路過(guò)載，電流開(kāi)路過(guò)載及快速限流保護(hù)措施，確保功率放大器長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的工作。

（5）電流、電壓切換裝置。單臺(tái)電流切換裝置示意圖如圖2所示，該裝置主要有短路繼電器和輸出繼電器組成，能夠有效的避免電流開(kāi)路。通過(guò)短路繼電器和輸出繼電器之間的切換，可控制保護(hù)器輸入電流的有無(wú)；通過(guò)選擇短路繼電器某一路或某幾路閉合，可以得到單相電流或多相電流。單臺(tái)電壓切換裝置示意圖如圖3所示，通過(guò) 控制繼電器的斷開(kāi)閉合，來(lái)決定是否輸入電壓信號(hào)。