低壓斷路器智能測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

（2）現(xiàn)場控制層

現(xiàn)場控制層由兩個單元組成：一是強電單元，為測控提供所需要的電流；二是弱電單元， 由西門子S7-200 系列 PLC 為核心的下位機控制器及其相關(guān)控制程序組成的電氣控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場控制采用自動控制、隨機控制相結(jié)合的控制方案。自動控制實現(xiàn)各調(diào)整機構(gòu)的小閉環(huán)的 控制任務(wù)，隨機控制是針對斷路器雙金屬片受熱隨機性，根據(jù)現(xiàn)場專家的經(jīng)驗建立專家系統(tǒng)， 采用“IF-THEN”語法結(jié)構(gòu)建立知識庫，從而實現(xiàn)低壓斷路器測控系統(tǒng)的快速推理功能。

（3）監(jiān)控管理層

監(jiān)控管理層（上位機）基于以研華工業(yè)計算機，通過OPC 通用接口與PLC 控制器進行數(shù) 據(jù)通信（如圖2）。人機界面系統(tǒng)采用西門子工業(yè)組態(tài)軟件WinCC 編程環(huán)境，畫面組態(tài)標(biāo)準 化，程序設(shè)計模塊化方法，完成整個智能控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、程序處理和操作指令的輸出， 實現(xiàn)對現(xiàn)場控制層的連鎖控制和設(shè)備調(diào)節(jié)。

3. 低壓斷路器智能測控系統(tǒng)的軟件設(shè)計

低壓斷路器智能測控系統(tǒng)軟件主要由上位機監(jiān)控軟件和下位機檢測過程控制軟件兩部分 構(gòu)成，分別實現(xiàn)系統(tǒng)控制功能和系統(tǒng)監(jiān)控功能。系統(tǒng)下位機基于西門子PLC-200，采用西門 子編程軟件STEP7-Micro/Win 編程環(huán)境，梯形圖編程語言，模塊化編程模式構(gòu)建智能測控 系統(tǒng)的控制程序。系統(tǒng)上位機基于研華工控機，采用西門子工業(yè)組態(tài)軟件WinCC 編程環(huán)境， C 腳本編程語言，OPC 通用接口，組態(tài)智能測控系統(tǒng)的人機界面監(jiān)控程序。

3.1 基于PLC 下位機檢測過程控制軟件設(shè)計

該系統(tǒng) PLC 控制程序采用梯形圖模塊化編程，分別完成現(xiàn)場設(shè)備對斷路器監(jiān)測的工藝 要求。梯形圖程序模塊主要包括：上電自檢、參數(shù)初始化、斷路器定位壓緊、斷路器合扣、 螺釘螺母調(diào)整機構(gòu)移步、激光定位、通電檢測、螺釘螺母調(diào)整、螺釘螺母調(diào)整機構(gòu)X 軸移相、 斷路器測控產(chǎn)品計數(shù)及系統(tǒng)故障報警處理。

在監(jiān)測過程中，螺釘螺母調(diào)整機構(gòu)需要實時調(diào)整斷路器雙金屬片上的螺釘螺母，保證斷 路器在合格標(biāo)準時間內(nèi)頂跳。因此，螺釘螺母調(diào)整機構(gòu)的定位問題是整套智能測控系統(tǒng)的關(guān) 鍵技術(shù)和攻關(guān)難點之一。本智能測控系統(tǒng)設(shè)計了由步進電機、磁柵位移式傳感器、西門子 PLC 以及定位梯形圖程序組成的控制單元實現(xiàn)了對步進電機的閉環(huán)控制，提高了螺釘螺母調(diào) 整機構(gòu)中的步進電機定位問題。

螺釘螺母調(diào)整機構(gòu)定位梯形圖程序UML 流程圖（如圖3），具體實現(xiàn)：