鄭月節(jié)1 陳江2 李海全1 蔡磊1

江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇 江陰 214405）

中國海誠工程科技股份有限公司，上海 徐匯 200031）

    摘 要: 為了提高智能電動機(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、單片微型計算機(jī)及上位機(jī)語言，開發(fā)了一套自動檢測系統(tǒng)。介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，并進(jìn)行多次測試。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能對智能電動機(jī)保護(hù)器自動施加信號，以檢驗其精度、保護(hù)功能及附加性能，自動判別測試結(jié)果是否滿足技術(shù)指標(biāo)要求，且檢測結(jié)束后能實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的自動保存與打印。與常規(guī)的人工測試系統(tǒng)相比，具有檢測效率高、測試過程規(guī)范、自動化程度高、準(zhǔn)確度高、通用性強(qiáng)、測試數(shù)據(jù)管理便捷等特點。該自動檢測系統(tǒng)已在公司流水線上正常運行，被證明是切實可行的。

    0引言

    智能電動機(jī)保護(hù)器具有遠(yuǎn)程通信接口，模擬量輸入輸出、開關(guān)量輸入輸出，與傳感器、PLC、PC等組成控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)電動機(jī)運行的遠(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，智能電動機(jī)保護(hù)器的各項指標(biāo)在出廠之前均需要經(jīng)過嚴(yán)格的檢測。目前，對其檢測采用手動方式，故存在檢測工序繁瑣、工作效率不高、可靠性低、檢測流程不規(guī)范、檢測數(shù)據(jù)存儲麻煩且無法自動打印等問題，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)和檢測的需要。此外，客戶對產(chǎn)品功能的定制還存在多樣化特點，故實現(xiàn)智能電動機(jī)保護(hù)器的自動檢測有著重要的意義。

    高精度電子元器件、現(xiàn)代單片機(jī)技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，使得自動檢測智能電動機(jī)保護(hù)器成為可能。可以通過上位機(jī)控制整個檢測過程，采用單片機(jī)技術(shù)實現(xiàn)信號的產(chǎn)生并控制信號的通斷，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)行測試數(shù)據(jù)的存儲等組成一個自動檢測系統(tǒng)，以降低生產(chǎn)成本、提高了檢測效率、消除人工記錄時易產(chǎn)生錯誤等弊端[2,3,4]。

    1系統(tǒng)基本要求

    該系統(tǒng)需能自動完成對保護(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，并且能自動判別檢測結(jié)果是否符合產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)要求，同時還應(yīng)具有測試結(jié)果的存儲、統(tǒng)計、查詢以及檢測報告輸出等功能[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)格的智能電動機(jī)保護(hù)器。

    (2) 工作模式。全自動與單個檢測項自動并存。

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

    (4) 檢測效率�？赏瑫r檢測多臺相同規(guī)格的電動機(jī)保護(hù)器，并要求檢測時間短。

    (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、電流正弦波輸出時波形的失真度<0.5%；正弦波輸出時功率源的電壓、電流、功率穩(wěn)定度<0.1%；可以驅(qū)動阻性、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路自動檢測保護(hù)功能。

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

    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。

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，主要實現(xiàn)人機(jī)交互功能，負(fù)責(zé)完成檢測參數(shù)的設(shè)定、檢測的啟�？刂�、檢測過程的實時監(jiān)控、檢測結(jié)果的保存與打印等工作，是完成整個檢測過程不可或缺的設(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)字式信號源）產(chǎn)生檢測中所需要的各類信號，通過電流、電壓切換裝置控制打開電流、電壓輸出，并最終流入智能電動機(jī)保護(hù)器中進(jìn)行精度、保護(hù)、開關(guān)量等功能的檢測。

    （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)計了電壓短路過載，電流開路過載及快速限流保護(hù)措施，確保功率放大器長期穩(wěn)定可靠的工作。