基于PLC、組態軟件的高壓電機智能試驗系統設計(三)

　　在系統設計中，一般工控機的串行口有3個，兩個RS-485和1個RS-232。如系統用于實際試驗中時，若串行口不夠，可考慮擴展。順便提一下，電參數測量儀與上位機的通訊還要有軟件設計（如通訊協議等）。由于實驗條件有限，所以在通訊方面，主要實現了PLC與上位機的通訊。
5.3 電流互感器和電壓互感器的選擇
5.3.1 電流互感器的選擇
1)電流互感器的選擇原則
　　保護用電流互感器的性能應滿足繼電保護正確動作的要求。首先應保證在穩態對稱短路電流下的誤差不超過規定值。對于短路電流非周期分量和互感器剩磁等的暫態影響，應根據互感器所在系統暫態問題的嚴重程度、所接保護裝置的特性、暫態飽和可能引起的后果和運行經驗等因素，予以合理考慮。如保護裝置具有減緩電流互感器飽和影響的功能，則可按照保護裝置的要求選用適當的互感器。
　　在本系統中，系統在進行空載和負載試驗時，由于被測電機的容量和負載可在一個較大范圍內改變，因此電機的電流變化的范圍很大，從幾安培到幾十安培甚至幾千安培。這給電流測量帶來了精度和量程選擇的問題。當然，電流的測量一般選用電流互感器，在本系統中，電流仍通過電流互感器來測量。
　　電流互感器是按電磁感應原理工作的，主要由鐵心、一次繞組和二次繞組等幾個部分組成，電流互感器的一次繞組匝數很少，使用時一次繞組串聯在被測線路里。而二次繞組匝數較多，與測量儀表和繼電器等電流線圈串聯使用。

第6章 展望和結論

6.1 展望

　　由于時間和條件的限制，系統的設計有很多方面需要改進：

　　1)在PLC和組態王通訊過程中，由于實驗室設備和條件的限制，在通訊方式上只能采用RS-232通訊，但是如果在現場系統通訊中可以考慮采用RS-485接口。

　　2)在本系統中，PLC與上位機的通訊固然重要，但是電機測量的有些參數必須通過數據采集系統傳輸到上位機，但是怎樣能在組態界面上顯示出來，是一個非常重要的問題。在系統組態界面上，電流、轉速等沒有顯示，考慮通過板卡傳輸過來，首先把板卡插到工控機的主板上，與外部智能儀表相連，并且在組態王工程瀏覽器中新建板卡，并且選擇對應智能儀表的型號，這樣數據就可上傳。方便組態實時監控。

　　3)在此課題設計中，由于時間及條件的限制，只完成了系統設計的主要部分，在電機實際測試中，還必須要有對電機性能的評判，這就需要用到電機測試專家系統，對電機性能進行診斷。專家系統包括知識庫、推理機、數據庫等組成。

　　4)在實際試驗中，要實時監控PLC的工作狀態，可采用VB6.0實現組態王軟件實時監控可編程控制器PLC。一般采取的方法是：利用Visual Basic提供的串行通訊功能,實現與可編程控制器PLC之間的通訊,再利用VB的DDE功能完成組態王與Visual Basic之間的動態數據交換。 這樣就把從可編程控制器PLC采集到的外部信號通過Visual Basic 間接動態地顯示在組態王界面上。結構框圖如下：





　　數字信號處理、系統辨識、專家系統是以后電機測試的發展方向，隨著電機種類的變多，功能增多、加強，對電機的測試要求也越來越高，而這些分析方法對電機的狀態有深入的分析，獲取的信息大大增加，能夠發現傳統方法所不能發現的問題。
　　我國的電機試驗系統的研制會慢慢走向成熟，對高壓電機、微特電機系統測試將更加智能化、自動化。
6.2 結束語
　　本系統利用低壓機組成功實現了10kV高電壓電機的負載試驗，由于時間和條件限制，雖然沒有在實際中得到現場測試，但是，此系統設計完整，包括軟件和硬件，構成了一個智能測試系統。工控機作為上位機，提供了良好的人機界面,進行全系統的監控和管理, PLC作為下位機執行可靠有效的分散控制, 并且成功的實現了組態王和三菱PLC之間的正常通訊，按照我們設計的空載和負載軟件流程圖在組態界面上模擬了PLC對主回路的控制，動畫效果和順序控制良好。
　　在設計過程中，無論從硬件選擇和軟件編程方面，都出現了或多或少的問題，主要源于工程經驗不足，考慮問題不周全，加之工作現場條件有限，可供參考的文獻資料缺乏。經過反復修復和調試，達到了預期的目的，基本上完成了所選課題的任務。
　　在本課題的設計過程中，理論和實踐兩方面的分析問題、解決問題的能力都得到了鍛煉和提高。由于時間和作者水平的有限，論文中必然存在不足之處，敬請老師批評指正。
　　按額定變流比選擇（一、二次額定電流之比），其中一次電流是按長期運行能滿足允許發熱條件確定的。我國國家GB1202-97《電流互感器》中額定一次電流標準值。已對一次額定電流規定了系列化標準。有從1A至25000A等不同規格的電流互感器可供選擇。
　　考慮到電流的變化范圍必須要用到多組電流互感器。在本文中有代表性的選用了兩組電流互感器，變流比分別為5/5、30/5，等級精度均為0.2。在實際試驗過程中根據實際情況會用到更多的電流互感器。
5.3.2 電壓互感器的選擇
　　電壓互感器按其工作原理可以分為電磁感應原理可以分為電磁感應原理和電容分壓原理兩類。常用的電壓互感器是利用電磁感應原理工作的，它的基本構造與普通變壓器相同，主要由鐵心、一次繞組、二次繞組組成。它一次繞組匝數較多，二次繞組匝數較少，使用一次繞組與被測量電路并聯，二次繞組與測量儀表或繼電器等電壓線圈并聯。
　　在系統中選用JSJW-10型電壓互感器，它為三相三繞組五鐵心柱式油浸電壓互感器，額定電壓為10KV，供測量電壓、電能、功率、繼電保護、功率因數及絕緣監督使用。