一种基于可编程控制器的试品控制电源制造技术

本发明专利技术提供一种基于可编程控制器的试品控制电源，其特征在于：本试品控制电源采用可编程控制器作为核心控制器件，具有输出电源的智能控制、系统交直流电压的实时监测，触摸屏就地和远程控制功能。主要分为试品电源主回路、电源参数采集系统以及试品电源控制模块。能够以RS232、RS422、RS485接口连接采集模块触摸屏等设备，采用Modbus等方式通讯。该电源可输出交流 AC 0V～430V、直流四路DC 24V、DC 48V、DC 110V、DC 220V和较大容量的二路DC 110V、DC 220V电源。其优点为：电源可调范围大、输出容量高、升压速度快、输出电压精度高。

Test sample control power supply based on programmable controller

The invention provides a programmable controller based on power control sample, which is characterized in that: the sample control power by using the programmable controller as the core control device, real-time monitoring and intelligent control system with output power of AC and DC voltage, touch screen and remote control functions on the spot. It is mainly divided into the power supply circuit, the power parameter acquisition system and the power supply control module. Able to RS232, RS422, RS485 interface to connect the acquisition module touch screen and other equipment, using Modbus and other means of communication. The power supply output AC AC 0V ~ 430V, 24V, DC four DC DC 48V, DC 110V, DC 220V and larger capacity of the two DC 110V, DC 220V power. The utility model has the advantages of large adjustable range of power supply, high output capacity, high speed and high precision of output voltage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于可编程控制器的试品控制电源，属于电学检测

技术介绍
随着社会的不断发展，我国电力系统容量不断增加，短路时故障电流也相应增大，因而对电力系统中的断路器、成套设备等关键设备进行短路开断能力的验证至关重要。同时大容量试验室频繁开断各种类型断路器、负荷开关等高压电器，其高压电器控制电源系统要求提高交直流多种试验电压。且根据试品的不同，其电源容量要也不同。所以如果试验室对试品进行相关试验，配置高质量，安全可靠，使用方便，输出精度高的试品控制电源是一个必要条件。高压断路器是电力系统中最重要的设备之一，也是大容量试验室试验的主要试品。控制回路中的电源电压波动将直接影响断路器的合分闸动作时间，但是影响断路器动作时间的因素很多，且难以量化分析，因合分闸线圈是一个电磁铁机构，而电磁铁的动作特性和电压、电流有一定的函数关系，即可以认为试品电源的输出电流和电压对断路器动作时间有影响。对于断路器，控制电源须选择合适的容量、自动化程度高、供电质量高、可靠性高、使用维护方便。对于直流电源则要求直流纹波系数小、对交流输入电源要求范围宽，在输入电源波动较大或严重不平衡时，仍能输出稳定的直流电，以保证合分闸时能保持电压、电流稳定。一般10kV～40.5kV高压断路器操动系统控制电源分为交流、直流二种，有永磁机构、电磁铁控制的气动和弹簧储能机构等。直流电源一般是直流屏供电，铅酸蓄电池作为能量来源，其纹波系数比直接整流供电等其他方式供电小。为此设计一种适用于高压大容量试验室的试品控制电源系统，其优点为：电源可调范围大、输出容量高、升压速度快、输出电压精度高。专利
技术实现思路
为了使试品控制电源更好地满足大容量试验室各种开断试验的正常进行，提供交流可调输出，直流充电模块和整流电源输出等功能，本专利技术提供一种基于可编程控制器的试品控制电源。以达到电源可调范围大、输出容量高、升压速度快、输出电压精度高的要求。为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种基于可编程控制器的试品控制电源，其特征在于：所述试品控制电源采用可编程控制器作为核心控制器件，具有输出电源的智能控制、系统交直流电压的实时监测，触摸屏就地和远程控制功能，主要分为试品电源主回路、电源参数采集系统以及试品电源控制模块。所述基于可编程控制器的试品控制电源，电源主回路采用三相四线AC380V电源的输入，通过断路器连接电源和多分接变压器，多分接变压器再连接整流模块，形成二路较大容量的直流输出，应用于高压永磁断路器的合分闸操作；所述基于可编程控制器的试品控制电源试品，通过继电器连接电源和调压器和高频电源充电模块，形成四路较小容量的直流输出，应用于电磁机构合分闸操作；所述输入三相四线电源的要求为：AC380V±20%；（三相三线）效率：≥95%；功率因数：≥0.93；稳压精度：±0.5%；稳流精度：±0.5%；纹波系数：≤0.1%。所述电源参数采集系统在输出交流电压时，需要对交流调压器电压调节进行闭环控制，以控制调压器的电压精确输出，调压器的输出电压采用此系统实时检测,将采集到的交流参数信号转换，一路RS485接口，以ModbusRTU协议同PLC通讯；所述电源参数采集系统在充电模块输出直流电压时，充电模块的输出直流电压通过直流电压变送器将直流电压信号转换，把转换后的电压信号送至PLC，通过对采集到的电压和设定电压的比较，PLC可通过充电模块配的标准RS-485接口以ModbusRTU协议通讯对模块的输出直流电压进行一定范围的调节；所述试品电源控制主要分为继电控制和通过可编程控制器实现电源功能；所述电源的继电控制主要是通过继电器的合分，控制电源的输入输出，具体为将直流整流电源110V输出返回信号等九个返回信号作为开关量输入点，并分配输入设备和地址。将KMA1合分调压器输入控制等十一个控制输出作为开关量输出点，并分配输出设备和输出点地址。所述可编程控制器采用DVP40ES2型号PLC，通过程序控制实现电源的交直流电压选择功能，电源的输入输出控制，故障指示，故障报警，调压器的升压降压控制，同时对电源的各种返回状态进行监控；所述DVP40ES2型号PLC的COM1～COM3口可以RS232，RS422，RS485方式通讯，通过COM口连接直流电压变换器，充电模块，交流电参数采集模块，监视直流电压、交流电压的变化；所述COM2连接远方试验小室的远控人机设备DOP-BO5S100触摸屏，以方便试验接线人员就地选择和调整电压；所述COM3口直接连接人机设备DOP-BO5S100触摸屏，此触摸屏作为上位机就地控制试品电源和电源参数设置。所述程序控制，分为主程序和子程序，主程序功能是负责管理整个子程序的调度运行，具体功能则由子程序完成。根据系统控制对象的不同和控制功能的不同，划分了交流控制子程序、高频直流电源模块子程序、直流整流子程序、串行通讯等子程序。子程序具体执行了系统所能实现的各种功能，如交直流的选择，电压的调节，继电器合分控制、通讯等。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术提供一种基于可编程控制器的试品控制电源，能够提供交流可调输出，直流充电模块和整流电源输出等功能；（2）相比传统试品电源，该试品电源自投入运行以来，已经在大容量试验室正常工作至今，操作方便，运行安全可靠，电压调节方便直观，且电压调节范围大，试验室就地安装的远控触摸屏能方便地就地选择电压输出方式，调节电压。对大容量试验室各种开断试验正常进行有极大的辅助作用。附图说明图1是本专利技术的试品电源系统主回路示意图；图2是本专利技术的试品电源控制系统原理；图3是本专利技术的电源控制系统程序控制流程图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1，本专利技术提供一种基于可编程控制器的试品控制电源，其特征在于：所述试品控制电源采用可编程控制器作为核心控制器件，具有输出电源的智能控制、系统交直流电压的实时监测，触摸屏就地和远程控制功能，主要分为试品电源主回路、电源参数采集系统以及试品电源控制模块。所述基于可编程控制器的试品控制电源，电源主回路采用三相四线AC380V电源的输入，通过断路器连接电源和多分接变压器，多分接变压器再连接整流模块，形成二路较大容量的直流输出，应用于高压永磁断路器的合分闸操作；所述输入三相四线电源的要求为：AC380V±20%；（三相三线）效率：≥95%；功率因数：≥0.93；稳压精度：±0.5%；稳流精度：±0.5%；纹波系数：≤0.1%。所述二路较大容量的直流输出，分别为DC110V和DC220V，从DC110V再接出一路通过电压转换到PLC数字量输入模块；所述基于可编程控制器的试品控制电源试品，通过继电器连接电源和调压器和高频电源充电模块，形成四路较小容量的直流输出，应用于电磁机构合分闸操作；所述四路较小容量的直流输出，分别为DC24V，DC48V，DC110V，DC220V，从高频电源充电模块流出；所述高频电源的充电模块，其供给DC220V的部分再接出一路经由直流电压变送器至PLC的COM2接口。所述调压器接出AC0~430V的输出，再接出一路经过交流电源参数采集系统，至PLC的COM3接口；所述电源参数采集系统在输出交流电压时，需要对交流调压器电压调节进行闭环控制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可编程控制器的试品控制电源，其特征在于：所述试品控制电源采用可编程控制器作为核心控制器件，具有输出电源的智能控制、系统交直流电压的实时监测，触摸屏就地和远程控制功能，主要分为试品电源主回路、电源参数采集系统以及试品电源控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于可编程控制器的试品控制电源，其特征在于：所述试品控制电源采用可编程控制器作为核心控制器件，具有输出电源的智能控制、系统交直流电压的实时监测，触摸屏就地和远程控制功能，主要分为试品电源主回路、电源参数采集系统以及试品电源控制模块。2.根据权利要求1所述的基于可编程控制器的试品控制电源，其特征在于：所述试品电源主回路采用三相四线AC380V电源的输入，通过断路器和继电器连接高频电源充电模块、调压器、多分接变压器；形成四路较小容量的直流输出，应用于电磁机构合分闸操作，二路较大容量的直流输出，应用于高压永磁断路器的合分闸操作。3.根据权利要求1所述的基于可编程控制器的试品控制电源，其特征在于：所述电源参数采集系统在输出交流电压时，需要对交流调压器电压调节进行闭环控制，以控制调压器的电压精确输出，调压器的输出电压采用交流参数采集模块实时检测并同PLC通讯。4.根据权利要求1所述的基于可编程控制器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫国，程宇頔，袁创业，夏喻，陈艳，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11