基于组合电气回路的单体设备控制程序测试平台及方法技术

一种基于组合电气回路的单体设备控制程序测试平台及方法，平台包括具有多功能组合电气回路和PLC监控系统的电气柜，以及具有典型负荷配置的动力设备平台，该电气柜与该动力设备平台通过电缆连接；该方法包括：在未上电的状态下，检查好电气柜以及动力设备平台的外观、电气元件和设备以及接线的状况；将PLC监控系统PLC与PLC程序系统PLC通过工控网建立数据通讯通道；对具有无扰动转换功能类型的单体设备PLC逻辑控制程序进行测试；对有扰动转换方式功能类型的单体设备PLC逻辑控制程序进行电气测试。本发明专利技术可作为自动化系统单体设备控制程序模块开发和实验的实训平台，有利于PLC程序测试过程及时发现问题和解决问题，提高了单体设备控制程序测试的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
基于组合电气回路的单体设备控制程序测试平台及方法
本专利技术属于流程工业自动化
，特别涉及一种基于组合电气回路的单体设备控制程序测试平台及方法。
技术介绍
在选矿过程自动化系统中，基本控制内容包括设备控制和回路控制两个方面。设备控制就是要按照工艺、生产要求，控制生产流程中所有的工艺设备起停并监视其运行状态、发出报警、自动停机等。总体设备控制程序主要是由各个单体设备控制程序组成的，编制好与单体被控设备类型相对应的控制模块即基础设备控制模块十分重要。如果某一“基础设备控制模块”存在着某种哪怕是细微的缺陷，都将会使工业现场中一批受此控制的设备存在着运行安全隐患。所以，对于编制完成的基础设备控制模块，一般都需先进行规范的实验室测试，测试通过后，再进行复制与转化，进而建立起包括所有被控设备的总体设备控制程序。因为设备控制是通过PLC逻辑控制程序控制与被控设备对应的电气回路来实现的，所以在编制设备控制程序时，必须了解与被控设备对应的电气回路；在实验室进行设备控制程序测试时，十分必要引入与被控设备对应的电气回路，即为程序测试搭建起真实有效的电气环境，从而保证程序测试的质量。在选矿过程自动化系统中，尽管被控设备数量成百上千，但被控设备种类并不是很多，这就使得与被控设备种类对应的电气回路的类型也不会很多，一般在一、二十种左右。然而，如果将与被控设备种类对应的各个类型电气回路简单地一一集成在电气柜中并配全相应的用电负荷，作为单体设备控制程序测试的被控对象平台，也将是一个庞大的实验装置系统。将这套实验装置系统引入到实验室，尽管从技术角度看没有障碍，但从实用角度考虑却存在如下问题：1)占用空间大，设备费用高2)重复配置点多，电气元件及设备利用率不高3)非专向设计，适用性不强。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提出一种基于组合电气回路的单体设备控制程序测试平台及方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于组合电气回路的单体设备控制程序测试平台，用于对选矿过程自动化系统单体设备PLC逻辑控制程序进行实验室电气测试，该平台包括具有多功能组合电气回路和PLC监控系统的电气柜，以及具有典型负荷配置的动力设备平台，该电气柜与该动力设备平台之间通过电缆连接；所述的多功能组合电气回路，包括：由供电断路器、快速熔断器、送电接触器组、特征电器组和特征负载组串联组成的多功能组合电气主回路；由控制电源、运行控制分支回路、故障监视分支回路、行程限位分支回路、基本状态显示分支回路并联组成的多功能组合电气控制回路；所述送电接触器组包括正向接触器和反向接触器，两接触器反相序并联构成送电接触器组；所述特征电器组包括：智能电机控制器、变频器、软起动器、热继电器、三相直通动力线路，智能电机控制器所在动力线路、变频器动力线路、软起动器动力线路、热继电器动力线路、三相直通动力线路并联组成特征电器组，并且智能电机控制器所在动力线路上、热继电器动力线路上、三相直通动力线路上分别只串联有一个隔离接触器，变频器动力线路两端、软起动器动力线路两端均分别只串联有一个上隔离接触器和一个下隔离接触器；特征电器组中的变频器、软起动器、智能电机控制器为智能电器；所述特征负载组包括：一台附带旋转编码器测速机构的低压三相笼型异步电动机、一台附带低压三相笼型异步电动机驱动机构的电动开关阀即低压三相电动开关阀、一台低压三相电磁阀，附带旋转编码器测速机构的低压三相笼型异步电动机的三相动力引出线、低压三相电动开关阀的低压三相笼型异步电动机的三相动力引出线和低压三相电磁阀的三相动力引出线分别只串联一个隔离接触器后再并接起来，构成特征负载组；送电接触器组和各隔离接触器由PLC监控系统控制，不同组合的隔离接触器吸合生成不同类型的电气主回路；PLC监控系统包括PLC监控系统PLC和触摸屏；PLC监控系统PLC与触摸屏通讯连接，PLC监控系统PLC还与变频器、软启动器、电机智能保护器进行通讯连接；PLC监控系统PLC包括CPU模块、DI模块、DO模块、模拟量I/O模块、高速计数模块以及通讯模块；PLC监控系统的PLC留有与装有单体设备PLC逻辑控制程序的PLC系统即PLC程序系统进行通讯的通讯接口；所述多功能组合电气主回路和多功能组合电气控制回路，组合形成选矿过程自动化系统所控单体设备常用类型的电气回路；具有典型负荷配置的动力设备平台放置有多功能组合电气回路中的特征负载组；特征负载组中的低压三相电磁阀的吸合信号接点接到PLC监控系统PLC的DI模块上，编码器的信号接点接到PLC的高速计数模块上，低压三相电动开关阀的开到位信号节点、关到位信号节点接到多功能组合电气控制回路中。所述运行控制分支回路包括：设备控制方式有扰动转换开关即有扰动转换开关、设备控制方式无扰动转换开关即无扰动转换开关、单双点转换开关、正向接触器线圈及辅助触点、反向接触器线圈及辅助触点、对送电接触器进行手动控制的按钮、智能电机控制器隔离接触器常闭辅助触点、热继隔离接触器常闭辅助触点、三相直通隔离接触器常闭辅助触点、智能电器触发继电器线圈以及对其进行手动控制的按钮、智能电器反向继电器线圈以及对其进行手动控制的按钮、短接继电器线圈及其常开触点、PLC控制的中间继电器常开触点即PLC控制继电器常开触点、智能电机控制器控制的使送电接触器吸合的继电器常开触点即智控继电器常开触点、热继动作监视继电器常闭触点、智能电器故障监视继电器常闭触点、正行程限位继电器常闭触点、反行程限位继电器常闭触点；有扰动转换开关手柄有三个操作位置，分别为“有扰动集中控制”、“有扰动机旁控制”、“无扰动置位”；无扰动转换开关手柄有三个操作位置，分别为“无扰动集中控制”、“无扰动机旁控制”、“有扰动置位”；当无扰动转换开关手柄位于“有扰动置位”时，设备控制方式转换方式为有扰动转换方式，在有扰动转换方式下，当有扰动转换开关位于“有扰动机旁控制”时，送电接触器线圈/智能电器触发继电器/智能电器反向继电器的得电与失电均由对送电接触器线圈/智能电器触发继电器/智能电器反向继电器的进行手动控制的按钮直接控制；当有扰动转换开关位于“有扰动集中控制”时，送电接触器线圈/智能电器触发继电器/智能电器反向继电器的得电由PLC控制继电器常开触点控制、失电由PLC控制继电器常开触点控制或由对送电接触器线圈/智能电器触发继电器/智能电器反向继电器的进行手动失电控制的按钮直接控制；当有扰动转换开关操作位置改变时，会引起已经得电的送电接触器线圈/智能电器触发继电器/智能电器反向继电器的失电，称之为设备控制方式有扰动转换；当有扰动转换开关手柄位于“无扰动置位”，设备控制方式转换方式为无扰动转换方式；在无扰动转换方式下，当无扰动转换开关位于“无扰动机旁控制”时，送电接触器线圈/智能电器触发继电器/智能电器反向继电器的得电与失电均由对送电接触器线圈/智能电器触发继电器/智能电器反向继电器进行手动控制的按钮直接控制；当无扰动转换开关位于“无扰动集中控制”时，送电接触器线圈/智能电器触发继电器/智能电器反向继电器的得电由PLC控制继电器常开触点控制，并且利用接入PLC的预转换按钮实现设备控制方式的无扰动转换，即无扰动转换开关操作位置在“无扰动机旁控制”与“无扰动集中控制”之间的转换不会引起送电接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于组合电气回路的单体设备控制程序测试平台，用于对选矿过程自动化系统单体设备PLC逻辑控制程序进行实验室电气测试，其特征在于：该平台包括具有多功能组合电气回路和PLC监控系统的电气柜，以及具有典型负荷配置的动力设备平台，该电气柜与该动力设备平台之间通过电缆连接；所述的多功能组合电气回路，包括：由供电断路器、快速熔断器、送电接触器组、特征电器组和特征负载组串联组成的多功能组合电气主回路；由控制电源、运行控制分支回路、故障监视分支回路、行程限位分支回路、基本状态显示分支回路并联组成的多功能组合电气控制回路；所述送电接触器包括正向接触器和反向接触器，两接触器反相序并联构成送电接触器组；所述特征电器包括：智能电机控制器、变频器、软起动器、热继电器、三相直通动力线路，智能电机控制器所在动力线路、变频器动力线路、软起动器动力线路、热继电器动力线路、三相直通动力线路并联组成特征电器组，并且智能电机控制器所在动力线路上、热继电器动力线路上、三相直通动力线路上分别只串联有一个隔离接触器，变频器动力线路两端、软起动器动力线路两端均分别只串联有一个上隔离接触器和一个下隔离接触器；特征电器中的变频器、软起动器、智能电机控制器为智能电器；所述特征负载包括：一台附带旋转编码器测速机构的低压三相笼型异步电动机、一台附带低压三相笼型电动机驱动机构的电动开关阀即低压三相电动开关阀、一台低压三相电磁阀，附带旋转编码器测速机构的低压三相笼型异步电动机的三相动力引出线、低压三相电动开关阀的低压三相笼型电动机的三相动力引出线和低压三相电磁阀的三相动力引出线分别只串联一个隔离接触器后再并接起来，构成特征负载组；送电接触器和各隔离接触器由PLC监控系统控制，不同组合的隔离接触器吸合生成不同类型的电气主回路；PLC监控系统包括PLC监控系统PLC和触摸屏；PLC监控系统PLC与触摸屏通讯连接，PLC监控系统PLC还与变频器、软启动器、电机智能保护器进行通讯连接；PLC监控系统PLC包括CPU模块、DI模块、DO模块、模拟量I/O模块、高速计数模块以及通讯模块；PLC监控系统的PLC留有与装有单体设备PLC逻辑控制程序的PLC系统即PLC程序系统进行通讯的通讯接口；所述多功能组合电气主回路和多功能组合电气控制回路，组合形成选矿过程自动化系统所控单体设备常用类型的电气回路；具有典型负荷配置的动力设备平台放置有多功能组合电气回路中的特征负载；特征负载中的低压三相电磁阀的吸合信号接点接到PLC监控系统PLC的DI模块上，编码器的信号接点接到PLC的高速计数模块上，低压三相电动开关阀的开到位信号节点、关到位信号节点接到组合电气控制回路中。...

【技术特征摘要】
1.一种基于组合电气回路的单体设备控制程序测试平台，用于对选矿过程自动化系统单体设备PLC逻辑控制程序进行实验室电气测试，该平台包括具有多功能组合电气回路和PLC监控系统的电气柜，以及具有典型负荷配置的动力设备平台，该电气柜与该动力设备平台之间通过电缆连接；所述的多功能组合电气回路，包括：由供电断路器、快速熔断器、送电接触器组、特征电器组和特征负载组串联组成的多功能组合电气主回路；由控制电源、运行控制分支回路、故障监视分支回路、行程限位分支回路、基本状态显示分支回路并联组成的多功能组合电气控制回路；所述送电接触器组包括正向接触器和反向接触器，两接触器反相序并联构成送电接触器组；所述特征电器组包括：智能电机控制器、变频器、软起动器、热继电器、三相直通动力线路，智能电机控制器所在动力线路、变频器动力线路、软起动器动力线路、热继电器动力线路、三相直通动力线路并联组成特征电器组，并且智能电机控制器所在动力线路上、热继电器动力线路上、三相直通动力线路上分别只串联有一个隔离接触器，变频器动力线路两端、软起动器动力线路两端均分别只串联有一个上隔离接触器和一个下隔离接触器；特征电器组中的变频器、软起动器、智能电机控制器为智能电器；所述特征负载组包括：一台附带旋转编码器测速机构的低压三相笼型异步电动机、一台附带低压三相笼型异步电动机驱动机构的电动开关阀即低压三相电动开关阀、一台低压三相电磁阀，附带旋转编码器测速机构的低压三相笼型异步电动机的三相动力引出线、低压三相电动开关阀的低压三相笼型异步电动机的三相动力引出线和低压三相电磁阀的三相动力引出线分别只串联一个隔离接触器后再并接起来，构成特征负载组；送电接触器组和各隔离接触器由PLC监控系统控制，不同组合的隔离接触器吸合生成不同类型的电气主回路；PLC监控系统包括PLC监控系统PLC和触摸屏；PLC监控系统PLC与触摸屏通讯连接，PLC监控系统PLC还与变频器、软启动器、电机智能保护器进行通讯连接；PLC监控系统PLC包括CPU模块、DI模块、DO模块、模拟量I/O模块、高速计数模块以及通讯模块；PLC监控系统的PLC留有与装有单体设备PLC逻辑控制程序的PLC系统即PLC程序系统进行通讯的通讯接口；所述多功能组合电气主回路和多功能组合电气控制回路，组合形成选矿过程自动化系统所控单体设备常用类型的电气回路；具有典型负荷配置的动力设备平台放置有多功能组合电气回路中的特征负载组；特征负载组中的低压三相电磁阀的吸合信号接点接到PLC监控系统PLC的DI模块上，编码器的信号接点接到PLC的高速计数模块上，低压三相电动开关阀的开到位信号节点、关到位信号节点接到多功能组合电气控制回路中；其特征在于，所述运行控制分支回路包括：设备控制方式有扰动转换开关即有扰动转换开关、设备控制方式无扰动转换开关即无扰动转换开关、单双点转换开关、正向接触器线圈及辅助触点、反向接触器线圈及辅助触点、对送电接触器进行手动控制的按钮、智能电机控制器隔离接触器常闭辅助触点、热继隔离接触器常闭辅助触点、三相直通隔离接触器常闭辅助触点、智能电器触发继电器线圈以及对其进行手动控制的按钮、智能电器反向继电器线圈以及对其进行手动控制的按钮、短接继电器线圈及其常开触点、PLC控制的中间继电器常开触点即PLC控制继电器常开触点、智能电机控制器控制的使送电接触器吸合的继电器常开触点即智控继电器常开触点、热继动作监视继电器常闭触点、智能电器故障监视继电器常闭触点、正行程限位继电器常闭触点、反行程限位继电器常闭触点；有扰动转换开关手柄有三个操作位置，分别为“有扰动集中控制”、“有扰动机旁控制”、“无扰动置位”；无扰动转换开关手柄有三个操作位置，分别为“无扰动集中控制”、“无扰动机旁控制”、“有扰动置位”；当无扰动转换开关手柄位于“有扰动置位”时，设备控制方式转换方式为有扰动转换方式，在有扰动转换方式下，当有扰动转换开关位于“有扰动机旁控制”时，送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器的得电与失电分别由对送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器的进行手动控制的按钮直接控制；当有扰动转换开关位于“有扰动集中控制”时，送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器的得电由PLC控制继电器常开触点控制、失电由PLC控制继电器常开触点控制或由对送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器的进行手动失电控制的按钮直接控制；当有扰动转换开关操作位置改变时，会引起已经得电的送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器的失电，称之为设备控制方式有扰动转换；当有扰动转换开关手柄位于“无扰动置位”，设备控制方式转换方式为无扰动转换方式；在无扰动转换方式下，当无扰动转换开关位于“无扰动机旁控制”时，送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器的得电与失电分别由对送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器进行手动控制的按钮直接控制；当无扰动转换开关位于“无扰动集中控制”时，送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器的得电由PLC控制继电器常开触点控制，并且利用接入PLC的预转换按钮实现设备控制方式的无扰动转换，即无扰动转换开关操作位置在“无扰动机旁控制”与“无扰动集中控制”之间的转换不会引起送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器的得电状态的改变；当无扰动转换开关位于“无扰动集中控制”时，送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器的失电由PLC控制继电器常开触点控制或由对送电接触器线圈或智能电器触发继电器或智能电器反向继电器进行失电手动失电控制的按钮直接控制；对于含有变频器或软启动器的电气回路，除了要控制送电接触器吸合使变频器、软启动器上电外，还要控制智能电器触发继电器得电，使智能电器触发继电器常开触点闭合去触发变频器或软启动器工作，使被控设备投入运行；对于含有智能电机控制器的电气回路，送电接触器要受智控继电器常开触点控制：通过控制智能电器触发继电器得电，使智能电器触发继电器常开触点闭合去触发智能电机控制器工作，进而通过智控继电器常开触点控制送电接触器的线圈得电，使被控设备投入运行；对于含有变频器的电气回路，通过控制智能电器反向继电器得电，使其常开触点闭合来控制变频器的相应控制端，实现变频器反向触发，从而使被控设备反向运行；对于含有智能电机控制器的电气回路，通过控制智能电器反向继电器线圈得电，使其常开触点闭合来控制智能电机控制器的相应控制端，使得通过智控继电器常开触点控制反向接触器的线圈得电，从而使得被控设备反向运行；单双点转换开关有断开和闭合两个状态；当单双点转换开关断开时，相关送电接触器的线圈得电或失电均由一个PLC控制继电器常开触点完成控制，称之为单点控制；当单双点转换开关闭合时，相关送电接触器线圈得电或失电由两个PLC控制继电器的各一常开触点各自完成控制，称之为两点控制。2.根据权利要求1所述的基于组合电气回路的单体设备控制程序测试平台，其特征在于：所述故障监视分支回路包括：热继动作信号接点、智能电机控制器故障信号接点、变频器故障信号接点、软启动器故障信号接点、热继动作监视继电器线圈、智能电器故障监视继电器线圈、热继动作信号模拟按钮、智能电器故障信号模拟按钮；热继动作信号接点、热继动作信号模拟按钮均控制热继动作监视继电器的得电或失电，热继动作监视继电器常闭触点串联至运行控制分支回路的送电接触器线圈分支中，在故障发生时立即控制送电接触器的线圈失电；智能电机控制器故障信号接点、变频器故障信号接点、软启动器故障信号接点、智能电器故障信号模拟按钮均控制智能电器故障监视继电器线圈的得电或失电，智能电器故障监视继电器常闭触点分别串联至运行控制分支回路的智能电器触发继电器、智能电器反向继电器的线圈分支中，在故障发生时立即控制智能电器触发继电器、智能电器反向继电器失电。3.根据权利要求1所述的基于组合电气回路的单体设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰卿，吴永建，李健，岳恒，郑秀萍，柴天佑，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21