專利名稱：高壓大中型電機網(wǎng)絡群控綜合測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電機測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓大中型電機的網(wǎng)絡 群控綜合測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電機應用廣泛，是電力、冶金、機電、建材、化工等各行各業(yè)生產(chǎn)中的核 心設(shè)備之一，因此，電機質(zhì)量和性能的保障和要求就顯得尤為重要，而對電機 制造企業(yè)來說，電機產(chǎn)品的型式試驗是保障電機質(zhì)量和試制開發(fā)新產(chǎn)品的重要 手段。我國電機生產(chǎn)企業(yè)在二十世紀七、八十年代末期分期分批建造了大、中 型電機產(chǎn)品試驗站，為當時各系列電機產(chǎn)品的試制和生產(chǎn)制造發(fā)揮了重要的作 用，但這種試驗站多采用人工測量的試驗系統(tǒng)。大中型電機通常重達幾噸到幾 十噸，傳統(tǒng)、常規(guī)高壓大、中型電機測試采用人工控制，數(shù)據(jù)測試需要多人同 時讀表和手工填寫試驗數(shù)據(jù)，各種特性曲線采用人工繪制，電機關(guān)鍵性能指標 如輸出功率、轉(zhuǎn)矩、效率、功率因素、溫升等只能人工計算，這種測試方法既 繁瑣，重復性又差，因多人操作，費時、費工，而且由于電機是一種多因素旋 轉(zhuǎn)運行系統(tǒng)，產(chǎn)品檢測不當，將既不能給電機生產(chǎn)企業(yè)提供有效的質(zhì)量保證， 也不能給電機設(shè)計人員提供準確的設(shè)計參數(shù)，同時還將加大能源損耗、降低生 產(chǎn)效率、影響產(chǎn)品質(zhì)量、增加維護成本，更為嚴重的問題是將引發(fā)多種突發(fā)性 故障和安全事故，造成巨大的經(jīng)濟損失。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述人工測量的試驗系統(tǒng)所存在的工作量大、工 作效率低、由各種人為因素所造成的試驗數(shù)據(jù)分散性大、試驗結(jié)果準確度低、重復性差的缺陷，提供一種高壓大中型電機網(wǎng)絡群控綜合測試系統(tǒng)。 本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的
該高壓大中型電機網(wǎng)絡群控綜合測試系統(tǒng)，包括用于采集和傳送被試電機 的電量與非電量數(shù)據(jù)的直流電阻測量儀、絕緣電阻測量儀、振動噪聲儀、智能 轉(zhuǎn)速測量儀、溫度傳感器、電流互感器、電壓互感器、轉(zhuǎn)子電壓互感器；包括 至少由五臺電機組成的電機試驗用拖動機組及與之配套的五套可控勵磁系統(tǒng)和 一套直流調(diào)速系統(tǒng)；其特點是
(1) 所述直流電阻測量儀、絕緣電阻測量儀、振動噪聲儀、智能轉(zhuǎn)速測量 儀的輸出端通過總線接口 RS485或RS232與上位機1相連；溫度傳感器通過溫 度變送器、電流互感器通過電流變送器、電壓互感器通過電壓變送器、轉(zhuǎn)子電 壓互感器通過電壓變送器分別與各下位機的輸入端相連，其中，電流互感器和 電壓互感器的輸出端還與有功/無功變送器和電壓、電流檔位信號器的輸入端相 連，有功/無功變送器的輸出端也與下位機相連，所述各下位機也通過總線接口 RS485或RS232與上位機1相連，電壓、電流檔位信號器則通過開關(guān)輸入接口 板與上位機1相連；
(2) 所述五套可控勵磁系統(tǒng)是均包含有一個以單片機為核心的數(shù)字觸發(fā)控 制器的閉環(huán)控制系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)是包含有一個全數(shù)字直流調(diào)速裝置并與機 組中的兩臺直流電機相連的閉環(huán)控制系統(tǒng)；五套可控勵磁系統(tǒng)和直流調(diào)速系統(tǒng) 與可編程序控制器PLC的模擬量及數(shù)字量I/O 口相連而構(gòu)成電源與機組控制子 系統(tǒng)；PLC與上位機2相連；
(3) 所述上位機1和上位機2通過局域網(wǎng)連接到遠程計算機上，遠程計算 機與因特網(wǎng)相連。
上述各下位機可以是PC機、單片機或PLC，上位機2采用西門子觸摸屏TP270, PLC采用西門子S7-200,全數(shù)字直流調(diào)速裝置采用西門子6RA70;其 中，觸摸屏TP270的RS485接口中的IFIB 口通過MPI電纜與PLC S7-200的端 口相連，它們之間采用MPI協(xié)議通訊。
本實用新型采用IPC計算機數(shù)據(jù)采集技術(shù)、觸摸屏+PLC控制技術(shù)、組態(tài)模 擬儀表顯示技術(shù)、分布式網(wǎng)絡群控技術(shù)以及方便靈活的試驗管理軟件，組成一 個完整的網(wǎng)絡群控智能型的自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)能對試驗機組進行全面控制，并 對高壓大中型電機進行全面試驗檢測及性能分析。所有試驗數(shù)據(jù)自動采集在計 算機中進行實時記錄和處理，由測試系統(tǒng)自動生成試驗報告(包括各種性能試 驗曲線)，并可完成對試驗數(shù)據(jù)與結(jié)果進行多級(包括遠程)管理、調(diào)閱、査詢 等功能。從而大大提高了試驗數(shù)據(jù)的準確性，提高了工作效率。


圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖2是本實用新型的電源與機組控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖； 圖3是本實用新型的電源與機組的電路連接示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的描述。
參見圖1，用于采集和傳送被試電機的電量與非電量數(shù)據(jù)的直流電阻測量 儀、絕緣電阻測量儀、振動噪聲儀、智能轉(zhuǎn)速測量儀的輸出端通過總線接口RS485 或RS232與上位機1相連；溫度傳感器通過溫度變送器、電流互感器通過電流 變送器、電壓互感器通過電壓變送器、轉(zhuǎn)子電壓互感器通過電壓變送器分別與 各下位機的輸入端相連，其中，電流互感器和電壓互感器的輸出端還與有功/無 功變送器和電壓、電流檔位信號器的輸入端相連，有功/無功變送器的輸出端也與下位機相連，各下位機也通過總線接口RS485或RS232與上位機1相連，電 壓、電流檔位信號器則通過開關(guān)輸入接口板與上位機1相連；上述各下位機可 以是PC機、單片機或可編程序控制器PLC。電源與機組控制子系統(tǒng)與上位機2 相連，上位機1和上位機2通過局域網(wǎng)連接到遠程計算機上，遠程計算機與因 特網(wǎng)相連。
電源與機組控制子系統(tǒng)主要是在電機進行型式試驗時，為各機組勵磁提供 穩(wěn)定的勵磁電源，并根據(jù)試驗要求對機組在不同的運行工況和運行狀態(tài)下進行 自動的轉(zhuǎn)換和控制，以滿足數(shù)據(jù)測試的要求。高壓大中型電機的測試有多個項 目，根據(jù)試驗項目的不同和能量轉(zhuǎn)換關(guān)系的變化，被測電機的拖動至少需要5 臺套電機。圖2所示是本實用新型的測試用電源與機組控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理 框圖，與5臺電機配套的五套可控勵磁系統(tǒng)和一套直流調(diào)速系統(tǒng)與可編程序控 制器PLC的模擬量及數(shù)字量I/0口相連，PLC與上位機2相連，上位機2采用 西門子觸摸屏TP270，可編程序控制器PLC采用西門子S7-200;觸摸屏TP270 的RS485接口中的IFIB 口通過MPI電纜與PLC S7-200的端口相連，它們之間 采用MPI協(xié)議通訊。
參見圖3，所述五套可控勵磁系統(tǒng)是均包含有一個以單片機為核心的數(shù)字觸 發(fā)控制器的閉環(huán)控制系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)是包含有一個全數(shù)字直流調(diào)速裝置并 與機組中的兩臺直流電機相連的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其全數(shù)字直流調(diào)速裝置采用西 門子6RA70。圖中轉(zhuǎn)速n的檢測采用光電編碼器，由于其精度高，并具有隔離作 用，便于計算機采集。
下面對圖3及其工作過程作進一步詳細的說明
1TD為同步電動機，接電網(wǎng)(掛網(wǎng))。
1TF為同步發(fā)電機，提供被試電機試驗電源。
2TF為同步發(fā)電機。1ZF為直流機。
2ZF為直流機。
1ZP為直流調(diào)速系統(tǒng)。
1ZK-5ZK為可控勵磁電源系統(tǒng)。
1TD、 1TF、 1ZF為一套聯(lián)軸的三機組。
2ZF、 2TF為一套聯(lián)軸的兩機組。
1TD掛網(wǎng)后，帶1TF同步機給被試電機提供電源，這時K2斷開，合K3起 動2ZF，帶2TF運行并發(fā)電，給被試機、陪試機提供電源。
全部起動后，由1TF發(fā)電給被試電機，2TF發(fā)電給陪試機，兩機組同方向 運行。
降低2ZF的轉(zhuǎn)速使2TF發(fā)電頻率降低，陪試異步機將會做發(fā)電機運行，這 時2TF成為電動機，2ZF為發(fā)電機，斷開K1合K2， 1ZF為電動機，這時1TF 為1TD與1ZF同時拖動做發(fā)電機運行。主要能量轉(zhuǎn)換過程是1ZF電動拖一1TF 發(fā)電一被試為電動機拖陪試機發(fā)電一2TF為電動機拖2ZF發(fā)電一1ZF為電動機 拖1TF。作能量回饋整個過程的能量損耗由1TD提供。
如果1TD不掛網(wǎng)，也可由1ZP.提供能量損耗，回饋過程相同。整個系統(tǒng)的 起動、運行是一個要求高，且繁雜的控制過程，如人工控制，則對操作人員的 要求相當高，而采用本實用新型的網(wǎng)絡群控綜合測試系統(tǒng)，則全部由計算機控 制解決上述問題。
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權(quán)利要求1、一種高壓大中型電機網(wǎng)絡群控綜合測試系統(tǒng)，包括用于采集和傳送被試電機的電量與非電量數(shù)據(jù)的直流電阻測量儀、絕緣電阻測量儀、振動噪聲儀、智能轉(zhuǎn)速測量儀、溫度傳感器、電流互感器、電壓互感器、轉(zhuǎn)子電壓互感器；包括至少由五臺電機組成的電機試驗用拖動機組及與之配套的五套可控勵磁系統(tǒng)和一套直流調(diào)速系統(tǒng)；其特征在于(1)所述直流電阻測量儀、絕緣電阻測量儀、振動噪聲儀、智能轉(zhuǎn)速測量儀的輸出端通過總線接口RS485或RS232與上位機1相連；溫度傳感器通過溫度變送器、電流互感器通過電流變送器、電壓互感器通過電壓變送器、轉(zhuǎn)子電壓互感器通過電壓變送器分別與各下位機的輸入端相連，其中，電流互感器和電壓互感器的輸出端還與有功/無功變送器和電壓、電流檔位信號器的輸入端相連，有功/無功變送器的輸出端也與下位機相連，所述各下位機也通過總線接口RS485或RS232與上位機1相連，電壓、電流檔位信號器則通過開關(guān)輸入接口板與上位機1相連；(2)所述五套可控勵磁系統(tǒng)是均包含有一個以單片機為核心的數(shù)字觸發(fā)控制器的閉環(huán)控制系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)是包含有一個全數(shù)字直流調(diào)速裝置并與機組中的兩臺直流電機相連的閉環(huán)控制系統(tǒng)；五套可控勵磁系統(tǒng)和直流調(diào)速系統(tǒng)與可編程序控制器PLC的模擬量及數(shù)字量I/O口相連而構(gòu)成電源與機組控制子系統(tǒng)；PLC與上位機2相連；(3)所述上位機1和上位機2通過局域網(wǎng)連接到遠程計算機上，遠程計算機與因特網(wǎng)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓大中型電機網(wǎng)絡群控綜合測試系統(tǒng)，其特征 在于所述各下位機可以是PC機、單片機或PLC;所述上位機2采用西門子觸 摸屏TP270， PLC采用西門子S7-200，全數(shù)字直流調(diào)速裝置采用西門子6RA70;其中，觸摸屏TP270的RS485接口中的IFIB 口通過MPI電纜與PLC S7-200的 端口相連，它們之間采用MPI協(xié)議通訊。
專利摘要本實用新型屬于電機測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓大中型電機的網(wǎng)絡群控綜合測試系統(tǒng)。本實用新型將用于采集和傳送被試電機的電量與非電量的各種儀器連接到上位計算機或是通過下位機連接到上位計算機上；電機試驗用電源與機組的各可控勵磁系統(tǒng)通過可編程序控制器PLC與上位計算機相連；上位機則通過局域網(wǎng)連接到遠程計算機上，遠程計算機與因特網(wǎng)相連。本實用新型能對試驗機組進行全面控制，并對高壓大中型電機進行全面試驗檢測及性能分析，所有試驗數(shù)據(jù)自動采集在計算機中進行實時記錄和處理，由測試系統(tǒng)自動生成試驗報告，并可完成對試驗數(shù)據(jù)與結(jié)果進行多級管理、調(diào)閱、查詢等功能。從而大大提高了試驗數(shù)據(jù)的準確性，提高了工作效率。
文檔編號G01R31/34GK201278014SQ20082005324
公開日2009年7月22日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者施曉蓉, 楊躍龍, 王迎旭, 胡俊達, 趙毅君, 泓 邱 申請人:楊躍龍