引言

  隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，人們對電力的需求量愈來愈大，促使電力事業(yè)迅速發(fā)展，電網(wǎng)不斷擴(kuò)大。

  戶內(nèi)高壓真空斷路器作為電網(wǎng)設(shè)備，工礦企業(yè)動(dòng)力設(shè)備的保護(hù)盒控制單元，尤其適應(yīng)于要求額定工作電流下的頻繁操作或多次開斷短路電流的場所。其主要優(yōu)勢有：操作機(jī)構(gòu)與斷路器本體一體化設(shè)計(jì)，緊湊，精簡，牢靠，體積??；真空滅弧室采用陶瓷絕緣外殼，銅鉻合金觸頭，杯狀縱向磁場結(jié)構(gòu)，具有斷流容量大，絕緣水平高，滅弧能力強(qiáng)，壽命長等特點(diǎn)；無故障運(yùn)行，少維護(hù)或免維護(hù)，無爆炸危險(xiǎn)，無污染，運(yùn)行噪音低。

  真空斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、沉重，制造、裝配工藝要求高，因此國外廠家已經(jīng)開始采用生產(chǎn)流水線方式裝配和檢測斷路器。目前，我國生產(chǎn)真空斷路器的廠家較多，品種也比較繁雜，但許多廠家仍舊采用人工將斷路器運(yùn)到特定地點(diǎn)，然后手工接線進(jìn)行檢測，這種方式存在著效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、高壓危險(xiǎn)等缺點(diǎn)。這就要求國內(nèi)企業(yè)也要提升自身生產(chǎn)效率，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

  本文主要介紹了基于PLC控制的戶內(nèi)高壓真空斷路器裝配和檢測生產(chǎn)線的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1 工藝流程介紹

  工藝簡介：框架上線→布線→安裝相柱→磨合試驗(yàn)→機(jī)械特性測試→底盤車安裝→觸臂裝配→面板、標(biāo)記條等裝配→耐壓測試→配柜終檢→產(chǎn)品下線。

  生產(chǎn)線主體為兩條直線型倍速鏈輸送線，斷路器由工裝板承載在輸送線上移動(dòng)，各工位設(shè)置限位器，當(dāng)工裝板到達(dá)裝配或檢測工位時(shí)，限位器對工裝板進(jìn)行限位，使其在工位暫停，而后由頂升平移裝置將工裝板連同斷路器移動(dòng)到線外工作臺上便于操作人員完成裝配或檢測工作。

  磨合試驗(yàn)是產(chǎn)品在額定電壓下進(jìn)行用戶指定次數(shù)的合分閘操作。

  機(jī)械特性測試工位完成斷路器產(chǎn)品的合分閘速度、反彈、彈跳及超行程測試。測試過程啟動(dòng)后設(shè)備自動(dòng)完成機(jī)械特性的測試，測試數(shù)據(jù)經(jīng)控制系統(tǒng)處理后存儲在上位計(jì)算機(jī)產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)庫中。

  耐壓測試對斷路器的主回路進(jìn)行工頻42KV耐壓測試，時(shí)間為1分鐘。二次回路對地做2KV耐壓測試，時(shí)間為1分鐘。

  終檢工位檢測臺上通過連接不同的檢測電源還可實(shí)現(xiàn)分合閘控制測試，二次回路接線正確性測試等檢驗(yàn)項(xiàng)目。

2 控制系統(tǒng)

  2.1 總體設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)采用分布式的控制方式，分為現(xiàn)場控制和集中控制兩級。系統(tǒng)總線采用工業(yè)以太網(wǎng)，在CP1H系列PLC上直接裝Ethernet單元CIF41模塊，然后通過上位機(jī)對其設(shè)置IP地址和FINS地址。

  FINS(factory interface network service)通訊協(xié)議是歐姆龍公司開發(fā)的用于產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的指令/響應(yīng)系統(tǒng)。使用FINS指令可實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)間的無縫通訊，包括用于信息網(wǎng)絡(luò)的Etherne(以太網(wǎng))，用于控制網(wǎng)絡(luò)的CONtroller Link和SYSMAC LINK。通過編程發(fā)送FINS指令，上位機(jī)或PLC就能夠讀寫另一個(gè)PLC數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容，還可以控制其運(yùn)行狀態(tài)，從而簡化了用戶程序。FINS協(xié)議支持工業(yè)以太網(wǎng)，這就為OMRON PLC與上位機(jī)以太網(wǎng)通訊的實(shí)現(xiàn)提供了可能。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體示意圖

   現(xiàn)場級是由在現(xiàn)場都安裝的控制柜(采用OMRON公司的CP1H系列PLC)組成，共5臺。其功能是實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場對相應(yīng)工位的控制，對運(yùn)行狀態(tài)和錯(cuò)誤信息的現(xiàn)場采集與監(jiān)視，并且完成與集中控制級的實(shí)時(shí)通信，包括：接收控制信息，完成控制動(dòng)作，發(fā)送用于遠(yuǎn)程監(jiān)控的運(yùn)行狀態(tài)、錯(cuò)誤信息到主站。

   集中控制級是由設(shè)置控制室的監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過監(jiān)控軟件接收并顯示、狀態(tài)等信息，對錯(cuò)誤信息進(jìn)行報(bào)警，并且可以發(fā)出指令，控制生產(chǎn)線的運(yùn)行，同時(shí)生成報(bào)表。UPS電源用來在停電時(shí)為監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電，在保證監(jiān)控計(jì)算機(jī)保存生產(chǎn)記錄后安全退出。