基于PLC的低压电流互感器自动接拆线控制系统设计

张洪明，王 智，于 旭，贾 晨

（1.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021；2.国网长春供电公司，长春 130021）

目前，国家电网公司提出了建设省级计量中心，实现“整体式授权、自动化检定、智能化仓储、物流化配送”的战略目标［1］。互感器检定将逐步由分散式检定转向以省级集中招标、集中采购、集中检验、统一配送的管理模式，这一管理模式的转变使省级计量中心检定量大大增加，迫切需要一种先进的检定方法取代现有的人工检定，为此，低压电流互感器自动接拆线控制系统的研制具有实用性和先进性。低压电流互感器自动接拆线控制系统主要用于低压电流互感器自动化检定，实现穿心式互感器的一次、二次的自动接拆线，达到检测试验自动化的目的［2］。为实现低压电流互感器的全自动检定，接拆线必须实现自动化，本文旨在介绍用于检定穿心式互感器自动接拆线控制系统。

1 自动接拆线控制系统组成

低压电流互感器自动接拆线控制系统由可编程控制器（PLC）、触摸屏、二次接线机构、换排机构、导向机构、伺服电机及接近开关传感器等组成。自动接拆线控制系统的几个主要部件机构见图1。

二次接线机构由气缸推动，使接线端子压接到互感器的二次端子上，实现二次接线。换排机构的作用是实现不同类型的互感器一次穿心铜杆和铜排之间的切换，换排以及穿心的动作是用伺服电机控制驱动的。当一次穿杆在穿心导向机构的支撑下到达既定的接线位置后，由一次接线气爪伸出后夹住一次穿杆，实现互感器的一次接线。

2 控制系统硬件设计

在该系统中，控制部分采用西门子S7－300系列PLC，它对现场接拆线机构的动作进行控制，能够满足该种设备的自动化控制需求。由于在本系统中触摸屏要求设计的画面较多，控制点位多以及画面脚本较为复杂，考虑到画面的美观性和运行的可靠性，因此选择西门子的MP277型触摸屏。

西门子S7－300的PLC 是控制系统的核心，采用FESTO 伺服控制电机驱动换排机构以及穿心铜杆、铜排。由于控制系统中需要气动驱动的结构件较多，在本系统中采用阀岛来驱动一次接线机构、二次接线机构以及导向机构，并配以FESTO 气缸配套的接近开关用以检测机械动作是否到位。图2为部分PLC电气控制原理图。

3 系统软件设计

图1 自动接拆线控制系统几个主要部件的机构

图2 部分PLC电气控制原理图

3.1 PLC程序设计

PLC控制程序中自动接线控制程序流程图见图3。为了保证接线的正确稳定性和设备的安全性，在系统上配置的检测动作到位的接近开关较多。当出现接近开关检测动作不到位时，首先需要人工进行确认及处理，然后再次进行上一步动作，使动作正确到位，保证了接线流程的顺利进行，拆线动作流程与接线动作流程互逆。

图3 PLC控制程序中自动接线控制程序流程图

3.2 触摸屏画面设计

触摸屏画面设计使用WinCC flexible 2008 软件，用于可编程序控制器的监视与控制，以形象的文字、指示灯、动画、曲线等形式，监视、修改PLC 内部寄存器或继电器的数值及状态。通过在画面上各种按钮，动画，指示灯及数值读取等，控制系统工作的工作状态及反应系统运行状态。

4 结束语

本文概述了低压电流互感器自动接拆线控制系统组成。该系统由可编程控制器PLC、触摸屏、二次接线机构、换排机构、导向机构、伺服电机及接近开关传感器等组成。文中着重介绍了控制系统硬件和软件的设计方法及实现方式。其中在硬件系统中，控制部分采用西门子S7－300系列可编程控制器对现场接拆线机构的动作进行控制，能够满足该种设备的自动化控制需求。由于在本系统中触摸屏要求设计的画面较多，故选择西门子的MP277型触摸屏，它能够实现多点位控制，兼顾了画面的美观性和运行的可靠性。该系统的设计便于实现，能够大幅度地提高工作效率，最终实现低压电流互感器的自动检定。

［1］Q／GDW 572—2010，计量用低压电流互感器技术规范［S］.

［2］王乐仁.电力互感器检定及应用［M］.北京：中国计量出版社，2010.