自动多路耐压绝缘测试系统设计

2016-07-01天地常州自动化股份有限公司薛燕华

电子世界 2016年10期

天地（常州）自动化股份有限公司薛燕华

自动多路耐压绝缘测试系统设计

天地（常州）自动化股份有限公司薛燕华

【摘要】自动多路耐压绝缘测试系统由PC机、交直流耐压绝缘测试仪、快速夹具、UPS电源等组成。系统软件平台基于LabWindows/CVI开发环境，由PC机程序向交直流耐压绝缘测试仪发送指令，交直流耐压绝缘测试仪每执行一次命令后，系统软件界面自动显示测试数据并能够自动存储。

【关键词】矿用电气；耐压；绝缘

1　引言

在矿用电气产品生产中为保证产品电气安全性能及质量，必须进行交直流耐压及绝缘电阻等性能测试。目前大多使用的测试仪器是台式结构的单项指标测试仪，对于各测试点需要人工设置调整，数据需要人工抄录。人工作业强度大，且容易产生数据记录错误、被测品损坏，甚至安全事故。本文设计的自动多路耐压绝缘测试系统满足新时期试验要求，既提高了测试质量、工作效率，也实现了测试数据的信息化管理。

2　系统总体设计

自动多路耐压绝缘测试系统由PC机、交直流耐压绝缘测试仪、快速夹具、被测品、UPS电源等设备组成。系统总体设计构架图如图1所示：

图1　自动多路耐压绝缘测试系统设计构架图

交直流耐压绝缘测试仪采用同惠电子的TH9201S型，该设备提供RS232接口，方便系统的通讯连接。TH9201S的八路扫描仪既能够分配多个测试点，又能提供测试电压功能，每个通道能被设定成不同的电势HIGH（高压），LOW（低压），或者OPEN（开路）。交/直流耐压和绝缘电阻测试可以在八个测试点中的任何一个通道进行测试。满足矿用电气产品的非安、本安、外壳间以及各本安回路间测点数量的要求，解决了传统耐压仪只有一个高压输出端和一个低压输出端，需要频繁调整各测点高低压端的情况。

根据不同的产品尺寸设计不同的快速夹具，将被测试产品的非安、本安、外壳等各测点快速有效地连接到交直流耐压绝缘测试仪的CH1、CH2、CH3等端口。

考虑部分矿用电气产品体积大，自动多路耐压绝缘测试系统需要经常移位测试，导致需要频繁更换电源插座。为此系统配置了UPS电源，可以避免PC机频繁的关机启动，而系统的供电线缆也无需太长。本系统中UPS电源选型为山特TG500，可单机延时20分钟。

TH9201S型测试仪的“DANGER”指示灯在测试时会闪亮，提供一定的警示作用，但该指示灯光源小且安装在程测试仪操作面板上无法全方位警示。利用测试仪PLC接口上的TEST（仪器启动高压输出时本机输出的同步控制信号）开关信号控制LTE-1101旋转式警示灯，产生连续快速三频闪的闪光，具有较好的警示效果。

3　软件设计与实现

软件平台基于LabWindows/CVI，以ANSI C为核心，将功能强大、使用灵活的C语言平台与用于数据采集、分析和显示的测控工具有机结合。PC机向测试仪发送命令并接收测试结果数据，实现串口通信。

3.1软件平台通信的实现

在Windows系统的LabWindows/CVI软件平台下串口通信程序主要有：开发工具自身提供的函数、Window API函数、MSComm控件等几种主要方式，本设计采用的是LabWindows/CVI自带的RS232函数库，可以调用这些函数来实现串口通信。

根据系统的需求编写串口发送数据和接收数据的程序。以串口发送数据的程序为例，程序如下：

unsigned char cmd_imul［4］=｛0x5a， 0x07， 0x00， 0x61｝；

int CVICALLBACK shixuCB （int panel， int control， int event，viod*callback Date， int eventData1， int eventData2）

｛

Switch（event）

｛

Case EVENT_COMMIT： //事件委托，处理所有事件

Break；

Case EVENT_LEFT_CLICK： // 此处添加鼠标左键单击处理的相关代码

OpenCom（1，“COM1”） //打开串口1

flushInQ（1）； flushQutQ（1）； //清空串口1的输入、输出队列

ComWrt（1，cnd_imul，4 ） //向串口1 写入数据

CloseCom（1）； //关闭串口1

Break；

｝

return 0；

｝

LabWindows/ CVI自带RS232函数库提供的丰富的通信控制函数，方便地实现RS232串口数据通信，为整个系统的数据处理和功能实行打下了良好的基础。

3.2测试程序流程设计

软件平台根据测试程序向交直流耐压绝缘测试仪发送指令和数值参数，该测试仪每执行一步程序后，软件平台读取测试仪测试数据通过人机软件界面显示数据并自动存储。测试程序流程如图2所示。

图2　测试程序流程图

首先PC机软件通过串口向交直流耐压绝缘测试仪发送联机命令，联机成功后在软件设置界面设置并存储测试步骤和参数，或者直接导入已存储的程序；在数据界面设置数据存储路径；按下“启动”按钮开始自动执行测试程序，并开始显示测试数据或结果，同时将数据存储在指定文档内方便查询和打印。

3.3 系统软件设计

系统软件为方便操作设计了人性化的操作界面，该界面有两个主要的功能键“启动”“停止”。另有数据、设置、管理三个窗口。另外可设置通讯端口、波特率等参数。

1）数据窗口有“新建数据表”“打开数据表”“另存数据表”用于设置系统存储数据的路径、打开已有数据表的路径、另存数据表的路径。软件界面及数据窗口如图3 所示。

图3　软件界面及数据窗口

2）设置窗口可以根据测试人需要进行新建设置或导入设置操作。“导入设置”只需到指定的文件夹中选择相应的程序即可；“新建设置”可

以根据实践情况新建测试步骤，其中功能项默认为“无”，代表该步骤无任何设置，功能项改为AC、DC、IR 任意一种状态即代表该测试步骤增加成功。AC代表工频交流耐压测试、DC代表直流耐压测试、IR代表绝缘电阻性能测试。八路通道可分别设置为H、L、O三种状态，与之对应分别表示为HIGH（高压）、LOW（低压）、OPEN（开路）。设置完毕的程序可以选择“保存设置”或“另存设置”，再选择“返回”进入工作界面。

3）管理窗口主要是管理用户名的权限与密码。