低壓斷路器智能測控系統的設計與實現

（2）現場控制層

現場控制層由兩個單元組成：一是強電單元，為測控提供所需要的電流；二是弱電單元， 由西門子S7-200 系列 PLC 為核心的下位機控制器及其相關控制程序組成的電氣控制系統。 現場控制采用自動控制、隨機控制相結合的控制方案。自動控制實現各調整機構的小閉環的 控制任務，隨機控制是針對斷路器雙金屬片受熱隨機性，根據現場專家的經驗建立專家系統， 采用“IF-THEN”語法結構建立知識庫，從而實現低壓斷路器測控系統的快速推理功能。

（3）監控管理層

監控管理層（上位機）基于以研華工業計算機，通過OPC 通用接口與PLC 控制器進行數 據通信（如圖2）。人機界面系統采用西門子工業組態軟件WinCC 編程環境，畫面組態標準 化，程序設計模塊化方法，完成整個智能控制系統的數據采集、程序處理和操作指令的輸出， 實現對現場控制層的連鎖控制和設備調節。

3. 低壓斷路器智能測控系統的軟件設計

低壓斷路器智能測控系統軟件主要由上位機監控軟件和下位機檢測過程控制軟件兩部分 構成，分別實現系統控制功能和系統監控功能。系統下位機基于西門子PLC-200，采用西門 子編程軟件STEP7-Micro/Win 編程環境，梯形圖編程語言，模塊化編程模式構建智能測控 系統的控制程序。系統上位機基于研華工控機，采用西門子工業組態軟件WinCC 編程環境， C 腳本編程語言，OPC 通用接口，組態智能測控系統的人機界面監控程序。

3.1 基于PLC 下位機檢測過程控制軟件設計

該系統 PLC 控制程序采用梯形圖模塊化編程，分別完成現場設備對斷路器監測的工藝 要求。梯形圖程序模塊主要包括：上電自檢、參數初始化、斷路器定位壓緊、斷路器合扣、 螺釘螺母調整機構移步、激光定位、通電檢測、螺釘螺母調整、螺釘螺母調整機構X 軸移相、 斷路器測控產品計數及系統故障報警處理。

在監測過程中，螺釘螺母調整機構需要實時調整斷路器雙金屬片上的螺釘螺母，保證斷 路器在合格標準時間內頂跳。因此，螺釘螺母調整機構的定位問題是整套智能測控系統的關 鍵技術和攻關難點之一。本智能測控系統設計了由步進電機、磁柵位移式傳感器、西門子 PLC 以及定位梯形圖程序組成的控制單元實現了對步進電機的閉環控制，提高了螺釘螺母調 整機構中的步進電機定位問題。

螺釘螺母調整機構定位梯形圖程序UML 流程圖（如圖3），具體實現：