一种基于PLC的断路器机构调试装置的制作方法

一种基于plc的断路器机构调试装置
技术领域
1.本技术明涉及电气技术领域，尤其涉及一种基于plc的断路器机构调试装置。


背景技术：

2.在风电场应用的断路器较多，这些断路器在运输过程中、检修或维修后，需要对断路器进行调试，以确定断路器的完好性，避免断路器在应用过程中发生故障。
3.目前的断路器机构调试装置中一般可调试的断路器由合闸、分闸线圈组成，并不能针对包括有电压保持线圈以及故障线圈的断路器进行调试，因此针对上述问题，亟需一种可以调试包含电压保持线圈和模拟故障线圈的断路器机构调试装置。


技术实现要素：

4.本技术提供一种基于plc的断路器机构调试装置，相对现有技术只可以调试由合闸线圈、分闸线圈组成的断路器机构给的断路器调试机构，本装置解决了现有技术不能调试包括有电压保持线圈以及故障线圈的断路器机构的问题，此外，为了更方便操作及更直观观察断路器机构的运行状态，该测试监控装置还包括人机界面设备，通过操作该人机界面设备，来调试断路器机构的分闸、合闸、故障跳闸功能；该断路器机构调试装置还支持显示断路器位置指示，可以监控第一输出端口的状态，基于plc的第一输出端口状态，在图3中触屏界面显示显示断路器机构的分合闸状态，以此调试断路器，更加直观。
5.本技术提供一种基于plc的断路器机构调试装置，该装置包括：plc、和分别与所述plc电连接的人机界面设备和继电器模块；其中，所述继电器模块包括第一继电器ka1、第二继电器ka2、第三继电器ka3；其中，所述ka1的开关用于控制断路器机构的电压保持线圈是否得电，所述ka2的开关用于控制所述断路器机构的合闸线圈是否得电，所述ka3的开关用于控制所述断路器机构的模拟故障跳闸线圈是否得电；所述ka1、所述ka2、所述ka3分别与所述plc的第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口电连接；所述人机界面设备，用于显示分闸控制按钮，所述分闸控制按钮用于在被按下时，所述人机界面设备向所述plc发送分闸控制信号；所述plc，用于在接收到所述分闸控制信号时，通过所述第一输出端口控制所述ka1失电，使得所述ka1的开关断开。
6.其中，所述合闸线圈用于在自身与所述电压保持线圈均得电时合闸，所述电压保持线圈用于在失电时控制所述断路器机构分闸，所述模拟故障线圈用于在得电时控制所述断路器机构分闸。
7.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示合闸控制按钮，所述合闸控制按钮用于在被按下时，所述人机界面设备向所述plc发送合闸控制信号；所述plc，还用于在于接收到所述合闸控制信号时，通过第一输出端口控制所述ka1得电，等待第一预设时间t1后，通过第二输出端口控制所述ka2得电，使得所述ka2的开关闭合，等待第二预设时间t2后，通过第二输出端口控制所述ka2失电，使得所述ka2的开关断开。
8.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示合闸控制按钮，所述合闸
控制按钮用于在被按下时，所述人机界面设备向所述plc发送合闸控制信号；所述plc，还用于在于接收到所述合闸控制信号时，通过第二输出端口控制所述ka2得电，使得所述ka2的开关闭合，等待第二预设时间t2后，通过第二输出端口控制所述ka2失电，使得所述ka2的开关断开。
9.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示模拟故障跳闸按钮，所述模拟故障跳闸按钮用于在被按下时，所述人机界面设备向所述plc发送模拟故障跳闸信号；所述plc，还用于在于接收到所述模拟故障跳闸信号时，通过第三输出端口控制所述ka3得电，使得所述ka3的开关闭合。
10.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示系统故障复位按钮，所述系统故障复位按钮用于在被按下时，所述人机界面设备向所述plc发送复位信号；所述plc，还用于在于接收到所述复位信号时，通过第一输出端口控制所述ka1失电，使得所述ka1的开关断开。
11.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示断路器位置状态；所述plc，还用于在接收到所述合闸控制信号后，在监测到所述第一输出端口的状态为“0”时，指示所述断路器位置状态显示所述断路器机构处于分闸状态。
12.作为另一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示断路器位置状态；所述plc，还用于在监测到所述第一输出端口的状态为“1”时，指示所述断路器位置状态显示所述断路器机构处于合闸状态。
13.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示断路器位置状态；所述plc，还用于在接收到所述合闸控制信号后，在监测到所述第一输出端口的状态为“1”时且所述第三输出端口状态为“0”，指示所述断路器位置状态显示所述断路器机构处于合闸状态。
14.作为一种可实施的示例，所述断路器机构调试装置还包括直流电源模块。交流电源模块；所述直流电源模块与所述plc和所述继电器模块连接，用于给所述plc和所述继电器模块供电；
15.作为一种可实施的示例，所述交流电源模块与断路器机构连接，用于给断路器机构供电。
16.本技术提供的提供一种基于plc的断路器机构调试装置的技术效果如下：
17.针对风电场应用的断路器为交流220v的断路器，主要包括电压保持线圈、合闸线圈、模拟故障线圈，本装置包括plc，和分别与所述plc电连接的人机界面设备和继电器模块，用户通过操作人机界面设备，可以实现对包括电压保持线圈、模拟故障线圈的断路器机构的调试相对现有技术只可以调试由合闸线圈、分闸线圈组成的断路器机构给的断路器调试机构，本装置解决了现有技术不能调试包括有电压保持线圈以及故障线圈的断路器的问题。且本装置包括人机界面设备，通过操作该人机界面设备，来调试断路器机构的分闸、合闸、故障跳闸功能；该断路器机构调试装置还支持显示断路器位置指示，可以监控第一输出端口的状态，基于plc的第一输出端口状态，在图3中触屏界面显示显示断路器机构的分合闸状态，以此调试断路器，更加直观。
附图说明
18.图1为本技术一种基于plc的断路器机构调试装置的结构示意图；
19.图2为本技术断路器机构调试装置中的继电器模块的开关与断路器机构的线圈的连接示意图；
20.图3为本技术断路器机构调试装置中的人机界面设备显示的断路器机构调试系统的操作界面的示意图；
21.图4为本技术plc编程工具内置的梯形图程序；
具体实施方式
22.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术中的附图1-3，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.如图1，本技术实施例提供一种基于plc的断路器机构调试装置，可以包括：plc、和分别与所述plc电连接的人机界面设备(hmi)和继电器模块；
24.所述继电器模块包括第一继电器ka1、第二继电器ka2、第三继电器ka3；其中，所述ka1的开关用于控制断路器机构的电压保持线圈是否得电，所述ka2的开关用于控制所述断路器机构的合闸线圈是否得电，所述ka3的开关用于控制所述断路器机构的模拟故障跳闸线圈是否得电，其中所述ka1、ka2、ka3的开关均为常开开关，可参考图2所示。
25.所述ka1、所述ka2、所述ka3分别与所述plc的第一输出端口、第二输出端口(y10)、第三输出端口(y11)电连接。如图1所示，作为一种示例，第一输出端口可以为y7，第一输出端口可以为y7，第二输出端口可以为y10，第三输出端口可以为y11。
26.所述人机界面设备，用于显示分闸控制按钮，所述分闸控制按钮用于在被按下时，所述人机界面设备向所述plc发送分闸控制信号，可参考图3所示；所述plc，用于在接收到所述分闸控制信号时，通过所述第一输出端口控制所述ka1失电，使得所述ka1的开关断开，由于ka1的开关与电压保持线圈串联，所以ka1的开关断开使得电压保持线圈失电，从而使得断路器机构分闸。
27.在本技术实施例中，如图3所示，hmi可以为触控屏。其中，plc和触控屏可以通过通讯总线连接。
28.在本技术实施例中，所述plc可以为信捷plc，型号为xd3-24r-c。
29.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示合闸控制按钮，所述合闸控制按钮用于在被按下时，所述人机界面设备向所述plc发送合闸控制信号，可参考图3所示；所述plc，还用于在于接收到所述合闸控制信号时，通过第一输出端口控制所述ka1得电，由于ka1的开关控制电压保持线圈，所以ka1得电也即电压保持线圈得电。等待第一预设时间t1如后，通过第二输出端口控制所述ka2得电，使得所述ka2的开关闭合，由于所述ka2的开关控制合闸线圈是否得电，所以所述合闸线圈也得电，这时所述合闸线圈与所述电压保持线圈均得电时合闸，等待第二预设时间t2如后，通过第二输出端口控制所述ka2失电，使得所述ka2的开关断开，所述合闸线圈失电，断路器仍保持合闸。在一示例中，t1可以为2～3s。t2可以为10s。
30.所述plc可运行编程工具软件内置的梯形图程序，所述梯形图程序的执行逻辑可参考图4，所述编程工具软件可以为信捷plc编程工具软件，所述梯形图程序在被执行时，用于实现以下过程。其中，在所述人机界面设备上的合闸控制按钮m2被按下的时候，所述plc通过第一输出端口如y7控制所述ka1得电，等待第一预设时间2s后，所述plc通过第二输出端口控制所述ka2得电，也即所述合闸线圈也得电，这时所述合闸线圈与所述电压保持线圈均得电时合闸，等待第二预设时间10s后通过第二输出端口y10控制所述ka2失电，使得所述ka2的开关断开，所述合闸线圈失电，断路器仍保持合闸。所述梯形图程序在所述人机界面设备上的分闸控制按钮m3被按下的时候，m0线圈得电，m0常闭开关打开，所述plc通过第一输出端口y7控制所述ka1失电，使得所述ka1的开关断开，所以电压保持线圈失电，从而使得断路器机构分闸。所述模拟故障跳闸按钮m4被按下时，所述plc通过第三输出端口y11控制所述ka3得电，使得所述ka3的开关闭合，所以模拟故障线圈得电，此时所述断路器机构跳闸，模拟故障跳闸成功，但此时的电压保持线圈仍旧得电。所述系统故障系统故障复位按钮m5被按下时，m10线圈失电，m10常闭开关打开，所述plc通过第一输出端口y7和第三输出端口y11分别控制所述ka1和所述ka3失电，使得所述ka1和所述ka3的开关断开，所述电压保持线圈和模拟故障跳闸线圈就失电，此时调试装置完成复位。
31.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示合闸控制按钮，所述合闸控制按钮用于在被按下时，所述人机界面设备向所述plc发送合闸控制信号，可参考图3所示；所述plc，还用于在于接收到所述合闸控制信号时，通过第二输出端口控制所述ka2得电，使得所述ka2的开关闭合，由于所述ka2的开关控制合闸线圈是否得电，所以ka2得电之后，合闸线圈也得电，断路器机构合闸。等待第二预设时间t2后，通过第二输出端口控制所述ka2失电，使得所述ka2的开关断开，合闸线圈失电，断路器机构保持合闸。
32.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示模拟故障跳闸按钮，所述模拟故障跳闸按钮用于在被按下时，表示断路器机构模拟发生一次故障跳闸，所述人机界面设备向所述plc发送模拟故障跳闸信号，可参考图3所示。
33.所述plc，还用于在于接收到所述模拟故障跳闸信号时，通过第三输出端口控制所述ka3得电，使得所述ka3的开关闭合，由于所述ka3的开关与模拟故障线圈串联，所以ka3开关闭合，所述模拟故障线圈就得电，此时所述断路器机构跳闸，模拟故障跳闸成功，但此时的电压保持线圈仍旧得电。
34.在前述任一实施例的基础上，所述人机界面设备，还用于显示系统故障复位按钮，，由于在断路器机构模拟发生一次故障跳闸后，所述模拟故障线圈和所述电压保持线圈仍旧处于得电状态，所以，如果想要继续相应的调试，就需要所述模拟故障线圈和所述电压保持线圈处于失电状态，也即复位。所以，所述系统故障复位按钮用于在被按下时，所述人机界面设备向所述plc发送复位信号，可参考图3所示。
35.所述plc，还用于在于接收到所述复位信号时，通过第一输出端口和第三输出端口分别控制所述ka1和所述ka3失电，使得所述ka1和所述ka3的开关断开，由于所述ka1的开关与电压保持线圈串联，所述ka3的开关与模拟故障跳闸线圈串联，所以所述ka1和所述ka3的开关断开，所述电压保持线圈和模拟故障跳闸线圈就失电，此时调试装置完成复位。
36.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示断路器位置状态，如图3所示；所述plc，还用于在监测到所述第一输出端口的状态为“0”时，指示所述断路器位置状
态显示所述断路器机构处于分闸状态。当监测到第一输出端口的状态为“0”时，也即第一输出端口为“0”的状态下，表明所述ka1失电，ka1开关就断开，由于所述ka1的开关与电压保持线圈串联，所以所述电压保持线圈失电，，所述断路器机构分闸。本装置利用监测到所述第一输出端口的状态为“0”时，即第一输出端口为“0”的状态下，指示所述断路器位置状态显示所述断路器机构处于分闸状态。
37.在本技术实施例中，在显示合闸时的断路器位置状态有多种可实施的示例。
38.作为一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示断路器位置状态，如图3所示；所述plc，还用于在接收到所述合闸控制信号后，在监测到所述第一输出端口状态为“1”且所述第三输出端口状态为“0”时，即ka1得电且ka3失电，也即所述电压保持线圈得电且所述模拟故障线圈失电的情况下，指示所述断路器位置状态显示所述断路器机构处于合闸状态。
39.作为另一种可实施的示例，所述人机界面设备，还用于显示断路器位置状态；所述plc，还用于在监测到所述第一输出端口的状态为“1”时，指示所述断路器位置状态显示所述断路器机构处于合闸状态。
40.需要说明的是，本技术提供的一种基于plc的断路器机构调试装置可以采用上述两种示例中的一种。
41.作为一种可实施的示例，所述断路器机构调试装置还包括直流电源模块；所述直流电源模块与所述plc和继电器模块连接，用于给所述plc和所述继电器模块供电，其中，直流电源可以为多个24v直流电源。
42.作为一种可实施的示例，如图2所示，所述交流电源模块与断路器机构连接，用于给断路器机构供电，交流电源模块为断路器机构的三个线圈供电，电压保持线圈串联ka1开关形成线路一，合闸线圈串联ka2开关形成线路二，模拟故障线圈串联ka3开关形成线路三，然后将三条线路并联之后再并联交流电源模块。
43.本技术提供的一种基于plc的断路器机构调试装置的技术效果如下：
44.针对风电场应用的断路器为交流220v的断路器，主要包括电压保持线圈、合闸线圈、模拟故障线圈，本装置包括plc，和分别与所述plc电连接的人机界面设备和继电器模块，用户通过操作人机界面设备，可以实现对包括电压保持线圈、模拟故障线圈的断路器机构的调试。相对现有技术只可以调试由合闸线圈、分闸线圈组成的断路器机构给的断路器调试机构，本装置解决了现有技术不能调试包括有电压保持线圈以及故障线圈的断路器的机构的问题。且本装置包括人机界面设备，通过操作该人机界面设备，能够支持调试断路器机构的分闸、合闸、故障跳闸功能。该断路器机构调试装置还支持显示断路器位置指示，可以监控第一输出端口的状态，基于plc的第一输出端口状态，在图3中触屏界面显示显示断路器机构的分合闸状态，以此调试断路器，更加直观。
45.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。