继电器综合性能检测系统

-1-附件3：序号：编码：第十三届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称：继电器综合性能检测系统学校全称：广东交通职业技术学院申报者姓名（集体名称）：蒋汝贵、李晓焘、梁翠梅、麦栓豪、何思华类别：□自然科学类学术论文□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文□科技发明制作A类■科技发明制作B类-2-说明1.申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2.申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3.表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4.序号、编码由第十三届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛组委会填写。5.作品申报书与作品稿件需分开装订。6.学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，论文不超8000字，调查报告不超15000字，文章版面尺寸14.5x22cm。7.作品申报书和作品稿件须按要求由各校竞赛组织协调机构统一寄送。8.其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。9.寄送地址：广州天河区中山大道55号行政楼325室华南师范大学团委10.电子版报送邮箱：[e-mail]-3-A2申报者情况（集体项目）说明：1．必须由申报者本人按要求填写；2．申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3．本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。申报者代表情况姓名蒋汝贵性别男出生年月1994-10学校广东交通职业技术学院系别、专业、年级高速铁道技术学历大专学制3入学时间2013作品名称继电器综合性能检测系统毕业论文题目无通讯地址广州市天河区天源路789号邮政编码510650办公电话[phone]常住地通讯地址广州市天河区天源路789号邮政编码510650住宅电话[phone]其他作者情况姓名性别年龄学历所在单位李晓焘男20大专广东交通职业技术学院何思华女21大专广东交通职业技术学院梁翠梅女20大专广东交通职业技术学院麦栓豪男大专广东交通职业技术学院资格认定学校学籍管理部门意见以上作者是否为2015年6月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。■是□否（部门签章）年月日院、系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果■是□否负责人签名：年月日-4-B3．申报作品情况（科技发明制作）说明：1．必须由申报者本人填写；2．本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3．本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书；4．作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称继电器综合性能检测系统作品分类（B）A．机械与控制（包括工程与技术科学基础学科、测绘科学技术、矿山工程技术、冶金工程技术、机械工程、动力与电气工程、土木建筑工程、水利工程、交通运输工程、航空、航天科学技术等）B．信息技术（包括信息科学与系统科学、电子、通信与自动控制技术、计算机科学技术等）C．数理（包括数学、力学、物理学、天文学、地球科学等）D．生命科学（包括生物学、农学、林学、畜牧、兽医科学、水产学、基础医学、临床医学、预防医学与卫生学、军事医学与特种医学、药学、医学、中医学与中药学等）E．能源化工（包括化学、材料科学、能源科学与技术、化学工程、纺织科学技术、食品科学技术、环境科学技术、安全科学技术等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标本作品的目的是为了充分利用PLC系统的优势对继电器的综合性能进行检测，检测的技术指标有：吸合电压、吸合电流、释放时间、吸合时间、机械耐久性能等。系统采用菲尼克斯ILC130ETH系列PLC、WEBVISIT组态软件作为核心控制器，外加AD模块、可调电源等，结合逻辑控制程序能够达到预期控制效果。1、系统结构描述本系统采用菲尼克斯ILC130ETH作为核心控制器，采用WEBVISIT作为组态监测界面，外加IBILA02/SF等A/D扩展模块实现电流电压模数转换、继电器供电系统由恒流源、无级调压器构成等。用于测试通用继电器、接触器、过流继电器的吸合时间、释放时间、吸合电压、释放电压、触点间压降、线圈电流以及继电器耐久测试等参数。2、系统功能2.1、吸合、释放电压、电流测试因待测继电器型号不同（电压各不相同），为了使本检测系统适合各种继电器的检测，被测继电器线圈工作电压设定为预置调压。即利用A/D模块的输出通道进行电压、电流调节，所需电压、电流由给定可调电源模块提供。所需电压量由PLC进行控制，并可通过上位机组态软件的控制界面进行设定。测试前根据待测继电器型号及类型通-5-过触摸屏设定参数，测试开始通过PLC控制电压源增（减）电压（电流），达到待测继电器吸合电压（电流）、释放电压(电流)后，继电器相应触点吸合（衔铁）动作。此时，扩展A/D模块对继电器吸合（释放）电压（电流）进行实时采样，将模拟量转化为数字量后传回PLC作内部数据处理，此时上位机接受PLC所给信号并进行对应信息显示。PLC无需配置专用的通讯模块就能方便地与上位机组态进行通信，通过触摸屏与PLC之间的RS232传输就能实现实时通信功能。用户通过点击上位机组态监控界面即可向PLC发出各种控制信号，PLC接到指令信号后执行运算与控制任务。2.2、吸合、释放时间测试吸合和释放时间，采用PLC高速的逻辑控制指令以及继电器相应的动作触点即可实现精确的测量。当系统的电压（该型号继电器额定电压）输出端与待测继电器的线圈触点（常开触点）两端连接好后，启动输出电压，此时采用的电压为继电器的额定工作电压。额定工作电压加载到被测继电器线圈上，系统开始计时，直到被测继电器触点阻抗发生变化为止（常开触点的阻抗从无穷变为接触阻抗），此时的时间即为延时吸合时间。同样，释放时间的测量是从断开输出继电器开始计时，直到被测继电器完全释放为止（常开触点的阻抗从接触阻抗变为无穷）。2.3、机械耐久性测试系统的本项功能是利用PLC、上位机等部件的计算能力强、质量可靠、稳定性好等优势，将PLC强大的逻辑控制功能运用于继电器机械耐久测试能够方便简单地实现，而且稳定性能良好。机械耐久测试即检测继电器在使用过程中能否达到额定的动作次数，继电器在使用过程中的额定动作次数是衡量其质量保障的重要参数之一。本系统通过一定频率给继电器线圈提供额定工作电压，通过检测动作触点（常开或常闭）动作次数是否能够达到额定值，将其转化为继电器线圈通电导同次数，利用PLC中的计时器、计数器等指令结合实现，结合上位机组态界面将其动态数据、画面提供给用户。-6-作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）近年来伴随着电子电力技术的发展，国内外研究机构和继电器生产厂商在继电器出厂测试方面取得了显著的进展，提出多种继电器参数测试系统。这些系统的原理基本上都是以单片机或微机为中央处理器，辅以外围硬件电路及相应的测试软件。其中最具代表性的有美国NI公司的PXI平台、LabVIEW、基于PC104的继电器测试系统等。但该系列继电器测试系统相应的存在各自的不足，如：美国NI公司的PXI平台虽然富有竞争力，该平台基于开放性的PXI总线，通用性较好，同时整合了NI公司的软件优势，能与LabVIEW很好结合；但在某些行业实际应用中，如轨道交通车辆电气装置检测、工厂电气系统设备检测等场合，由于电气设备的特殊性，它并不适用作这类专用继电器的测试系统。原因如下：该PXI平台不能提供轨道车辆等附属电气设备常用的信号和通讯接口，如：110V的开关量、高达400mA的模拟量和MVB通讯接口等；并且作为测试装置，NI的PXI平台价格昂贵不适合批量生产。国内以往所采用的多为分立的指针式的仪表，致使工作强度大、效率低，而且采用仪表多，人为误差大，无法保证精度，对于高灵敏度的专用继电器更显得无能为力。而近年来国内行业开发的继电器测试系统越来越多采用单片机作为核心控制器，采用单片机作为核心控制器能够降低开发成本以及便于设计出最简化的装置，但同样存在着相应的问题：（1）、系统开发周期长，开发人员在开发系统时除必要的程序编程之外，还需花很大的精力设计测试系统的软硬件，同时考虑到现场工作环境的恶劣情况还需花费很长一段时间对系统进行调试运行。（2）、通用性不强，浪费资源。随着电子科学技术的发展，轨道车辆专用继电器等产品更新换代的速度非常快，采用单片机开发的测试系统局限性较大无法时常更新。如每次产品换代都得重新设计测试装置的话，将严重拖累生产速度，浪费了研发资源。（3）、测试对象单一、测试参数少，功能有限。当前继电器性能要求越来越高，要求测试参数、精度等都在不断的增强。采用单片机作为核心器件进行同步提高的难度将越来越大，并且考虑到抗干扰等其他额外因素无疑将开发难度进一步加大。总体而言，继电器测试系统已经存在较为繁多的测试方法，依靠电子技术的不断发展以及研究人员的不断努力，继电器测试系统的测试方法、精度等也在不断地提高当中。在此，考虑到继电器测试系统当前的发展状况，并进一步研究了专用继电器的特殊性。提出了采用PLC作为核心控制器，辅以触摸屏、A/D模块以及可调电源模块组成一套测试系统，具有一下意义：1、本作品针对继电器售后、维护、出厂检测等市场作为出发点，在-7-市场运用推广方面具有广阔的市场；2、本系统充分利用PLC的逻辑控制优势、稳定性能优势以及快速性能优势等，对继电器综合性能的检测具有足够精确的控制余量。如ILC130ETH输出扫描时间为us（微秒）级别，而我们通用继电器一般吸合动作时间为20ms，因此具有足够的控制优势；3、系统中运用了菲尼克斯PLC、组态监控设计、电工电子等综合方面的知识，克服了AD模块低电压（-10v-10v）进行无极控制高电压（0-200v）的问题。综上所述，本作品具有一定的先进性及科学性！【参考文献】[1][2]=JLrQeOGbdDEH8OSZ8bVvibtd-MhlVgAXDv-QmmBK_WT4DoVeoCThLbcjQv22WxNVhaaL9NXvvMwtEt2JRQyKOmrJF2krzy6-7UZe3Q4PXge[3]杜太行，王京保，孙曙光.交流继电器动作时间检测技术的研究[J].电力系统保护与控制,2010,30(4):80~81[4]钱金川，贾文军，朱守敏.单片机技术在时间继电器测试中的应用[J].电器与能效管理技术,2010,31(8):124~130[5]周晓峰，雷鸣，马秀芳.计算机控制的继电器终端检测系统[J].电器与能效管理技术,2002(2):30~32[6]张红斌，杨云，李广丽.直流电磁继电器测试系统的设计[J].微计算机信息,2006.22:55~58[7]苌凝凝，张尚启，乔永伟.时间继电器自动检测系统的设计[J].LED微计算机信息术,2006,22:29~31[8]方明义，陈新春，刘静然.继电器测试设备的研究与应用[J].现代电子技术,2012,35:118~120[9]袁坚.虚拟测试技术在继电器测试中的应用[J].电子技术,2003,04(2):16~18[10]李慧芳，汪澄.继电器电参数测试技术探讨[J].机电元件,1997,01:38~39作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果本作品于2015进入“ILOVEControl”中国自动化大奖赛全国总决赛，决赛日期于2015年05月上海举行。-8-作品所处阶段（B）A实验室阶段B中试阶段C生产阶段D（