基于PLC、组态软件的高压电机智能试验系统设计(五)
日期：2006-3-9 21:58:16 来源：本站整理
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5.1测量系统的组成
测量系统中被试电机侧的电参数、负载电机侧的电参数和变频机组的频率都必须传输到上位机，在组态界面上实现数据监控。
上面那些参数首先必须通过传感器和互感器测量，如主回路中用到的电压互感器用于测量电压，电流互感器用于测量电流。把测得的数据必须传输到上位计算机进行监控。而且有些参数如温度等必须通过传感器测量。
基于上面的考虑设计测量系统的基本框图如图5.1所示：
5.2 数据采集及处理系统原理和组成
信号采集系统如下图5.2所示，它由传感器 、信号处理电路、A/D板、扭矩仪、工控机等组成。被试电机带动负载电机，被试电机与负载电机之间接有转速传感器以测试在不同的施加负载下电机输出的转速、转矩和功率。3只电流传感器用于检测三相电流；3只电压传感器用于检测电机的有功功率；一只三相无功功率传感器用于检测电机的无功功率。还设置了温度传感器用于检测电机温升。模拟信号又信号处理电路处理后，分两路，一路送数字仪表显示，另一路又A/D板采集后送工控机进行处理和组态监控。转矩转速传感器检测信号由微机扭矩仪显示并通过RS-485串口送至工控机。信号采集处理由传感器、信号处理电路、A/D板、扭矩仪、工控机共同完成。值得说明的是，功率因数、电机的输出功率、电机效率不是直接测量出来的，而是通过以上参数运算间接获得。
以下对上述框图中主要硬件模块的作用分别予以简要介绍。
A/D采集卡 A/D采集采用AC1820 高速数据采集卡。该卡提供16路单端输入12位A/D转换,A/D 转换速度最快可达800kHz。该卡采用板上RAM 存储方式,板上RAM 为128K字,可以脱机采样,适合WINDOWS系统的应用。该卡的以上特点完全能够满足高压电机试验的各项要求。
信号处理电路 它的作用是将各传感器的输出信号转换成为0～±5V的电压,以便A/D采集卡采集和计数。同时,也为A/D采集卡提供适当的保护。
本文设计中采用青岛青智公司的数字电参数测量仪（自带RS-485接口）测量，它能够替代图5.2虚线框中的模块。
它的型号为8901F～8905F。它的工作原理：被测量的电压、电流信号首先变换成较小的电压信号，送到高速模拟数字转换器，使之转换成单片机可以处理的数字量。单片机对采集到的数字量进行运算处理，并将最终计算的结果以数字的形式显示出来，或通过打印机打印出来，或以串行通讯形式将数据传送给其他设备。
与传统指针式仪表相比，数字电参数测量仪具有以下优点：
1.所测信号数值为真有效值；
2.直接数字显示，无读数误差；
3.对于波形失真的信号同样适用；
4.用一台仪器可以测量多个参数。
扭矩仪采用兰光NJY-20扭矩仪，结构原理如下：
将待测产品固定在NJY测试仪的夹具上，该夹具与一个高精度的扭矩传感器紧密连接，通过操作者手旋瓶盖，传感器将手旋扭矩转换成相应的电压信号，后由单片机接收并分析处理，最后出具试验结果。
电参数测量仪与工控机的硬件连接如图5.3所示：
在系统设计中，一般工控机的串行口有3个，两个RS-485和1个RS-232。如系统用于实际试验中时，若串行口不够，可考虑扩展。顺便提一下，电参数测量仪与上位机的通讯还要有软件设计（如通讯协议等）。由于实验条件有限，所以在通讯方面，主要实现了PLC与上位机的通讯。
5.3 电流互感器和电压互感器的选择
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
测量系统中被试电机侧的电参数、负载电机侧的电参数和变频机组的频率都必须传输到上位机，在组态界面上实现数据监控。
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上面那些参数首先必须通过传感器和互感器测量，如主回路中用到的电压互感器用于测量电压，电流互感器用于测量电流。把测得的数据必须传输到上位计算机进行监控。而且有些参数如温度等必须通过传感器测量。
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基于上面的考虑设计测量系统的基本框图如图5.1所示：
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5.2 数据采集及处理系统原理和组成
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信号采集系统如下图5.2所示，它由传感器 、信号处理电路、A/D板、扭矩仪、工控机等组成。被试电机带动负载电机，被试电机与负载电机之间接有转速传感器以测试在不同的施加负载下电机输出的转速、转矩和功率。3只电流传感器用于检测三相电流；3只电压传感器用于检测电机的有功功率；一只三相无功功率传感器用于检测电机的无功功率。还设置了温度传感器用于检测电机温升。模拟信号又信号处理电路处理后，分两路，一路送数字仪表显示，另一路又A/D板采集后送工控机进行处理和组态监控。转矩转速传感器检测信号由微机扭矩仪显示并通过RS-485串口送至工控机。信号采集处理由传感器、信号处理电路、A/D板、扭矩仪、工控机共同完成。值得说明的是，功率因数、电机的输出功率、电机效率不是直接测量出来的，而是通过以上参数运算间接获得。
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以下对上述框图中主要硬件模块的作用分别予以简要介绍。
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A/D采集卡 A/D采集采用AC1820 高速数据采集卡。该卡提供16路单端输入12位A/D转换,A/D 转换速度最快可达800kHz。该卡采用板上RAM 存储方式,板上RAM 为128K字,可以脱机采样,适合WINDOWS系统的应用。该卡的以上特点完全能够满足高压电机试验的各项要求。
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信号处理电路 它的作用是将各传感器的输出信号转换成为0～±5V的电压,以便A/D采集卡采集和计数。同时,也为A/D采集卡提供适当的保护。
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本文设计中采用青岛青智公司的数字电参数测量仪（自带RS-485接口）测量，它能够替代图5.2虚线框中的模块。
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它的型号为8901F～8905F。它的工作原理：被测量的电压、电流信号首先变换成较小的电压信号，送到高速模拟数字转换器，使之转换成单片机可以处理的数字量。单片机对采集到的数字量进行运算处理，并将最终计算的结果以数字的形式显示出来，或通过打印机打印出来，或以串行通讯形式将数据传送给其他设备。
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与传统指针式仪表相比，数字电参数测量仪具有以下优点：
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1.所测信号数值为真有效值；
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2.直接数字显示，无读数误差；
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3.对于波形失真的信号同样适用；
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4.用一台仪器可以测量多个参数。
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扭矩仪采用兰光NJY-20扭矩仪，结构原理如下：
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将待测产品固定在NJY测试仪的夹具上，该夹具与一个高精度的扭矩传感器紧密连接，通过操作者手旋瓶盖，传感器将手旋扭矩转换成相应的电压信号，后由单片机接收并分析处理，最后出具试验结果。
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电参数测量仪与工控机的硬件连接如图5.3所示：
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在系统设计中，一般工控机的串行口有3个，两个RS-485和1个RS-232。如系统用于实际试验中时，若串行口不够，可考虑扩展。顺便提一下，电参数测量仪与上位机的通讯还要有软件设计（如通讯协议等）。由于实验条件有限，所以在通讯方面，主要实现了PLC与上位机的通讯。
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5.3 电流互感器和电压互感器的选择
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