PLC和觸摸屏在繼電器測試臺中的應用研究

1引言

　　鐵路安全繼電器是鐵路信號控制系統中的重要執行元件之一，必須在出廠(chǎng)時(shí)和使用過(guò)程中定期對其電氣特性參數進(jìn)行測試。然而，傳統測試設備存在測試精度低，可靠性差，效率低下以及對測試人員要求高等缺點(diǎn)，不能滿(mǎn)足現代繼電器測試的要求。PLC作為一種新型的控制裝置與傳統繼電器控制系統相比，具有時(shí)間響應快，控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易與計算機相連、維修方便、體積小、重量輕、功耗低及高性能等優(yōu)點(diǎn)。觸摸屏也是一種新型的人機交互設備，操作者只需用手觸摸計算機顯示屏上的圖標或文字就能對主機進(jìn)行操作，這樣就擺脫了傳統交互設備復雜操作，即使新手也能輕松操作整個(gè)設備。因此，既減少了對操作人員的要求，也提高了工作效率。本文采用PLC、觸摸屏及相關(guān)輔助電路設計了一種綜合電器測試臺。

2硬件電路設計

　　2.1系統概述

　　該繼電器測試臺采用歐姆龍CPM2A型號PLC作為控制單元、ET500系列觸摸屏實(shí)現人機交互，測試普通繼電器、接觸器、過(guò)流繼電器、接地繼電器的吸合電壓（電流）、釋放電壓（電流）及電磁（電子）式時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間等參數。圖1給出其硬件結構框圖。
　　

　　PLC通過(guò)I/O捕獲繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，通過(guò)擴展模擬I/O模塊記錄待測繼電器動(dòng)作時(shí)的電壓（電流）值。同時(shí)，PLC把檢測到的繼電器狀態(tài)和動(dòng)作信號送人觸摸屏顯示，并對各種故障報警等。

　　2.2測試原理

　　測試前根據待測繼電器型號及類(lèi)型通過(guò)觸摸屏設定參數，測試開(kāi)始后可選擇自動(dòng)、人工方式通過(guò)PLC控制增（減）電壓（電流），待達到待測繼電器吸合電壓（電流）、釋放電壓（電流）后，動(dòng)合接點(diǎn)（銜鐵）動(dòng)作，PLC記錄此時(shí)的電壓（電流）值或和接點(diǎn)傳喚時(shí)間存入內部數據區，待測試完畢后通過(guò)觸摸屏顯示并打印。

　　由于測試對象包括直流或交流繼電器，電子式或電磁式繼電器。電子式又包括共陰或共陽(yáng)型。因此，該測試臺在設計中滿(mǎn)足了各種型號、類(lèi)型繼電器的測試需求，其原理如圖2所示。系統通過(guò)擴展單元的4～20mA模擬量控制信號選擇直流或交流電源。

　　在測試時(shí)間繼電器時(shí)，被測的是額定電壓下繼電器的動(dòng)作延時(shí)時(shí)間或釋放延時(shí)時(shí)間?？紤]到繼電器線(xiàn)圈電壓從0V加至額定值需要一定時(shí)間，這會(huì )帶來(lái)測量誤差。所以該測試臺采用在電源輸出端加上一個(gè)固體繼電器（SSR），圖2所示的是使系統自動(dòng)識別延時(shí)類(lèi)型。開(kāi)始測試時(shí)，系統自動(dòng)調整輸出電壓為設定的線(xiàn)圈額定電壓，然后通過(guò)SSR切斷輸出電壓，等待6s使線(xiàn)圈兩端電壓降為0V，然后再觸發(fā)SSR使之導通，此時(shí)設定額定電壓直接輸出到時(shí)間繼電器線(xiàn)圈，并開(kāi)始計時(shí)。

　　當操作人員在測試前選擇電磁或電子式時(shí)，測試臺根據觸摸屏傳來(lái)的參數自動(dòng)切換輔助繼電器J10的觸點(diǎn)位置，以完成類(lèi)型的自動(dòng)識別。圖2中J10觸點(diǎn)向上構成電子式測量電路連接，J11為電子式繼電器的負載繼電器;J10觸點(diǎn)向下構成電磁式測量電路連接。在選擇電子式的同時(shí)還要選擇被測繼電器為共陰還是共陽(yáng)極，測試臺中采用輔助繼電器J12的自動(dòng)切換來(lái)完成共陰和共陽(yáng)極的切換，觸點(diǎn)向右構成共陰極，向左構成共陽(yáng)極。