引言

  隨著國民經濟的發展以及人民物質文化生活水平的不斷提高，人們對電力的需求量愈來愈大，促使電力事業迅速發展，電網不斷擴大。

  戶內高壓真空斷路器作為電網設備，工礦企業動力設備的保護盒控制單元，尤其適應于要求額定工作電流下的頻繁操作或多次開斷短路電流的場所。其主要優勢有：操作機構與斷路器本體一體化設計，緊湊，精簡，牢靠，體積小；真空滅弧室采用陶瓷絕緣外殼，銅鉻合金觸頭，杯狀縱向磁場結構，具有斷流容量大，絕緣水平高，滅弧能力強，壽命長等特點；無故障運行，少維護或免維護，無爆炸危險，無污染，運行噪音低。

  真空斷路器結構復雜、沉重，制造、裝配工藝要求高，因此國外廠家已經開始采用生產流水線方式裝配和檢測斷路器。目前，我國生產真空斷路器的廠家較多，品種也比較繁雜，但許多廠家仍舊采用人工將斷路器運到特定地點，然后手工接線進行檢測，這種方式存在著效率低、勞動強度大、高壓危險等缺點。這就要求國內企業也要提升自身生產效率，確保產品質量。

  本文主要介紹了基于PLC控制的戶內高壓真空斷路器裝配和檢測生產線的自動控制系統。

1 工藝流程介紹

  工藝簡介：框架上線→布線→安裝相柱→磨合試驗→機械特性測試→底盤車安裝→觸臂裝配→面板、標記條等裝配→耐壓測試→配柜終檢→產品下線。

  生產線主體為兩條直線型倍速鏈輸送線，斷路器由工裝板承載在輸送線上移動，各工位設置限位器，當工裝板到達裝配或檢測工位時，限位器對工裝板進行限位，使其在工位暫停，而后由頂升平移裝置將工裝板連同斷路器移動到線外工作臺上便于操作人員完成裝配或檢測工作。

  磨合試驗是產品在額定電壓下進行用戶指定次數的合分閘操作。

  機械特性測試工位完成斷路器產品的合分閘速度、反彈、彈跳及超行程測試。測試過程啟動后設備自動完成機械特性的測試，測試數據經控制系統處理后存儲在上位計算機產品檢測數據庫中。

  耐壓測試對斷路器的主回路進行工頻42KV耐壓測試，時間為1分鐘。二次回路對地做2KV耐壓測試，時間為1分鐘。

  終檢工位檢測臺上通過連接不同的檢測電源還可實現分合閘控制測試，二次回路接線正確性測試等檢驗項目。

2 控制系統

  2.1 總體設計

  系統采用分布式的控制方式，分為現場控制和集中控制兩級。系統總線采用工業以太網，在CP1H系列PLC上直接裝Ethernet單元CIF41模塊，然后通過上位機對其設置IP地址和FINS地址。

  FINS(factory interface network service)通訊協議是歐姆龍公司開發的用于產業自動化控制網絡的指令/響應系統。使用FINS指令可實現各種網絡間的無縫通訊，包括用于信息網絡的Etherne(以太網)，用于控制網絡的CONtroller Link和SYSMAC LINK。通過編程發送FINS指令，上位機或PLC就能夠讀寫另一個PLC數據區的內容，還可以控制其運行狀態，從而簡化了用戶程序。FINS協議支持工業以太網，這就為OMRON PLC與上位機以太網通訊的實現提供了可能。如圖1所示。

圖1 系統總體示意圖

   現場級是由在現場都安裝的控制柜(采用OMRON公司的CP1H系列PLC)組成，共5臺。其功能是實現在現場對相應工位的控制，對運行狀態和錯誤信息的現場采集與監視，并且完成與集中控制級的實時通信，包括：接收控制信息，完成控制動作，發送用于遠程監控的運行狀態、錯誤信息到主站。

   集中控制級是由設置控制室的監控計算機通過監控軟件接收并顯示、狀態等信息，對錯誤信息進行報警，并且可以發出指令，控制生產線的運行，同時生成報表。UPS電源用來在停電時為監控計算機系統供電，在保證監控計算機保存生產記錄后安全退出。