母线槽技术参数自动检测线运动机构控制系统设计毕业论文.doc

南京工程学院毕业设计说明书（论文）第1页前言随着现代社会的发展，各行各业对电力需求量正逐步加大，使得社会上对电力传输的可靠性和安全性提出了更高的要求，这极大地促进了人们对于电力传输的研究。而在远距离传输领域，电缆能很好的满足要求，但是在电缆桥架、高层建筑以及工厂的近距离电力传输领域，电缆无法发挥其特性。在这种形势下，人们急需寻找一种替代产品，于是母线槽应运而生。母线槽在高层建筑以及工厂近距离电力传输领域中作为供电主干线，而高层建筑以及工厂与人们的生活密切相关，母线槽的作用就好似人体的大动脉，一旦出现故障将会造成严重的后果。因此，生产、建设及科研单位一直在为提高母线槽的可靠性做出努力。这就要求有可靠的检测母线槽技术参数的技术。目前的母线槽技术参数检测，主要还是靠手工操作。检测员手工操作，不仅会带来操作误差和漏测，另外测母线槽绝缘强度时需要高压（2000V），对检测员的人身安全无疑也是个很大的威胁。我选择的课题母线槽技术参数自动检测线运动机构控制系统的设计，就是设计一种自动检测装置来代替手工检测，降低工人劳动强度，提高安全性和可靠性。这个课题不仅是针对当前母线槽检测技术的研究，而且这个课题还需应用单片机，这与我将来所从事的工作以及我的未来的事业发展方向是相一致的，我相信认真的做这个课题将会使我在单片机方面受益匪浅。这个设计课题最重要的就是能够熟练运用单片机，在搜集资料时，我主要搜集的就是单片机方面的书籍，以及关于画PCB图的指导书。另外还访问了网站中有关于各种单片机芯片的详细介绍，让我收获很大。母线槽技术参数检测系统包括控制电路部分和气压传动部分，我所负责设计的是母线槽技术参数检测系统的控制电路部分，气压传动部分则由潘彩霞同学负责。由于控制系统设计工作量较大，在设计时间内，根据任务要求，完成了电路原理图设计和PCB图的绘制，剩余工作（制板，软件设计，调试）可由其他人接着完成。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第2页第一章概述1.1母线槽简介母线槽是一种新型的输配电设备，是替代传统的电缆和电缆桥架输配电系统的更新换代产品,尤其在大电流输送电方面母线槽居于主导地位，母线槽输电能力在200A5000A,它是由许多个直线单元和若干个弯曲单元连接起来的，它的外形如图1-1所示。母线槽结构大体是：有一层外壳，内部有导电材料和绝缘材料，其中导电材料是分层的，每一片导电材料之间以及每一层导电材料之间都填充了绝缘材料。而不同的场合对于母线槽内部填充的绝缘材料的绝缘强度以及导电材料的导电性都有不同的图1-1AMC铝壳母线槽要求，所以母线槽的制作材料会根据应用场合的不同而有所不同。母线槽大体可以分为以下几类：接线母线槽、高强型母线槽、高压封闭母线槽、中低压母线槽、封闭母线槽及空气型母线槽等。母线槽虽然在目前的电传输领域应用广泛，但同样也存在着一些缺陷，例如依靠螺钉联接的部位过多，安装施工复杂；同时维护量大、维护费用高。在运行过程中常遇到电磁振动、热胀冷缩、膨胀系数及外力等因素的影响，这些都会造成螺钉的松动。如果一只螺钉出现松动，就会出现故障点发热、高温等现象，影响整条母线槽的运行稳定性。尤其是对五线母线槽的不当使用，还会造成PE线接触电阻增大违反国家规定。但母线槽在大容量的情况下，还是存在着其自身的优势的。因为当电流达到数千安培时，如果采用电缆，即使是单芯电缆也要多根进行敷设，否则达不到相应的大电流容量，此时母线槽就体现出自身的优势。1.2母线槽技术参数检测系统检测的内容本次毕业设计中所设计的母线槽技术参数检测仪主要用于检测母线槽内部导电部分的电阻以及导电体之间绝缘材料的绝缘强度。母线槽内部一般用铜片作为导体。铜片的电阻是影响母线槽导电能力的重要因素。电阻越大，母线南京工程学院毕业设计说明书（论文）第3页槽在电传输过程中消耗就会越大，传输的效率就会越低。母线槽作为导线，知道其内部导电体的电阻是非常必要的。而母线槽内部导电体之间的绝缘填充物的绝缘强度则是影响安全性的重要因素。但是并不是说母线槽内导电体的导电能力越小越好，绝缘填充物的绝缘强度越大越好。由于受到成本因素的限制，母线槽制造商必须制造出适合不同场合应用的母线槽，这就需要准确知道母线槽的两个参数指标。母线槽技术参数检测过程如图1-2所示。无论母线槽是几层几排，其检测过程都是一样的。在检测绝缘强度时，其中一个检测头固定于第一片导电片上，另外一个检测头从第二片导电片开始按照次序依次移动到各片导电片上。如此类推，对母线槽内部导电片之间绝缘强度进行两两检测。在移动到每一片导电片上时，绝缘强度检测仪会检测出两个检测头所检测的两片导电片之间的绝缘强度。检测导电片电阻则比检测绝缘强度简单的多，只要控制两个检测头同时移动到同一片导电片的两端，微欧计即可测出此导电片的电阻。测得的导电片电阻和绝缘强度自动传送到上位机。绝缘强度检测仪（a）微欧计（b）(a)检测绝缘强度(b)检测电阻图1-2参数检测示意图2311-母线槽2-检测头3-气缸南京工程学院毕业设计说明书（论文）第4页1.3母线槽技术参数检测系统的组成母线槽技术参数检测系统组成如图1-3所示，它的具体工作过程是：上位机发送启动信号，运动机构控制系统（以下简称下位机）开始工作。下位机利用控制气压传动系统以及步进电机驱动系统完成对母线槽的定位及测量头的移动，测出母线槽内导电片电阻以及导电片之间绝缘材料的绝缘强度，并把检测结果传送给上位机。上位机接收到检测完毕的信号后，根据检测结果判断母线槽是否合格，若是合格产品，则发送信号给打印机，然后打印出所检测的母线槽的条码。上位机接收到打印机发送来的条码打印完毕的信号后，发送信号给贴标机，控制贴标机把打印出来的条码贴到母线槽上。贴标机贴标完毕后发送信号给上位机，上位机接着发送信号给下位机，由下位机控制完成对母线槽进行包装。图1-3母线槽技术参数自动检测系统图我在本次设计中所负责设计的是下位机中的控制电路部分。下位机的控制对象有：母线槽