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 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

2、。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：scnukedi

3、aobu 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

4、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 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

5、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、

6、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ILC 130 ETH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IB IL A0 2/SF等A/D扩展模块实

7、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

8、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

9、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

10、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。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

11、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

12、、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

13、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

14、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

15、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】123 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): 80 814 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 1305 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): 30 326 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: 55 587 苌凝凝，张

16、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: 29 318 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 1209 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 1810 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“I LOVE Control”中国自动化大奖赛全国总决赛，决赛日期于2015年05月上海

17、举行。作品所处阶 段（ B ）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D （自填）技术转让方式专利实施许可，许可受让对方在约定的范围内实施专利的技术转让形式。作品可展示的形 式 实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测前瞻产业研究院发布的中国电流继电器行业市场前瞻与投资规划分析报告前瞻显示。随着我国十大产业振兴政策的逐渐落实和深化，继电器的需用量和应用领域将在巩固中继续扩大拓展。前瞻产业研究院继电器行业研究小组分析认为，我国继电器产业从“制造大国”向“创造大国”转变的步伐将逐渐加快，

18、从出口拉动向内需、出口并驾齐驱的局面将日益凸显，特别是高端产品攻克提升后，内需推动的趋势会更加明朗。图1 市场预测（摘自百度网）1 、控制功能完善、效果符合标准采用菲尼克斯ILC130ETH控制器能够轻松地实现本控制系统的控制功能。ILC130ETH控制器存储空间达到192KB程序，此外还可外部扩展相应的IO、AD模块，本系统中增加有IB IL A0 2/SF、 IB IL AI 2/SF、IB IL AU 2/SF等扩展模块用于数据检测。其高速输出指令对于20ms吸合时间的继电器动作值具有充足的裕量。2、 应用范围广阔我国继电器行业蕴藏巨大的市场潜力。随着产业振兴政策的逐渐落实，专家预计，“

19、十三五”期间继电器的需用量和应用领域将继续发展壮大，传统的机电式继电器将以约8%的速度增长，固态继电器的发展速度将保持在15%左右，特种继电器则会以20%以上的速度迅猛发展。因此，继电器检测必将在产品出厂检测、产品维护方面具有庞大的市场。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号 ZL20120341424.0 批准日期2013年01月 23日 未提出专利申请科研管理部门签 章 年 月 日C.当前国内外同类课题研究水平概述 说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。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

20、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

21、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

22、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

23、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。D.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写；2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）；3推荐者填写此部分，即视为同意推荐；4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名邓子胜性别男年龄51职称教授工作单位广东交通职业技术学院通讯地址广东省广州市天河区天源路789号邮政编码510650单位电话020-87

24、0124935住宅电荐者所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述本作品为学生课外科技作品，情况属实！请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价 本作品充分利用了PLC控制器的优势，对继电器综合性能检测能取得较为理想的检测效果。当前继电器售后市场庞大，本作品适用强，具有较强的推广价值和现实意义。其它说明推荐者情况姓 名吴晶性别男年龄41职称教授工作单位广东交通职业技术学院通讯地址广东省广州市天河区天源路789号邮政编码510650单位电宅电话推荐者所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申报者申报情况

25、的真实性作出阐述本作品为我院轨道交通学院学生课外科技作品，情况属实！请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价该作品运用市场广阔，性能稳定可靠，具有较强的推广价值！其它说明E学校组织协调机构推荐意见学校组织协调机构确认并盖章 （团委代章） 年 月 日 校主管领导或校主管部门确认盖章 年 月 日F大赛组织委员会秘书处资格和形式审查意见组委会秘书处资格审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处形式审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处审查结果合格 不合格 负责人（签名） 年 月 日- 15 -继电器综合性能检测系统指导老师：彭育强、李怀俊团队成员：蒋汝贵、李晓焘、梁翠

26、梅、麦栓豪、何思华城市轨道交通学院2015年03月19内容简介伴随着继电器市场发展广阔的前景下，我们团队采用PLC、组态等技术设计开发出一种能够用于继电器综合性能检测的装置。继电器综合性能包括有：吸合电压、吸合电流、释放时间、吸合时间、机械耐久性能等技术指标。在继电器快速发展的市场前景下，继电器出厂检测、继电器维护保养等售后服务必然存在着庞大的市场。基于此，我们团队采用菲尼克斯ILC 130 ETH系列PLC、WEBVISIT组态软件作为核心控制器，外加AD模块、可调电源等进行系统的设计与开发。主要研究内容有：1、 利用PLC高速输出指令对继电器吸合时间、释放时间进行检测；2、 采用AD/DA

27、模块、可调电压、电流源等对继电器吸合电压/电流、吸合电压/电流进行检测；3、 利用PLC逻辑性能强、稳定性能高的特点，对继电器进行机械耐久性测试；4、 利用WEBVISIT组态软件将检测数据进行实时监控。关键词：继电器综合性能、PLC、A/D模块、测试系统目录第一章 作品背景及意义11.1 作品研究背景11.2 作品研究的意义2第二章 系统概述52.1 核心控制器简述52.2.1 PLC特点简述52.1.2 组态软件特点简述72.2 菲尼克斯系列控制器简述82.2.1 ILC130ETH简述82.2.2 PC WORX5简述82.2.3 WEBVISIT简述10第三章 系统设计方案113.1系

28、统结构描述113.2 系统功能113.2.1 吸合、释放电压、电流测试113.2.2 吸合、释放时间测试133.2.3 耐久性测试14第四章 创新点及意义164.1 控制功能完善、效果符合标准164.2 应用范围广阔16第五章 作品成果展示175.1 作品专利175.2 作品实物展示18参考文献19第一章 作品背景及意义1.1 作品研究背景继电器可扩大控制范围，灵敏度放大，信号的遥控、监测等，目前广泛应用于汽车、军事装备、通讯、计算机、工业控制、家用电器等行业，是整机电路控制系统必不可少的基础元件之一，现已发展成为当今电子信息产品的支撑产业，随着汽车、通信等相关上游行业的快速发展，继电器行业迎

29、来黄金发展期。前瞻产业研究院发布的中国电流继电器行业市场前瞻与投资规划分析报告前瞻显示。随着我国十大产业振兴政策的逐渐落实和深化，继电器的需用量和应用领域将在巩固中继续扩大拓展。“十二五”期间，我国传统的机电式继电器将保持不低于7%-8%的增长速度，固态继电器的发展速度将靠近15%，而特种继电器会以20%以上的速度迅猛发展。前瞻产业研究院继电器行业研究小组分析认为，我国继电器产业从“制造大国”向“创造大国”转变的步伐将逐渐加快，从出口拉动向内需、出口并驾齐驱的局面将日益凸显，特别是高端产品攻克提升后，内需推动的趋势会更加明朗。值得注意的是，“三网融合”特别是“物联网”、4G的发展，将使光继电器

30、、高频继电器等新型继电器获得更大更快的发展，成为继电器行业在“十三五”期间新的增长亮点。在继电器市场发展广阔的前景下，继电器综合性能是其发展的保证。其次，在继电器大量使用的前景下，继电器综合性能的检测也必然存在着庞大的市场需求。因此，基于该市场背景下，我们团队以继电器综合性能检测作为市场入手点进行产品开发。图1 市场预测（摘自百度网）1.2 作品研究的意义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

31、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

32、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

33、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

34、调电源模块组成一套测试系统。第二章 系统概述2.1 核心控制器简述本团队根据PLC及上位机（组态）的控制特点，在本系统中选用了PLC和组态软件作为核心控制器，外加辅助扩展AD/DA模块等进行系统的功能实现。图2.1 核心控制器简图2.2.1 PLC特点简述随着PLC应用领域日益扩大，PLC技术及其产品结构都在不断改进，功能日益强大，性价比越来越高。（1）、在产品规模方面，向两极发展。一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC。以适应单机及小型自动控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。随着复杂系统控制的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展，人

35、们对PLC的信息处理速度要求也越来越高，要求用户存储器容量也越来越大。（2）、向通信网络化发展PLC网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的潮流。PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位计算机的联网通信已得到广泛应用。目前，PLC制造商都在发展自己专用的通信模块和通信软件以加强PLC的联网能力。各PLC制造商之间也在协商指定通用的通信标准，以构成更大的网络系统。PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的组成部分。（3）、向模块化、智能化发展为满足工业自动化各种控制系统的需要，近年来，PLC厂家先后开发了不少新器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的专用智能模

36、块等，这些模块的开发和应用不仅增强了功能，扩展了PLC的应用范围，还提高了系统的可靠性。（4）、编程语言和编程工具的多样化和标准化多种编程语言的并存、互补与发展是PLC软件进步的一种趋势。 PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化协议)靠拢，使PLC的基本部件，包括输入输出模块、通信协议、编程语言和编程工具等方面的技术规范化和标准化。2.1.2 组态软件特点简述组态软件经过二十多年的发展，已经成为自动化和信息化建设中的重要分支，逐渐普及和渗透到各种应用领域，用户也对它提出了越来越高的要求，在技术上需要跟进最新的IT技术以适应网络时代的发展，在稳定

37、性上需要大幅度的进步以适应大型系统的应用，在提升组态软件各项功能和性能的基础上，不断创新。1、人机接口的增强新一代组态软件图形系统要更加专业，制作的图形画面要更为精美，而且要具备更多功能，如画面是分辨率无关的，具有3D的图形能力，动画更为逼真，操纵方式更为友好，支持多点触摸等新的人机交互技术。2、信息化能力增强组态软件在企业信息化环境中处于承上启下的中间层位置，向下与控制现场互联，向上与企业治理软件互通，现代企业的信息化发展，要求组态软件不仅具有数据显示和监控功能，而且能够对系统中的数据进行分析、存储、统计、汇总，并且能够对企业其它信息化系统中的数据进行有效整合和综合利用，以提升自动化系统的决

38、策和治理能力，并提升企业的综合生产效率。3、开放性和可扩展性进步组态软件的发展已经日趋成熟，各厂家为客户的提供的功能和解决方案也有相当程度的同质化。比如通过组态软件和第三方的软件的无缝集成，插进第三方编写的设备通讯程序、图形组件和功能组件等4、编程能力增强最新一代组态软件的脚本编程能力进一步增强，编程语言能利用计算机高级语言的强大编程能力，和外部程序功能紧密结合。新一代组态软件不仅执行速度更快，更稳定，具有错误检查和容错能力，而且可维护性、开放性、可扩展性和简单易用性等方面都将有全面提升。2.2 菲尼克斯系列控制器简述2.2.1 ILC130ETH简述ILC130ETH是适用于小型控制任务的紧

39、凑型控制器，其特点是：通讯能力强、模块化、可扩展以及低成本等。其具有192KB程序和数据存储器以及8KB保持存储器、8数字量输入/4数字量输出、Ethernet接口、集成Web/FTP服务等。图2.2 ILC130ETH2.2.2 PC WORX5简述全中文：变量、功能/功能模块说明、帮助文件支持IEC61131-3五种国际标准编程语言：LD、FBD、IL、ST、SFC可离线组态和在线组态硬件配置集成诊断工具软件Diag+集成程序仿真功能支持无关厂商的OPC服务器标准支持功能/功能块、程序的密码保护支持变量名、位的访问方式增加了使能端、IL-LD-FBD相互转换PCWORX为编译执行，更高的效

40、率与速度逻辑分析器如：西门子无此功能多语言切换适合中国制造业国际化图2.3 PC WORX中文编程软件2.2.3 WEBVISIT简述易上手、易操作无需掌握HTML知识方便地连接PC WORX项目可进行WEB浏览器进行可视化图2.4 WEBVISIT功能简图 第三章 系统设计方案3.1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IB IL A0 2/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

41、及继电器耐久测试等参数。图3.1 系统结构简图3.2 系统功能3.2.1 吸合、释放电压、电流测试 因待测继电器电压各不相同，为了使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。利用A/D模块的输出通道进行调节，所需电压由控制电压给定模块提供，电压量由PLC控制，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，触点吸合（衔铁）动作，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，此时触摸屏接受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外部设备进行通信，通过触摸屏与PLC之间的RS232传输就能实现实时通信功能。点击触摸屏向PLC发出各种控制信号，PLC接到触摸屏发出的指令信号后执行运算与控制任务。图3.2 吸合电压实验截图（不合格）图