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摘要：为了提高费控电能表外置断路器“模式选择功能”、“AC220V电平控制”和“驱动能力”3个基本功能的检测效率，本文设计了一种批量检测系统。系统由单片机及周边功能模块构成核心单元，通过主控制器控制分控制器、分控制器控制工位选择器的逐级控制与逐级反馈的方式完成自动检测。应用效果表明，本批量检测系统在每天相同工作时间内，检测数量相比原有设备提高了至少5倍。
关键词：费控电能表外置断路器；智能检测；批量检测；逐级
引言：在电子式费控电能表的长期发展实践中，实现费控功能的开关组件由电能表内置继电器型发展为电能表外置断路器型。“AC220V电平控制”、“模式选择功能”和“驱动能力”3个功能是费控电能表外置型断路器有别于其它非费控型普通断路器的显著特征，更是实现远程控制所必须具备的基本功能。因此，对于供电用户和生产企业来说，如何在批量检测中高效率的检测与判定费控外置断路器以上3项基本功能是否符合电网公司的相关规范，则成为了必需解决的问题。
传统的检测设备，在检测过程中，需要人工控制分合闸，并到每个工位前查看检测结果，整体效率不高。
针对以上问题，本文设计了一种智能批量检测系统，系统由单片机及周边功能模块构成核心单元，通过主控制器控制分控制器、分控制器控制工位选择器的逐级控制与逐级反馈的方式完成断路器的自动检测。
1、系统结构
系统结构如图1所示，分控制器可设置为自动/手动模式：自动模式下，通过操作主控外设，设定要进行检测的工位与项目，主控制器内部的MCU将分控制器的逻辑地址、工位序号及检测项目进行编码后，在总线上以广播方式将数据传输给分控制器。分控制器在空闲状态时，每隔20ms循环检测总线信号，当扫描到本分控制器的地址码和相关的检测指令时，对相应工位的断路器进行预设项目的检测，同时，在主控制器和分控制器的液晶显示屏上同步显示当前检测的工位序号及需检测的项目和检测结果；手动模式下，不受主控制器控制，通过单独操作分控外设控制分控制器完成对应工位上断路器的检测，并将检测结果显示在分控制器的液晶显示屏上。
图1 系统原理结构框图
1.1 外设模块
外设模块是进行人机交互的主要器件，操作组件包含上、下、取消、确认四个功能设置按键。MCU芯片间隔扫描操作组件的电平信号，经过运算处理成工位序号、检测项目的16进制指令与数据，由通讯模组发送至相应的主（或分）控制器，同时将控制器返回的有关检测结果、正在进行的检测项目、工位序号等实时状态信息同步显示在显示组件的液晶显示屏上。各模块的通讯模组主要由一个符合485通讯协议的通讯芯片及外围电路构成，负责相互通讯。
1.2工位选择器
工位选择器MCU通过通讯模组读取分控制器发来设定的需要检测的工位序号、检测项目等指令信息，通过“端口扩展驱动模组”选择导通不同的继电器，将电源和控制信号分别透传至固定在夹具上的断路器，并将传回的反馈信号与工位序号等信息一起通过通讯模组传回分控制器。
1.3主/分控制器
控制器是整个系统的控制中枢，分控制器比主控制器多一个调压模组。控制器内部的通讯模组负责中央处理单元MCU与主或分控制器及外设模块的数据交换。 MCU将设定的工位序号和检测项目的指令与分控制器的逻辑地址一起编程为可识别的指令代码，通过通讯模组发送至分控制器，同时将分控器传回的检测结果通过主控外设模块的液晶显示屏显示。分控制器内设调压模组，MCU输出PWM波形控制驱动电路调节调压模组输出稳定的220V电压值完成“AC220V电平控制”、“模式选择功能 ”或输出0至400V之间连续可调的电压值完成“驱动能力”试验。原理框图如图2与图3所示。
2、程序主流程
程序主流程如图4所示，通过初始化操作后，外设的MCU处于空闲状态，不间断扫描外设操作组件的按键是否有稳定的触发电平信号，若有，则将按键的电平信息转换成16进制指令代码并传递给控制器，控制器的MCU根据收到的操作指令而选择执行“驱动能力”或“AC220V电平控制”或“模式选择功能”的检测，并将指令发至工位选择器，工位选择器的MCU控制触发相应工位进行对应检测，检测结果返回给控制器后，控制器判断检测结果，在外设模块液晶屏上显示检测结果的详细信息并记录在控制器内部存储芯片上。批量检测完成后，返回，等待下一批量的检测。
3、应用效果
在2016年底连续6天每天8小时的检测工作中，前3天的检测使用其它设备进行检测，一天大约检测800台左右，在后3天使用本检测系统，一天约检测4500台左右。由于使用了微控制器进行智能控制，检测过程中人员和工作量都大为减少，检测效率得到极大提升，在每天8小时工作时间内，检测数量相比原有设备提高了至少5倍，而此次检测，只设计了90个工位，其实只要电源容量和场地足够，可扩展更多工位，一次性完成更大批量的检测。
4、结语
基础功能批量检测系统的开发与应用，降低了人力成本和检测时间，提高了检测的效率。目前，该系统还存在的问题有：在备检与完检过程中未能自动装卸被检断路器，有待将来继续完善。
参考文献
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作者简介
曹顺康（1987-），男，广西南宁市人，助理工程师，大学专科，主要研究方向为智能检测仪器与设备。
论文作者:曹顺康
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：控制器论文; 断路器论文; 工位论文; 模组论文; 电平论文; 批量论文; 外置论文; 《电力设备》2017年第26期论文;