引言

  随着国民经济的发展以及人民物质文化生活水平的不断提高，人们对电力的需求量愈来愈大，促使电力事业迅速发展，电网不断扩大。

  户内高压真空断路器作为电网设备，工矿企业动力设备的保护盒控制单元，尤其适应于要求额定工作电流下的频繁操作或多次开断短路电流的场所。其主要优势有：操作机构与断路器本体一体化设计，紧凑，精简，牢靠，体积小；真空灭弧室采用陶瓷绝缘外壳，铜铬合金触头，杯状纵向磁场结构，具有断流容量大，绝缘水平高，灭弧能力强，寿命长等特点；无故障运行，少维护或免维护，无爆炸危险，无污染，运行噪音低。

  真空断路器结构复杂、沉重，制造、装配工艺要求高，因此国外厂家已经开始采用生产流水线方式装配和检测断路器。目前，我国生产真空断路器的厂家较多，品种也比较繁杂，但许多厂家仍旧采用人工将断路器运到特定地点，然后手工接线进行检测，这种方式存在着效率低、劳动强度大、高压危险等缺点。这就要求国内企业也要提升自身生产效率，确保产品质量。

  本文主要介绍了基于PLC控制的户内高压真空断路器装配和检测生产线的自动控制系统。

1 工艺流程介绍

  工艺简介：框架上线→布线→安装相柱→磨合试验→机械特性测试→底盘车安装→触臂装配→面板、标记条等装配→耐压测试→配柜终检→产品下线。

  生产线主体为两条直线型倍速链输送线，断路器由工装板承载在输送线上移动，各工位设置限位器，当工装板到达装配或检测工位时，限位器对工装板进行限位，使其在工位暂停，而后由顶升平移装置将工装板连同断路器移动到线外工作台上便于操作人员完成装配或检测工作。

  磨合试验是产品在额定电压下进行用户指定次数的合分闸操作。

  机械特性测试工位完成断路器产品的合分闸速度、反弹、弹跳及超行程测试。测试过程启动后设备自动完成机械特性的测试，测试数据经控制系统处理后存储在上位计算机产品检测数据库中。

  耐压测试对断路器的主回路进行工频42KV耐压测试，时间为1分钟。二次回路对地做2KV耐压测试，时间为1分钟。

  终检工位检测台上通过连接不同的检测电源还可实现分合闸控制测试，二次回路接线正确性测试等检验项目。

2 控制系统

  2.1 总体设计

  系统采用分布式的控制方式，分为现场控制和集中控制两级。系统总线采用工业以太网，在CP1H系列PLC上直接装Ethernet单元CIF41模块，然后通过上位机对其设置IP地址和FINS地址。

  FINS(factory interface network service)通讯协议是欧姆龙公司开发的用于产业自动化控制网络的指令/响应系统。使用FINS指令可实现各种网络间的无缝通讯，包括用于信息网络的Etherne(以太网)，用于控制网络的CONtroller Link和SYSMAC LINK。通过编程发送FINS指令，上位机或PLC就能够读写另一个PLC数据区的内容，还可以控制其运行状态，从而简化了用户程序。FINS协议支持工业以太网，这就为OMRON PLC与上位机以太网通讯的实现提供了可能。如图1所示。

图1 系统总体示意图

   现场级是由在现场都安装的控制柜(采用OMRON公司的CP1H系列PLC)组成，共5台。其功能是实现在现场对相应工位的控制，对运行状态和错误信息的现场采集与监视，并且完成与集中控制级的实时通信，包括：接收控制信息，完成控制动作，发送用于远程监控的运行状态、错误信息到主站。

   集中控制级是由设置控制室的监控计算机通过监控软件接收并显示、状态等信息，对错误信息进行报警，并且可以发出指令，控制生产线的运行，同时生成报表。UPS电源用来在停电时为监控计算机系统供电，在保证监控计算机保存生产记录后安全退出。