一种变流器试验台负载自动投切控制方法及试验装置与流程

本发明主要涉及变流器试验技术领域，特指一种变流器试验台负载自动投切控制方法及试验装置。

背景技术：

功率考核试验是变流器例行出厂试验项目中最重要的一个项目，其考验变流器带载运行情况。功率考核试验是将变流器电源输出端接入功率因素为0.85的阻感负载满功率运行一段时间。由于变流器型号多样，而每种型号变流器的输出功率不同，为使一个试验台满足多种型号变流器的功率考核试验，一般将试验台的负载划分为很多组小负载，通过小负载组合成大负载来满足不同型号变流器的功率考核试验。虽然细化后的小负载可以组合成多种负载值，但组合后的负载值还是有限的多种固定数值，很难做到与每种型号变流器的额定功率完全匹配，因此功率考核试验时针对某变流器只能投入一种尽量接近于其额定功率的负载组合。

目前变流器功率考核试验时其负载投切完全由试验人员操作，试验时试验人员在逐组投入负载的同时需观察人机交互界面上的负载电流或负载值显示值是否达要求值。通过不断调整负载组合以使负载值达到或接近试验要求值。如此操作极大的增加试验人员的工作量，增加了试验过程时间，设备的自动化程度非常低。同时可能存在同一负载值有多种负载组合方式，但试验人员可能对负载组合不是特别关注，造成有些负载组使用频率非常低，而有些组负载使用频率却非常高。负载的不均衡使用，可能会造成某些负载组因过度使用而提前损坏。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种自动化程度高、试验效率高、保证负载使用机率相同的变流器试验台负载自动投切控制方法及试验装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种变流器试验台负载自动投切控制方法，包括以下步骤：

s01、将控制负载投切输出端对应为二进制数字负载编号，负载编号中on位所对应的负载值之和为负载编号对应的负载值，各负载编号与对应负载值之间作为负载数据，建立负载表；

s02、将负载表中各负载值进行统计清理进而创建每种负载值只有一个数据的负载种类值表；

s03、记录所有的负载种类值前一次试验时所用的负载编号以创建历史负载表，其中任何负载种类值只能在历史负载表中出现一次；

s04、根据试验要求负载值在负载种类表中查找对应的负载种类值；

s05、在历史负载表中找到负载种类值对应的历史负载编号；

s06、在负载表中从历史负载编号的下一个负载编号所对应负载值处开始，查找与负载种类值相等的负载值；

s07、将负载表中负载值所对应的负载编号按二进制数展开，将负载编号中为on的位所对应的plc输出点位逐步置为on，逐步投入试验要求负载值。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述步骤s04的具体过程为：

s41、将输入试验要求负载值a0分别与负载种类表中的负载值数组di0进行相减，得到负载差值数组di1；

s42、将负载差值数组di1取绝对值形成负载差值绝对值数组di2；

s43、找出负载差值绝对值数组di2中的最小值a1，并统计di2最小值的数量个数；

s44、由最小值a1找到与之对应的、符合要求的负载种类值a2。

在步骤s44中，当只有一个最小值a1时，由a1所处位置找到对应位置上的负载种类值a2；如果最小值a1为两个时，分别由a1所处位置找到两个负载种类值，对两个负载种类值进行比较，找到其中大的负载种类值a2作为符合要求的负载种类值。

在步骤s06与s07之间，将负载表中负载值所对应的负载编号代替历史负载表中负载种类值所对应的历史负载编号。

在步骤s07中，采用逐组投入的方式进行负载的投放，各组之间间隔一段时间。

本发明还公开了一种变流器试验装置，包括电源系统、交流接触器组、电压电流传感器、负载组和控制单元，其中电源系统为被试变流器提供工作主电源；

交流接触器组，连接在变流器输出端与负载之间，用于为被试变流器投入或切除负载；

电压电流传感器，用于监测所述被试变流器输出的电压电流数据；

负载组，通过交流接触器组连接于被试变流器输出端，通过负载组为变流器提供合适的负载；

控制单元，用于接收所述试验要求负载值、电压电流传感器测量数据及负载负载组的投切反馈信号，控制所述交流接触器组的通断，实现符合要求的负载组的投入与切除。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述控制单元包括plc、plc控制模块和触摸屏，所述plc用于实现负载投切、电压电流的计算和计时；所述plc控制模块用于接收交流接触器组反馈信号、电流电压传感器信号及负载的投切信号；所述触摸屏用于接收负载组数据和试验要求负载的输入，显示负载投切情况、变流器输出电压电流和试验时长。

所述负载组为阻感负载。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的变流器试验台负载自动投切控制方法及试验装置，只需试验人员在人机交互界面中输入试验负载值和试验时间，根据输入负载值在负载种类表中查找对应的负载种类值；在历史负载表中找到负载种类值对应的历史负载编号；在负载表中从历史负载编号的下一个负载编号所对应负载值处开始，查找与负载种类值相等的负载值；将负载表中负载值所对应的负载编号按二进制数展开，将负载编号中为on的位所对应的plc输出点位逐步置为on，逐步投入试验要求负载值，从而自动投切负载组合且保证负载组合使用机率相同，从而减少试验人员寻找匹配负载值的时间、提高试验效率，同时降低试验人员操作强度、提高设备使用可靠性，延长负载使用寿命。

附图说明

图1为本发明方法的初始化流程图。

图2为本发明方法中的负载表建立流程图。

图3为本发明方法中的负载种类值表建立流程图。

图4为本发明方法中的试验执行阶段流程图。

图5为本发明的装置方框图。

图6为本发明中的触摸屏负载数值输入界面示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1至图4所示，本实施例的变流器试验台负载自动投切控制方法，包括以下步骤；

步骤s01、将plc控制负载投切的输出端看成一个二进制数字作为负载编号，负载编号中on位所对应的负载值之和为负载编号对应的负载值，负载编号与对应负载值组成一组负载数据；按此原则将所有的负载编号及对应负载值列出建立负载表；plc以循环结构编写程序以实现建立负载表，负载表为具有断电记忆功能的存储区，如图2所示；

s02、将负载表中负载值进行统计、清理进而创建每种负载值只有一个数据的负载种类值表；plc以循环结构对负载表的数负值进行清理归类从而得到负载种类值表，如图3所示；

s03、建立历史负载表以分别记录所有的负载种类值前一次试验时所用的负载编号，任何负载种类值只能在历史负载表中出现一次；

s04、根据试验要求负载值在负载种类表中寻找符合要求的负载种类值；

s05、在历史负载表中找到上述负载种类值对应的历史负载编号；

s06、在负载表中，从上述历史负载编号的下一个负载编号所对应负载值处开始寻找与上述负载种类值相等的负载值；

s07、将负载表中负载值所对应的负载编号值按二进制数展开，将负载编号中为on的位所对应的plc输出点位逐步置为on，按此原则逐步投入负载即为满足要求的负载值。

本实施例中，所述步骤s04的具体过程为：

s41、将输入试验要求负载值a0分别与负载种类表中的负载值数组di0进行相减，得到负载差值数组di1；

s42、将负载差值数组di1取绝对值形成负载差值绝对值数组di2；

s43、找出负载差值绝对值数组di2中的最小值a1，并统计di2最小值的数量个数；

s44、由最小值a1找到与之对应的、符合要求的负载种类值a2。

本实施例中，在步骤s44中，当只有一个最小值a1时，由a1所处位置找到对应位置上的负载种类值a2；如果最小值a1为两个时，分别由a1所处位置找到两个负载种类值，对两个负载种类值进行比较，找到其中大的负载种类值a2作为符合要求的负载种类值。

本实施例中，在步骤s06与s07之间，将负载表中负载值所对应的负载编号代替历史负载表中负载种类值所对应的历史负载编号。

本实施例中，在步骤s07中，采用逐组投入的方式进行负载的投放，各组之间间隔一段时间，以避免负载同时投切引起冲击电流。

如图5和图6所示，本发明还公开了一种变流器试验装置，包括电源系统、交流接触器组、电压电流传感器、负载组和控制单元，其中电源系统为被试变流器提供工作主电源；

交流接触器组，连接在变流器输出端与负载之间，用于为被试变流器投入或切除负载；

电压电流传感器，用于监测被试变流器输出的电压电流数据；

负载组，通过交流接触器组连接于被试变流器输出端，通过负载组为变流器提供合适的负载；

控制单元，用于接收所述试验要求负载值、电压电流传感器测量数据及负载负载组的投切反馈信号，控制交流接触器组的通断，实现符合要求的负载组的投入与切除。

本实施例中，控制单元包括plc、plc控制模块和触摸屏，其中plc用于实现负载投切、电压电流的计算和计时；plc控制模块用于接收交流接触器组反馈信号、电流电压传感器信号及负载的投切信号；触摸屏用于接收负载组数据和试验要求负载的输入，显示负载投切情况、变流器输出电压电流和试验时长。其中plc需支持寄存器间接寻址、循环语句结构和具有断电保存功能的辅助继电器区或数据块；plc控制模块与交流接触器组置于同一控制柜且plc负载投切的输出端连接不间断；plc、plc控制模块和触摸屏通过以太网连接以实现信息的可靠快速交互；另外，负载组为功率因数为0.85的阻感负载。

本发明的变流器试验台负载自动投切控制方法及试验装置，只需试验人员在人机交互界面中输入试验负载值和试验时间，根据输入负载值在负载种类表中查找对应的负载种类值；在历史负载表中找到负载种类值对应的历史负载编号；在负载表中从历史负载编号的下一个负载编号所对应负载值处开始，查找与负载种类值相等的负载值；将负载表中负载值所对应的负载编号按二进制数展开，将负载编号中为on的位所对应的plc输出点位逐步置为on，逐步投入试验要求负载值，从而自动投切负载组合且保证负载组合使用机率相同，从而减少试验人员寻找匹配负载值的时间、提高试验效率，同时降低试验人员操作强度、提高设备使用可靠性，延长负载使用寿命。

下面结合一完整的具体实施例对本发明的方法及试验装置做进一步说明：

具体实施步骤分为系统初始化和试验执行两个阶段，系统初始化只需在初次使用或更改负载组数值后才需要执行，试验执行步骤是每次试验时所必需的执行步骤；

(1)系统初始化步骤，如图1所示：

(1.1)在plc中建立负载表数据块或存储区、负载种类值表数据块或存储区、历史负载表数据块或存储区，这些数据块或存储区要求具有断电保持功能。负载表和历史负载表的预设存储字节数为最大负载编号的4倍字节，负载种类值表的预设存储字节数为最大负载编号的2倍字节；

(1.2)在触摸屏中输入每组负载值的具体数值。

(1.3)plc根据控制负载投切的输出点位和负载组数值构建负载表，负载表的结构形式为负载编号+负载值，创建原理为将plc控制负载投切的输出端看成一个二进制数字作为负载编号，负载编号中on位所对应的负载值之和为负载编号对应的负载值，负载编号及与之对应的负载值为一组负载数据。plc按上述规则采用语句表语言以循环结构编写程序以实现建立负载表，如图2所示；

(1.4)plc采用语句表语言以循环结构对负载表的数负值进行清理归类从而得到负载种类值表，负载种类值表中的数据为负载表中有多少中不同的数值及哪些具体负载值，如图3所示；

(2)试验执行步骤包含以下，如图4所示：

(2.1)试验人员在人机交互界面中输入试验负载值a0和试验时长后点击试验开始按钮，如图6所示；

(2.2)将输入试验负载值a0分别与负载种类表中的负载值数组di0进行相减，得到负载差值数组di1；

(2.3)将上述负载差值数组di1取绝对值形成负载差值绝对值数组di2；

(2.4)找出上述负载差值绝对值数组di2中的最小值a1并统计数组di2最小值的数量个数；

(2.5)由绝对差值最小值a1找到与之对应的、符合要求的负载种类值a2。由于负载差值最小值的数量只可能为一个或两个，当只有一个时，由a1所处位置找到对应位置上的负载种类值a2；如果最小值为两个时，说明有两种负载值与试验要求值同样接近，按照试验要求一般选取大者，分别由a1所处位置找到两个负载值，对两个负载值进行比较，找到其中大的负载值a2；

(2.6)找历史负载表中是否有与a2相等的负载值a3。如果有，则找到a3对应的负载编号a4，如果没有，则将a3存入到历史负载表中空白表格中，然后导出其值为0的负载编号a4；

(2.7)判断a4是否小于负载表中最大负载编号，如果小于则将负载编号a4加1形成一个新的负载编号a4，如果大于等于则将负载编号a4设定为1；

(2.8)在负载表中找到负载编号a4对应的负载值a5，看a5是否与a2相等，如相等则将得到对应的负载编号a6；如不相等，则返回第7步，直至在负载表中找到与a2相等的负载值a5及其对应负载编号a6；

(2.9)将负载编号a6代替历史负载表中负载值a2对应的负载编号，记录当前所使用的负载组。

(2.10)以上每个功能均用一个单独的程序段实现，plc均采用语句表语言以循环结构以实现；

(2.11)将负载编号a6按二制码展开依次将对应为on位的负载投入。为避免大负载同时投入形成的冲突电流，采取逐组投入的方法，每组投入的时间间隔为3秒。

(2.12)试验过程中实时对变流器输出电流、电压进行监测，如发生异常则启动声光报警器。

(2.13)负载全部投入后开始计时，时间到时结束试验。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。