CN102944850B - 光电探测设备的电源组件调试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光电探测设备的电源组件调试装置，包括工控机、电子负载、上电控制电路、三相115V缺相和相序检测电路、检测信号处理及前面板显示电路，工控机通过数据采集卡和数字I/O卡分别与13路电压切换电路、上电控制电路相连，检测信号处理及前面板显示电路分别与工控机、检测信号输入接口、三相115V缺相和相序检测及显示处理电路相连；本发明向电源组件发出电源上/下电信号，可检测电源组件的13路电压在空载与负载情况下的工作情况；可工作在手动或自动巡检状态，自动完成自检和电源组件13路输出电压的检测和判别，无需人工干预，从而降低劳动强度和提高检测效率，且装置稳定性好、可靠性高。

Description

光电探测设备的电源组件调试装置

技术领域

本发明涉及光电探测设备的电源组件调试装置。

背景技术

电源组件是光电探测设备的组成部分之一，目前尚无专门的检测设备对其各路电压的稳定性和负载能力进行检测和评估，仅仅依靠操作人员借助于电压表对其电压进行简单的测量，无法准确检测其在各种负载情况下的电压稳定情况、电压纹波大小以及三相115V供电电压的相序。

发明内容

本发明的目的是提供一种光电探测设备的电源组件调试装置，以实现对光电探测设备的电源在各种负载情况下的电压稳定情况、电压纹波大小及三相115V供电电压的相序进行准确检测。

为实现上述目的，本发明的光电探测设备的电源组件调试装置包括：

工控机，该工控机上设有RS422通讯卡、用于13路电源电压的电压、电流和纹波测试的数据采集卡和用于13路电源电压的手动、自动巡检状态切换和自动巡检状态时的上、下电控制的数字I/O卡；

电子负载，与13路电压切换电路相连完成各路电压的加载，通过RS422通讯卡与工控机通讯连接，完成各路电压、电流信号的传递；

上电控制电路，用于实现***自动巡检期间的上电和断电；

三相115V缺相和相序检测电路，用于三相115V交流电源的缺相、相序、电压和电流的检测和显示；

检测信号处理及前面板显示电路，用于各输入的检测信号的处理及显示；

所述工控机通过数据采集卡和数字I/O卡分别与13路电压切换电路、上电控制电路相连，所述检测信号处理及前面板显示电路分别与工控机、检测信号输入接口、三相115V缺相和相序检测及显示处理电路相连，所述上电控制电路分别通过直流电源、三相115V缺相和相序检测及显示处理电路连入三相交流115V和直流输出接口。

进一步的，所述数据采集卡为研华PCI-1716。

进一步的，所述数字I/O卡为研华PCI-1734。

进一步的，所述装置布设于一机箱外壳内，该机箱外壳正面设有与工控机相连的显示屏及其控制开关，机箱外壳下部设有与工控机相连的抽拉式键盘带触滑鼠标板。

本发明的光电探测设备的电源组件调试装置，使用时通过四根电缆与电源组件连接，为电源组件提供三相交流115V电源和+28V直流电源，模拟电子组件向电源组件发出电源上/下电，整流罩旋转到位等信号；自检正常后检测电源组件的13路电压在空载与负载情况下的工作情况，可观察各路电源的纹波，给出正常或故障的检测报告；工控机通过RS422通讯电缆与检测信号处理及前面板显示电路相连，在显示界面上操作实现负载电流的设置和加载，并检测电压的幅值给出正常或异常的显示代码；若工作在自动巡检状态，可自动完成自检和电源组件13路输出电压的检测和判别，无需人工干预，从而降低劳动强度和提高检测效率，且装置稳定性好、可靠性高。采用高精度高速度的数据采集卡和高速通讯卡，从而从硬件上保证了检测设备的测量精度，完全避免了人工测量的误差。将装置设于一机箱外壳内，使得结构紧凑、小巧便携。

附图说明

图1是本发明实施例的装置组成框图；

图2是本发明装置实施例的信号处理框图；

图3是本发明装置实施例的前面板显示图；

图4是本发明装置实施例的操作界面图；

图5是本发明装置实施例的流程图。

具体实施方式

本着调试简单、设备紧凑的目的，光电探测设备的电源组件调试装置的组成框图如图1所示：光电探测设备的电源组件调试装置的外壳机箱采用威图12U标准机箱，机箱内从上到下依次布置工控机、检测信号处理及前面板显示电路和电子负载，工控机采用12.1"TFTLCD显示屏，前面板带有LCD背光和控制开关，配置14槽工业底板,性能稳定、扩充性强。外壳机箱下部设置抽拉式键盘带触滑鼠标板，机箱内置双高速风扇，散热性好，适合于电磁干扰较大和低功耗的工业现场人机界面，过程控制等场合。中间安装4U检测信号处理及前面板显示电路，主要完成13路组件电源信号的选择、调理和测量功能以及三相115V相序检测、显示及逆相序的声光报警功能。12U威图机箱的最下部布置2U高的电子负载，该电子负载通过RS-422通讯线完成与工控机的通讯，在工控机的控制下依据检测条件和操作人员的操作指令，完成各路电源负载的电流加载以及电流和电压的测量。

光电探测设备的电源组件调试装置的主要功能如下：

a)具备自动巡检功能，巡检周期为4小时，其中上电工作2小时，断电2小时。

b)为电源组件提供三相115V（接实验室115V电源，经调试台中转）、直流+28V电源及上/下电控制；

c)具备三相115V电源电压、电流以及相序和缺相检测及显示功能，直流+28V电压、电流显示功能；

d)对电源组件每组输出电压、电流、纹波及产品小时计数器工作状态进行检测；同时还能对电源组件的故障自检测进行测试，并通过RS-422总线将故障代码显示；

e)通过RS-422总线模拟电子组件向电源组件发送“整流罩旋转到位”指令。

工作方式分手动和全自动方式：手动方式下，操作人员手动切换完成对电源组件每路输出电压、电流、纹波以及产品小时计数器工作状态进行检测；全自动状态下具有自动巡检功能，由工控机完成自动切换、完成对电源组件13路电源输出的自动巡检，并将检测结果以代码方式显示在监视屏幕上，巡检周期为4小时。

光电探测设备的电源组件调试装置的原理组成框图如图1所示，电源组件调试台通过XS10、XS11、XS12、XS13四根电缆与电源组件连接，为电源组件提供三相交流115V电源和+28V直流电源，模拟电子组件向电源组件发出电源上/下电、整流罩旋转到位等信号；自检正常后检测电源组件的13路电压在空载与负载情况下的工作情况，并通过示波器观察各路电源的纹波，给出正常或者故障的检测报告；工控机通过RS422通讯电缆与信号处理机箱相连，在软件操作界面上完成负载电流的设置和加载，并检测电压的幅值给出正常或异常的显示代码；也可以工作在自动巡检状态，自动完成自检和电源组件13路输出电压的检测和判别，无需人工干预，从而降低劳动强度和提高检测效率。

数据采集卡在电源组件测试台中主要完成13路电源电压的电压、电流和纹波测试功能。

光电探测设备的电源组件调试装置的信号处理如图2所示，数据采集卡主要完成13路电源电压的电压、电流和纹波测量,在电源组件测试台工作于自动巡检状态时根据每路电源的技术要求给出正常或者故障判别。考虑到每路电源的纹波，要实现对直流电源纹波的准确计量，根据采样理论的香农定律，数据采集卡的采样频率必须至少为直流电源谐波频率的2倍，电源组件各路电压均为三相交流115V经整流和滤波得到，如果考虑其9次谐波，则其频率为2700Hz，本设备数据采集卡采用研华PCI-1716，其主要技术参数如下：

a)具有一个采样频率为250KS/s16位A/D转换器，1K用于A/D采样的FIFO缓冲器；

b)16路单端模拟量输入或者8路差分模拟量输入；

c)2个16位D/A通道输出；

d)16路数字量输入/输出通道；

e)1个10MHz16位计数器通道。

经计算，该数据采集卡的采样频率大约为电源谐波频率的50倍，可以对谐波进行高精度采样，从而保证纹波分析的准确性。

数字I/O输出卡在电源组件测试台主要完成以下功能：

a)13路电源电压的手动切换和计算机控制的顺序切换；

b)电源组件测试台工作于自动巡检状态时的上/下电控制。

采用研华PCI-1734数字I/O输出卡，其主要技术参数如下：

a)32路隔离数字量输出通道；

b)高输出驱动能力（200mA）；

c)输出通道高电压隔离（2500VDC）；

d)输出电压范围宽（5~40VDC）；

PCI-1734的特点可以很好地满足电源组件测试台的电压切换要求。

信号处理电路主要完成电源组件测试台13输入电压的加载检测、三相115V输入电压的相序和缺相检测、为电源组件提供直流28V输入、以及电源组件检测信号的调理显示等功能，是整个电源组件检测台的核心。整个光电探测设备的电源组件调试装置所有元件均放置于威图机箱中，其主要组成包括：工控机、电子负载、三相115V的相序检测及缺相检测电路、朝阳线形直流电源、13路电压切换电路和两路电源上电控制电路、检测信号处理及显示电路组成。

各部分的组成及功能如下：

工控机：该工控机上设有RS422通讯卡、用于13路电源电压的电压、电流和纹波测试的数据采集卡和用于13路电源电压的手动、自动巡检状态切换和自动巡检状态时的上、下电控制的数字I/O卡；通过RS422通讯卡完成与电源组件的通讯，读取电源组件的自检信息，完成电源组件的自检；通过数据采集卡控制13电压切换电路完成电源组件13路输出电压与电子负载的连结，完成各路电压的测试；同时还可控制上电控制电路完成4小时的自动巡检。

电子负载：与13路电压切换电路配合完成各路电压的加载，并通过RS422通讯卡与工控机通讯，完成各路电压、电流信号的传递，以便计算机判断该路电压是否正常。

上电控制电路：主要功能为电源组件调试台自动巡检期间完成2小时上电和2小时断电。

三相115V缺相和相序检测电路，检测信号处理及前面板显示电路，用于各输入的检测信号的处理及显示；

三相115V缺相和相序检测电路，用于三相115V交流电源的缺相、相序、电压和电流的检测和显示；该电路主要功能如下：

a)完成三相115V交流电源中A相、B相和C相缺相检测和指示功能；

b)完成三相115V交流电源中A相、B相和C相的相序检测和指示功能；

c)完成三相115V交流电源中A相、B相和C相的电压和电流检测和显示功能；

d)通过数字I/O输入卡PCI-1733上传缺相和相序信息，确保三相115V输入电源相序正常。

上述工控机通过数据采集卡和数字I/O卡分别与13路电压切换电路、上电控制电路相连，检测信号处理及前面板显示电路分别与工控机、检测信号输入接口、三相115V缺相和相序检测及显示处理电路相连，上电控制电路分别通过直流电源、三相115V缺相和相序检测及显示处理电路连入三相交流115V和直流输出接口。

图3是光电探测设备的前面板显示图，图4为光电探测设备的电源组件调试装置的操作界面，左侧有14个按钮，最下面的按钮对应功能为手动测试和自动测试选择，当选择手动测试方式时，当三相115V电源相序正常，6路自检信号正常的情况下，依次按选左侧的各路电压，工控机依次控制相应的继电器电路接通将该路电压接通到电子负载上，控制电子负载的加载，通过RS422通讯计算机读取电子负载中该路电压的电压电流值并根据表1的技术要求对该路电压做出正常/故障判别。

光电探测设备的电源组件调试装置的操作流程如图5所示；在进行13路电源组件输出电压检测前，必须确保三相输入115V不缺相和相序正常，同时工控机通过RS422读取电源组件的自检信息，6路自检信号正常才能进行13路电压的切换和量测。

Claims (4)

1.一种光电探测设备的电源组件调试装置，其特征在于，该装置包括：

工控机，该工控机上设有RS422通讯卡、用于13路电源电压的电压、电流和纹波测试的数据采集卡和用于13路电源电压的手动、自动巡检状态切换和自动巡检状态时的上、下电控制的数字I/O卡；

电子负载，与13路电压切换电路相连完成各路电压的加载，通过RS422通讯卡与工控机通讯连接，完成各路电压、电流信号的传递；

上电控制电路，用于实现***自动巡检期间的上电和断电；

三相115V缺相和相序检测及显示处理电路，用于三相115V交流电源的缺相、相序、电压和电流的检测和显示；

检测信号处理及前面板显示电路，用于各输入的检测信号的处理及显示；

所述工控机通过数据采集卡和数字I/O卡分别与13路电压切换电路、上电控制电路相连，所述检测信号处理及前面板显示电路分别与工控机、检测信号输入接口、三相115V缺相和相序检测及显示处理电路相连，所述上电控制电路分别通过直流电源、三相115V缺相和相序检测及显示处理电路连入三相交流115V和直流输出接口；该调试装置的工作方式分手动和全自动方式；

在进行13路电源组件输出电压检测前，必须确保三相输入115V不缺相和相序正常，当三相输入115V不缺相和相序正常异常时，控制上电控制电路对电源组件供给三相115V和直流28V电源。

2.根据权利要求1所述的光电探测设备的电源组件调试装置，其特征在于：所述数据采集卡为研华PCI-1716。

3.根据权利要求1所述的光电探测设备的电源组件调试装置，其特征在于：所述数字I/O卡为研华PCI-1734。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的光电探测设备的电源组件调试装置，其特征在于：所述装置布设于一机箱外壳内，该机箱外壳正面设有与工控机相连的显示屏及其控制开关，机箱外壳下部设有与工控机相连的抽拉式键盘带触滑鼠标板。