基于PLC的脉冲电流发生器的研制

论文摘要

脉沖电流发生器由于具有高电压、大电流、强脉冲等特点在高压电气试验场合拥有广泛的应用前景。脉冲电流发生器的储能一般通过施加高压直流电源来实现,如何实现对脉冲电流发生器可靠地充电以及采集脉冲电流发生器对负载放电的波形成为研究的课题。本文主要研究了脉冲电流发生器的充电和放电,提出了一种基于PLC的脉冲电流发生器控制系统的构架和设计方案,并以组态王为远程监控进行了开发。论文的主要工作如下:1.简述了脉冲电流发生器在高压电气设备中的应用特点,分析了其国内外研究现状及发展的主要趋势,提出了一种基于PLC的脉沖电流发生器控制系统的实现方案。2.重点介绍了脉冲电流发生器控制系统的硬件设计。包括脉冲电流发生器充电模块,脉冲电流发生器放电模块,放电采集模块以及PLC控制模块,并介绍了各模块的基本原理及其电路图设计。实现了光电隔离传输,交直流转换,高压充电,球隙放电以及波形采集。3.对远程操作部分、PLC控制部分和放电采集部分进行了软件编写。包括上位机组态王的开发,PLC控制程序的设计和LabVIEW采集界面的设计。分析了各部分的工作原理并给出了程序流程图、远程操作界面和部分代码,实现了外部驱动,恒流充电,过压保护,过流保护和欠压保护等功能。最后给出了放电采集的波形图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 论文主要工作与结构
• 第2章 整机系统总体设计
• 2.1 系统方案及工作原理
• 2.2.1 上位机监控系统
• 2.2.2 下位机控制系统
• 第3章 整机系统硬件设计
• 3.1 整机系统组成
• 3.2 脉冲电流发生器充电模块
• 3.2.1 充电电路设计
• 3.2.2 充电电压控制设计
• 3.3 脉冲电流发生器放电模块
• 3.3.1 储能电压放电设计
• 3.3.2 残余电压放电设计
• 3.4 放电采集模块
• 3.5 PLC控制模块
• 3.5.1 FX2N
• 3.5.2 I/O驱动电路
• 3.5.3 系统电源
• 3.5.4 光纤通信电路
• 第4章 整机系统软件设计
• 4.1 整机系统充放电软件设计
• 4.1.1 上位机监控软件的开发
• 4.1.2 PLC控制系统的软件设计
• 4.2 LabVIEW测试软件的设计
• 4.2.1 系统初始化
• 4.2.2 参数设置
• 4.2.3 波形保存读取设置
• 4.3 放电波形的采集实现
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文