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智能開關范文1
1、火線，零線，信號線（兩芯）。開關底座分為強電接口和弱點接口，強電接口接火線和零線，弱電接口接信號線。
2、強電部分每一個開關只需要接所在房間的線路：弱電部分把每個開關串聯起來就可以（信號線的兩個芯不能接反）。
3、智能開關本身就是弱電控制，現在大部分都是觸屏面板的。使用很方便，安裝也不復雜，而且智能開關正在普及，是非常不錯的選擇。
（來源：文章屋網 ）
智能開關范文2
關鍵詞 10kv饋路 故障隔離 智能開關 運用
中圖分類號：TL62文獻標識碼： A 文章編號：
針對架空饋線以自然延伸輻射型為主，主干線上帶有多條分支線，分支線再延伸出多條小分支線，線路結構復雜的情況，而且分支線上的每一次永久或瞬時故障均會引起全條饋線停電，影響范圍較大，因此傳統的電壓型饋線自動化模式已不能滿足配網實際發展需求，目前需要探討一種功能豐富、適合發展的饋線自動化化模式，這對10kv架空饋線的發展將起到重要作用。
安裝用戶分界開關（智能開關）是解決上述波及事故的理想設備，該設備安裝于10kV架空配電線路的責任分界點處，可以實現自動切除單相接地故障和自動隔離相間短路故障。確保非故障用戶的用電安全。
一、ZW10K—12/630-20智能斷路器（俗稱看門狗）
看門狗由ZW10斷路器本體和FDR-2控制器及附件構成整套裝置。系額定電壓10kV,三相交流50HZ的戶外開關設備,廣泛用于戶外10kV架空線路，保護范圍內(責任分界點內)發生故障時，斷路器及時準確地將故障切除，確保非故障用戶正常用電,減少停電范圍,提高供電質量。
1、FDR-2控制器具備以下功能：
⑴、速斷保護 ⑵、過流保護 ⑶、三次重合閘⑷、 事件記錄 ⑸、涌流保護 ⑹、零序保護 ⑺、實時時鐘 ⑻、重合閘后加速 ⑼、實時狀態查詢⑽、智能掌上電腦控制
2、FDR-2控制器具有以下特點
⑴、可帶485/232通訊接口，或通過光纖、無線實現遠距離監控；重合閘后加速功能：當開關重合于永久性故障時，會加速跳閘；
⑵、 遙控合閘加速跳閘，并且閉鎖重合閘：用戶檢修線路后送電，如果忘記撤除接地刀閘，應該加速跳閘；
⑶、三次重合閘延時時間均可以調整；
⑷、跳合閘回路采用防誤動設計，并具有防跳功能；
⑸、零序電流可以區分區內和區外故障；遙控分合閘采用了防止誤動設計；
3、可對10kv配網線路系統內的故障作如下處理：
⑴、單相接地故障時先于變電站保護動作跳閘。
⑵、相間短路故障是一般先于變電站分界開關分閘。
二、分支線路首端安裝智能開關：
與智能柱上斷路器功能一致，配置了自動化控制器，具有保護功能，滿足饋線自動化要求，保護動作整定時間與饋線出線斷路器和主干線自動化分段斷路器相互配合，可自動切除用戶側的相間短路和單相接地故障，不引起上一級線路跳閘。
三、饋線自動化智能控制器（FDR-2控制器）
饋線自動化智能控制器可與斷路器、重合器、負荷開關連接，可設置多種控制參數，靈活使用多種通訊方式，使得柱上開關實現饋線自動化相關功能。控制器可選擇配備多種保護功能，包括配置帶時限的過流或速斷保護、零序保護、電壓時限型、電流時限型控制等模式。
目前我公司采用的是用帶隔離刀閘的智能斷路器將饋線分成若干區段，實現對饋線的分段監測、控制，同時應用線路分段故障隔離技術，使線路設備保護與變電站保護進行有效地配合。
四、本10kv饋路自動化配置配合的基本原則
一是對運行中的10kv饋路進行快速地故障定位、故障隔離、非故障區域供電恢復，最大限度地減少故障引起的停電范圍、縮短故障恢復時間；二是對配電網正常運行狀態進行監控。要減少故障引起的停電范圍，就必須使線路合理分段，故障時只跳開靠近故障區域的下游開關，使開關動作引起的停電范圍最小。另外，在進行故障隔離和供電恢復的過程中，盡量使開關不做不必要的動作，以減少開關動作次數，延長開關的使用壽命。
基于此原則，結合我公司安裝運用以來的運行經驗和線路跳閘情況的特點，實現10kv饋路自動化過程中配置的配合要求如下：
（1）減少變電站出線開關跳閘饋線出線開關跳閘將影響整條饋線的全部供電區域，停電影響范圍最大。10kv饋路發生相間短路或單相接地故障時，應通過增設分段智能斷路器的方法，盡可能在出線開關跳閘之前有效隔離故障區域，減少出線開關動作次數。
（2）提高變電站出線開關重合成功率在10 kV 架空線路裝設智能開關的線路投入二次重合閘，滿足實施饋線自動化的基本要求。10kv饋路出線開關跳閘后應依靠智能開關自動切除永久性故障區域，最終使得重合閘成功，縮小故障引起的停電范圍，從而大大提高重合閘成功率，減少故障跳閘次數（重合閘不成功）。10 kV 饋路故障跳閘率是反映配網運行管理水平的重要指標，降低此項指標意義非常重大。
（3）減少靠近電源側的開關動作次數靠近電源側越近的開關，其跳閘引起的停電范圍也越大，應盡量使靠近電源側的開關少動作。
（4）自動隔離用戶側單相接地故障由于10 kV 配網是中性點小電阻接地系統，單相接地故障頻繁引起饋線出線開關零序保護動作，因此采取有效措施避免單相接地故障所引起的跳閘，在用戶出門處設置用戶分界負荷開關自動切除單相接地故障。
（5）控制單元靈活采用多種通信方式，我公司采用的是無線通信方式。將告警信號上傳至后臺，縮短運行人員的故障查找時間。
以上為本饋線自動化方案配置配合的基本原則。
五、結束語
該方案的總體特點如下：
（1）設置主干線分段智能開關將主干線分為兩段，如果第二段發生故障主干線分段智能開關自動切除避免出現開關跳閘，與傳統饋線比減少了50%出線跳閘，縮小了停電范圍，延長了出線斷路器的壽命，在維修服務等方面帶來的經濟效益更大。
（2）只有永久性故障發生在出線開關與第一個分段智能開關之間才會導致出現開關重合不成功，其余區域將得到迅速隔離，跳閘后重合成功，出線開關重合成功率大幅提高到90%以上。
（3）分段智能開關具有分閘閉鎖功能，減少恢復供電時逐級合閘時間，用戶負荷開關的應用有效隔離用戶側單相接地故障，減少用戶出門事故，縮短了隔離時間。
智能開關范文3
關鍵詞:智能開關;單片機;LED;控制系統
中圖分類號:TP311文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2010)13-3441-02
The Control System of LED Lamp Intelligent Switch Controlled by SCM
WEN Wu1, CHEN Yao-hua2
(1.School of Computer Science & Educational Software,Guangzhou University, Guangzhou 51006, China; 2.School of Mechanical & Electric Engineering,Guangzhou University, Guangzhou 51006, China)
Abstract: This paper introduces the designing of LED lamp intelligent switch controlled by SCM, which is mainly made up of SCM, sensors, and photosensitive resistance. The paper analyzes how to design the circuit and system software to control the whole system.
Key words:intelligent switch; SCM; LED; control system
現時盡管自動化技術發展迅速,但是在人們日常生活中家用電器的控制主要是實現對電器的功能控制,而實用、節能、低碳的家居智能控制系統更少之又少,其中主要是因為技術還不成熟,以及價格無法大眾化。
家居智能控制系統具有實現安全、智能化、人性化的近程及遠程控制;實現家用電器節能;實現信息共享等三大作用[1]。隨著時代的發展,對LED的研究發現,LED效能轉換率非常高,功耗遠低于現有的傳統燈具,而且比起現在的節能燈具,LED更節能、省電,在壽命、環保等方面均有不可比擬的優越性。因此設計一個智能開關控制系統,與LED燈具相配合,將新穎、節能、低碳的新技術推廣、普及到每個家庭和企業中。
1 設計的基本思想
用單片機芯片實現智能開關控制與單片機芯片技術發展有著密切相關,最早的單片機因為只能使用匯編語言進行開發,電路較多,所以對設計人員的硬件、接口設計水平要求較高,造成設計和生產成本較高。現在的單片機芯片集成度高,具有CPU速度快、內有閃存、A/D轉換、PWM輸出、16位定時器、振蕩等功能,其最大優點是和以往相比電路極少,可以用C語言、匯編語言或兩者混合編程,較大地降低了開發和生產成本[2]。因此控制系統將基于單片機進行開發。
新穎、實用的LED燈具智能開關控制系統的控制面板由8051單片機、紅外傳感器、光敏電阻等組成,其中8051單片機對環境亮度和是否有人存在等檢測信號進行控制,以有效、可靠為重點,控制與單片機相連接的節能LED燈具及其它照明電器設備,實現各種設計的功能。光敏電阻和紅外傳感器的組合使用,可以做到各連接電器的準確控制,并通過單片機的程序處理能擴大控制功能,例如感應開啟、延時關閉等,這樣大大的方便人們的日常生活,也節約了用電,提高了用電安全性。因此,在智能開關控制系統的總體設計過程中必須考慮三個注意事項和實現四個技術指標。見表1。
2 工作原理
智能開關控制系統具有照度檢測技術,可以在不同環境亮度的情況下,應用先進的紅外傳感器,主動探測人體接近、移動等運動狀態,并通過單片機的控制而開啟或關閉LED燈具,從而節約電能,降低碳排放。尤其在夜間對于老人可省去摸黑尋找照明開關的麻煩,確保其安全活動的照明,同時也免去了家人忘記關閉燈具的顧慮,提高用電的安全性。圖1所示是控制電路的框圖,采用由紅外傳感器與光敏電阻等器件組成的組合檢測電路進行檢測,能準確的檢測到外界的信號,從而由單片機對該信號進行相應處理。由紅外、光敏電阻和單片機等器件組成的基本電路結構簡單,布線小,可靠性高,使總電路的價格大大降低,也方便了以后的檢查維修,而且還可以通過調整開關元件實現控制功能的擴展,提高了智能開關控制系統的實用性。
智能開關控制系統采用的STC12C5410AD系列20引腳封裝的8051單片機,該單片機有15個輸入輸出端口,除檢測信號使用一個輸入端口外,其余的均能作開關控制用途[3]。圖2是系統部分原理圖[4]。本控制系統將利用一部分端口用做手動開關輸入,另一部分端口用做相應繼電器的動作控制,這樣人們安裝一個智能開關控制系統便能控制空間中的大部分LED燈具或其他照明電器,降低日常生活中的使用成本。
3 系統軟件設計
系統采用關控制,如果環境沒達到自動開啟的條件,可以根據個人的需要通過按鈕進行手動控制,也可以手動調整開啟條件,適應環境的變化。由于單片機中存有多個輸入輸出端口,我們可以利用這些端口使家庭里除了LED燈具之外的電風扇、抽風機等電器產品由手動開關轉變為智能開關控制。本控制系統主要用于控制的綠色環保光源LED燈具,使用壽命長、節能省電,不含鉛和汞等有毒有害物質,能比傳統燈具省電接近50%,而單片機在規定時間內如果沒有輸入信號,也將進入睡眠狀態,降低功耗,符合綠色環保、低碳節能的時尚。圖3是系統程序設計流程圖[5]。
以下是部分的程式設計源代碼:
void main()
{ kinput=0;
P1=0x7f;
P3=0x3f;
cnt1=cnt2=cnt3=0;
time1_mark=1200;
time_1=time_2=0;
red_mark=light_mark=0;
TMOD = 0x10;
TL1 = 0xF0;
TH1 = 0xD8;
TCON=0x40;//TR1置1,開始計數
IE = 0x88;
CMOD=0x02;//PCA時鐘模式為fosc/2;
CL=0x00;//清0計算器
CH=0x00;
PCA_PWM0=0X00;
CCAP0L=0x3F;
CCAP0H=0x3F;
CCON=0x40;//CR置零,將PCA計數器打開
CCAPM0=0x42;
while(1)
{debounce();
light();
if(red_in==1)
{red_mark=1; //紅外標志位
cnt1=cnt2=cnt3=0; //定時開始計時
time_1=time_2=1;//兩個時間控制標志位
}if(light_in==1)
light_mark=1; //光敏標志位
timeset();//時間檢查函數
main_f(); //功能開通函數
}}
4 結束語
通過設計由8051單片機、紅外傳感器、光敏電阻等組成的控制電路和系統程序可以完成一路智能輸入,多路運用繼電器或可控硅等開關元件等對直流、交流電源進行控制的開關輸出,從而控制節能LED燈具及其它照明電器,實現各種預定的功能。實踐證明電路是可靠實用可行,方便了人們的日常生活,也降低了能耗,減少了碳排放,保護了環境。
參考文獻:
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[2] 古鵬,溫武,陳耀華.新型單片機芯片實現家居智能控制的單元設計[J].電腦知識與技術,2008(5):713-716.
[3] 張金家.剖析“智能家居集成及其平臺技術研究”[C].建筑及住宅社區數字化技術應用研討會論文集,2003:33-38.
智能開關范文4
1、外觀選購：智能開關，當前外觀上主要分為三種形式，分別是傳統開關式、觸摸式、液晶觸摸式。觸摸式也得看看設計的好不好看，很多開關設計一點都沒有體現智能科技感。當前主流的，應該是液晶觸摸式，采用的是液晶玻璃屏，有圖案設計，各種開關按鍵一目了然，外形樣子均顯檔次，值得推薦。
2、組網選購：當前的智能開關，不管是有線還是無線，很大一部分組網形式，采用的是中控組網方式，即首先需要一個中控設備，然后從中控發出信號，去控制各個開關。這種情況下，就必須有一個中控設備。中控一出問題，就完全不能用了。而新一代的智能開關，則每個開關都是一個獨立的主機，可以單獨運行，也可以組成網絡，不需要中控設備即可運行的。另外就算有一個開關出問題了，也不影響其它開關的正常運行。因此，盡量選用那種不需要主機的智能開關。
3、性能選購：新一代的智能開關都是有芯片的，就像一個電腦一樣，芯片性能越好，當然開關的性能就越好，可發揮的功能越強大，越靈活，一個組網范圍內的接入開關就越多。現在很多智能開關還是采用的8位芯片，有些是16位，高端一點的都是32位芯片了。另外，還可以從組網的開關數量上來看，有些智能開關只能最多連接10多個開關，而有些可接入200多個開關，從中可以看出性能差異。
以上就是智能家庭開關選購方法是什么的介紹了，希望對你有幫助。
（來源：文章屋網 ）
智能開關范文5
【關鍵詞】低壓開關柜;智能化;措拖
前言
隨著中國城鎮化建設的快速進行，國內智能配電網建設的不斷推進，用電智能化對低壓電器系統提出了更高的要求。在產業結構調整，節能減排的背景下，節能、高性能的智能化電器產品的市場需求將日趨旺盛。因此完善和改進產品性能，實現低壓開關柜智能化是滿足市場需求和適應市場競爭的需要。
1 影響低壓開關柜智能化的關鍵因素
低壓開關柜的智能化需要有良好的軟件環境和硬件條件為依托。通過安裝在低壓開關柜內的智能型元器件，遠動終端裝置RTU（Remote Terminal Unit）的設置，運用現代電子技術、計算機技術、網絡技術、控制技術及現場總線技術，實現對低壓配電系統進行集中監控管理和分散數據采集，通過現場總線和以太網傳輸到監控系統，由監控系統對低壓開關柜進行信息交換與管理，從而實現低壓開關柜的智能化。
1.1 通信系統的選擇
低壓開關柜內智能軟件的選擇與合理配置是一個重要的影響因素。能保證配電設備的遠程集成數據采集與狀態監控，完成數據的上行和下行雙向傳輸。適合的遠動終端裝置，合適的通訊規約，能夠很好的優化軟件系統和降低成本。
1.2 電器元件的配置
低壓開關柜中根據不同的終端用戶需求，合理的選擇智能化元件也是關鍵。通常低壓元器件的智能化選型如：低壓斷路器的智能化模塊的選擇，如RS485接口的確定;智能電力儀表優化配置;智能馬達控制器的選用等等。能較好的幫助用戶最大限度的優化配置，降低成本。在滿足功能的前提下實現智能開關柜的高可靠性，高性價比，高安全化。
1.3 強弱電分離減小電磁干擾問題
低壓開關柜柜體結構的影響。要實現低壓開關柜的智能化，必須最大限度的減小柜內強電設備對電子元件的影響，降低通訊傳輸的電磁干擾。保證弱電傳送的獨立通訊通道。因此合理的柜型，柜體外形尺寸，內部空間布局，各功能單元的有效分隔，柜結構的抗震防塵，防凝露，和有效的降低柜內溫升都是關鍵。
2 低壓開關柜智能化改進的主要設計方案
2.1 低壓開關柜智能通信系統選擇與配置
根據在軌道交通，造紙、紡織工業中的實際應用案例，通常由計算機通過通信總線遠程統一分散的配電系統.工業上常用的如Profibus-DP，Modbus通訊協議等;利用以太網，RS485等實現數據傳輸，通過PLC，I/O口，服務器與交換機，網關的聯接。從而組成完整的通訊網絡見圖1。
圖1
2.2 電器元件的配置
低壓智能開關柜“四遙”的實現，通常要實現對低壓一次主元件狀態的監視，遠程控制合、分和系統運行的聯鎖與切換等，保障供電的連續可靠。因此在考慮設備造價成本的同時，如何合理的配置電氣線路和選擇一次元件是關鍵。
在一次元件中最為主要的是低壓斷路器其智能控制單元、保護單元的應用，尤其要注意市場上的斷路器，特別的進口品牌的斷路器許多功能模塊都是選配件，必須充分的熟悉，避免功能模塊的漏選或重復。如：西門子的3WL框架斷路器具有通信就必須選配帶COM15的選件模塊或PROFIBUS通訊端口;而ABB的E max開關要選擇通訊功能其保護單元必須PR122及以上的配置，模塊通過選擇用PR120/D-M的通訊模塊擴展單元實現與中央監控系統的通訊。
其次配電回路要求比較簡單，通常只要實現遙測、遙控，在開關的配置上只要加裝輔助接點、報警接點、分勵線圈通過PLC的干接點就可以實現開關量的輸入、輸出遠動控制。其電壓，電流等參數可以通過裝配帶有RS485接口的多功能儀表來實現數據的采集和分析。如需要遠控進行合、分，則需選擇帶有電動操作機構的塑殼斷路器。
再著工業用戶有比較多的電機負荷，因此當負荷是電機的饋電回路較多會采用接觸器、智能型電機保護器、變頻器、軟起動器等一次元器件實現一次設備的智能化。根據負荷的額定功率選擇相應的一次元件。一般在工業用場合，45kW及以下的線路我們通常會優先選用的接觸器和智能型電機保護器等來實現對線路和負載的數據采集和遠控。大于45kW的負荷，會根據負荷的類型選擇變頻器控制或軟起動器控制，并通過PLC等實現遠動和故障分析。而低于7.5kW電機啟動器考慮到安裝和造價，可以采用模塊化的一體式智能電機啟動器，如西門子公司的ET200系列，它通過標準卡槽式拼接將一體化的電源模塊，通訊模塊和一次連接模塊，輔助等固定在標準導軌上。由于元件本身的熱插拔性，高度集成，擴展性高，抗干擾能力好，智能化強度好，大大的縮小設備的安裝空間，無需二次配線，有效的降低工程造價。當然在實際運用中也不能單純的參照負荷功率，還應當考慮不同的負荷類型，起動方式，系統配置等選擇合理的一次元件的配置。
在低壓開關柜內二次控制線路上選用專業的、配備相應通訊協議、接口的智能儀表（即通過智能儀表接口）實現通訊，完成電氣參數采集;二次通訊線路上，選用性能良好的接線端子，保證接線的可靠，減小干擾;通訊連接線也應采用帶屏蔽層的專用通訊數據傳輸線RVVP。連接各站時，應確保數據線不要擰絞，盡量使用帶屏蔽的電纜且兩端與保護接地連接，保持良好的傳導性、獨立性和抗干擾性。當設備與總線連接時，每段的頭和尾各有一個總線終端電阻，確保運行不發生誤差。兩個總線終端電阻必須永遠有電源。RS485傳輸按相應數量分段，分段站超過數據傳輸要求時，要用中繼器來連接各總線段。
2.3 柜體結構的改進
實現低壓開關柜智能化，結構上采取以下的幾點措施保證電氣性能和通訊安全。
（1）柜型和柜結構特性
根據系統的一次方案配置，設備容量、電流大小，饋線回路的性質和數量的選擇低壓柜的采用固定柜還是抽屜柜、固定分隔柜，根據不同的柜型優化柜體外形尺寸和數量，減小工程造價。
（2）柜內環境
考慮低壓柜的整體抗震能力，提高型材強度、柜內支撐保證柜體運行時的動熱穩定性。依據柜內的發熱量，采用必要的強制風冷措施，保持柜內的通風散熱。在極其嚴寒地區考慮加裝加熱器調整柜內的溫度以適合弱電設備的運行溫度。保證通信電子元件的使用環境溫度。
（3）嚴格的柜內分隔
柜內各功能單元合理分隔，在實際應用中，往往會將遠程控制終端、PLC、服務器站點等設置在空間相對寬裕的進線或聯絡柜柜內，減小通訊距離。
通常小功率多回路或大于45KW的馬達回路會做成固定式結構，柜內區分一次元件和二次元件的布排，隔室定義分明，將二次端子、繼電器等二次電氣元件置于柜前上方的隔室（繼電室內），采用統一的二次線管或線槽布線，使二次接線和通訊接線盡量遠離一次設備見圖2。大電流配電回路、變頻、軟起回路采用固定分隔形式實現，相比固定式的布排更好的利用空間。針對一體化智能型電機保護器模塊，采用柜內前、后分隔分布，標準卡軌安裝。雙側設置線槽加以實現見圖3。
圖2 固定柜的一、二次分離 圖3 多回路一體化模塊卡槽布置
抽屜柜內設置智能元件時，抽屜功能單元盡量采用推進力較小的推進機構，減小猛烈的撞擊對通訊線路的影響。建議采用螺旋式的操作機構。二次插件方面，盡可能將普通二次插件與通訊線路插件分開來。做成雙二次插結構.并保證抽屜柜的通訊線與普通二次線，形成交叉分布，減小干擾。西門子8PT柜抽屜方案的二次插件采用二次插針和專用九針DP頭左右分布的一體式推送二次機構，與一次的推進分開來動作。有效的減少推力的撞擊。施耐德Blokset柜在抽屜底部有三個獨立的二次插件，可將普通二次線和通訊線分別接在不同的二次插上，保證通訊不受干擾。其他如MNS、GCS、GCK等低壓開關柜可采用雙二次插的工藝將通訊線與普通二次線分別在柜后和柜側分開走線見圖4、5。智能單元做成抽屜優點是相互不影響，總線的通信系統不受干擾，某一回路出現故障時不必整個系統停機。
（4）強弱電分離、減小電磁干擾，良好的通訊環境
大電流的環境，制作防磁骨架，降低強電對通訊的電磁干擾。利用不銹鋼或鋁型材在柜骨架側面的上下側向立柱、垂直中柱、柜內銅排支撐、斷路器端頭前后分隔板等處切斷磁場。另外柜的縱向通訊聯系和柜間的橫向聯系，在各低壓柜的柜前上方或柜后上方設置專門的過線通道.保證通訊線路的暢通和各拼柜站點的有效聯系。見圖6。
圖4 抽屜柜后雙二次插示意 圖5 抽屜柜前雙二次插示意
圖6 柜間通訊通道
智能開關范文6
【關鍵詞】智能組件測試；數據采集；傳感器測試；智能高壓開關；數據庫
Intelligent Component Test Platform of Smart High-voltage Switchgear Based on LabVIEW and Database
JIANG Xiao-xu WANG Zhijun MAO Zhi-kuan
（Pinggao Group Co.，Ltd，Pingdingshan Henan 467001，China）
【Abstract】High-voltage switchgear is one of the core equipment of power system，with the comprehensive construction of smart grid， smart high-voltage switchgear and its reliability are put forward higher requirements. As an important part of smart high-voltage switchgear， intelligent component plays a decisive role in the whole function of smart high-voltage switchgear. In this paper， intelligent component test system platform is built based on LabVIEW and database，and which have a good reference for the development of intelligent component.
【Key words】Intelligent component testing； Data acquisition； Sensor test； Smart high-voltage switchgear； Database
0 前言
智能高壓開關設備是智能變電站的核心設備之一，它由開關設備本體和智能組件組成，具有測量數字化、控制網絡化、狀態可視化、功能一體化和信息互動化的特征[1-4]。智能組件的可靠性是決定智能開關設備運行可靠和設備壽命的重要因素。統計結果表明，集成在高壓設備上或近旁的電子裝置，其平均無故障時間普遍遠低于預期水平，無法滿足高壓智能開關設備的技術需求，因此開展智能組件功能測試系統的研究對智能組件的研制及其可靠性提升具有重要價值。本文搭建了基于LabVIEW和數據庫的智能組件測試平臺，對智能組件的研究具有一定的借鑒意義。
1 測試系統平臺的搭建
1.1 開發平臺的選擇
LabVIEW是基于圖形的開發、調試和運行程序的集成化環境。由于采用流程圖的圖形化編程方式，因此也被稱為G語言（graphical language），它是最早出現的編譯型的圖形化編程語言。它對儀器控制、數據采集、數據處理和信號分析等任務設計提供了較為豐富的功能圖標，用戶只需連接調用即可免去復雜程序編寫的麻煩。同時，LabVIEW還提供了豐富完善的工業標準及各種接口總線和常用儀器的驅動程序[5-7]。因此，本系統選擇LabVIEW作為程序開發語言。
1.2 測試數據的存儲
LabVIEW并不能直接訪問數據庫，但LabVIEW提供了豐富的外部程序接口，如.NET和Active。LabVIEW與數據庫連接有很多種方法，其中ADO是使用最為廣泛的技術，因為ADO組件集成于Windows操作系統中。ODBC是微軟公司開放服務結構中有關數據庫的一個重要組成部分，它通過建立一系列的標準和規范，最重要的是一組對數據庫訪問的標準API，即應用程序編程接口，它通過SQL來實現其大部分的功能。對于ODBC本身，它也提供了對SQL語言的支持，因此用戶可以直接將SQL語句傳遞給ODBC。LabSQL VIs按照ADO對象分為了3類，并分別位于不同的文件夾下：Command、Connection和Recordset。如圖1所示為LabVIEW數據庫訪問附加工具包[8]。
圖1 LabVIEW數據庫訪問附加工具包
1.3 測試平臺架構
系統從被測對象開始，通過傳感器轉換成電信號，經過信號調理模塊進行簡單的信號處理，將信號送至數據采集卡，數據經軟件進行處理后保存至系統數據庫，實現了歷史數據的集中存儲和管理，流程框圖如圖2所示。
圖2 數據采集系統流程框圖
系統采用模塊化設計思想進行設計，總共分為7大模塊和若干個子模塊，各模塊分別實現獨立功能，模塊之間耦合度低。也使整個程序結構更加清晰，降低程序開發過程出現錯誤的概率，提高程序的可靠性，如圖3所示為采集系統軟件模塊結構圖。
圖3 采集系統軟件子模塊
2 系統實現及測試結果
作為智能高壓開關測試平臺的子系統，傳感器信號IO平臺上集成的板卡分別具有電壓、電流、脈沖信號、RS485等信號的采集和輸出功能，可實現常用傳感器的信號檢測及模擬輸出。如：分合閘線圈電流傳感器、儲能電機電流傳感器、油壓傳感器、觸頭位移傳感器、氣體狀態傳感器、機構箱溫濕度傳感器等。
2.1 電壓信號檢測
PXI-6281板卡可對-10V―+10V的電壓信號進行采集，能夠實現對電壓型傳感器的檢測。電壓信號的采集使用DAQmx中的AI Voltage多態VI，用來指定采樣通道和模擬信號的范圍。使用Sample Clock VI指定采樣率和緩沖區大小。使用Analog 1D Wfm NChan NSamp VI讀取緩沖區中的采樣數據，再把采樣數據輸出到波形圖控件從而完成顯示，如圖4所示。
圖4 電壓信號采集及存儲
2.2 電流信號檢測
PXI-6238板卡可對-20mA―+20mA的電流信號進行檢測，可使用該板卡對電流型傳感器進行檢測。使用AI Current VI指定信號采集的物理通道及信號范圍，使用Sample Clock VI指定采樣率和緩沖區的大小。使用Analog 1D Wfm NChan NSamp VI讀取緩沖區中的采樣數據，再把采樣數據輸出到波形圖控件從而完成顯示，如圖5所示。
圖5 電流信號采集及存儲
圖6 脈沖信號采集及存儲
2.3 脈沖信號檢測
傳感器信號IO平臺實現了對編碼器脈沖信號的檢測。使用PXI-6281的ctr0產生20kHz的時基信號提供采樣時鐘，使用數字輸入VI指定輸入物理通道，如圖6所示。另外使用文件IO中的TDMS寫入VI將讀取的采樣值寫入到TDMS文件中。
2.4 頻率和脈寬信號檢測
PXI-6608板卡可對脈沖序列進行采樣、分析，能夠用于特殊傳感器檢測，如基于頻率和脈沖寬度的SF6密度傳感器。該傳感器的信號中頻率、脈沖寬度分別與SF6氣體的密度、溫度有關。LabVIEW編程中，使用PXI-6608的ctr2和ctr4作為兩個獨立的通道分別檢測脈沖序列的脈沖寬度和頻率，根據對應公式確定的關系，計算出對應實際密度和溫度值，如圖7所示。
圖7 頻率和脈寬信號檢測
2.5 RS485信號檢測
PXI-8431/4可進行RS485信號的采集和模擬。檢測方法：上位機發送讀取指令序列，下位機（傳感器）上傳對應數據序列，上位機獲取數據序列中對應物理量的值，并在前面板顯示。程序實現上，使用VISA配置串口配置串口參數，如波特率、數據位、校驗位、停止位等，通過指令讀取傳感器上傳的數據，并按照通訊協議解析出實際物理值及顯示，如圖8所示。
圖8 微水傳感器信號檢測
3 結論
本測試系統是智能高壓開關設備機械特性測試系統的一部分，具有以下特點：
1）集傳感器信號檢測及模擬輸出、智能組件功能測試功能于一體，滿足傳感器及二次裝置進廠驗收、智能高壓開關廠內聯調及現場調試的需求。
2）基于傳感器信號檢測及模擬輸出技術，可與機械狀態監測IED的開關機械特性同步測試，可在缺少傳感器的情況下，測試狀態監測IED接收傳感器信號及數據處理功能。
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