一種電子開關溫升檢測系統及方法
【專利摘要】本發明涉及電子開關溫升測試領域，具體地，涉及一種電子開關溫升檢測系統及方法，包括計算機控制端、可編程邏輯控制器、溫度數據采集器、熱電偶、變頻電源、電子開關、交流接觸器及負載，用戶通過計算機控制端設置試驗程序和測試參數，自動控制試驗電源的輸出參數，并通過可編程邏輯控制器自動控制交流接觸器接通相應的試驗負載，實現試驗電源參數的自動設置和試驗負載的自動連接，通過溫度數據采集器采集溫度數據，并由計算機控制端程序對溫度數據進行判定和處理，在所有被測點溫度值達到預設的穩定條件時自動銜接下一試驗步驟，并自動生成試驗結果表單。本發明能提高檢測效率，縮短檢測周期，減小人力資源，降低檢測能耗。
【專利說明】
一種電子開關溫升檢測系統及方法
技術領域
[0001] 本發明涉及電子開關溫升測試領域，具體地，涉及一種電子開關溫升檢測系統及 方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電子技術的快速發展和人們對高新智能產品需求的日益增長，電子開關的開 發和應用正處于高速發展的階段，這對電子開關的檢測工作提出了更高的要求。溫升試驗 是開關產品型式試驗的重要試驗項目，是需要人力介入最多、用時最長、試驗一致性最弱的 試驗項目之一，而對電子開關而言，更是如此。
[0003] 目前，國內進行開關溫升試驗主要采用的是手動或半自動方式，不僅試驗效率低， 其試驗結果的準確性更有賴于試驗人員的技術水平和經驗。由于電子開關溫升試驗涉及多 種參數的組合，為了找出最不利的試驗條件，往往需要在其他參數不變的情況下改變某一 參數而進行多次重復試驗，例如改變負載類型或改變開關的某種設定值，這樣的組合有時 多達十幾種，如果采用現有設備進行試驗，那么整個過程將是非常繁雜，存在投入人力多， 試驗周期長，操作困難導致出錯率高，試驗耗電多等諸多不足。

【發明內容】

[0004] 為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明提供一種電子開關溫升檢測系統 及方法，能增加電子開關溫升檢測的自動化程度，減少人工成本，提高操作便捷性，縮短試 驗周期。本發明的技術方案如下：
[0005] -種電子開關溫升檢測系統，包括計算機控制端、可編程邏輯控制器、溫度數據采 集器、熱電偶、變頻電源、電子開關、交流接觸器及負載；
[0006] 所述計算機控制端，用于用戶設置信息并根據該信息對變頻電源和可編程邏輯控 制器發出控制信號，還用于接收來自溫度數據采集器采集的溫度數據，并對溫度數據進行 處理，自動生成試驗結果表單；
[0007] 所述可編程邏輯控制器，一端與計算機控制端相連，用于執行計算機控制端發出 的控制信號，另一端與交流接觸器相連，控制交流接觸器的接通和斷開，從而控制負載的連 接，實現負載連接的自動控制；
[0008] 所述變頻電源，一方面，其電源輸出端連接于電子開關的電源端，另一方面，通過 RS232或RS485通訊串口與計算機控制端進行信號連接，由計算機控制端控制變頻電源輸出 用戶設置的參數，實現試驗電源參數的自動控制；
[0009] 所述溫度數據采集器，一方面，通過熱電偶與電子開關連接，用于采集試驗的溫度 數據，另一方面，通過RS232或RS485通訊串口與計算機控制端進行信號連接，將采集到的溫 度數據傳送至計算機控制端；
[0010]所述交流接觸器，其信號控制端與可編程邏輯控制器連接，其輸入端與電子開關 的負載端連接，而輸出端則與負載連接，用于執行可編程邏輯控制器的控制信號，接通或斷 開試驗負載。
[0011] 其中，所述交流接觸器為1-8個。可編程邏輯控制器可控制交流接觸器接通不同負 載。
[0012] -種利用本發明電子開關溫升檢測系統的電子開關溫升檢測方法，其特征在于： 包括以下步驟：
[0013] 用戶在計算機控制端設置測試參數；
[0014] 計算機控制端控制變頻電源輸出用戶設置的測試參數；
[0015] 計算機控制端通過可編程邏輯控制器控制交流接觸器接通不同負載；
[0016] 溫度數據采集器采集電子開關的溫度數據并回傳給計算機控制端；
[0017] 計算機控制端判斷溫度穩定后控制下一通路中的負載進行測試。
[0018] 其中：可設置參數的步驟不小于16步。
[0019] 其中連續X次溫度差值不大于y°C為溫度穩定。比如:連續3次溫度差值不大于0.5 °c為溫度穩定。
[0020]其中：設置參數的步驟包括：
[0021] 根據電子開關的額定電壓設置測試電壓值的步驟；
[0022] 根據電子開關的額定頻率設置測試頻率值的步驟；
[0023] 根據負載的額定電流設置電流值。
[0024] 其中：測試電壓值分別設置為電子開關最小額定電壓的0.9倍和電子開關最大額 定電壓的1.1倍。
[0025] 其中：測試頻率值分別設置為電子開關最小額定頻率和電子開關最大額定頻率。
[0026] 本發明的有益效果:本發明的一種電子開關溫升檢測系統及方法由用戶通過通過 計算機控制端，設置試驗程序和測試參數，自動控制變頻電源的輸出參數，并通過可編程邏 輯控制器自動控制交流接觸器接通相應的試驗負載，實現試驗電源參數的自動設置和試驗 負載的自動連接，通過溫度數據采集器采集溫度數據，并由計算機控制端程序對溫度數據 進行判定和處理，在所有被測點溫度值達到預設的穩定條件時自動銜接下一試驗步驟，并 自動生成試驗結果表單。本發明能提高檢測效率，縮短檢測周期，減小人力資源，降低檢測 能耗，加快電子開關產品的開發和推廣速度。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明一種電子開關溫升檢測系統的原理框圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面參照附圖對本發明的技術方案進一步詳細的說明。
[0029] 實施例一
[0030] 如圖1所示，一種電子開關溫升檢測系統，包括計算機控制端、可編程邏輯控制器、 溫度數據采集器、熱電偶、變頻電源、電子開關、交流接觸器及負載；
[0031] 所述計算機控制端，可以運行專門為該試驗編寫的程序軟件，接收用戶設置參數 并根據該參數對變頻電源和可編程邏輯控制器發出控制信號;計算機控制端通過RS232或 RS485通訊串口與可編程變頻電源連接，根據用戶設置的試驗參數對變頻電源的輸出參數 進行設置;計算機控制端與可編程邏輯控制器連接，根據用戶設置的試驗參數控制交流接 觸器連接相應的試驗負載;計算機控制端與溫度數據采集器連接，通過溫度數據采集器通 過熱電偶與電子開關相連，按照試驗程序設置的時間間隔（如每10分鐘采集一次)采集各個 測溫點的溫度，并通過計算機控制端對溫度數據進行識別和處理，判定溫度是否達到穩定 條件(溫度達到穩定的判定條件由計算機控制端設定為所有測溫點連續3次時間間隔采集 到的溫度波動均小于〇. 5°C )，一旦溫度達到溫度條件，則通過計算機控制端生成該步驟的 試驗結果表單(包括試驗電源參數、連接負載類型、各個測溫點所有采集到的溫度數據），并 發出銜接下一試驗步驟的操作指令，進入下一試驗步驟，直至所有試驗步驟均實施完畢。 [0032]所述的可編程邏輯控制器（如FX3U-32MR/ES)，一端與計算機控制端相連，用于執 行計算機控制端發出的控制信號，另一端與交流接觸器相連，控制交流接觸器的接通和斷 開，從而控制負載的連接，實現負載連接的自動控制；
[0033]所述變頻電源，一方面，其電源輸出端連接于電子開關的電源端；另一方面，通過 通訊串口與計算機控制端進行信號連接，由計算機控制端控制變頻電源輸出用戶設置的參 數，實現試驗電源參數的自動控制；；
[0034] 所述溫度數據采集器（如Agilent 34970A)，通過熱電偶與電子開關連接，用于采 集試驗的溫度數據，并通過RS232或RS485通訊串口與計算機控制端進行信號連接，將采集 到的溫度數據傳送至計算機控制端；
[0035]所述交流接觸器(如LC1-D25M7C)，其信號控制端與可編程邏輯控制器連接，其輸 入端與電子開關的負載端連接，而輸出端則與負載連接，用于執行可編程邏輯控制器的控 制信號，接通或斷開試驗負載。
[0036] 其中，所述變頻電源是具有RS232或RS485通訊串口的可編程變頻電源（如Ainuo AN97005H)，通過計算機控制端控制變頻電源的輸出參數，實現試驗電源參數的自動設置。 [0037]所述溫度數據采集器是具有RS232或RS485通訊串口的溫度數據采集器。
[0038]其中，所述交流接觸器為1-8個。交流接觸器設置有多組負載接口，可同時連接多 組負載，通過交流接觸器對各負載的接通和斷開實現自動轉換。
[0039] 實施例二
[0040] -種利用本發明電子開關溫升檢測系統的電子開關溫升檢測方法，包括以下步 驟：
[0041 ]用戶在計算機控制端設置測試參數；
[0042]計算機控制端控制已設置的測試參數步驟自動進行的；
[0043] 計算機控制端控制變頻電源輸出用戶設置的測試參數；
[0044] 計算機控制端通過可編程邏輯控制器控制交流接觸器接通不同負載；
[0045] 溫度數據采集器采集電子開關的溫度數據并回傳給計算機控制端；
[0046] 計算機控制端判斷溫度穩定后控制下一通路中的負載進行測試。
[0047] 具體指，當在測步驟中的電子開關所有測試點的溫度達到穩定狀態時，計算機控 制端自動執行下一步驟指令，即按下一步驟的設置參數自動控制變頻電源輸出參數和通過 可編程邏輯控制器控制斷開該步驟對應交流接觸器;隨后馬上接通下一步驟相應負載對應 的交流接觸器，進行下一步驟的測試。
[0048] 其中：可設置參數的步驟不小于16步。
[0049] 其中：連續3次溫度差值不大于0.5°C為溫度穩定狀態。這里的溫度穩定狀態可根 據實際需求進行設定，如連續X次測得溫度差值小于y°C。
[0050]其中：設置測試參數的步驟包括：
[0051] 根據電子開關的額定電壓設置測試電壓值；
[0052] 根據電子開關的額定頻率設置測試頻率值；
[0053]根據負載的額定電流設置電流值。
[0054] 其中：測試電壓值分別設置為電子開關最小額定電壓的0.9倍和電子開關最大額 定電壓的1.1倍。
[0055] 其中：測試頻率值分別設置為電子開關最小額定頻率和電子開關最大額定頻率。 [0056]具體地，一個電子開關的額定電壓是125/250VAC，額定頻率是50/60HZ，連接白熾 燈負載額定電流是6A，熒光燈負載的額定電流是4A，電動機負載的額定電流是2A，電阻負載 的額定電流是6A。根據該電子開關的額定電壓值設置測試電壓值為125V的0.9倍和250V的 1.1倍進行試驗，即112.5V和275.0V;根據該電子開關的額定頻率值設置測試頻率值為 50Hz、60Hz。
[OO57]用戶設置參數

[0060] 第1步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值112.5V和測試頻率50Hz對變 頻電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為112.5V 和頻率值為50Hz;同時計算機控制端根據用戶設置的負載連接信息對可編程邏輯控制器發 出控制信號，控制連接A白熾燈負載的交流接觸器打開，接通A白熾燈負載，通過A白織燈負 載的電流為6A;計算機控制端每十分鐘讀取并保存一次來自溫度數據采集器采集到的被測 電子開關的溫度數據，當所有測溫點連續3次溫度差值不大于0.5°C時溫度達到穩定，計算 機控制端通過可編程邏輯控制器控制連接A白熾燈負載的交流接觸器斷開。
[0061] 第2步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值112.5V和測試頻率50Hz對變 頻電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為112.5V 和頻率值為50Hz;同時計算機控制端根據用戶設置的負載連接信息對可編程邏輯控制器發 出控制信號，控制連接A熒光燈負載的交流接觸器打開，接通A熒光燈負載，通過A熒光燈負 載的電流為4A;計算機控制端每十分鐘讀取并保存一次來自溫度數據采集器采集到的被測 電子開關的溫度數據，當所有測溫點連續3次溫度差值不大于0.5°C時溫度達到穩定，計算 機控制端通過可編程邏輯控制器控制連接A熒光燈負載的交流接觸器斷開。
[0062]第3步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值112.5V和測試頻率50Hz對變 頻電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為112.5V 和頻率值為50Hz ;同時計算機控制端根據用戶設置的負載連接信息對可編程邏輯控制器發 出控制信號，控制連接A電動機負載的交流接觸器打開，接通A電動機負載，通過A電動機負 載的電流為2A;計算機控制端每十分鐘讀取并保存一次來自溫度數據采集器采集到的被測 電子開關的溫度數據，當所有測溫點連續3次溫度差值不大于0.5°C時溫度達到穩定，計算 機控制端通過可編程邏輯控制器控制連接A電動機負載的交流接觸器斷開。
[0063]第4步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值112.5V和測試頻率50Hz對變 頻電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為112.5V 和頻率值為50Hz ;同時計算機控制端根據用戶設置的負載連接信息對可編程邏輯控制器發 出控制信號，控制連接A電阻負載的交流接觸器打開，接通A電阻負載，通過A電阻負載的電 流為6A;計算機控制端每十分鐘讀取并保存一次來自溫度數據采集器采集到的被測電子開 關的溫度數據，當所有測溫點連續3次溫度差值不大于0.5°C時溫度達到穩定，計算機控制 端通過可編程邏輯控制器控制連接A電阻負載的交流接觸器斷開。
[0064]第5步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值112.5V和測試頻率60Hz對變 頻電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為112.5V 和頻率值為60Hz，其他步驟與第1步相同。
[0065]第6步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值112.5V和測試頻率60Hz對變 頻電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為112.5V 和頻率值為60Hz，其他步驟與第2步相同。
[0066]第7步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值112.5V和測試頻率60Hz對變 頻電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為112.5V 和頻率值為60Hz，其他步驟與第3步相同。
[0067]第8步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值112.5V和測試頻率60Hz對變 頻電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為112.5V 和頻率值為60Hz，其他步驟與第4步相同。
[0068]第9步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值275V和測試頻率50Hz對變頻 電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為275V和頻 率值為50Hz;同時計算機控制端根據用戶設置的負載連接信息對可編程邏輯控制器發出控 制信號，控制連接B白熾燈負載的交流接觸器打開，接通B白熾燈負載，通過B白織燈負載的 電流為6A;計算機控制端每十分鐘讀取并保存一次來自溫度數據采集器采集到的被測電子 開關的溫度數據，當所有測溫點連續3次溫度差值不大于0.5°C時溫度達到穩定，計算機控 制端通過可編程邏輯控制器控制連接B白熾燈負載的交流接觸器斷開。
[0069] 第10步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值275V和測試頻率50Hz對變頻 電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為275V和頻 率值為50Hz;同時計算機控制端根據用戶設置的負載連接信息對可編程邏輯控制器發出控 制信號，控制連接B熒光燈負載的交流接觸器打開，接通B熒光燈負載，通過B熒光燈負載的 電流為4A;計算機控制端每十分鐘讀取并保存一次來自溫度數據采集器采集到的被測電子 開關的溫度數據，當所有測溫點連續3次溫度差值不大于0.5°C時溫度達到穩定，計算機控 制端通過可編程邏輯控制器控制連接B熒光燈負載的交流接觸器斷開。
[0070] 第11步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值275V和測試頻率50Hz對變頻 電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為275V和頻 率值為50Hz;同時計算機控制端根據用戶設置的負載連接信息對可編程邏輯控制器發出控 制信號，控制連接B電動機負載的交流接觸器打開，接通B電動機負載，通過B電動機負載的 電流為2A;計算機控制端每十分鐘讀取并保存一次來自溫度數據采集器采集到的被測電子 開關的溫度數據，當所有測溫點連續3次溫度差值不大于0.5°C時溫度達到穩定，計算機控 制端通過可編程邏輯控制器控制連接B電動機負載的交流接觸器斷開。
[0071] 第12步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值275V和測試頻率50Hz對變頻 電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為275V和頻 率值為50Hz;同時計算機控制端根據用戶設置的負載連接信息對可編程邏輯控制器發出控 制信號，控制連接B電阻負載的交流接觸器打開，接通B電阻負載，通過B電阻負載的電流為 6A;計算機控制端每十分鐘讀取并保存一次來自溫度數據采集器采集到的被測電子開關的 溫度數據，當所有測溫點連續3次溫度差值不大于0.5°C時溫度達到穩定，計算機控制端通 過可編程邏輯控制器控制連接B電阻負載的交流接觸器斷開。
[0072] 第13步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值275V和測試頻率60Hz對變頻 電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為275V和頻 率值為60Hz，其他步驟與第9步相同。
[0073] 第14步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值275V和測試頻率60Hz對變頻 電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為275V和頻 率值為60Hz，其他步驟與第10步相同。
[0074] 第15步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值275V和測試頻率60Hz對變頻 電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為275V和頻 率值為60Hz，其他步驟與第11步相同。
[0075] 第16步:計算機控制端根據用戶已設置的測試電壓值275V和測試頻率60Hz對變頻 電源發出控制信號，變頻電源根據計算機控制端發出的控制信號，設置電壓值為275V和頻 率值為60Hz，其他步驟與第12步相同。
[0076] 在執行第十六步時，在最后一步當連續3次溫度差值不大于0.5°C溫度達到穩定 時，計算機控制端控制變頻電源停止供電，結束試驗。
[0077] 本實施例中交流接觸器有8個，分別連接A、B兩組負載，每組分別為白熾燈負載、熒 光燈負載、電動機負載和電阻負載。在測試前根據電子開關的額定電壓和頻率計算出測試 電壓和頻率，對應最高測試電壓(275V)和最低測試電壓（112.5V)分別設置好A、B兩組負載 的電流，進行測試，在電壓變化時滿足兩種測試電壓的要求，自動進行測試，不用在電壓變 化時重新手動調試一次電流。更好的實現了自動化，減少人工成本。
[0078] A、B組負載可以選擇性連接1 - 8個，執行的步驟可以為1 -16步。當連接的負載全部 測試完畢并且測試到溫度達到穩定狀態后，計算機控制端控制變頻電源停止供電，結束試 驗。
[0079] 綜上，本發明的一種電子開關溫升檢測系統及方法通過用戶在計算機控制端設置 試驗程序和測試參數，自動控制試驗電源的輸出參數，并通過可編程邏輯控制器自動控制 交流接觸器接通相應的試驗負載，實現試驗電源參數的自動設置和試驗負載的自動連接， 通過溫度數據采集器采集溫度數據，并由計算機控制端程序對溫度數據進行判定和處理， 在所有被測點溫度值達到預設的穩定條件時自動銜接下一試驗步驟，并自動生成試驗結果 表單。本發明能提高檢測效率，縮短檢測周期，減小人力資源，降低檢測能耗，加快電子開關 產品的開發和推廣速度。
[0080]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保 護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應 當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實 質和范圍。
【主權項】
1. 一種電子開關溫升檢測系統，其特征在于:包括計算機控制端、可編程邏輯控制器、 溫度數據采集器、熱電偶、變頻電源、電子開關、交流接觸器及負載； 所述計算機控制端，用于用戶設置信息并根據該信息對變頻電源和可編程邏輯控制器 發出控制信號，還用于接收來自溫度數據采集器采集的溫度數據，并對溫度數據進行處理， 自動生成試驗結果表單； 所述可編程邏輯控制器，一端與計算機控制端相連，用于執行計算機控制端發出的控 制信號;另一端與交流接觸器相連，控制交流接觸器的接通和斷開； 所述變頻電源，一方面，其電源輸出端連接于電子開關的電源端；另一方面，通過通訊 串口與計算機控制端進行信號連接，由計算機控制端控制變頻電源輸出用戶設置的參數； 所述溫度數據采集器，一方面，通過熱電偶與電子開關連接，用于采集試驗的溫度數 據，另一方面，通過通訊串口與計算機控制端進行信號連接，將采集到的溫度數據傳送至計 算機控制端； 所述交流接觸器，其信號控制端與可編程邏輯控制器連接，其輸入端與電子開關的負 載端連接，而輸出端則與負載連接，用于執行可編程邏輯控制器的控制信號，接通或斷開試 驗負載。2. 根據權利要求1所述的一種電子開關溫升檢測系統，其特征在于:所述變頻電源是具 有RS232或RS485通訊串口的可編程變頻電源。3. 根據權利要求1所述的一種電子開關溫升檢測系統，其特征在于:所述溫度數據采集 器是具有RS232或RS485通訊串口的溫度數據采集器。4. 根據權利要求1所述的一種電子開關溫升檢測系統，其特征在于:所述交流接觸器為 卜8個。5. -種電子開關溫升檢測方法，其特征在于:包括以下步驟： 用戶在計算機控制端設置測試參數； 計算機控制端控制變頻電源輸出用戶設置的測試參數； 計算機控制端通過可編程邏輯控制器控制交流接觸器接通不同負載； 溫度數據采集器采集電子開關的溫度數據并回傳給計算機控制端； 計算機控制端判斷溫度穩定后控制下一通路中的負載進行測試。6. 根據權利要求5所述的一種電子開關溫升檢測方法，其特征在于:連續X次溫度差值 不大于y°C為溫度穩定。7. 根據權利要求5所述的一種電子開關溫升檢測方法，其特征在于:設置測試參數的步 驟包括： 根據電子開關的額定電壓設置測試電壓值； 根據電子開關的額定頻率設置測試頻率值； 根據負載的額定電流設置電流值。8. 根據權利要求5所述的一種電子開關溫升檢測方法，其特征在于:測試電壓值分別設 置為電子開關最小額定電壓的0.9倍和電子開關最大額定電壓的1.1倍。9. 據權利要求5所述的一種電子開關溫升檢測方法，其特征在于:測試頻率值分別設置 為電子開關最小額定頻率和電子開關最大額定頻率。
【文檔編號】G01K7/02GK106093772SQ201610705439
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月22日
【發明人】陳金周, 馮小軍, 韓強, 鄭少鋒, 柯昌正
【申請人】中華人民共和國東莞出入境檢驗檢疫局