導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 電力安全論文>>正文

家電通用安全組合測試系統(tǒng)的研制及其網(wǎng)絡化應用

文檔作者：石光明		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月12日
下載地址：點擊這里	文件大小： 3.22 MB 共95頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

部分內(nèi)容預覽 [文件共95頁]

本文件共95頁，只能預覽部分內(nèi)容，查看全部內(nèi)容需要下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?.22 MB 共95頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：基于虛擬裝置的無線網(wǎng)絡安全測試平臺

上一篇：局域網(wǎng)的安全攻防測試與分析

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

華南理工大學
碩士學位論文
家電通用安全組合測試系統(tǒng)的研制及其網(wǎng)絡化應用
姓名：石光明
申請學位級別：碩士
專業(yè)：控制工程
指導教師：羅飛;周文成
20041106
摘要
摘要
我國 是 家 電生產(chǎn)和消費大國，如在2003年1-10月我國向205個國家和地區(qū)出口家
用電器商品。根據(jù)有關資料分析，世界家電銷售額約為2000億美元，我國家電工業(yè)銷
售額約占世界的796，僅次于美國、日本，居世界第三。家電工業(yè)也是我省機電產(chǎn)品出口
的重要組成部分，是我省重點支柱產(chǎn)業(yè)之一。家電工業(yè)的發(fā)展，對推動國民經(jīng)濟快速增
長，擴大內(nèi)需，提高人民生活質(zhì)量起到了顯著作用。據(jù)省統(tǒng)計局資料我省家電電器制造
業(yè)2000年工業(yè)總產(chǎn)值638.89億元，占全省工業(yè)總產(chǎn)值16904.47億元的396;利稅總額
30.72億元，占全省工業(yè)利稅總額1311.40億元的3.7696。家電電器制造業(yè)在我省工業(yè)
中占有重要的地位，產(chǎn)量占全國的1/3左右.
在我 國 ， 人民生活水平不斷提高，對家用電器的需求量越來越大。各類家用電器在
全國城鄉(xiāng)得到迅速普及。但各類家用電器的廣泛使用，由此帶來的人身事故也大為增加。
給生命財產(chǎn)帶來危害，觸電傷亡和電氣火災是常見例子。因此，家用電器的使用安全性
這一重要問題，己成為決定產(chǎn)品質(zhì)量各要素的首要問題。
家電 產(chǎn) 量 大，企業(yè)多，必須配置該類儀器決定了通用安全測試儀器巨大的市場空間，
使得通用安全測試儀器具有深厚的發(fā)展基礎和廣闊的市場。同時，必然會有大量的儀器
企業(yè)來爭奪該市場.
本項 目 從 用戶的角度出發(fā)，設計時重點考慮安全性、準確性、可靠性和易用性等最
重要的要素。針對不同的市場需求，既有滿足小批量測試的單臺儀表方式，也有面向工
程測試、適合生產(chǎn)線上大批量測試使用的檢測線方式:既有簡單的單一功能的設備，也
有節(jié)省空間的多功能組合測試設備。從而本項目研制的測試儀器具有多品種、多檔次、
標準化和系列化的特點發(fā)展，以滿足不同層次、不同應用場合的測試要求。
本項 目 開 發(fā)研制中，除了考慮人身安全工作外，還考慮儀器設備的安全工作，滿足
GB4793. 1-1995測量、控制和試驗室用電氣設備的安全要求(idt IEC1010-1: 1999).
測試裝置采用模塊式設計，由各功能模塊組合而成，采用抗干擾措施。各模塊的設計皆
符合國際電工委員會標準IEC335-1及國家標準GB4706. 1-98《家用和類似用途電器的
安全第一部分:通用要求》中的有關條款規(guī)定。本系列測試裝置分為單臺儀表方式，
多臺組合儀表方式和檢測線方式。本項目重點考慮后兩種的開發(fā)，即家電通用安全組合
測試系統(tǒng)的研制并考慮了遠程故障分析、升級等其網(wǎng)絡化應用，開發(fā)的Si和ST系列儀
表，在開發(fā)工作中，應用單片機(MCU)、可編程邏輯控制器(PLC)和計算機(PC)技
術，根據(jù)電磁抗干擾理論，對儀器進行智能化和自動化的設計與改造，解決了工業(yè)現(xiàn)場
儀表容易受外界干擾而發(fā)生故障的問題。所研制的測試儀器具有多品種、多檔次、標準
化和系列化的優(yōu)點，滿足了不同層次、不同應用場合的測試要求。該測試儀器的控制系
統(tǒng)由單片機、可編程邏輯控制器(PLC)和計算機(PC)組成，具有工作穩(wěn)定，操作簡
華南理工大學工程碩士學位論文
便，功能齊全等特點，既可用于工廠產(chǎn)品出廠檢驗，亦適合于商檢、質(zhì)檢及實驗室等部
門，并且達到了規(guī)范設計、便于生產(chǎn)和利于指導經(jīng)營的目的。
通過 努 力 ，項目達到預期目標，通過了計量儀器許可證 (CMC)及電磁兼容試驗，獲
得兩項實用新型專利，獲得幾百萬元經(jīng)濟效益，并受到用戶好評。
關鍵詞: 通用安全，防觸電，電氣安全性
Abstract
Abstract
A lo t o f household apparatus have been produced and consumed
every year in our country, for example, our country have exported
household apparatus to 205 countries and districts from January
to February in 2003. It is been statisticed that the sales of the
household apparatus of all over the world are本200 billion, among
which the sales of our country takes up seven percent, and it ranks
the third under America and Japan. In our province, the household
apparatus industry is one of the mainstay and its export is great
part of mechanical and electrical product’s export. The
development of household apparatus industry contribute much to the
increase of the national economy, expand of the internal demands
and improvement of people’s living standard. According to the
information from the provincial statistical bureau, the industrial
production value of the household apparatus industry is 63.889
billion in 2000, which takes up 3% of whole provincial industrial
production value of 1690.447 billion;the tax of the household
apparatus industry is 3.072 billion, which takes up 3. 76% of whole
provincial industrial tax of 131.140 billion. The household
apparatus industry plays an i mp ortant parts in our provincial
industry, whose production takes up 1/3 of whole country’s.
In o ur c ou ntry,a longw itht he improvemento fp eople’s living
standard, the demands to household apparatus is becoming more and
more. All kinds of household apparatus is becoming more and more
popular in city and country. With the population of the household
apparatus, the personal accident rising from household apparatus
is becoming more frequent. The usual examples are injury or damage
due to electric shock and fire. For all of these, the safety of
the household apparatus is most important in product’s quality.
Th e l ar ge production of the household apparatus, the large
number of e nt erprise producing household apparatus and the
necessity of providing safety test instrument make the demands to
III
華南理工大學工程碩士學位論文
safety test instrument be large. Att hes ame time, theg oodm arket
for safety test instrument results in large numbers of enterprises
to enter this market.
Fr om th e point of view of the user, sa f et y, re l ia bi lity,
accuracy and conveniency have been emphasized in this project’s
design. To satisfy the different demands in market, the simple
instrument used for small quantity test, the test line used for
batch test in product line, the simple in st ru m en t o f single
function and the space一saving complex instrument of multi一function
are supplied. To satisfy all kinds of test requirement of different
levels and different situation, this project aim to design test
instrument that is of variety, multi一grade, standardization and
serializaton.
Du ri ng the project developing, not only the person’s safety
was thought of, but also the instrument’s safety was thought of.
These test instruments comply with GB4793《measure, control and
labouratory using electric apparatus一safety requirement》(idt
IEC11010一1:1999). Modularization design wa s a do pt ed in th i s
project. The test instrument consists of di ff e re nt f un ct i on
modules and measure resisting interference was adopted. The design
of each module complies with requirements of IEC 335一1 and
GB4706.1 一98《Safety of household and similar apparatus, P ar tl :
General requirement》These series of instruments consist of
simple instrument, complex instrument and test line, and the last
two was considered emphatically in this project. Remote trouble
shooting, update and connecting with network were considered in
the design of the general complex safety test system of household
apparatus. The SI and ST series instruments can involve MCU
(single microchip)， PLC (programmable logical control) and
PC (personal computer)，which make instruments be of high stability,
handy operation and complete function and can be used in factory
and Labouratory and so on, a t the same time, achieve the goal of
standardizing design, helping produce and guiding management.
Th ro ug h h ardw ork,t hep rojectw asf inisheda ccordingw ith the
expectation, the SI and ST series instruments acquired the CMC,
IV
A卜stract
Passed the EMC test
new-type一patents, gained
favour.
acquired two items of
millions profits and wined
pr actical
the user’ s
Keyword:safety test，protection against electric shock, electric
safety
華南 理工大學
學位論文原創(chuàng)性聲明
本人 鄭 重 聲明:所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所
取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任
何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢
獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的
法律后果由本人承擔。
儲簽名:萬幻吹 日期:，年1iq渝
學位論文版權使用授權書
本學 位 論 文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意
學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文
被查閱和借閱。本人授權華南理工大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)
容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存
和匯編本學位論文。
保密 口 ， 在 _ 年 解 密 后 適 用本 授 權 書 。
本學 位 論 文屬于
不保 密 0 a
(請 在 以 上 相 應方框內(nèi)打 “,/" >
作者簽名:
導師簽名:-wil*
.1廿
日期:)-f-&amp;amp;* 月
日期鐘少年/“
第一章緒論
第一章緒論
(論 文 正 文 )
1. 1 課題意義及應用背景
電 氣 安 全性能是全球公認的第一質(zhì)量指標，是各國政府強制要求檢測
項目。其中包括國家推行的強制性的型式試驗(型式試驗是家用電器進
行安全認證的首要程序)，也包含企業(yè)必須進行的出產(chǎn)檢驗項目(工廠質(zhì)
量保證體系必須滿足的要求)。而無論以上那種檢測，通用安全測試都是
必須的，其核心為防觸電。防觸電是所有安全標準中最基本也是最重要
的內(nèi)容，通常列為產(chǎn)品安全的首項。電氣安全性能試驗項目包括:耐電
壓試驗、泄漏電流試驗、絕緣電阻、和接地電阻試驗。70年代末期起，
各種專用于各類家用電器產(chǎn)品電氣安全性能試驗的儀器迅速發(fā)展，形成
了一個嶄新的電子儀器門類。
我 國 家 用電器銷售額居世界第三位，大、中、小型各類家電企業(yè)難以
計數(shù)。受國內(nèi)檢測儀器市場巨大商機的吸引， 目前市場上有多家檢測儀
器在銷售。但是，因為對標準的理解程度不一，很多開發(fā)人員缺乏實際
的操作經(jīng)驗，對客戶的要求未真正搞明白等等原因， 國內(nèi)檢測儀器的質(zhì)
量，性能，價格等參差不齊，開發(fā)出符合市場需求的側(cè)試儀器將具有極
大的經(jīng)濟和社會效益.
1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀
對 于 家 電通用安全組合測試系統(tǒng)的，目前國內(nèi)外都有機構或公司進行
研制及生產(chǎn)，主要為三種形式:
1. 單 臺儀表方式
一 臺 儀 表一般只能測試一個方面的參數(shù)，如絕緣電阻測試儀，絕緣電
阻 測 試 儀，泄漏電流測試儀、電氣強度等等。主要面對小型企業(yè)。
2. 多 臺組合儀表方式
將 單 臺 儀表裝在一個大機柜內(nèi)，在繼電控制裝置的作用下對被測項 目
逐 項 檢 驗 。
3. 檢 測線方式
主 要 用 于大型生產(chǎn)線上，一般有計算機及傳感器實現(xiàn)自動控制。
如 果 以 產(chǎn) 地 來劃分，國內(nèi)生產(chǎn)的價格普遍便宜，但是抗干擾能力較
差，穩(wěn)定性差;國外生產(chǎn)的價格普遍貴，但是抗干擾能力較好，檢測的
界面是英語，使用面較窄。國內(nèi)外產(chǎn)品同等的指標下，價格差距有的達
到10倍以上。
國 內(nèi) 的 產(chǎn) 地 主要在江浙一帶，國外在德國等國家。中國臺灣華儀的
第一章緒論
第一章緒論
(論 文 正 文 )
1. 1 課題意義及應用背景
電 氣 安 全性能是全球公認的第一質(zhì)量指標，是各國政府強制要求檢測
項目。其中包括國家推行的強制性的型式試驗(型式試驗是家用電器進
行安全認證的首要程序)，也包含企業(yè)必須進行的出產(chǎn)檢驗項目(工廠質(zhì)
量保證體系必須滿足的要求)。而無論以上那種檢測，通用安全測試都是
必須的，其核心為防觸電。防觸電是所有安全標準中最基本也是最重要
的內(nèi)容，通常列為產(chǎn)品安全的首項。電氣安全性能試驗項目包括:耐電
壓試驗、泄漏電流試驗、絕緣電阻、和接地電阻試驗。70年代末期起，
各種專用于各類家用電器產(chǎn)品電氣安全性能試驗的儀器迅速發(fā)展，形成
了一個嶄新的電子儀器門類。
我 國 家 用電器銷售額居世界第三位，大、中、小型各類家電企業(yè)難以
計數(shù)。受國內(nèi)檢測儀器市場巨大商機的吸引， 目前市場上有多家檢測儀
器在銷售。但是，因為對標準的理解程度不一，很多開發(fā)人員缺乏實際
的操作經(jīng)驗，對客戶的要求未真正搞明白等等原因， 國內(nèi)檢測儀器的質(zhì)
量，性能，價格等參差不齊，開發(fā)出符合市場需求的側(cè)試儀器將具有極
大的經(jīng)濟和社會效益.
1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀
對 于 家 電通用安全組合測試系統(tǒng)的，目前國內(nèi)外都有機構或公司進行
研制及生產(chǎn)，主要為三種形式:
1. 單 臺儀表方式
一 臺 儀 表一般只能測試一個方面的參數(shù)，如絕緣電阻測試儀，絕緣電
阻 測 試 儀，泄漏電流測試儀、電氣強度等等。主要面對小型企業(yè)。
2. 多 臺組合儀表方式
將 單 臺 儀表裝在一個大機柜內(nèi)，在繼電控制裝置的作用下對被測項 目
逐 項 檢 驗 。
3. 檢 測線方式
主 要 用 于大型生產(chǎn)線上，一般有計算機及傳感器實現(xiàn)自動控制。
如 果 以 產(chǎn) 地 來劃分，國內(nèi)生產(chǎn)的價格普遍便宜，但是抗干擾能力較
差，穩(wěn)定性差;國外生產(chǎn)的價格普遍貴，但是抗干擾能力較好，檢測的
界面是英語，使用面較窄。國內(nèi)外產(chǎn)品同等的指標下，價格差距有的達
到10倍以上。
國 內(nèi) 的 產(chǎn) 地 主要在江浙一帶，國外在德國等國家。中國臺灣華儀的
華南理工大學工程碩士學位論文
產(chǎn)品也占有較大分額。
1.3. 本課題來源及主要工作
本 項 目 由廣州電器科學研究所立項，是研制主要用于家用和類似用途
電器安全性能測試的通用安全測試儀。要求各測試參數(shù)試驗方法符合國
際電工委員會IEC335-1標準和國家標準GB4706. 1-98《家用和類似用途
電器的安全第一部分:通用要求》中有關條款規(guī)定。系統(tǒng)考慮不僅能
用于質(zhì)檢部門，且要能應用于工業(yè)現(xiàn)場，可靠性高，使用和維護容易;
能據(jù)用戶要求很方便地實現(xiàn)功能擴展，成系列化生產(chǎn)以滿足用戶不同層
次的需求;應用面廣，且測試精度和速度并重，不同項目的測試信號從
同一組測試端子輸出，便于測試接線，提高效率，降低強度。系統(tǒng)考慮
不僅能用于質(zhì)檢部門，且要能應用于工業(yè)現(xiàn)場，可靠性高，使用和維護
容易，應用前景廣闊。
最 低 層 為各個含單片機的模塊，單片機控制系統(tǒng)為核心，配以設計合
理的測試及采樣電路、顯示屏及輸入控制鍵盤，用戶可很方便地實現(xiàn)測
試上位機串行通訊等功能。
模 塊 式 的 ST系列作為多級控制，單片機、可編程邏輯控制器 (PLC)
和計算機(PC)組成系統(tǒng)，使之具有工作穩(wěn)定，操作簡便，功能齊全，
既可用于工廠產(chǎn)品出廠檢驗，本系統(tǒng)分為三部分:檢測儀表，系統(tǒng)連接
和系統(tǒng)總體控制。檢測儀表用于輸出標準中所規(guī)定的測試信號并采樣，
利用51單片機和系統(tǒng)控制部分聯(lián)系;系統(tǒng)連接中將儀表的測試及控制信
號歸口輸出，并通過繼電器一接觸器控制單元，使各檢測儀表互不影響:
總體控制部分用PLC或PC機，控制測試過程及數(shù)據(jù)處理，并著重解決了
PLC的端口復用擴展及用之實現(xiàn)打印測試數(shù)據(jù)的功能.通過上述三部分的
組合，構成了ST通用安全測試系統(tǒng)。
小 型 化 的 Si 系列可以是接地電阻、絕緣電阻、泄漏電流及耐壓四個
安全的任意組合?？傮w上要求采用單片機技術，液晶中文顯示操作引導，
具有通訊、打印及遠端控制口，并具有簡單的自校、自診斷功能。儀器
的 測試項 目、測試時間、設定合格限等功能向用戶開放 .通用安全組合
測試儀主要發(fā)展方向為使功能更齊全，符合用戶需求;另一方面則為提
高 可靠性，增強現(xiàn)場使用中的抗千擾能力。
在 硬 件 結(jié)構方面，本部分主要為硬件選取、連接、安裝等方面的內(nèi)容，
包 含 以下幾個方面:
1) 各 個 測試項目測試源的實現(xiàn)及信號采樣
2) 變 送 及 單 片機處理部分
3) 測 試 信號輸出及控制
華南理工大學工程碩士學位論文
產(chǎn)品也占有較大分額。
1.3. 本課題來源及主要工作
本 項 目 由廣州電器科學研究所立項，是研制主要用于家用和類似用途
電器安全性能測試的通用安全測試儀。要求各測試參數(shù)試驗方法符合國
際電工委員會IEC335-1標準和國家標準GB4706. 1-98《家用和類似用途
電器的安全第一部分:通用要求》中有關條款規(guī)定。系統(tǒng)考慮不僅能
用于質(zhì)檢部門，且要能應用于工業(yè)現(xiàn)場，可靠性高，使用和維護容易;
能據(jù)用戶要求很方便地實現(xiàn)功能擴展，成系列化生產(chǎn)以滿足用戶不同層
次的需求;應用面廣，且測試精度和速度并重，不同項目的測試信號從
同一組測試端子輸出，便于測試接線，提高效率，降低強度。系統(tǒng)考慮
不僅能用于質(zhì)檢部門，且要能應用于工業(yè)現(xiàn)場，可靠性高，使用和維護
容易，應用前景廣闊。
最 低 層 為各個含單片機的模塊，單片機控制系統(tǒng)為核心，配以設計合
理的測試及采樣電路、顯示屏及輸入控制鍵盤，用戶可很方便地實現(xiàn)測
試上位機串行通訊等功能。
模 塊 式 的 ST系列作為多級控制，單片機、可編程邏輯控制器 (PLC)
和計算機(PC)組成系統(tǒng)，使之具有工作穩(wěn)定，操作簡便，功能齊全，
既可用于工廠產(chǎn)品出廠檢驗，本系統(tǒng)分為三部分:檢測儀表，系統(tǒng)連接
和系統(tǒng)總體控制。檢測儀表用于輸出標準中所規(guī)定的測試信號并采樣，
利用51單片機和系統(tǒng)控制部分聯(lián)系;系統(tǒng)連接中將儀表的測試及控制信
號歸口輸出，并通過繼電器一接觸器控制單元，使各檢測儀表互不影響:
總體控制部分用PLC或PC機，控制測試過程及數(shù)據(jù)處理，并著重解決了
PLC的端口復用擴展及用之實現(xiàn)打印測試數(shù)據(jù)的功能.通過上述三部分的
組合，構成了ST通用安全測試系統(tǒng)。
小 型 化 的 Si 系列可以是接地電阻、絕緣電阻、泄漏電流及耐壓四個
安全的任意組合?？傮w上要求采用單片機技術，液晶中文顯示操作引導，
具有通訊、打印及遠端控制口，并具有簡單的自校、自診斷功能。儀器
的 測試項 目、測試時間、設定合格限等功能向用戶開放 .通用安全組合
測試儀主要發(fā)展方向為使功能更齊全，符合用戶需求;另一方面則為提
高 可靠性，增強現(xiàn)場使用中的抗千擾能力。
在 硬 件 結(jié)構方面，本部分主要為硬件選取、連接、安裝等方面的內(nèi)容，
包 含 以下幾個方面:
1) 各 個 測試項目測試源的實現(xiàn)及信號采樣
2) 變 送 及 單 片機處理部分
3) 測 試 信號輸出及控制
第一章緒論
4)整機的結(jié)構及安裝
5)家電通用安全性能組合測試用邏輯控制裝置的設計
6)家電通用安全性能組合測試信號的集中輸出
對于軟件部分，本部分為以下三部分:
1)測試準備
2)設置參數(shù)
3)執(zhí)行測試過程
4)建立儀表開發(fā)平臺
采用多種可靠性及抗干擾方面措施， 達到標準要求， 符合市場需要。
華南理工大學工程碩士學位論文
第 二 章 單 個 儀 表模塊的智能化開發(fā)
2. 1 家電通用安全測試概述
家 電 的 廣泛應用，質(zhì)量的參差不齊，很容易導致事故。發(fā)生觸電時，
流經(jīng)人體的電流決定于觸電電壓與人體電阻的比值。人體電阻并不是一
個固定數(shù)值。人體各部分的電阻除去角質(zhì)層外， 以皮膚的電阻最大。當
人體在皮膚干燥和無損傷的情況下，人體的電阻可高達4-40萬歐。如果
除去皮膚，則人體電阻可下降至600-800歐.但人體的皮膚電阻也并不
是固定不變的，當皮膚出汗潮濕或是受到損傷時，電阻就會下降到1000
歐左右。一般認為人體觸電時的危險性相關因素為電流通過人體的持續(xù)
時間、電流通過人體的途徑、電流頻率和人的健康狀況，人體的皮膚的
干濕等情況。觸電致命的因素是通過人體的電流。這些在《電流通過人
體的效應》(第一部分:常用部分)GB / T13870. 1 ( neq IEC479)都有涉
及。
各 國 政 府為保護國民生命財產(chǎn)安全，制定了很多標準，現(xiàn)在全球范圍
內(nèi)己形成IEC安全標準和美國UL安全標準兩大體系。我國基本上采用或
等效采用工EC安全標準作為國家標準。這些都涉及電氣安全性能試驗，
項目包括:耐電壓試驗、泄漏電流試驗、絕緣電阻、和接地電阻試驗。
2. 2 單個儀表模塊需要解決問題
單 臺 儀 器測試儀器有很多種，但是大部分存在一些問題，如采樣不安
全;全部是模擬電路，無通訊功能:測試精度達不到要求等等。
本 章 將 通過以下的介紹，解決上述問題，并通過各個單臺儀器儀表的
開發(fā)，經(jīng)過歸納總結(jié)，建立了本公司公用的儀表單片機平臺，為后續(xù)開
發(fā)作出了貢獻。
以下 對 相關試驗項 目和單臺儀器進行介紹，利于對集成為組合測試儀
的了解.并且因為各測試儀表的結(jié)構，數(shù)據(jù)處理相似，本部分介紹了公
用的儀表單片機平臺技術，很多也可用于Si 通用安全組合測試儀的研制
中。
2. 3 耐電壓測試項目和儀器
2. 3. 1 耐電壓測試項目
耐 電 壓 強度也可稱耐壓強度、介電強度、介質(zhì)強度。耐電壓試驗就是
對被試物品施加一個高于工作或運行中可能遇到的過電壓數(shù)值的交流或
直流電壓，并經(jīng)歷一段時間，以檢查其絕緣水平。一般需要高壓變壓器，
調(diào)壓器等。
它 主 要 達 到如下 目的 :
華南理工大學工程碩士學位論文
第二章單個儀表模塊的智能化開發(fā)
2．1 家電通用安全測試概述
家電的廣泛應用，質(zhì)量的參差不齊，很容易導致事故。發(fā)生觸電時，
流經(jīng)人體的電流決定于觸電電壓與人體電阻的比值。人體電阻并不是一
個固定數(shù)值。人體各部分的電阻除去角質(zhì)層外，以皮膚的電阻最大。當
人體在皮膚干燥和無損傷的情況下，人體的電阻可高達4-40萬歐。如果
除去皮膚，則人體電阻可下降至600—800歐。但人體的皮膚電阻也并不
是固定不變的，當皮膚出汗潮濕或是受到損傷時，電阻就會下降到1000
歐左右。一般認為人體觸電時的危險性相關因素為電流通過人體的持續(xù)
時間、電流通過人體的途徑、電流頻率和人的健康狀況，人體的皮膚的
干濕等情況。觸電致命的因素是通過人體的電流。這些在《電流通過人
體的效應》(第一部分：常用部分)GB／T1 3870．1(neq IEC479)都有涉
及。
各國政府為保護國民生命財產(chǎn)安全，制定了很多標準，現(xiàn)在全球范圍
內(nèi)已形成IEC安全標準和美國uL安全標準兩大體系。我國基本上采用或
等效采用IEC安全標準作為國家標準。這些都涉及電氣安全性能試驗，
項目包括：耐電壓試驗、泄漏電流試驗、絕緣電阻、和接地電阻試驗。
2．2單個儀表模塊需要解決問題
單臺儀器測試儀器有很多種，但是大部分存在一些問題，如采樣不安
全；全部是模擬電路，無通訊功能：測試精度達不到要求等等。
本章將通過以下的介紹，解決上述問題，并通過各個單臺儀器儀表的
開發(fā)，經(jīng)過歸納總結(jié)，建立了本公司公用的儀表單片機平臺，為后續(xù)開
發(fā)作出了貢獻。。
以下對相關試驗項目和單臺儀器進行介紹，利于對集成為組合測試儀
的了解。并且因為各測試儀表的結(jié)構，數(shù)據(jù)處理相似，本部分介紹了公
用的儀表單片機平臺技術，很多也可用于sI通用安全組合測試儀的研制
中。
2．3 耐電壓測試項目和儀器
2．3．1 耐電壓測試項目
耐電壓強度也可稱耐壓強度、介電強度、介質(zhì)強度。耐電壓試驗就是
對被試物品施加一個高于工作或運行中可能遇到的過電壓數(shù)值的交流或
直流電壓，并經(jīng)歷一段時間，以檢查其絕緣水平。一般需要高壓變壓器，
調(diào)壓器等。
它主要達到如下目的：
4
第二章單個儀表模塊的智能化開發(fā)
1．檢測絕緣耐壓受工作電壓或過電壓的能力。
2．檢查電氣設備絕緣制造或檢修質(zhì)量。
3．排除因原材料、加工或運輸對絕緣的損傷，降低產(chǎn)品早期失效率。
4．檢驗絕緣的電氣間隙和爬電距離。
’由于交流耐壓試驗的試驗電壓一般比工作電壓高許多(2類電器達
3750V)，對絕緣性能不良的被試品來說，是一種破壞性試驗。
測試信號一般加在家電的相線和外殼之間。IEC60335—1：2001及相關
標準規(guī)定如下：
圖2-1 電氣強度試驗電壓
Fi92—1 TeSt v01tage of electric Strength
2．3．2 耐電壓測試儀器
耐壓測試儀是測量各種電器裝置、絕緣材料和絕緣結(jié)構的耐電壓能
力的儀器，該儀器要求能調(diào)整輸出需要的交流(或直流)試驗電壓和設
定擊穿(保護)電流。在試驗中，樣品在要求的試驗電壓作用之下達到
規(guī)定時間時，耐電壓測試儀自動或被動切斷試驗電壓；一旦出現(xiàn)擊穿，
電流超過設定擊穿(保護)電流，能夠自動切斷輸出并同時報警，以確
定樣品能否承受規(guī)定的絕緣強度試驗。它可以直觀、準確、快速、可靠
地測試各種被測對象的受電壓、擊穿電壓、漏電流等電氣安全性能指標，
并能在IEC或國家安全標準規(guī)定的測試條件下，進行介電性能試驗。在
國內(nèi)外，此類儀器還有耐壓測試儀、介質(zhì)擊穿裝置、耐壓試驗器、電涌
絕緣測試儀、高壓試驗器等不同的名稱。
因為價格低，目前國內(nèi)占據(jù)市場絕大多數(shù)為國內(nèi)廠家，較有名氣的如
南京長江、長盛、民盛、大展及常州華儀等廠家。這些廠家生產(chǎn)的耐壓
機，電壓測量準確度為±5％，個別廠家如南京大展更達到±3％FS，擊穿電
流測量準確度為±5％。由于國家標準GB4706．1—1998 16條規(guī)定了電壓
5
華南理工大學工程碩士學位論文
測量不確定度為±3％，因此目前國內(nèi)生產(chǎn)的耐壓機其電壓測量準確度是
不合要求的。目前國內(nèi)外有些廠家，例如臺灣華儀、山東把耐壓機的試
驗電壓設置為自動升壓，但其高壓變壓器容量卻在100VA以下，擊穿電
流最大為10mA。這些儀器作為耐壓分析儀是不適用的，因為其容量遠達
不到真正意義的擊穿的要求。
本項目耐壓模塊的研制，主要解決問題為：1、改善采樣方法，研制
準確度較高的泄漏(擊穿)電流測量電路和解決抗干擾以及確保使用的
安全性及可靠性；2、提高泄漏(擊穿)電流測量準確度。
國內(nèi)外耐壓試驗機泄漏(擊穿)電流采樣回路工作原理一般如圖2—2
所示。
T
R1
R2
5
1．高電壓輸出高端2．高電壓輸出低端
3．試品帶電部位4．試品易觸及部位
T．高電壓變壓器RI．擊穿電流采樣電阻
R2．保護電阻
圖2-2傳統(tǒng)耐壓試驗機泄漏(擊穿)電流采樣回路
Fi92—2 Sampling CirCtlit Of traditON electi-i C Strength
耐壓試驗機是一種使用十分頻繁的儀器，如果試品電氣強度不合要
求，就會被擊穿。圖1“2”端與“5”端之間的電壓可在1．5’4．5KV范圍，
視產(chǎn)品標準規(guī)定而定，因此擊穿電流采樣回路受高電壓竄擾的機會很大，
很容易損壞后面的變換電路。本項目在高電壓輸出低端“2”加入隔離式
電流互感器cT，在CT與Rl間串聯(lián)限流電阻R3，在cT與R3并聯(lián)一只壓
敏電阻VR，如圖2所示。
6
咀
]；j
第二章單個儀表模塊的智能化開發(fā)
圖2—3 改進耐壓試驗機泄漏(擊穿)電流采樣回路
Fi92—3 New Sampling circuit 0f electric Strength
圖2—3接法有如下優(yōu)點，其一，由于cT的隔離作用商電壓采樣回路
與變換電路隔離大大削弱高電壓竄擾作用，變換電路元器件不易損壞。
其二，由于壓敏電阻VR與限流電阻的共同作用，流過CT初級的電流被
限制在200mA以內(nèi)，這樣，一方面防止損壞電流互感器cT，另一方面CT
的電流不致過大，變換電路的輸入信號被限幅，有效地保護了變換電路，
儀器可靠性得到較大的提高。
提高泄漏(擊穿)電流測量準確度是耐壓機需要解決的另一關鍵
問題。根據(jù)G84706．1一t998對試品進行電氣強度試驗，要求試品在規(guī)定
的試驗電壓下，歷時一分鐘無擊穿現(xiàn)象，至于擊穿電流是多少，標準并
無規(guī)定，這主要是考慮試品泄漏電流與擊穿電流是兩個不同的概念，其
表現(xiàn)為圖1—3所示。
在擊穿點前，流過試品絕緣介質(zhì)的電流是泄漏電流，它與施加在試品
絕緣介質(zhì)上的試驗電壓基本上是呈線性關系，試驗電壓越高，泄漏電流
越大。但在擊穿后，流過試品絕緣介質(zhì)的電流為擊穿電流，擊穿電流是
突交的，絕緣介質(zhì)呈短路狀態(tài)，有點象二極管反向擊穿，此時擊穿電流
一般在lOOmA以上，這是真正意義的擊穿。這就是為什么作電氣強度試
驗時，往往把擊穿電流設置在100mA的原因。
i．泄漏(擊穿)電流KV．試品施加電壓
1．泄漏電流曲線2．擊穿電流曲線
圖2—4絕緣介質(zhì)的擊穿電流曲線
Fi92-4 Thrash current curve of inSUlate medium
在擊穿點前，流過試品絕緣介質(zhì)的電流是泄漏電流，它與施加在試品
絕緣介質(zhì)上的試驗電壓基本上是呈線性關系，試驗電壓越高，泄漏電流
越大。但在擊穿后，流過試品絕緣介質(zhì)的電流為擊穿電流，擊穿電流是
突變的，絕緣介質(zhì)呈短路狀態(tài)，有點象二極管反向擊穿，此時擊穿電流
7
華南理工大學工程碩士學位論文
一般在100mA以上，這是真正意義的擊穿。這就是為什么作電氣強度試
驗時，往往把擊穿電流設置在100mA的原因。
為了提升試驗電壓，耐壓機都有一只高壓變壓器，高壓變壓器是接儀
器外殼(電源地)。由于高壓變壓器存在分布參數(shù)，加上絕緣介質(zhì)引起的
泄漏，使得高壓變壓器高壓輸出端對儀器外殼的泄漏約有幾十微安至
0．1mA的泄漏電流，而這種泄漏電流是與輸出電壓有關。如果測量準確度
要求±3％，那么在0．5mA時，其誤差要求在±15 u A、2mA時為60“A。若
不消除高壓變壓器泄漏電流的影響，則在2mA以下，泄漏電流的測量就
會造成很大的測最誤差。本項目把機殼的地由原來接在高電壓輸出低端
改接在電流互感器CT的另一端b上，如圖4所示。這樣由高壓變壓器產(chǎn)
生的附加泄漏電流i。不會流進電流互感器CT，后面的測量變換電路測得
的只是試品的泄漏電流。
圖2—5 新型采樣電路
Fi92—5 New sampling circuit
影響小電流測量準確度的另一個原因是二極管的非線性。本項目采用
運算放大器構成的全波整流電路圖5，通過反饋運算放大器能夠大大咸小
運算放大器內(nèi)部的非線性畸變。圖5電路把二極管接入反饋網(wǎng)路中，二
極管非線性特征將在很大程度被線性化，而單向傳輸特性被保存下來，
從而得到線性整流電路。
R3
圖2-6 全波整流電路
8
第二章單個儀表模塊的智能化開發(fā)
Fi92—6 Full W￡tve Commut e circult
為簡明起見，以圖6半波線性整流電路為例，作定運算放大器是近于
理想的，Ri>>Rl，RO=0，當Ui>0，(R1／R2)X KO>>(rn：／R2)
和1時，
UO=一(R2／R1)×UI×{1一r。。／(KOx R1)} (1)
(1)式中r。是二極管等效導通電阻，它是引起二極管非線性畸變的
原因。從公式(1)可見，r。的非線性被減小了KO X R1倍，例如KO=105，
RI=R2=lOKQ，即使RO=1MQ，它所引入的非線性失真也只為0．1％。
二極管D1的引入是為了消除由于二極管D2反偏時漏電流不等于零時
造成輸出不為零，而采取的方法，這里不再敘述。
R2
圖2—7半波線性整流電路
Fi92—7 Half WRVe commute circuit
耐電壓測試模塊的面板效果如下：
2．4泄漏電流試驗項目和儀器
2。4。1泄漏電流試驗項目
泄漏電流現(xiàn)在普遍叫接觸電流，是指在沒有故障施加電壓的情況下，
電氣中帶相互絕緣的金屬零件之間，或帶電零件與接地零件之間，通過
9
華南理工大學工程碩士學位論文
其周圍介質(zhì)或絕緣表面所形成的電流稱為泄漏電流。按照美國UL標準，
泄漏電流是包括電容耦合電流在內(nèi)的，能從家用電器可觸及部分傳導的
電流。泄漏電流包括兩部分，一部分是通過絕緣電阻的傳導電流11；另
一部分是通過分布電容的位移電流12，后者容抗為XC=1／2pfc與電源頻
率成反比，分布電容電流隨頻率升高麗增加，所以泄漏電流隨電源頻率
升高而增加。具體的模擬人體的網(wǎng)絡見《GB／T1211 3—2003接觸電流和保
護導體電流的測量方法》，如圖2-8泄漏電流試驗示意圖。
圖2—8泄漏電流試驗示意
Fi92—8 Show chart of tOUCh current teSt
測試信號一般加在家電的相線和外殼之間，L／N線或A／B／C切換，取
最大值。
2．4．2泄漏電流試驗儀器
泄漏電流測試儀用于測量電器的工作電源(或其他電源)通過絕緣或
分布參數(shù)阻抗產(chǎn)生的與工作無關的泄漏電流，其輸入阻抗模擬人體的阻
抗。泄漏電流測試儀主要由阻抗變換、量程轉(zhuǎn)換、交直流變換、放大、
指示裝置等組成。有的還具有過流保護、聲光報警電路和試驗電壓調(diào)節(jié)
裝置，其指示裝置分模擬式和數(shù)字式兩種。泄漏電流測試儀面板示意圖
如下。
2。5絕緣電阻試驗項目和儀器
l 0
第二章單個儀表模塊的智能化開發(fā)
2．5．1絕緣電阻試驗項目
絕緣電阻是指用絕緣材料隔開的兩部分導體之間的電阻。為了保證電
氣設備運行的安全，應對其不同極性(不同相)的導電體之間，或?qū)щ?
體與外殼之間的絕緣電阻提出一個最低要求。例如，家用和類似用途電
器規(guī)定：基本絕緣為2Mt'l；加強絕緣為7MO。
影響絕緣電阻測量值的因素有：溫度、濕度、測量電壓及作用時間、
繞組中殘存電荷和絕緣的表面狀況等。
通過測量電氣設備的絕緣電阻，可以達到如下目的：了解絕緣結(jié)構的
絕緣性能；了解電器產(chǎn)品絕緣處理質(zhì)量；了解絕緣受潮及受污染情況；
檢驗絕緣是否承受耐電壓試驗，若在電氣設備的絕緣電阻低于某一限值
時進行耐電壓測試，將會產(chǎn)生較大的試驗電流，造成熱擊穿而損壞電氣
設備的絕緣。通常各式各樣試驗標準均規(guī)定在耐電壓試驗前，先測量絕
緣電阻。
測試信號一般加在家電的相線和外殼之間。
2．5．2絕緣電阻試驗項目儀器
絕緣電阻測試儀是用來測量絕緣電阻大小的儀器。一般要產(chǎn)生一個
250V／500V／1000V的直流電壓作為信號源，再通過檢測電流從而計算出電
阻值，一般都在MQ級。要特別防止工頻干擾。絕緣電阻測試模塊的面板
示意圖如下。
2．6接地電阻試驗項目和儀器
2．6．1接地電阻試驗項目
”接地電阻”這個名詞是個定義并不十分明確的詞。在有些標準中(如
家用電器的安全標準中)，它是指設備內(nèi)部的接地電阻，而在有些標準中
(如接地設計規(guī)范中)，它是指整個接地裝置的電阻。我們所講的是指設
備內(nèi)部的接地電阻，也就是一般產(chǎn)品安全標準中所說的接地電阻(也有
叫做接地阻抗的)，它所反映的是設備的各處外露可導電部分與設備的總
接地端子之間的電阻。一般標準中規(guī)定這個電阻不得大于0．1 Q。
接地電阻是指用電器的絕緣一旦失效時，電器外殼等易觸及金屬部件
華南理工大學工程碩士學位論文
可能帶電，需要有可靠的接地保護電器的使用者的安全，接地電阻是衡
量電器接地保護可靠的重要指標。
測試信號一般加在家電的地線和外露可導電部件之間。
2．6．2接地電阻試驗儀器
接地電阻測試模塊的面板如下：
接地電阻可用接地電阻測試儀來測量。由于接地電阻很小，正常一般
在幾十毫歐姆，因此，必須采用四端測量才能消除接觸電阻，得到準確
的測量結(jié)果。接地電阻測試儀是由測試電源、測試電路、指示器和報警
電路組成。測試電源產(chǎn)生25A(或10A)的交流測試電流，測試電路將被
測電器取得的電壓訊號通過放大、轉(zhuǎn)換，由指示器顯示，若所測接地電
阻大于報警值(0．I o或0．2 Q)，儀器發(fā)出聲光報警。
2．7公用的儀表單片機平臺技術
為了加快開發(fā)速度，通過綜合分析以上所提的儀表要求，抽取共性的
特征，如都是兩組顯示，都用看門狗電路等等，建立了儀表開發(fā)公用的
儀表單片機平臺。
2．7．1硬件平臺的主要特點：
本平臺采用89C52芯片進行構造，硬件I／O口分配如下：
采用12M晶振；
P0．0一PO．2
P0．4一P0．5
PI．0一PI．4
P1．6 一P1．7
P 2．0一P2．4
INT0(P3．2)
INTl(P3．3)
RXD(P3．O)
TXD(P3．1)
P3．6一P3．7
PS7219顯示控制
PO．4報警燈及相應外部信號控制
PO．5 測試燈及相應外部信號控制
X25045及TLC2543的控制
量程1及量程2控制
鍵盤輸入
外部信號輸入(備用)
鍵盤中斷輸入
串行通訊接收端
串行通訊發(fā)送端
量程3及量程4控制
l 2
第二章單個儀表模塊的智能化開發(fā)
TO(P3．4) 蜂鳴器驅(qū)動
主要功能：
提供3選1的12串行A／D通道，即最多可讀3個模擬量
提供512字節(jié)的外部EEPROM，帶WATCH—DOG功能
提供8位LED數(shù)碼管顯示，分為兩組，分別叫L0，L1
含義： 測量時LO：第1個測試量結(jié)果
LI：第2個測試量結(jié)果
設置時L0：設置項目的名稱
Li：設置項目的值
本平臺的數(shù)據(jù)處理是面向測試顯示結(jié)果而不是A／D通道，
即測試時
顯示在LO，L1上的量是我們最關心的量，分別對應平臺
系統(tǒng)內(nèi)部RAM的DATA0和DATAI，對于特殊情況如：絕緣電阻測試
儀顯示的結(jié)果為A／D通道讀入的中間值經(jīng)過除法處理后的結(jié)果。
約定： 如無特殊說明，
L0： 儀表的固定量程檢測量如接地電阻儀的25A測試電流
LI： 儀表的報警檢測量如接地電阻儀的電阻測量值
提供5個獨立式按鍵
提供隔離的全雙工RS一232通訊接口
多位LED發(fā)光二極管顯示及量程控制，報警控制
2．7．2 軟件平臺建立
本軟件平臺建立在公司的標準儀表硬件平臺結(jié)構上，與硬件密切相
關，編制了通用的程序，包括功能模塊類、顯示類、鍵盤處理、I／O操作、
數(shù)據(jù)處理、報警處理、延時、定時中斷和通訊類等共40多個模塊。每個
模塊都如下所示，包含相關信息，方便資源共享。
『名稱GET DATA 序號
讀取R3通道中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過R6的平均次數(shù)計算后，
存入
l 3
第二章單個儀表模塊的智能化開發(fā)
TO (P3.4 ) 蜂鳴器驅(qū)動
主要功能:
提 供 3 選 1 的 1 2 串 行 A/ D通道，即最多可讀 3個模擬量
提 供 5 12 字 節(jié) 的 外 部 E EP ROM，帶 WATCH一 DOG功能
提 供 8 位 L ED 數(shù) 碼 管 顯 示 ， 分為兩組，分別u叫LO，L1
含 義 : 測量時 LO:第 1個測試量結(jié)果
L1 : 第 2個 測 試 量 結(jié) 果
設 置 時 LO : 設 置 項 目 的 名 稱
L1 : 設 置 項 目 的 值
本 平 臺 的 數(shù) 據(jù) 處 理是面向測試顯示結(jié)果而不是 A/D通道，
即測試時
顯 示 在 L 0. L 1 上的量是我們最關心的量，分別對應平臺
系統(tǒng)內(nèi)部RAM的DATAO和DATA1，對于特殊情況如:絕緣電阻測試
儀顯示的結(jié)果為A/D通道讀入的中間值經(jīng)過除法處理后的結(jié)果。
約 定 : 如無特殊說明，
LO : 儀 表的固定量程檢測量 如接地電阻儀的 25A測試電流
L1 : 儀 表的報警檢測量 如接地電阻儀的電阻測量值
提 供 5個獨立式按鍵
提 供隔離的全雙工 RS-232通訊接口
多位 LED發(fā)光二極管顯示及量程控制，報普控制
2.7 .2 軟件平臺建立
本 軟 件 平臺建立在公司的標準儀表硬件平臺結(jié)構上，與硬件密切相
關，編制了通用的程序，包括功能模塊類、顯示類、鍵盤處理、I/0操作、
數(shù)據(jù)處理、報普處理、延時、定時中斷和通訊類等共40多個模塊。每個
模塊都如下所示，包含相關信息，方便資源共享。
名稱GET_ DATA
讀取R3通道中的數(shù)據(jù)
存入
序號
經(jīng)過R6的平均次數(shù)計算后
華南理工大學工程碩士學位論文
功能描述RO為首地址的雙字節(jié)單元中
子程序調(diào)
用
GET DATA \NIDIV\SUBD4
\S U B E4
\T L C 25 4 3
輸入RO:結(jié)果存放首地址R3:通道號
R6:濾波次數(shù)
輸出RO開始的雙字節(jié)單元
使用PUB-DT-0 一PUB-DT-B(12 Bytes) ,RO-R7 ,C,1級堆
棧
名稱TLC2543 序號
功能描述
對串行A/D ( 11路選I)進行讀操作，得到1個12位
的二進制數(shù)結(jié)果(用16位表示)
子程序調(diào)
用
無
輸入R4(工作模式及通道參數(shù))
輸 出 R2, R3 (R 2:讀數(shù)高地址，R3:讀數(shù)低地址)
使用C, R2, R3, R4
2.7 .3 本平臺已提供功能及說明
1， 數(shù) 據(jù) 讀取
輸 入 : A /D 通道號，結(jié)果單元地址
調(diào) 用 : G ET _D ATA
功 能 : 將 相 應通道的待測量讀入，
的 結(jié) 果 單元
濾 波 次數(shù) N
經(jīng)過N次平均，結(jié)果送入指定
14
華南理工大學工程碩士學位論文
功能描述RO為首地址的雙字節(jié)單元中
子程序調(diào)
用
GET DATA \NIDIV\SUBD4
\S U B E4
\T L C 25 4 3
輸入RO:結(jié)果存放首地址R3:通道號
R6:濾波次數(shù)
輸出RO開始的雙字節(jié)單元
使用PUB-DT-0 一PUB-DT-B(12 Bytes) ,RO-R7 ,C,1級堆
棧
名稱TLC2543 序號
功能描述
對串行A/D ( 11路選I)進行讀操作，得到1個12位
的二進制數(shù)結(jié)果(用16位表示)
子程序調(diào)
用
無
輸入R4(工作模式及通道參數(shù))
輸 出 R2, R3 (R 2:讀數(shù)高地址，R3:讀數(shù)低地址)
使用C, R2, R3, R4
2.7 .3 本平臺已提供功能及說明
1， 數(shù) 據(jù) 讀取
輸 入 : A /D 通道號，結(jié)果單元地址
調(diào) 用 : G ET _D ATA
功 能 : 將 相 應通道的待測量讀入，
的 結(jié) 果 單元
濾 波 次數(shù) N
經(jīng)過N次平均，結(jié)果送入指定
14
第二章單個儀表模塊的智能化開發(fā)
2.比例放大
輸 入 : 待放大的結(jié)果單元地址
調(diào) 用 : KB
功 能 : 根據(jù)當前的量程，將指定單元的結(jié)果乘上一個比例稀數(shù) K
該 系 數(shù) 通過查表得到，平臺使用者應根據(jù)不同的儀表，自行更新
該 表 。
3.報警值設定
輸 入 : 待設報警值單元地址，
調(diào) 用 : SET一 DATA
功 能 : 提供一個設定報普值的功能模塊，將指定單元的設定值更
新 并 在 退出時，通過累加器 A返回一個退出標志量
4.其它量的設定
輸 入 : 無
調(diào) 用 : SET_AL,SET_TIME,SET_ADD,SET_BD
功 能 : 更新相應的設定值，此類設定值的存放單元固定，退出時，
通 過 累 加器 A返回一個退出標志量
注 : 對 于調(diào)用③，④中提到的設定模塊，超時 (連續(xù)無按鍵操作
60 S) 退 出返回 OFFH，按鍵則退出返回相應鍵號
5.自動量程
輸 入 : 進行自動量程處理的結(jié)果量地址
調(diào) 用 : SET_R ANGE
功 能 : 根據(jù)儀表當前的讀數(shù)，將量程向上或下一檔改變一次，或
保 持 當 前量程，當儀表已處于最高量程時，仍超量程，則將超量
程 標 志 OVER_R ANGE置 ..1 11 ，其它情況清 .0..
說 明 : .量程劃分
量程切換標準:
儀 表 處 于某一量程時，測試顯示值 (不考慮小數(shù)點位置)
>2 00 0 切換到上一檔
華南理工大學工程碩士學位論文
< 19 5 切換到下一檔
該 子 程 序 調(diào) 用應放在主監(jiān)控程序當中，主監(jiān)控程序的掃描周期不
宜 過 長 。
常 數(shù) 定 義 中 的儀表最大量程 MAX_R ANGE，應定義為對應儀表的最大
量 程 ，如 絕 緣 電阻測試儀的最大量程定義為 03H.
6. 上 下 限比較
輸 入 : 測 試 結(jié)果單元地址，上限或下限值地址 ，上下限的固定
量 程
調(diào) 用 : AL _UP_C OMP,AL_DN_COMP
功 能 : 根 據(jù)儀表當前的量程，通過調(diào)用相應的比較子程序，進
行 上 限 或 下 限比較 輸出標志 C, C=" 1":不合格， C=" 0":合格
7. 通 訊 功能
功 能 : 根 據(jù) 上位機發(fā)送的不同命令，完成測試值回送、啟動測試、
停 止 測 試 、 允許下位機報警、禁止下位機報普和通訊校驗等六種
功 能 ， 儀 表 地址范圍內(nèi):0-99;波特率:1200, 2400,4 800三種
通 訊 收 發(fā) 流 程:
通 訊 的 收 發(fā) 均采用 COMM_B UF開始的 RAM塊，長度為 48個字節(jié)。
2.8 本章小結(jié)
基 于 對 于家電通用安全測試項 目及單個儀表模塊的了解，基于儀表開
發(fā)公用的儀表單片機平臺的建立，下邊講述兩組不同開發(fā)思路的通用安
全測試儀的研制，多儀表模塊通過PLC控制的邏輯控制裝置和通用安全
性能組合測試裝置、并可配PC機構成檢測線的ST系列即和小型化、單
片機控制、LCD顯示的Si 系列.
華南理工大學工程碩士學位論文
< 19 5 切換到下一檔
該 子 程 序 調(diào) 用應放在主監(jiān)控程序當中，主監(jiān)控程序的掃描周期不
宜 過 長 。
常 數(shù) 定 義 中 的儀表最大量程 MAX_R ANGE，應定義為對應儀表的最大
量 程 ，如 絕 緣 電阻測試儀的最大量程定義為 03H.
6. 上 下 限比較
輸 入 : 測 試 結(jié)果單元地址，上限或下限值地址 ，上下限的固定
量 程
調(diào) 用 : AL _UP_C OMP,AL_DN_COMP
功 能 : 根 據(jù)儀表當前的量程，通過調(diào)用相應的比較子程序，進
行 上 限 或 下 限比較 輸出標志 C, C=" 1":不合格， C=" 0":合格
7. 通 訊 功能
功 能 : 根 據(jù) 上位機發(fā)送的不同命令，完成測試值回送、啟動測試、
停 止 測 試 、 允許下位機報警、禁止下位機報普和通訊校驗等六種
功 能 ， 儀 表 地址范圍內(nèi):0-99;波特率:1200, 2400,4 800三種
通 訊 收 發(fā) 流 程:
通 訊 的 收 發(fā) 均采用 COMM_B UF開始的 RAM塊，長度為 48個字節(jié)。
2.8 本章小結(jié)
基 于 對 于家電通用安全測試項 目及單個儀表模塊的了解，基于儀表開
發(fā)公用的儀表單片機平臺的建立，下邊講述兩組不同開發(fā)思路的通用安
全測試儀的研制，多儀表模塊通過PLC控制的邏輯控制裝置和通用安全
性能組合測試裝置、并可配PC機構成檢測線的ST系列即和小型化、單
片機控制、LCD顯示的Si 系列.
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
第 三 章 ST 通 用 安全組合測試儀的研制
3. 1 研制目的及規(guī)劃
ST 通 用 安全組合測試儀開發(fā)主要是為了能應用于工業(yè)現(xiàn)場，可靠性
高，使用和維護容易。能據(jù)用戶要求很方便地實現(xiàn)功能擴展，成系列化
生產(chǎn)以滿足用戶不同層次的需求。應用面廣，且測試精度和速度并重，
能配套檢測線，在幾秒鐘內(nèi)完成一臺產(chǎn)品的檢驗，并且不同項目的測試
信號從同一組測試端子輸出，便于測試接線，提高效率，降低強度。滿
足GB4706. 1-98等相關標準的要求。
系 統(tǒng) 內(nèi) 一般包含有接地電阻測試，絕緣電阻測試，工作狀態(tài)/非工作狀
態(tài)下的耐壓測試，泄漏電流測試，低壓啟動及電壓電流功率測試等功能
模塊，如下表所列:
項目工作伯號洲試范圍信號外接樣品點
接地電阻25A 0-0.250 地線，外殼
絕緣電阻50011000V DC 0-200M 0 火l零，外殼
耐壓
0- 5KV AC
(工作狀態(tài))1. 1
U n
0-100mA 火1零，外殼
泄漏電流
0-250V AC
1. 06 U n
0-20mA 火，零，外殼
低壓啟動
0-220V
0.85Un
0-5KVA 火，零
電壓電流功率Un 0.5 K VA 火，零
ST 系 列 通用安全測試臺的結(jié)構和功能隨著型號的不同而有一些變化，
但其本質(zhì)為一個由PLC完成順序測試過程，在完成各種附加功能的同時，
實現(xiàn)測試過程自動化(PA)的產(chǎn)品。設計中讓PLC有很大的獨立性，無
論在哪種型號下，其都可以獨立控制完成測試過程。系統(tǒng)總體上為主從
兩級控制。各單臺儀表內(nèi)含一個單片機最小系統(tǒng)，負責本機的數(shù)據(jù)采集
等工作，在系統(tǒng)中充當從機;PLC或PC做為主機，控制測試過程，數(shù)據(jù)
采集，存貯，打印，報普等功能。
為 了 滿 足用戶不同層次的需求，ST通用安全組合測試儀按照功能的強
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
3．1 研制目的及規(guī)劃
ST通用安全組合測試儀開發(fā)主要是為了能應用于工業(yè)現(xiàn)場，可靠性
高，使用和維護容易。能據(jù)用戶要求很方便地實現(xiàn)功能擴展，成系列化
生產(chǎn)以滿足用戶不同層次的需求。應用面廣，且測試精度和速度并重，
能配套檢測線，在幾秒鐘內(nèi)完成一臺產(chǎn)品的檢驗，并且不同項目的測試
信號從同一組測試端子輸出，便于測試接線，提高效率，降低強度。滿
足GB4706．1—98等相關標準的要求。
系統(tǒng)內(nèi)一般包含有接地電阻測試，絕緣電阻測試，工作狀態(tài)／非工作狀
態(tài)下的耐壓測試，泄漏電流測試，低壓啟動及電壓電流功率測試等功能
模塊，如下表所列：
項目工作信號測試范圈信號外接樣品點
接地電阻25A 0—0．25 0 地線。外殼
絕緣電阻50011000V DC 0—200M Q 火，零。外殼
O一5KV AC
耐壓(工作狀態(tài))1．1 O—100mA 火，零，外殼
Un
O一250V AC
泄漏電流0—20mA 火，零。外殼
1．06Un
O一220V
低壓啟動0—5KVA 火，零
O．85U11
電壓電流功率Un 0—5KVA 火，零
sT系列通用安全測試臺的結(jié)構和功能隨著型號的不同而有一些變化，
但其本質(zhì)為一個由PLC完成順序測試過程，在完成各種附加功能的同時，
實現(xiàn)測試過程自動化(PA)的產(chǎn)品。設計中讓PLC有很大的獨立性，無
論在哪種型號下，其都可以獨立控制完成測試過程。系統(tǒng)總體上為主從
兩級控制。各單臺儀表內(nèi)含一個單片機最小系統(tǒng)，負責本機的數(shù)據(jù)采集
等工作，在系統(tǒng)中充當從機；PLC或PC做為主機，控制測試過程，數(shù)據(jù)
采集，存貯，打印，報警等功能。
為了滿足用戶不同層次的需求，sT通用安全組合測試儀按照功能的強
1 7
華南理工大學工程碩士學位論文
弱，分為以下幾檔。
1．ST40型：無PC機及打印機，PLC和其它單片機模塊間只存在控制
信號。PLC實現(xiàn)順序控制完成測試過程，并顯示測試狀態(tài)及不合格項目。
2．ST50型：可配打印機，PLC除完成ST40中功能外，還和各單片機
通訊采集數(shù)據(jù)，并且將測試數(shù)據(jù)打印。
3．ST70型：可配PC機及打印機，由PC機完成設定檢測項目及時間
等傳入PLC，由PLC控制測試運作，Pc機完成數(shù)據(jù)采集，存儲，打印，
統(tǒng)計等功能。
為反映具體效果以下資料為從安規(guī)儀器網(wǎng)上下載，最初資料由本人提
供。
http：／／www．a(chǎn)nguil 7．com／cpli st／elec～safe／safely％20iategrate／ST一
2％20SERIES．htm：
1 8
ST40型通用安全測試裝置
①采用抽屜式機箱；
②各儀表單元用四位拔盤設
定報警點；
③系統(tǒng)通過公共邏輯控制器
箱的控制，實現(xiàn)內(nèi)置繼電器、
接觸器陣列的切換，將測試端
口匯總輸出，實現(xiàn)各參數(shù)分時
測試。接好被測負載后，一次
完成所有測試項目；
④整個系統(tǒng)的運行，只需在公
共邏輯控制箱面板上操作；
⑤公共邏輯控制箱面板有兩
排指示燈，上排綠燈指示正在
測試項目，下排紅燈鎖存指示
測試不合格項目；
⑥系統(tǒng)由可編程序控制器PLC
控制整個測試過程，分為自動
測試和手動測試兩種狀態(tài)：自
動狀態(tài)：選擇測試項目及設定
好報警限后，自動完成所選測
第三章sT通用安全組合測試儀的研制
試項目，各項目測試時間由機
內(nèi)PLC設定，用戶如欲自定測
試時間預先申明。手動狀態(tài)：
手動逐項選擇測試項目，各項
目測試時間由用戶掌握。
⑦最多各有12種測試項目及
儀表供選擇，可按用戶要求任
意組合，
ST70型通用安全測試裝置
①’⑦項性能同ST40機型；
⑧系統(tǒng)由PLC(可編程控制器)
和上級微機共同控制。微機負
責總體設定測試條件及采集、
存儲、打印、統(tǒng)計等功能；PLC
在硬件上按上級微機的設定來
控制操作；
⑨系統(tǒng)具備脫機測試功能，即
由PLC(可編程控制器)控制
完成ST40機型的各項功能。
ST50型通用安全測試裝置
①’⑦項性能同ST40機型；
⑥系統(tǒng)配置一臺噴墨打印機。自動測試狀態(tài)時，用戶選擇打印功能后，
系統(tǒng)可將測試的日期、時間、開機測試的臺數(shù)及測試數(shù)據(jù)、不合格標志
等自動打印出來。
3．2系統(tǒng)結(jié)構
系統(tǒng)一般用于現(xiàn)場檢測，要求可靠性高，抗干擾能力強，既可實現(xiàn)計
算機監(jiān)控，又可以在現(xiàn)場控制，所以選擇可編程控制器(PLC)做為主控
模塊。為滿足設計要求，ST系列通用安全測試臺采用模塊化結(jié)構，將各
模塊信號定義都統(tǒng)一起來，易于互換，利用PLC做為系統(tǒng)的測試主控單
元，一般PLC或PC機做為主機，各檢測儀表做為從機，最后形成一個主
從兩級控制，實現(xiàn)過程自動化(PA)功能的系統(tǒng)，總體結(jié)構框圖如附圖
1 9
華南理工大學工程碩士學位論文
3—1所示。
附圖3-2中各部分功能簡述如下：
A1’A5為各個檢測項目的模塊，內(nèi)有89C52單片機：
A6為監(jiān)控用PC機，通過232口讀取A1’A5中的測試數(shù)據(jù)及控制PLC
動作，并且完成統(tǒng)計、打印等功能：
A7用于遠程編程，調(diào)試及故障診斷用的PC，通過Modenl可和現(xiàn)場的
Moden2和轉(zhuǎn)換適配器與PLC通訊；
A9用于A6及A8不連時，PLC通過它向Al’A5讀取測試數(shù)據(jù)，并將數(shù)
據(jù)由A14輸出；
A10用于現(xiàn)場改變PLC內(nèi)部寄存器的值，從而改變定時、計數(shù)等的設
定值；
A11為PLC單元，作為主控單元，其可以接受外部輸入，如控制面板
上開關或A10的控制，亦可以在A7的控制下做程序上的調(diào)整，其輸出通
過擴展單元A12，進行現(xiàn)場的測試及不合格指示，控制中聞繼電器及打印
測試數(shù)據(jù)等功能；
A12為PLC的端口擴展，通過PLC的輸出Y9’YF作為控制信號，將Y0。Y7
復用四次．在成本很低的情況下實現(xiàn)復雜的控制功能：
A13為繼電器及電源控制部分，通過PLC的輸出控制，使在測試中分
別接通不通的測試回路，將信號加出到樣品上，且保證各信號間互不影
響。
由附圖3-1可以看出，PLC是處于系統(tǒng)控制的核心，整個系統(tǒng)的控制
都是由它來實現(xiàn)的。
3．3 PLC在通用安全測試系統(tǒng)中的應用
因為ST系列通用安全測試臺是由各個檢測單元直接迭加在一起，各
個檢測單元相互獨立，有高壓(5000VAC)大電流(25A)并且工業(yè)現(xiàn)場
的條件參差不齊，控制核心就首選的抗干擾性能很強的可編程控制器
(PLC)。
3．3．1 PLO的選型
本系統(tǒng)中選用的是松下電工的AFPl2247C型的PLC。其具有一個422
2 0
華南理工大學工程碩士學位論文
3一1所示。
附圖3-2中各部分功能簡述如下:
"A5為各個檢測項目的模塊，內(nèi)有
為監(jiān)控用PC機，通過232口讀取
89C52單片機;
A1-A5中的測試數(shù)據(jù)及控制PLC
，衛(wèi)﹄ 6
A A
動作，并且完成統(tǒng)計、
A7用于遠程編程，
打印等功能;
調(diào)試及故障診斷用的PC 通過Modenl可和現(xiàn)場的
Moden2和轉(zhuǎn)換適配器與PLC通訊;
A9 用于 A6及 AS不連時，PLC通過它向Al-A5讀取測試數(shù)據(jù)，并將數(shù)
據(jù)由A14輸出;
A1 0用于現(xiàn)場改變 PLC內(nèi)部寄存器的值，從而改變定時、計數(shù)等的設
定值;
Al l為 PLC單元，作為主控單元，其可以接受外部輸入，如控制面板
上開關或A10的控制，亦可以在A7的控制下做程序上的調(diào)整，其輸出通
過擴展單元A12，進行現(xiàn)場的測試及不合格指示，控制中間繼電器及打印
測試數(shù)據(jù)等功能;
A1 2為PLC的端口擴展，通過PLC的輸出Y9"YF作為控制信號，將YO-Y7
復用四次，在成本很低的情況下實現(xiàn)復雜的控制功能;
A1 3為繼電器及電源控制部分，通過 PLC的輸出控制，使在測試中分
別接通不通的測試回路，將信號加出到樣品上，且保證各信號間互不影
響。
由 附 圖 3-1可以看出，PLC是處于系統(tǒng)控制的核心，整個系統(tǒng)的控制
都是由它來實現(xiàn)的。
3. 3 PLC在通用安全測試系統(tǒng)中的應用
因 為 ST 系列通用安全測試臺是由各個檢測單元直接迭加在一起，各
個檢測單元相互獨立，有高壓(5000VAC)大電流(25A)并且工業(yè)現(xiàn)場
的條件參差不齊，控制核心就首選的抗干擾性能很強的可編程控制器
(P LC)。
3.3 .1 PLC的選型
本 系統(tǒng)中選用的是松下電工的 AFP12247C型的 PLC。其具有一個 422
華南理工大學工程碩士學位論文
3一1所示。
附圖3-2中各部分功能簡述如下:
"A5為各個檢測項目的模塊，內(nèi)有
為監(jiān)控用PC機，通過232口讀取
89C52單片機;
A1-A5中的測試數(shù)據(jù)及控制PLC
，衛(wèi)﹄ 6
A A
動作，并且完成統(tǒng)計、
A7用于遠程編程，
打印等功能;
調(diào)試及故障診斷用的PC 通過Modenl可和現(xiàn)場的
Moden2和轉(zhuǎn)換適配器與PLC通訊;
A9 用于 A6及 AS不連時，PLC通過它向Al-A5讀取測試數(shù)據(jù)，并將數(shù)
據(jù)由A14輸出;
A1 0用于現(xiàn)場改變 PLC內(nèi)部寄存器的值，從而改變定時、計數(shù)等的設
定值;
Al l為 PLC單元，作為主控單元，其可以接受外部輸入，如控制面板
上開關或A10的控制，亦可以在A7的控制下做程序上的調(diào)整，其輸出通
過擴展單元A12，進行現(xiàn)場的測試及不合格指示，控制中間繼電器及打印
測試數(shù)據(jù)等功能;
A1 2為PLC的端口擴展，通過PLC的輸出Y9"YF作為控制信號，將YO-Y7
復用四次，在成本很低的情況下實現(xiàn)復雜的控制功能;
A1 3為繼電器及電源控制部分，通過 PLC的輸出控制，使在測試中分
別接通不通的測試回路，將信號加出到樣品上，且保證各信號間互不影
響。
由 附 圖 3-1可以看出，PLC是處于系統(tǒng)控制的核心，整個系統(tǒng)的控制
都是由它來實現(xiàn)的。
3. 3 PLC在通用安全測試系統(tǒng)中的應用
因 為 ST 系列通用安全測試臺是由各個檢測單元直接迭加在一起，各
個檢測單元相互獨立，有高壓(5000VAC)大電流(25A)并且工業(yè)現(xiàn)場
的條件參差不齊，控制核心就首選的抗干擾性能很強的可編程控制器
(P LC)。
3.3 .1 PLC的選型
本 系統(tǒng)中選用的是松下電工的 AFP12247C型的 PLC。其具有一個 422
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
口和一個232口，并且內(nèi)置有日歷和時鐘，輸入為24點(XO_X17),輸
出為16點(YO"YF)，共有2. 7K步的程序容量，輸出為NPN的晶體管。
之所以選用該型是基于以下幾個原因:
1. 該型 PLC有兩個外部接口，其中 422口可以在編程及調(diào)試時修改內(nèi)
部數(shù)據(jù)，并且可以監(jiān)控各存儲單元的數(shù)據(jù)，使PLC程序的調(diào)試和對上位
機程序的調(diào)試的速度大大加塊;當程序調(diào)試完成后，該端口可以外接一
個工.0.P單元(智能操作面板)來修改各個檢測項目的順序及各項目測
試時間等參數(shù)，或者該端口可以依附圖一所示，用A7通過Moden及適配
器進行遠程修改;232口可以直接連外部各檢測模塊通訊讀取測試數(shù)據(jù)，
亦可以和各個檢測模塊一起受上級機的控制。
2. 該型 PLC具有一個打印指令 F147，可以將 YO"Y8信號直接連到并行
打印機上輸出存儲在寄存區(qū)的數(shù)據(jù)。
測試伯號匯總
接地電皿
側(cè)試儀Al
絕級電限
側(cè)試儀A2
泄淚電流
側(cè)it13w
光陰及轉(zhuǎn)換開關
A9
ACA卜，，口
A已1
光電用離
A8
控喇面板正在側(cè)試
項目指示及不合格
項目鎖存
控角面板上留能LOY單元
A 10
422口
}一 P LC單 元一
丁了二氣于I I 翰
U2&amp;amp;4211 I 、八11
`mm 「今
一開翰
關 出
t 信
信 號
號
P以溯口
的友用及
擴展A12
間貓電號
離環(huán)附?jīng)_腸，
翻翻控制單
及電石IA口
民C0目口控制的打日翔A 14
華南理工大學工程碩士學位論文
圖 3-1 ST系列通用安全測試臺系統(tǒng)結(jié)構
Fig3一1 System structure of ST series instrument
3. 該型 PLC具有通訊指令 F144，其可以經(jīng)過 232口實現(xiàn)通訊功能完成
數(shù)據(jù)采集.
4 為可以簡化系統(tǒng)，省掉 PC機而用 PLC實現(xiàn)打印測試數(shù)據(jù)功能，則 PLC
的輸出必須用晶體管形式，因為繼電器輸出型受慣性的限制，跟不上數(shù)
據(jù)的輸出速度。
為 滿足不同用戶的測試需求 (如測空調(diào)、風扇等)，外擴了一個智能
工.0.P接口，其可以讀取并改寫PLC內(nèi)部寄存器的值，這樣就可以由用戶
去靈活地按指定的寄存器地址改變相應的測試時間以滿足需要。
由于 PL C只有 16點輸出，而要控制外部控制面板上的 7個正在測試
項目指示，7個不合格項目的測試指示等共15個測試指示燈，9個中間
繼電器，并且尚要在YO-Y8上輸出測試結(jié)果到打印機上，所以通過Y9-YF
的控制，通過附圖一中的A12板，將YO-Y7復用四次，在工作中采用鎖
存信號，分時選通等方式完成其控制功能。
控 制 面 板上的一些項 目設定信號用于當 PLC不連接 A6時，由現(xiàn)場人
員進行選擇測試項目，及啟動，停止測試等功能。當連有A6時，由A6
和PLC通訊，置入一個狀態(tài)位，從而使PLC不受現(xiàn)場控制面板開關狀態(tài)
的影響。
3.3.2控制系統(tǒng)中，PLC各個功能的實現(xiàn)
1、通訊功能:
本 系 統(tǒng) 中采用 PLC的 232口做為通訊接口利用三線法實現(xiàn)，即數(shù)據(jù)輸
入(RD)，數(shù)據(jù)輸出(SD)和信號比(SG)三線:為避免干擾，用光禍進
行兩邊信號隔離。通訊分為兩種情況，其一為PLC作為主機，問各個測
試單元(Al-A5)讀取數(shù)據(jù);其二為PLC和各個測試單元(A1"A5)一起
作為從機，接受主機查詢，PLC通過標志寄存器中的值，反映系統(tǒng)所處的
測試狀態(tài)，由PC機據(jù)此問各個檢測單元采集數(shù)據(jù)。
第 一 種 情況下，PLC與各個測試單元的連接如圖 3-2所示:
華南理工大學工程碩士學位論文
圖 3-1 ST系列通用安全測試臺系統(tǒng)結(jié)構
Fig3一1 System structure of ST series instrument
3. 該型 PLC具有通訊指令 F144，其可以經(jīng)過 232口實現(xiàn)通訊功能完成
數(shù)據(jù)采集.
4 為可以簡化系統(tǒng)，省掉 PC機而用 PLC實現(xiàn)打印測試數(shù)據(jù)功能，則 PLC
的輸出必須用晶體管形式，因為繼電器輸出型受慣性的限制，跟不上數(shù)
據(jù)的輸出速度。
為 滿足不同用戶的測試需求 (如測空調(diào)、風扇等)，外擴了一個智能
工.0.P接口，其可以讀取并改寫PLC內(nèi)部寄存器的值，這樣就可以由用戶
去靈活地按指定的寄存器地址改變相應的測試時間以滿足需要。
由于 PL C只有 16點輸出，而要控制外部控制面板上的 7個正在測試
項目指示，7個不合格項目的測試指示等共15個測試指示燈，9個中間
繼電器，并且尚要在YO-Y8上輸出測試結(jié)果到打印機上，所以通過Y9-YF
的控制，通過附圖一中的A12板，將YO-Y7復用四次，在工作中采用鎖
存信號，分時選通等方式完成其控制功能。
控 制 面 板上的一些項 目設定信號用于當 PLC不連接 A6時，由現(xiàn)場人
員進行選擇測試項目，及啟動，停止測試等功能。當連有A6時，由A6
和PLC通訊，置入一個狀態(tài)位，從而使PLC不受現(xiàn)場控制面板開關狀態(tài)
的影響。
3.3.2控制系統(tǒng)中，PLC各個功能的實現(xiàn)
1、通訊功能:
本 系 統(tǒng) 中采用 PLC的 232口做為通訊接口利用三線法實現(xiàn)，即數(shù)據(jù)輸
入(RD)，數(shù)據(jù)輸出(SD)和信號比(SG)三線:為避免干擾，用光禍進
行兩邊信號隔離。通訊分為兩種情況，其一為PLC作為主機，問各個測
試單元(Al-A5)讀取數(shù)據(jù);其二為PLC和各個測試單元(A1"A5)一起
作為從機，接受主機查詢，PLC通過標志寄存器中的值，反映系統(tǒng)所處的
測試狀態(tài)，由PC機據(jù)此問各個檢測單元采集數(shù)據(jù)。
第 一 種 情況下，PLC與各個測試單元的連接如圖 3-2所示:
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
PLC端(DB9) 各檢測儀表端(DB9 )
圖 3- 2 PL C 與 各 個 測 試 單 元 的 通訊連接
Fi g3 -2 c ommunication contact of PLC ang test modles
注意:一定要將PLC端的RS和CS連起來。
第二種情況下，PC機和PLC及各個測試單元連接如圖3-3所示:
PLC* (IB9) 各檢測儀表端PLC*
圖 3-3 PC機和 PLC及各個測試單元通訊連接
Fig3一3 communication contact of PLC ang PC
通 訊 中 要注意兩個方面，其一為對 PLC的系統(tǒng)需存器進行設定，保證
選取的協(xié)議正確(見表達的設定);其二硬件連接正確，信號通到正常。
如圖3-2和圖3-30
通 訊時，利用 F144( T RNS)指令，時序如圖 3-4，其中 R9038和 R9039
分別為PLC內(nèi)部的特殊內(nèi)部寄存器，通訊前一定要設置好系統(tǒng)寄存器的
值，其中，包含通訊方式，通訊格式及波特率設置及接收數(shù)據(jù)位置。在
上述的兩種不同的通訊格式中，PLC做為主機時，通訊方式寄存器R412
華南理工大學工程碩士學位論文
一定要設為K2，用于一般通訊方式。在此方式下通訊，PLC程序中一定
要通過F144指令按通訊協(xié)議發(fā)數(shù)據(jù)給從機;而當PLC做為從機和PC機
通訊時，則必須設為K1，工作于和計算機聯(lián)接的狀態(tài)下。在此方式下，
須按照松下電工的PLC通訊協(xié)議，由PC機發(fā)送相應的指令讀取PLC中數(shù)
據(jù)，PLC會自動響應，不必用F144指令。
1 0 號
砂吟妙
發(fā)送數(shù)據(jù)到外部串口:
接收數(shù)據(jù)衛(wèi)護以沖: Z皿UZA氣w未 fI77777
接收 準 備 接收 數(shù) 據(jù) 接收到結(jié)束符
圖3-4 PLC及各個測試單元通訊時序
Fig3一4 communication protocol of PLC ang test modles
通訊的設定如下表:PLC的RS232C串口通訊格式
地址系統(tǒng)寄存器名
稱
默認
值
說明
412 RS232C 串口
通訊方式設定
KO 選擇RS232以串口功能設定
K0: RS232C串口不使用。
K1: RS232C串口用于計算機鏈接通訊。
K2: RS232C串口用于一般通訊。
本系統(tǒng)設定為K2
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
413 RS232C 甲口
通訊格式設定
H3 此系統(tǒng)寄存器可指定RS232C串口通訊設定。
設定
。頭碼(第6位)
0:沒有STX碼
1:帶STX碼
.結(jié)束符(第5和4位)
00: CR
01: CR+LF
10: CR
11: EXT
停止位(第3位)
0: 1位
1:2位
奇偶校驗(第2和1位)
00:無
01:奇
10:無
11:偶
字符位(第0位)即數(shù)據(jù)長度
0: 7位
1:8位
例:如果想如下設置RS232C串口，則輸入
H2到系統(tǒng)寄存器No. 413.
一頭碼:無STX
一結(jié)束符:CR
一停止位:1位
一奇偶校驗:奇
一字符位:7位
本系統(tǒng)設定為07H
2 5
華南理工大學工程碩士學位論文
414 RS232C 吊
波特率設定
口I K1 此寄存器可指定RS232C串口波特率。
設定
設定值波特率
KO 29, 200bps
K1 9, 6006ps
K2 4, 800bps
K3 2, 400bps
K4 1, 200bps
K5 600bps
K6 300bps
415 RS232C 串
站號設定
口I K1
416 RS232C 吊口
調(diào)制解調(diào)通訊
設定
HO
417 RS232C 串口
接收數(shù)據(jù)的首
地址設定
KO
本系統(tǒng)設定為K3
當RS232C串口用于計算機鏈接通訊方
式時，此寄存器可指定站號。(計算機鏈
接通訊設定的詳細說明參見426和427
頁系統(tǒng)寄存器No. 412和No. 4130)
設定范圍:K1到K32
本系統(tǒng)設定為K1，只有一臺PLC
當使用RS232C串口時，該寄存器可設定
調(diào)制解調(diào)器通訊的兼容性。
設定
HO:調(diào)制解調(diào)器通訊不允許。
H8000:調(diào)制解調(diào)器通訊允許。
調(diào)制解調(diào)器通訊允許時，可參見FP1硬
件技術手冊“8-8 FP1調(diào)制解調(diào)器通訊”，
設定系統(tǒng)寄存器No. 412, 413和415.
本系統(tǒng)設定為HO
當執(zhí)行一般通訊時，此寄存器可指定作
為從RS232C串口接收數(shù)據(jù)的緩沖器使
用的數(shù)據(jù)寄存器的首地址。
(關于一般通訊設定的詳細說明參見235
和236頁系統(tǒng)寄存器No. 412和4130)
設定范圍:
C版本的FP-M2. 7K型和FPlC24C/C40C
型:KO"K1660
2 6
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
C版本的FP-MSK型和FP1 C56C, C72C
型:KO-K6144
例:如果在系統(tǒng)寄存器 No.4 17中輸入
KO，則RS232C串口接收數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)存
于DTO中，而接收的數(shù)據(jù)從DT1開始存
放。
本系統(tǒng)設定為DT100
418 從RS232C 串
口接收數(shù)據(jù)的
緩半路上器容
量設定
K1660 此寄存器可指定緩器的字數(shù)。(詳細說明
參見237頁系統(tǒng)寄存器No. 417首地址設
定)
設定范圍
C版本的FP-M2. 7K型和FPlC24C/C40C
型:KO-K1660
C版本的FP-M5K型和FP1C56C/C72C型:
KO-K6144
例:如果在系統(tǒng)寄存器 No.4 17中輸入
KO，則系統(tǒng)寄存器No. 418中輸入K100,
則接收數(shù)據(jù)的個數(shù)存于DTO，接收的數(shù)
據(jù)從DT1開始存到DT99e
本系統(tǒng)中PLC通訊是通過一個子程序調(diào)用實現(xiàn)的，具體如下
卜-m即
卜介J
卜-PF1
卜匆卜f
卜4DF1
卜-pF)
卜-PF)
﹂卜陌曰陰
簫洲
勸幻
柳討體汁報討偷
1 3-fF飛t K0 OT 90 訪， I ，碧
羽
羽
，
2 7
華南理工大學工程碩士學位論文
茲日口日
卜-lDF
卜-" 1
卜mP)
卜匆「)
卜p下】
卜一p動
Tn 防
汽飛 份
州一}
R1D1I
-R-103I'
Ri 叮
-Ri104I
馬吁
76 加勿
刀洲到翻嶺創(chuàng)
N 4C少卿46
H 勺
Or刀]
OT 29 ]
卿二姍咖
味吮把黔寺
H 0
H 22聳
料D麟
〔T31
0T 90
目刁幣I
喇咖喇
陽的FO
一鹿卜||沖
那、潮
ti i-{FI二，柑，切， 勺7,97 盯月7
RE了
PLC的打印功能:
腳乙
松 下 P LC中內(nèi)含有一條打印指示 F147(并行打印輸出)，其利用輸出
Y8做為頻率信號，由YO"Y7輸出ASCII碼值，利用特殊功能寄存器R9033
作為打印輸出標志。其時序如圖3-5所示:
AS刀HEX碼(YO to Y7)
側(cè)盯側(cè)娜
頻率信號(Y8)
R9033
圖3-5 PLC的打印時序
2 8
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
Fig3一5 Print protocol of PLC
打印時電路連接如下圖3-6所示: 打印機
圖3-6打印時電路連接
Fi g3 -6 C on ta c t
因為本系統(tǒng)中YO-Y7為復用口
circuit of PLC print
當 打 印時，不能將 中間繼 電器及控制
面板上的狀態(tài)發(fā)生變化。所以，在梯形圖編程時
T--}P- - OY[]
日Fn-一IYU
曰產(chǎn)-一[Y21
要 利用如下指令 :
陣一-二
如 此才能保證打印時不影響到其它功能。在打印時利用 PLC
及內(nèi)部計數(shù)器，或?qū)y試時的日期，時間及樣品流水號打出，
管理。
內(nèi)部時鐘
便于用戶
本系統(tǒng)中PLC打印是通過一個子程序調(diào)用實現(xiàn)的，具體如下:
華南理工大學工程碩士學位論文
2289
欲和
2315
23，任
筋鉀娜鉀翻
2351
娜枷娜
237勻
l.#}
2艦與
n佃RIB
2115一日_「卜-W1
1R90>3-3- {下“7PRR159.
2424.日卜IOFA曰
2434
其它如測試控制等功能不再介紹。
3 0
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
3.4 PLC在通用安全測試系統(tǒng)中網(wǎng)絡遠程功能
如 圖 3 -7所示，通過 PLC的 422通訊口，經(jīng)過串口轉(zhuǎn)換適配器完成 422
和232口的轉(zhuǎn)換后由MODEN和上級PC相連，從而在FPSOFT軟件的支持
下實現(xiàn)遠程診斷和監(jiān)控功能。
圖 3- 7 P L C 在 通 用 安 全 測 試系統(tǒng)中網(wǎng)絡監(jiān)控功能
Fi g3 一7 ci rc ui t of P LC r em ote control
3.5 邏輯控制裝置的設計
目前 用 于組合安全性能測試的邏輯控制裝置主要有以下三種形式:
1、 通 過單片機系統(tǒng)進行編碼及譯碼等形式進行控制，該方式成本
低 ， 但 易 受 外界干擾，設計制作周期長，改動比較困難。
2、 利用主令開關及繼電器陣實現(xiàn)控制，該方式對硬件依賴性大、
復 雜 ， 實 現(xiàn) 計數(shù)、延時等功能不方便，通訊及打印等功能無法實
現(xiàn) 。 主 要 用 于低級應用，功能簡單。
3、 利 用 PC機及 A/D卡、1/0卡控制，該方式一般用于快速檢測的
系 統(tǒng) ， 通 常 配檢測線用。所占空間大，維護及運行成本高，模擬
信 號 易 受 干 擾。
本 設 計 目的是提供一種性能價格比高、控制可靠、施工維護方便，并
可以隨用戶的測試要求對系統(tǒng)很方便地調(diào)整測試項目、功能及時間的邏
輯控制裝置。它與繼電器控制裝置及各個安全檢測功能模塊相配合，即
可以實現(xiàn)各個模塊的自動及手動方式檢測，并可進行測試數(shù)據(jù)采集，打
印測試結(jié)果。
為 達 到 上述 目的，本設計是把邏輯控制裝置作為一個獨立的模塊，
采用和其所控制的其它儀表模塊相似的外觀并和其它模塊安裝在同一個
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
3.4 PLC在通用安全測試系統(tǒng)中網(wǎng)絡遠程功能
如 圖 3 -7所示，通過 PLC的 422通訊口，經(jīng)過串口轉(zhuǎn)換適配器完成 422
和232口的轉(zhuǎn)換后由MODEN和上級PC相連，從而在FPSOFT軟件的支持
下實現(xiàn)遠程診斷和監(jiān)控功能。
圖 3- 7 P L C 在 通 用 安 全 測 試系統(tǒng)中網(wǎng)絡監(jiān)控功能
Fi g3 一7 ci rc ui t of P LC r em ote control
3.5 邏輯控制裝置的設計
目前 用 于組合安全性能測試的邏輯控制裝置主要有以下三種形式:
1、 通 過單片機系統(tǒng)進行編碼及譯碼等形式進行控制，該方式成本
低 ， 但 易 受 外界干擾，設計制作周期長，改動比較困難。
2、 利用主令開關及繼電器陣實現(xiàn)控制，該方式對硬件依賴性大、
復 雜 ， 實 現(xiàn) 計數(shù)、延時等功能不方便，通訊及打印等功能無法實
現(xiàn) 。 主 要 用 于低級應用，功能簡單。
3、 利 用 PC機及 A/D卡、1/0卡控制，該方式一般用于快速檢測的
系 統(tǒng) ， 通 常 配檢測線用。所占空間大，維護及運行成本高，模擬
信 號 易 受 干 擾。
本 設 計 目的是提供一種性能價格比高、控制可靠、施工維護方便，并
可以隨用戶的測試要求對系統(tǒng)很方便地調(diào)整測試項目、功能及時間的邏
輯控制裝置。它與繼電器控制裝置及各個安全檢測功能模塊相配合，即
可以實現(xiàn)各個模塊的自動及手動方式檢測，并可進行測試數(shù)據(jù)采集，打
印測試結(jié)果。
為 達 到 上述 目的，本設計是把邏輯控制裝置作為一個獨立的模塊，
采用和其所控制的其它儀表模塊相似的外觀并和其它模塊安裝在同一個
華南理工大學工程碩士學位論文
機柜內(nèi)(如圖3-7所示)。本設計由可編程序控制器(PLC), PLCC板、JR
板、PWR板、變壓器T1-T4、前、后面板和機箱構成。主控器件采用PLC,
利用其抗干擾性能好，適合于生產(chǎn)現(xiàn)場的優(yōu)點。利用PLC內(nèi)部的軟繼電
器，定時計數(shù)器編程實現(xiàn)控制功能，大大減少了硬件方面工作，便于構
成一個比較通用的控制系統(tǒng)。另外，通過232口實現(xiàn)和外部各儀表單元
的通訊，采集數(shù)據(jù)，從而利用其編程實現(xiàn)打印功能。通過繼電器板，用
繼電器擴展PLC端口的耐壓及過流能力。PLCC板是信號匯總的中心，用
來擴展PLC端口，是本設計可以實現(xiàn)接地電阻、絕緣電阻、泄漏電流、
電壓電流功率(低壓啟動)，工作及非工作狀況下耐壓等項目的繼電器動
作控制，測試項目指示，不合格項目指示，測試同步控制及測試結(jié)果打
印輸出等功能的關鍵。其上主要含有由變壓器T3, T4提供的5V及12V
電源，兩片4042，一片SN75466，兩片TLP521-4光隔，一片4N25光隔
及相應的阻容。
本 設 計 對信號進行了分類及整理，按照功能分類，分別連接不同的端
子。將和外部相連的信號全部歸于四個端口:弱電控制用工DC40的端子
和各個儀表模塊IDC40炸聯(lián);232口和PC機及各個單臺儀表模塊相連;
強電控制信號由H2端口連到繼電器控制模塊;打印接口可直接連打印機
(如 圖 3-8)。本裝置內(nèi)部信號也同樣進行了定義，便于調(diào)試及生產(chǎn)施工。
全部使用扁平電纜壓接，使得接線大大減少，提高了效率。安裝布置時
使基本沒有交叉，減少了相互千擾。
本 設 計 具有以下優(yōu)點:
1、 通 過 PLCC板信號的轉(zhuǎn)接和對 PLC端口復用，便于施工、維護，且
節(jié) 約 成 本 ， 性能價格比高;
2、 主 控 元件采用 PLC，后面板上信號按類分離，增強了抗干擾能力，
提 高 了 控 制 可靠性;
3、 軟 、 硬件皆按最復雜要求設計為通用形式，受控的測試項目可以
任 意 組 合 且 基本上都采用排線連接，大大減少施工及調(diào)試復雜性，
便 于 生 產(chǎn) 、 管理;
4、 邏 輯 控制裝置設計時考慮到了升級功能，配不同外設即可按功能
強 弱 分 為 不 同型號，實用性好。
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
電派
開關
絕緣電阻測試模塊
泄月電沈測試模塊
電壓電流功率側(cè)試模塊
邏輯控制裝里模塊
接地電限洲試模塊
電氣強度溯試模塊
繼電界拉釗模塊
一一一王」
OQ-I?0。 00
拾出接線琦
圖3-8本設計邏輯控制裝置所在系統(tǒng)結(jié)構示意圖;
Fi g3 一8 S ys te m hardware stuctrue
一畜含轟
譚矛
圖3一9
一 ; - 一 「
邏輯控制裝置所在系統(tǒng)原理框圖
of
Fig3-9 Signal Logic control model insystem
3 3
華南理工大學工程碩士學位論文
圖 3 -1 0
Fig3一10 Function
邏輯控制裝置功能框圖
frame of Logic control model
3.6 家電通用安全性能組合測試信號的集中輸出端子
為 使 測 試信號從同一組端子輸出，檢測時則無須在對樣品和儀器進行
操作，為保證安全提高效率考慮，設計了繼電器一接觸器控制單元，在
本單元內(nèi)通過自鎖及互鎖功能，將測試信號歸口為七個端子，五條線連
到樣品上(接地電阻用四個端子，兩條線)輸出，簡化了測試接線，而
且應用高壓繼電器(耐壓和絕緣隔離信號)等器件，保證了測試精度.
標號說明備注
s 電源整機電源總開關
DY 相線絕緣、耐壓、功率、低啟、泄漏側(cè)試輸出到試品的相
線
零線絕緣、耐壓、功率、低啟、泄漏鍘試輸出到試品的零
線
華南理工大學工程碩士學位論文
圖 3 -1 0
Fig3一10 Function
邏輯控制裝置功能框圖
frame of Logic control model
3.6 家電通用安全性能組合測試信號的集中輸出端子
為 使 測 試信號從同一組端子輸出，檢測時則無須在對樣品和儀器進行
操作，為保證安全提高效率考慮，設計了繼電器一接觸器控制單元，在
本單元內(nèi)通過自鎖及互鎖功能，將測試信號歸口為七個端子，五條線連
到樣品上(接地電阻用四個端子，兩條線)輸出，簡化了測試接線，而
且應用高壓繼電器(耐壓和絕緣隔離信號)等器件，保證了測試精度.
標號說明備注
s 電源整機電源總開關
DY 相線絕緣、耐壓、功率、低啟、泄漏側(cè)試輸出到試品的相
線
零線絕緣、耐壓、功率、低啟、泄漏鍘試輸出到試品的零
線
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
外殼絕緣、耐壓、功率、低啟、泄漏測試輸出到試品的外
殼
JD I地(大夾) 接地電阻測試輸出到試品的接地端
V 地(小
夾)
I殼(大夾) 接地電阻測試輸出到試品的外殼
V 殼(小
夾)
TG1 低啟電壓
調(diào)節(jié)
電壓調(diào)節(jié)范圍ACO--250V
TG2 泄漏電壓
調(diào)節(jié)
電壓調(diào)節(jié)范圍ACO-260V
3.7 ST 70 檢 測 線 簡 述
本 系 統(tǒng) 主體分為三部分:電腦，檢測柜和檢測線體.系統(tǒng)實質(zhì)為一主
從結(jié)構的測試系統(tǒng)。電腦作為主機，利用COM2通訊口，采用RS232接口
和檢測柜各單元模塊相連而采集數(shù)據(jù)。各儀表及PLC相當于從機，響應
主機命令。儀表柜和檢側(cè)線體間則主要是測試信號線，用于將檢測所需
的信號引入或加出。下面分類說明:
電 腦 部 分
本 部 分 含主機，顯示器，打印機及 UPS四部分。主要功能為數(shù)據(jù)采集
及處理，提供顯示及報表功能。其與檢測柜間的聯(lián)接是串口。電腦工作
電源為市電經(jīng)UPS后提供。
檢 測 柜 部分
本 部 分 由各個儀表模塊，公共邏輯控制單元加繼電器單元組成。主要
在線狀態(tài)時將測試數(shù)據(jù)傳入電腦，離線狀態(tài)時將電腦送下的結(jié)果在“公
共邏輯控制器“單元的面板上顯示:當脫機運行時，系統(tǒng)在PLC的控制
下自動完成測試功能。系統(tǒng)連接上，用一條四芯屏蔽線和電腦相連:檢
測信號線連到檢測線體的測試工位處。
檢 測 線 體
本 部 分 主要由電機驅(qū)動，運行小車、導電排，導電刷等部分組成，為
檢測及運行提供一個平臺。安裝有上、下線行程開關，判斷工位上是否
有樣品的光電開關，其信號都加到PLC模塊的輸入端，反映檢測線所處
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
外殼絕緣、耐壓、功率、低啟、泄漏測試輸出到試品的外
殼
JD I地(大夾) 接地電阻測試輸出到試品的接地端
V 地(小
夾)
I殼(大夾) 接地電阻測試輸出到試品的外殼
V 殼(小
夾)
TG1 低啟電壓
調(diào)節(jié)
電壓調(diào)節(jié)范圍ACO--250V
TG2 泄漏電壓
調(diào)節(jié)
電壓調(diào)節(jié)范圍ACO-260V
3.7 ST 70 檢 測 線 簡 述
本 系 統(tǒng) 主體分為三部分:電腦，檢測柜和檢測線體.系統(tǒng)實質(zhì)為一主
從結(jié)構的測試系統(tǒng)。電腦作為主機，利用COM2通訊口，采用RS232接口
和檢測柜各單元模塊相連而采集數(shù)據(jù)。各儀表及PLC相當于從機，響應
主機命令。儀表柜和檢側(cè)線體間則主要是測試信號線，用于將檢測所需
的信號引入或加出。下面分類說明:
電 腦 部 分
本 部 分 含主機，顯示器，打印機及 UPS四部分。主要功能為數(shù)據(jù)采集
及處理，提供顯示及報表功能。其與檢測柜間的聯(lián)接是串口。電腦工作
電源為市電經(jīng)UPS后提供。
檢 測 柜 部分
本 部 分 由各個儀表模塊，公共邏輯控制單元加繼電器單元組成。主要
在線狀態(tài)時將測試數(shù)據(jù)傳入電腦，離線狀態(tài)時將電腦送下的結(jié)果在“公
共邏輯控制器“單元的面板上顯示:當脫機運行時，系統(tǒng)在PLC的控制
下自動完成測試功能。系統(tǒng)連接上，用一條四芯屏蔽線和電腦相連:檢
測信號線連到檢測線體的測試工位處。
檢 測 線 體
本 部 分 主要由電機驅(qū)動，運行小車、導電排，導電刷等部分組成，為
檢測及運行提供一個平臺。安裝有上、下線行程開關，判斷工位上是否
有樣品的光電開關，其信號都加到PLC模塊的輸入端，反映檢測線所處
華南理工大學工程碩士學位論文
的狀態(tài)。
巫可本，卜，}。丁10111門科州石州神n屬神川Im1竺f+腸0:。腸知
u 口巳 1一’rr-
. }41知倒二拍抽婦州曲血}} 措
翼1D}046a0=lJ oilt'zn- Dwotwoi trats , l Iit- pt' l}tDPA V-k,t l 1 ， J
以一跳目
f ， 準
_ 貓， 一域
一與擴甸
Fig3一11 Test structure of auto.testline
3. 7 本章小結(jié)
1、 控 制 部分用 PLC可編程控制器，增強了抗干擾能力，更適合工業(yè)
現(xiàn)場使用;
2、 利 用 設計的 PLC擴展板，多次得用 YO‘Y7口，增強了裝置的功能，
降低了成本;
3、 各 單 臺儀表由單片機獨立控制，可聯(lián) PLC進行自動測試和打印數(shù)
據(jù)，并能與上位PC電腦構成一個具有數(shù)據(jù)處理，存貯、統(tǒng)計打印的測試
系統(tǒng)，形成從自動，打印到數(shù)據(jù)存貯打印的多級別的系列設備，能滿足
客戶的不同需求;
4、 并 在 項目上采取積木結(jié)構方便生產(chǎn)維修:
華南理工大學工程碩士學位論文
的狀態(tài)。
巫可本，卜，}。丁l01il 門科州石州神n屬神川Im1竺f+腸97。腸知
u 口巳 1一’rr-
. }41知倒二拍抽婦州曲血}} 措
翼D046a=lJ oiltzn- Dwotwoi trats , l Iit- pt' l}tDPA V-k,t l 1 ， J
以一跳目
f ， 準
_ 貓， 一域
一與擴甸
Fig3一11 Test structure of auto.testline
3. 7 本章小結(jié)
1、 控 制 部分用 PLC可編程控制器，增強了抗干擾能力，更適合工業(yè)
現(xiàn)場使用;
2、 利 用 設計的 PLC擴展板，多次得用 YO‘Y7口，增強了裝置的功能，
降低了成本;
3、 各 單 臺儀表由單片機獨立控制，可聯(lián) PLC進行自動測試和打印數(shù)
據(jù)，并能與上位PC電腦構成一個具有數(shù)據(jù)處理，存貯、統(tǒng)計打印的測試
系統(tǒng)，形成從自動，打印到數(shù)據(jù)存貯打印的多級別的系列設備，能滿足
客戶的不同需求;
4、 并 在 項目上采取積木結(jié)構方便生產(chǎn)維修:
第三章ST通用安全組合測試儀的研制
5、 可 以 通過網(wǎng)絡進行遠程監(jiān)控，產(chǎn)品在系統(tǒng)結(jié)構及性能指標方面達
到了國內(nèi)同類產(chǎn)品的先進水平。
目前 ，S T系列己經(jīng)應用于很多企業(yè)及質(zhì)檢驗機構應用，包括浙江商檢，
杭州司邁特飲水機和順德質(zhì)檢所等.
華南理工大學工程碩士學位論文
第 四 章 SI 通用安全組合測試儀的研制
4. 1 開發(fā)目的和指標要求
s工 通 用 安全組合測試儀是公司順應組合安全性能的測試儀器的發(fā)展
趨勢而開發(fā)的小型化的測試儀器。儀器的主要技術指標及功能如下表所
列，目的為填補現(xiàn)在ST系列及單臺的空檔，為檢驗機構提供可替代進口
的小型化設備。
測試項目及性能準確度及性能要求
接地電阻
直流恒流10A/25A 可切換，t2%讀數(shù)
接地電阻
0-0.3 4 (25A) 士(1%讀數(shù)+1m0)
0-0.70 (10A ) 顯示分辯率 0.1m 11
測試時間
2-99秒(自動)
連續(xù)(手動)
絕緣電阻
測試電壓DC500V/1000V可切換，15%
絕緣電阻0.5M-2M-20M-200M 0 士5%
測試時間
2-99秒(自動)
連續(xù)(手動)
電氣強度
側(cè)試電壓0-5KV 士3%
測試電流0.5mA-2mA-20mA 士3% 自動換檔
測試時間
1-99秒(自動) 在60S處校準， 士5%
連續(xù)〔手動)
泄漏電流
測試電壓0--250V 士1%FS
測試電流
0.5mA-2mA-20mA 土(1%RD+2%FS)自動
換 檔
側(cè)試時間
2-99秒(自動)
連續(xù)(手動)
系統(tǒng)設置功能
自動1手動測試方式:測試項目和測試順序:蜂鳴器有效
1無效;打印有效I無效:所測試樣品編號;出現(xiàn)不合格
是否中斷測試;測試儀的通訊參數(shù)(通訊地址、波特率);
系統(tǒng)的時鐘(年、月、日、時、分、秒)進行設置
參數(shù)設置功能對各個項目測試條件、測試時間及報替限值進行設置
打印功能
當選擇“自動”測試狀態(tài)，且打印有效時，每次測試完
畢將會打印測試日期、時間、編號及測試結(jié)果
外接控制功能可外接信號控制“開始測試“、“連續(xù)測試”及“不合格
3 8
華南理工大學工程碩士學位論文
第 四 章 SI 通用安全組合測試儀的研制
4. 1 開發(fā)目的和指標要求
s工 通 用 安全組合測試儀是公司順應組合安全性能的測試儀器的發(fā)展
趨勢而開發(fā)的小型化的測試儀器。儀器的主要技術指標及功能如下表所
列，目的為填補現(xiàn)在ST系列及單臺的空檔，為檢驗機構提供可替代進口
的小型化設備。
測試項目及性能準確度及性能要求
接地電阻
直流恒流10A/25A 可切換，t2%讀數(shù)
接地電阻
0-0.3 4 (25A) 士(1%讀數(shù)+1m0)
0-0.70 (10A ) 顯示分辯率 0.1m 11
測試時間
2-99秒(自動)
連續(xù)(手動)
絕緣電阻
測試電壓DC500V/1000V可切換，15%
絕緣電阻0.5M-2M-20M-200M 0 士5%
測試時間
2-99秒(自動)
連續(xù)(手動)
電氣強度
側(cè)試電壓0-5KV 士3%
測試電流0.5mA-2mA-20mA 士3% 自動換檔
測試時間
1-99秒(自動) 在60S處校準， 士5%
連續(xù)〔手動)
泄漏電流
測試電壓0--250V 士1%FS
測試電流
0.5mA-2mA-20mA 土(1%RD+2%FS)自動
換 檔
側(cè)試時間
2-99秒(自動)
連續(xù)(手動)
系統(tǒng)設置功能
自動1手動測試方式:測試項目和測試順序:蜂鳴器有效
1無效;打印有效I無效:所測試樣品編號;出現(xiàn)不合格
是否中斷測試;測試儀的通訊參數(shù)(通訊地址、波特率);
系統(tǒng)的時鐘(年、月、日、時、分、秒)進行設置
參數(shù)設置功能對各個項目測試條件、測試時間及報替限值進行設置
打印功能
當選擇“自動”測試狀態(tài)，且打印有效時，每次測試完
畢將會打印測試日期、時間、編號及測試結(jié)果
外接控制功能可外接信號控制“開始測試“、“連續(xù)測試”及“不合格
3 8
第四章Si通用安全組合測試儀的研制
通訊功能具R-232或RS-485通訊口?？蓚鬟f測試結(jié)果、各設置參
過流保護功能
耐壓和泄漏測試電流25 > mA，軟件保護，中斷測試。
當漏電流>30-40mA，會有硬件保護切斷測試回路
4.2 SI 總體規(guī)劃
Si 通 用 安全組合測試儀表不同于 ST或其他類似于 ST類型的組合通用
安全測試儀表，為實現(xiàn)小型化，采用只有一個MCU控制各個項目的測試，
而并非由MCU控制單個項目的測試再經(jīng)過CPU控制MCU的主從控制。
針 對 本 項目要求;接地電阻、絕緣電阻、泄漏電流及耐壓四個安全的
任意組合。總體上要求采用單片機技術，液晶中文顯示操作引導，具有
通訊、打印及遠端控制口，并具有簡單的自校、自診斷功能。儀器的測
試項目、測試時間、設定合格限等功能向用戶開放，而且儀器可以外配
負載箱。采用下面的原理.
4.2. 1.工作原理框圖
圖 4- 1 S 工 工 作 原 理 框 圖
Fig 4 一1 Fr am e of S I s ys te m
4.2.2原理簡述
本 測 試 儀主要由繼電器、接觸器控制矩陣，測試控制電路、采樣變送
電路、單片機系統(tǒng)等組成。整個測試儀由單片機控制。用戶輸入各設置
信息，手動/自動狀態(tài)測試順序、測試項目、測試時間、報普限值等。單
片機根據(jù)設置的信息進入相應的測試過程，控制繼電器、接觸器，讀入、
處理并顯示各測試數(shù)據(jù)，同時進行報警限值的比較，并給出不合格指示。
自動測試過程結(jié)束時，通過打印口打印日期、項目、測試數(shù)據(jù)及不合格
標識。測試過程及待機狀態(tài)時，上位機通過串行接口與測試儀進行數(shù)據(jù)
第四章Si通用安全組合測試儀的研制
通訊功能具R-232或RS-485通訊口?？蓚鬟f測試結(jié)果、各設置參
過流保護功能
耐壓和泄漏測試電流25 > mA，軟件保護，中斷測試。
當漏電流>30-40mA，會有硬件保護切斷測試回路
4.2 SI 總體規(guī)劃
Si 通 用 安全組合測試儀表不同于 ST或其他類似于 ST類型的組合通用
安全測試儀表，為實現(xiàn)小型化，采用只有一個MCU控制各個項目的測試，
而并非由MCU控制單個項目的測試再經(jīng)過CPU控制MCU的主從控制。
針 對 本 項目要求;接地電阻、絕緣電阻、泄漏電流及耐壓四個安全的
任意組合?？傮w上要求采用單片機技術，液晶中文顯示操作引導，具有
通訊、打印及遠端控制口，并具有簡單的自校、自診斷功能。儀器的測
試項目、測試時間、設定合格限等功能向用戶開放，而且儀器可以外配
負載箱。采用下面的原理.
4.2. 1.工作原理框圖
圖 4- 1 S 工 工 作 原 理 框 圖
Fig 4 一1 Fr am e of S I s ys te m
4.2.2原理簡述
本 測 試 儀主要由繼電器、接觸器控制矩陣，測試控制電路、采樣變送
電路、單片機系統(tǒng)等組成。整個測試儀由單片機控制。用戶輸入各設置
信息，手動/自動狀態(tài)測試順序、測試項目、測試時間、報普限值等。單
片機根據(jù)設置的信息進入相應的測試過程，控制繼電器、接觸器，讀入、
處理并顯示各測試數(shù)據(jù)，同時進行報警限值的比較，并給出不合格指示。
自動測試過程結(jié)束時，通過打印口打印日期、項目、測試數(shù)據(jù)及不合格
標識。測試過程及待機狀態(tài)時，上位機通過串行接口與測試儀進行數(shù)據(jù)
第四章Si通用安全組合測試儀的研制
通訊功能具R-232或RS-485通訊口?？蓚鬟f測試結(jié)果、各設置參
過流保護功能
耐壓和泄漏測試電流25 > mA，軟件保護，中斷測試。
當漏電流>30-40mA，會有硬件保護切斷測試回路
4.2 SI 總體規(guī)劃
Si 通 用 安全組合測試儀表不同于 ST或其他類似于 ST類型的組合通用
安全測試儀表，為實現(xiàn)小型化，采用只有一個MCU控制各個項目的測試，
而并非由MCU控制單個項目的測試再經(jīng)過CPU控制MCU的主從控制。
針 對 本 項目要求;接地電阻、絕緣電阻、泄漏電流及耐壓四個安全的
任意組合。總體上要求采用單片機技術，液晶中文顯示操作引導，具有
通訊、打印及遠端控制口，并具有簡單的自校、自診斷功能。儀器的測
試項目、測試時間、設定合格限等功能向用戶開放，而且儀器可以外配
負載箱。采用下面的原理.
4.2. 1.工作原理框圖
圖 4- 1 S 工 工 作 原 理 框 圖
Fig 4 一1 Fr am e of S I s ys te m
4.2.2原理簡述
本 測 試 儀主要由繼電器、接觸器控制矩陣，測試控制電路、采樣變送
電路、單片機系統(tǒng)等組成。整個測試儀由單片機控制。用戶輸入各設置
信息，手動/自動狀態(tài)測試順序、測試項目、測試時間、報普限值等。單
片機根據(jù)設置的信息進入相應的測試過程，控制繼電器、接觸器，讀入、
處理并顯示各測試數(shù)據(jù)，同時進行報警限值的比較，并給出不合格指示。
自動測試過程結(jié)束時，通過打印口打印日期、項目、測試數(shù)據(jù)及不合格
標識。測試過程及待機狀態(tài)時，上位機通過串行接口與測試儀進行數(shù)據(jù)
華南理工大學工程碩士學位論文
交換，可傳遞測試結(jié)果及設置參數(shù)。
4.3 SI 硬件設計要求及實現(xiàn)
4.3. 1硬件設計要求
1、 完 善 的功能需求
(1 ) 測 量功能
能 分 別 測量接地電流、接地電阻、絕緣電壓、絕緣電阻、泄漏電壓、
泄漏電流、耐壓電壓及耐壓電流。
當 某 項 目正在測試時，刷新該項的測試數(shù)據(jù)。
自動 測 試時，已測試過的項 目數(shù)據(jù)鎖存在顯示屏上，直至下一次測試
開始。
(2 ) 上 、下限報替功能
當 接 地 電阻、泄漏電流、耐壓擊穿電流>上限沒定值，判定為不合格，
相應數(shù)據(jù)不合格區(qū)顯示“*”，不合格指示燈亮。
當絕緣電阻<下限設定值，判定為不合格，相應數(shù)據(jù)不合格區(qū)顯示“*”，>上限沒定值，判定為不合格，
相應數(shù)據(jù)不合格區(qū)顯示“*”，不合格指示燈亮。
當絕緣電阻<下限設定值，判定為不合格，相應數(shù)據(jù)不合格區(qū)顯示“*”，>上限沒定值，判定為不合格，
相應數(shù)據(jù)不合格區(qū)顯示“*”，不合格指示燈亮。
當絕緣電阻<下限設定值，判定為不合格，相應數(shù)據(jù)不合格區(qū)顯示“*”，>22mA(儀器滿量程為 20mA)時，則通過
程序切斷測試回路:如果>30mA，則有一個比較電路斷開電流。
(3 ) 各 部分功能模塊電源路路獨立，相互間聯(lián)系通過光禍隔離一部
分功能的問題不會影響到其它功能。
通 過 上 述功能的設計，實現(xiàn)了以滿足用戶需要出發(fā)進行開發(fā)的觀點，
便于大部分客戶選擇。
4.3.2 硬件設計要求的實現(xiàn)
為 達 到 設計要求，系統(tǒng)應用了信利 320X240點陣液晶顯示屏，通過隔
離采樣，AD536真有效值變換，TLC2543作為A/D專換，X25045 "看門狗”
電路，DS12887系統(tǒng)時鐘，8255作為1/0口控制，MCU選用89C55, MAX202E,
75184分別用于232和485通訊， 在通過6264,27256等器件，實現(xiàn)4. 3. 1
華南理工大學工程碩士學位論文
絕緣項目選擇鍵〔手動測試時有效)
(rm
【亙〕
泄漏項目選擇鍵(手動測試時有效)
泄漏相一殼I零一殼測試切換鍵(手動測試時有效)
進入設置菜單，選擇設置項目
設置數(shù)值增加鍵i設置狀態(tài)修改鍵
設置數(shù)值減少鍵i設置狀態(tài)修改鍵
匡
CE
設置菜單一測試主菜單返回鍵
系統(tǒng)設置菜單/參數(shù)設置菜單切換鍵
(1 2) 數(shù) 據(jù)快速設置功能
“△ ” 鍵 及 “v^鍵用于改變 (加/減)設置數(shù)據(jù)。對于 4位數(shù)據(jù)，
連續(xù)按壓“△ ”鍵或“v "鍵:
連 續(xù) 按 壓次數(shù)<10次時，個位數(shù)據(jù)改變;
10 次 ( 連續(xù)按壓次數(shù)<20次時，十位數(shù)據(jù)改變:
連 續(xù) 按 壓次數(shù))20次時，百位數(shù)據(jù)改變。
2、 儀 器 的自身保護功能完善
(1 ) 從 采樣部分來講，利用初次級間耐壓大于 5KV的電流互感器進
行電流采樣，有效防止測試中的高壓信號串入后級電路而損壞器件。
(2 ) 儀 器自己具有軟件及硬件保護兩種功能
當 測 試 泄漏和耐壓，漏電流>22mA(儀器滿量程為 20mA)時，則通過
程序切斷測試回路:如果>30mA，則有一個比較電路斷開電流。
(3 ) 各 部分功能模塊電源路路獨立，相互間聯(lián)系通過光禍隔離一部
分功能的問題不會影響到其它功能。
通 過 上 述功能的設計，實現(xiàn)了以滿足用戶需要出發(fā)進行開發(fā)的觀點，
便于大部分客戶選擇。
4.3.2 硬件設計要求的實現(xiàn)
為 達 到 設計要求，系統(tǒng)應用了信利 320X240點陣液晶顯示屏，通過隔
離采樣，AD536真有效值變換，TLC2543作為A/D專換，X25045 "看門狗”
電路，DS12887系統(tǒng)時鐘，8255作為1/0口控制，MCU選用89C55, MAX202E,
75184分別用于232和485通訊， 在通過6264,27256等器件，實現(xiàn)4. 3. 1
第四章si通用安全組合測試儀的研制
中要求的功能。
13 14 15 16 17 18 19
O O O O O O O
20
O
口口國
口口回回國
口口園
1. 320 X 240點陣液晶顯示屏2 增加(△)鍵3 左移(叼)
鍵4 設置鍵5 右移(卜)鍵6.減少(v)鍵
7.手動耐壓鍵8.手動接地鍵9手動絕緣鍵10.手動泄
漏鍵11.手動泄漏L/N切換鍵12.測試鍵13.
正在測試指示燈14.耐壓項目指示燈15.絕緣項目指示燈
16.泄漏項目指示燈17.接地項目指示燈18.泄漏L/N測
試指示燈19.測試結(jié)果不合格指示燈20.高壓電壓調(diào)節(jié)
旋鈕21.電源開關
圖 4- 2 前 面 板 布 置 圖
Fi g4 一 2 F ro n t pa n el o f S I
護少?！?6‘
10茜。西
1 2 3
d丁c-
夕夕
0J 護
夕夕
相線端(輸出到試品的相線) 2.零線端(輸入到試品的零線)
4 3
華南理工大學工程碩士學位論文
外殼端(輸出到試品的外殼) 4.泄漏測試電源輸入相線端5
泄漏測試電源輸入零線端6.接地外殼電流端7.接地外殼采樣
端8.接地地線電流端9.接地地線采樣端10.
RS-232通訊 口 (2-RXD, 3-TXD, 5 -G N D) 11 打 印 口 12.
RS-485通訊口 (@@:D ATA+ :) (@:D ATA-) 13 .外接測試信號 (①②:
連續(xù)測試控制;③④:測試啟動控制;⑤⑥:不合格輸出) 14. 220V,
50Hz電源插座 15.保險絲座(3A) 1 6 .測 試儀接地端
圖 4- 3 后 面 板 布 置 圖
Fi g4 一 3 Ba ck pa n el o f S I
4.3.3 提高儀器的精度及抗干擾能力采取的措施
1、 利 用 GW1205高壓電源為絕緣電阻測試用 500V/1000V電壓源，其
為內(nèi)部采用頻率和脈寬調(diào)制相結(jié)合的開關電源，解決了原來采用3524振
蕩升壓濾波獲得恒壓500V時雜有工頻干擾的問題。
GW 12 05 為它激式、單管反激升壓，由副線圈低壓取樣調(diào)節(jié)控制輸出高
壓，實現(xiàn)輸入、輸出隔離0-1200V可調(diào)，最大輸出電流5mA，低紋波、高
效率，其工作原理方框圖如下:
+1200v
圖 4- 4 GW 12 05 高 壓 電 源 工 作 原 理 框 圖
Fi g4 一 4 F r am e o f GW 12 0 5
電 路 中 采用開關脈沖頻率 (20KHz"50KHz)、脈寬占空比、功率驅(qū)動三
者同時變化控制輸出，得到高壓輸出0-1200V連續(xù)調(diào)節(jié)，不同輸出功率
下的高轉(zhuǎn)換效率，器件為CMOS芯片，功率管，進口小型高壓電容，變壓
器采用高質(zhì)罐形磁材。使得紋波毛0. 1V，簡化了后級采樣電路處理難度，
并有利于提高測試精度。
2、 從 電 源方面考慮擾干擾措施
華南理工大學工程碩士學位論文
外殼端(輸出到試品的外殼) 4.泄漏測試電源輸入相線端5
泄漏測試電源輸入零線端6.接地外殼電流端7.接地外殼采樣
端8.接地地線電流端9.接地地線采樣端10.
RS-232通訊 口 (2-RXD, 3-TXD, 5 -G N D) 11 打 印 口 12.
RS-485通訊口 (@@:D ATA+ :) (@:D ATA-) 13 .外接測試信號 (①②:
連續(xù)測試控制;③④:測試啟動控制;⑤⑥:不合格輸出) 14. 220V,
50Hz電源插座 15.保險絲座(3A) 1 6 .測 試儀接地端
圖 4- 3 后 面 板 布 置 圖
Fi g4 一 3 Ba ck pa n el o f S I
4.3.3 提高儀器的精度及抗干擾能力采取的措施
1、 利 用 GW1205高壓電源為絕緣電阻測試用 500V/1000V電壓源，其
為內(nèi)部采用頻率和脈寬調(diào)制相結(jié)合的開關電源，解決了原來采用3524振
蕩升壓濾波獲得恒壓500V時雜有工頻干擾的問題。
GW 12 05 為它激式、單管反激升壓，由副線圈低壓取樣調(diào)節(jié)控制輸出高
壓，實現(xiàn)輸入、輸出隔離0-1200V可調(diào)，最大輸出電流5mA，低紋波、高
效率，其工作原理方框圖如下:
+1200v
圖 4- 4 GW 12 05 高 壓 電 源 工 作 原 理 框 圖
Fi g4 一 4 F r am e o f GW 12 0 5
電 路 中 采用開關脈沖頻率 (20KHz"50KHz)、脈寬占空比、功率驅(qū)動三
者同時變化控制輸出，得到高壓輸出0-1200V連續(xù)調(diào)節(jié)，不同輸出功率
下的高轉(zhuǎn)換效率，器件為CMOS芯片，功率管，進口小型高壓電容，變壓
器采用高質(zhì)罐形磁材。使得紋波毛0. 1V，簡化了后級采樣電路處理難度，
并有利于提高測試精度。
2、 從 電 源方面考慮擾干擾措施
第四章Si通用安全組合測試儀的研制
采 用 如 圖 2-3 SI電源工作原理框圖所示的儀表電源回路，通過后用
電源濾波器，用開關電源供電，并且在印制電路板上將各個功能塊部分
電源互相獨立，信號傳送用光隔隔離，消除了各組不同電源之間的相互
影響，并且亦有利于保護儀器，一個功能塊出現(xiàn)故障不會引起整個儀器
功能的喪失。
圖4-5 SI電源工作原理框圖
Fig4一5 Fra口e of source
3、從采樣電路上考慮提高抗干擾能力及精度
對于ST組合類型的儀器，各個檢測項目的功能實現(xiàn)是完全獨立的，
而本次開發(fā)中限定的儀器體積小于原來的1/6，所以必須考慮新的采樣方
法，采用如如圖4-6所示的采樣變送及CPU控制的框圖。
A1〕十1
AD -2
華南理工大學工程碩士學位論文
LIN切換
單片機部分及擴展
圖 4-6 SI采樣變送及 CPU控制的框圖
Fig4一6 Frame of sample and CPU control
由 如 圖 4-6可以看出，各路信號在采樣后上 AD時，信號都是用同一
個12V的地，如接地電阻信號通過差動放大器AD623，耐壓、泄漏的信號
經(jīng)過CT的隔離，絕緣電阻模塊的高低壓之間本身就是隔離的，如此，則
消除了各采樣信號間的路路隔離問題，特別是泄漏及耐壓采用如圖4-7
所示采樣電路，有效地保護了后級電路受到試品上高壓影響;動作電流
采用電流法采樣， 消除了高壓引起電壓影響， 消除了電壓底數(shù)。
第四章SI通用安全組合測試儀的研制
口| 咫川R2
圖4-7耐壓采樣電路
Fig4-7 sample circuit of electric strength
4、 利 用 看門狗電路及時鐘電路提高系統(tǒng)抗干擾能力
儀 器 中 各個測試項 目都可以由用戶設定測試時間，采用了定時時鐘
DS12887的秒中斷輸出作為單片機的INTO輸入。利用看門狗電路X25045
當作各個設定條件的存儲器，如果單片機程序有問題>5秒鐘之內(nèi)不訪問
X25045，則會復位單片機系統(tǒng)為初始化狀態(tài)，所有信號皆不會輸出，從
而防止測試中死機時信號不能切斷引起事故。
5、 采 用 新的抗干擾器件消除干擾
一 般 人 們?yōu)橄娐分忻}沖干擾用壓敏電阻或電容，現(xiàn)在利用新型的
抗干擾器件瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)，其動作時間為10-'s (S)，比壓敏電
阻快三個數(shù)量級，本儀器設計中在電源，信號采樣等處皆采用該器件進
行保護，削弱串擾尖峰的影響.
6、 從 整 機結(jié)構上消除干擾
如 圖 4- 8所示
，‘ j {1C
7--9-11
圖4-8整機安裝結(jié)構示意圖
Fig4一8 Fix structrue of SI
華南理工大學工程碩士學位論文
由 圖 可 以看出，儀器分為上下兩部分，上層為單片機及變送部分的微
小信號，下層為接地、耐壓、泄漏等電源及采樣部分，將儀器分為上下
兩層，一方面為儀器很緊湊，另一方面采用如上圖的結(jié)構，相當于對易
受干擾的單片機部分進行了屏蔽及接地措施，防止接地的磁場及耐壓斷
電時的干擾。
4.4 SI 軟件設計要求及實現(xiàn)
開 發(fā) 以 AT89C55為控制核心，其內(nèi)部可利用的資源如下。
20 K FLASH ROM:
25 6字 節(jié) 片內(nèi)RAM(位尋址單元);
特 殊 功 能寄存器;
三 個 定 時器:
TO : 用 于 測 試定時器 (現(xiàn)暫采用 DS12887作測試定時)
T1 : 通 波 特 率發(fā)生器
T2 : 未 使 用
5個 中 斷源
IN TO : DS 12 887中斷
IN T1 : 鍵 盤 中斷
TO 中 斷 : 測 試定時中斷 (暫未用)
T1 中 斷 : 未 使用
串 行 中 斷 : 使用
四 個工作 寄存器 組
RS1 RSO 寄存器組 對應 RAM地址 用 途
0 0 組 0 OOH-07H 主程序
0 1 組1 08H-OFH 未使用
1 0 組 2 1OH-17H 串行通訊程序
1 1 組 3 18H"1FH 鍵盤 中斷程序
4.4.1 S1 軟 件 設計要求
本 部 分 有較多的資料可以調(diào)單臺儀表測試儀器開發(fā)時的單片機開發(fā)
平臺的內(nèi)容，如器件的初始化及數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)的運算等。本程序包括1
個主程序文件及25個子程序庫文件。根據(jù)實現(xiàn)的功能將不同的子程序庫
分類。
以 開 機 測試一個循環(huán)為基礎，分為以下三部分:
華南理工大學工程碩士學位論文
由 圖 可 以看出，儀器分為上下兩部分，上層為單片機及變送部分的微
小信號，下層為接地、耐壓、泄漏等電源及采樣部分，將儀器分為上下
兩層，一方面為儀器很緊湊，另一方面采用如上圖的結(jié)構，相當于對易
受干擾的單片機部分進行了屏蔽及接地措施，防止接地的磁場及耐壓斷
電時的干擾。
4.4 SI 軟件設計要求及實現(xiàn)
開 發(fā) 以 AT89C55為控制核心，其內(nèi)部可利用的資源如下。
20 K FLASH ROM:
25 6字 節(jié) 片內(nèi)RAM(位尋址單元);
特 殊 功 能寄存器;
三 個 定 時器:
TO : 用 于 測 試定時器 (現(xiàn)暫采用 DS12887作測試定時)
T1 : 通 波 特 率發(fā)生器
T2 : 未 使 用
5個 中 斷源
IN TO : DS 12 887中斷
IN T1 : 鍵 盤 中斷
TO 中 斷 : 測 試定時中斷 (暫未用)
T1 中 斷 : 未 使用
串 行 中 斷 : 使用
四 個工作 寄存器 組
RS1 RSO 寄存器組 對應 RAM地址 用 途
0 0 組 0 OOH-07H 主程序
0 1 組1 08H-OFH 未使用
1 0 組 2 1OH-17H 串行通訊程序
1 1 組 3 18H"1FH 鍵盤 中斷程序
4.4.1 S1 軟 件 設計要求
本 部 分 有較多的資料可以調(diào)單臺儀表測試儀器開發(fā)時的單片機開發(fā)
平臺的內(nèi)容，如器件的初始化及數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)的運算等。本程序包括1
個主程序文件及25個子程序庫文件。根據(jù)實現(xiàn)的功能將不同的子程序庫
分類。
以 開 機 測試一個循環(huán)為基礎，分為以下三部分:
華南理工大學工程碩士學位論文
由 圖 可 以看出，儀器分為上下兩部分，上層為單片機及變送部分的微
小信號，下層為接地、耐壓、泄漏等電源及采樣部分，將儀器分為上下
兩層，一方面為儀器很緊湊，另一方面采用如上圖的結(jié)構，相當于對易
受干擾的單片機部分進行了屏蔽及接地措施，防止接地的磁場及耐壓斷
電時的干擾。
4.4 SI 軟件設計要求及實現(xiàn)
開 發(fā) 以 AT89C55為控制核心，其內(nèi)部可利用的資源如下。
20 K FLASH ROM:
25 6字 節(jié) 片內(nèi)RAM(位尋址單元);
特 殊 功 能寄存器;
三 個 定 時器:
TO : 用 于 測 試定時器 (現(xiàn)暫采用 DS12887作測試定時)
T1 : 通 波 特 率發(fā)生器
T2 : 未 使 用
5個 中 斷源
IN TO : DS 12 887中斷
IN T1 : 鍵 盤 中斷
TO 中 斷 : 測 試定時中斷 (暫未用)
T1 中 斷 : 未 使用
串 行 中 斷 : 使用
四 個工作 寄存器 組
RS1 RSO 寄存器組 對應 RAM地址 用 途
0 0 組 0 OOH-07H 主程序
0 1 組1 08H-OFH 未使用
1 0 組 2 1OH-17H 串行通訊程序
1 1 組 3 18H"1FH 鍵盤 中斷程序
4.4.1 S1 軟 件 設計要求
本 部 分 有較多的資料可以調(diào)單臺儀表測試儀器開發(fā)時的單片機開發(fā)
平臺的內(nèi)容，如器件的初始化及數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)的運算等。本程序包括1
個主程序文件及25個子程序庫文件。根據(jù)實現(xiàn)的功能將不同的子程序庫
分類。
以 開 機 測試一個循環(huán)為基礎，分為以下三部分:
第四章Si通用安全組合測試儀的研制
1. 測 試 準備
2. 設 置 參數(shù)
3. 執(zhí) 行 測試過程
測 試 準 備
本 部 分 在硬件上 電初始化后，要求進行程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、
EPROM及系統(tǒng)時鐘等的初始化及檢查:通過讀、寫數(shù)據(jù)并比較，判斷器
件工作是否正常;進行AD的檢驗，切換到第9路讀取，看采樣讀回值是
否與預存儲值在一定的誤范圍內(nèi)，判斷A/D部分的正確性;以上操作完
成后，在屏幕上出現(xiàn)正常標志;否則，再次進行初始化工作。
當 完 成 初始化操作和系統(tǒng)測試且正常后，進入待機方式~開中斷。按
“測試”鍵則據(jù)EPROM中的設定開始檢測;按“設置”則中斷進入設置
操作，另外，尚有輸出通道自行測試，即FMQ鳴響一次，顯示可正常檢
測標志。
2. 設 置 部分
設 置 時 不響應 “測試”按鍵，退出設置部分才響應。
1) 測 試 項目及其相關內(nèi)容
首 先 是 選擇項目:接地電阻、絕緣電阻、耐壓、泄漏電流四個項目。
接 電 阻 項目的設置參數(shù):10/25A選擇，默認 25A，設定后存儲舊值;
接地電阻測試時間:接電阻合格上限。
絕 緣 電 阻項 目設置參數(shù):500V/1000V選擇，默認 500V;測試時間:
絕緣電阻合格下限。
耐 壓 設 置:測試電壓;動作電流;測試時間。
注 : 耐 壓設置時內(nèi)部有高壓產(chǎn)生，但是高壓繼電器不動作，外部無高
壓輸出。
泄 漏 電 流:測試電壓;測試時間;泄漏電流上限。
2) 測 試 狀態(tài)功能設置
出 現(xiàn) 不 合格項 目后，終止/繼續(xù)測試;
FM Q 的 報警，有/無效 (5S);
只 測 一 個項 目 (限于絕緣及泄漏)時，連續(xù)/斷續(xù)工作狀態(tài)選擇;
各個 測 試 項目的測試順序，默認為JD,J Y,N Y,% L;
測 試 完 畢后 FMQ( 1 S)鳴響;
3) 通 訊 功能設置
1) 串 口 地址
2) 波 特 率
3. 測 試 功 能
華南理工大學工程碩士學位論文
項 目 測 試過程中關面板按鍵響應的中斷 (但測單個項目時響應中斷)。
測 試 中 ，CPU根據(jù) EPROM中的設置依次接通各個項 目，經(jīng)采樣、變送、
A/D后將值經(jīng)單片機處理輸出到液晶顯示器上，顯示每秒刷新一次。測試
完畢后保留測試數(shù)值，并且液晶顯示器上顯示測試完畢標志，測試中，
顯示屏上能反應所處狀態(tài)的信息。
其中用RAM 記錄測試狀態(tài)信息.即正在測什么項目，現(xiàn)在的檢測值，己進行時
間等信息，以便萬一單片機受擾或程序有問題看門狗復位后不能完成檢
測，單片機復位完成后，即轉(zhuǎn)向查詢該信息，恢復被打斷的過程。
4.4.2 SI軟件流程圖
附錄5本設計的程序流程圖， 已經(jīng)細化到直接調(diào)用第二章的單片機平
臺即可完成軟件編制的地步。典型的耐壓測試流程見圖4-9.
4.4.3 SI軟件軟件抗干擾設計
在 理 想 情況下，軟件可以正常執(zhí)行。但在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的干擾下，軟
件的周期性、相關性及實時性受到破壞，程序無法正常執(zhí)行，導致控制
系統(tǒng)的失控。其主要表現(xiàn)是:破壞了程序的正常運行，程序最后常常進
入一個毫無意義的死循環(huán)中，使系統(tǒng)推動相關性和周期性，造成系統(tǒng)資
源被某個任務模塊獨占，使系統(tǒng)發(fā)生死鎖;干擾侵入系統(tǒng)的前向通道，
疊加在信號上，導致數(shù)據(jù)采集誤差加大;RAM數(shù)據(jù)區(qū)受到干擾發(fā)生變化，
造成數(shù)值誤差、控制失靈、程序狀態(tài)及定時器/計數(shù)器、串行口等部件的
工作狀態(tài)改變;控制狀態(tài)失靈等。
本 設 計 中，采用算術平均濾波法數(shù)字濾波消除傳感器通道中的干擾信
號:另外監(jiān)視跟蹤定時器法防止程序跑飛。定時器的定時時間稍大于主
程序正常運行一個循環(huán)的時間，在主程序運行過程中執(zhí)行一次定時器時
間常數(shù)刷新操作。這樣，只要程序正常運行，定時器不會出現(xiàn)定時中斷。
而當程序運行失常，不能及時刷新定時器時間常數(shù)而導致定時中斷，利
用定時中斷服務程序?qū)⑾到y(tǒng)復位。本設計中是通過對WDG電路的操作實
現(xiàn)。
華南理工大學工程碩士學位論文
項 目 測 試過程中關面板按鍵響應的中斷 (但測單個項目時響應中斷)。
測 試 中 ，CPU根據(jù) EPROM中的設置依次接通各個項 目，經(jīng)采樣、變送、
A/D后將值經(jīng)單片機處理輸出到液晶顯示器上，顯示每秒刷新一次。測試
完畢后保留測試數(shù)值，并且液晶顯示器上顯示測試完畢標志，測試中，
顯示屏上能反應所處狀態(tài)的信息。
其中用RAM 記錄測試狀態(tài)信息.即正在測什么項目，現(xiàn)在的檢測值，己進行時
間等信息，以便萬一單片機受擾或程序有問題看門狗復位后不能完成檢
測，單片機復位完成后，即轉(zhuǎn)向查詢該信息，恢復被打斷的過程。
4.4.2 SI軟件流程圖
附錄5本設計的程序流程圖， 已經(jīng)細化到直接調(diào)用第二章的單片機平
臺即可完成軟件編制的地步。典型的耐壓測試流程見圖4-9.
4.4.3 SI軟件軟件抗干擾設計
在 理 想 情況下，軟件可以正常執(zhí)行。但在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的干擾下，軟
件的周期性、相關性及實時性受到破壞，程序無法正常執(zhí)行，導致控制
系統(tǒng)的失控。其主要表現(xiàn)是:破壞了程序的正常運行，程序最后常常進
入一個毫無意義的死循環(huán)中，使系統(tǒng)推動相關性和周期性，造成系統(tǒng)資
源被某個任務模塊獨占，使系統(tǒng)發(fā)生死鎖;干擾侵入系統(tǒng)的前向通道，
疊加在信號上，導致數(shù)據(jù)采集誤差加大;RAM數(shù)據(jù)區(qū)受到干擾發(fā)生變化，
造成數(shù)值誤差、控制失靈、程序狀態(tài)及定時器/計數(shù)器、串行口等部件的
工作狀態(tài)改變;控制狀態(tài)失靈等。
本 設 計 中，采用算術平均濾波法數(shù)字濾波消除傳感器通道中的干擾信
號:另外監(jiān)視跟蹤定時器法防止程序跑飛。定時器的定時時間稍大于主
程序正常運行一個循環(huán)的時間，在主程序運行過程中執(zhí)行一次定時器時
間常數(shù)刷新操作。這樣，只要程序正常運行，定時器不會出現(xiàn)定時中斷。
而當程序運行失常，不能及時刷新定時器時間常數(shù)而導致定時中斷，利
用定時中斷服務程序?qū)⑾到y(tǒng)復位。本設計中是通過對WDG電路的操作實
現(xiàn)。
華南理工大學工程碩士學位論文
項目測試過程中關面板按鍵響應的中斷(但測單個項目時響應中斷)。
測試中，CPU根據(jù)E2PROM中的設置依次接通各個項目，經(jīng)采樣、變送、
A／D后將值經(jīng)單片機處理輸出到液晶顯示器上，顯示每秒刷新一次。測試
完畢后保留測試數(shù)值，并且液晶顯示器上顯示測試完畢標志，測試中，
顯示屏上能反應所處狀態(tài)的信息。
其中用RAM記錄測試狀態(tài)信息．即正在測什么項目，現(xiàn)在的檢測值，己進行時
間等信息，以便萬一單片機受擾或程序有問題看門狗復位后不能完成檢
測，單片機復位完成后，即轉(zhuǎn)向查詢該信息，恢復被打斷的過程。
4．4．2 s I軟件流程圖
附錄5本設計的程序流程圖，已經(jīng)細化到直接調(diào)用第二章的單片機平
臺即可完成軟件編制的地步。典型的耐壓測試流程見圖4-9。
4．4．3 sI軟件軟件抗干擾設計
在理想情況下，軟件可以正常執(zhí)行。但在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的干擾下，軟
件的周期性、相關性及實時性受到破壞，程序無法正常執(zhí)行，導致控制
系統(tǒng)的失控。其主要表現(xiàn)是：破壞了程序的正常運行。程序最后常常進
入一個毫無意義的死循環(huán)中，使系統(tǒng)推動相關性和周期性，造成系統(tǒng)資
源被某個任務模塊獨占，使系統(tǒng)發(fā)生死鎖；干擾侵入系統(tǒng)的前向通道，
疊加在信號上，導致數(shù)據(jù)采集誤差加大；RAM數(shù)據(jù)區(qū)受到干擾發(fā)生交化，
造成數(shù)值誤差、控制失靈、程序狀態(tài)及定時器／計數(shù)器、串行口等部件的
工作狀態(tài)改變；控制狀態(tài)失靈等。
本設計中，采用算術平均濾波法數(shù)字濾波消除傳感器通道中的干擾信
號：另外監(jiān)視跟蹤定時器法防止程序跑飛。定時器的定時時間稍大于主
程序正常運行一個循環(huán)的時間，在主程序運行過程中執(zhí)行一次定時器時
間常數(shù)刷新操作。這樣，只要程序正常運行，定時器不會出現(xiàn)定時中斷。
而當程序運行失常，不能及時刷新定時器時間常數(shù)而導致定時中斷，利
用定時中斷服務程序?qū)⑾到y(tǒng)復位。本設計中是通過對WDG電路的操作實
現(xiàn)。
5 O
第四章sI通用安全組合測試儀的研制
圖4-9 耐壓測試流程
Fi94—9 F10W 0f electri c strength test
5 l
華南理工大學工程碩士學位論文
4.5 本章小結(jié)
本 項 目 所開發(fā)的儀器是 目前四個安全項 目檢測的體積最小、功能最齊
全的儀器，整機機箱為440 (W) X440 (L) X170 (H)，而且應用大屏幕
液晶顯示器，比艾諾的一次只顯一個項目數(shù)據(jù)和華儀的電流電壓等分別
用兩塊小屏液晶顯示都有明顯優(yōu)點。而且用隔離采樣時操作者及設備都
更安全，針對國內(nèi)外的設備，本儀器在使用上具有以下優(yōu)點:
1) 操 作 簡便，顯示醒目
采 用 3 20X240點陣式液晶顯示器，一屏不僅可顯示四個項目數(shù)據(jù)，
而且還顯示儀表所處的工作狀態(tài)及進行操作的提示信息，且一次接線后
即可自動完成四個參數(shù)測試。
2) 測 試 方式多樣
用 戶 可 以選擇手動、自動及自動循環(huán)檢測三種測試方式，手動檢測時
測試的啟/停由用戶控制，而在兩種測試方式下，用戶可設定各項目測試
時間。
3) 操 作 方式多樣
用 戶 不 僅可以直接對儀器面板上的薄膜按鍵進行操作，還可以通過外
接端口進行測試啟/停、是否連續(xù)測試及不合格輸出。
4) 人 機 交互功能強，用戶可以按 自己的要求對儀器進行多種設定，
包括測試方式、測試的項目及順序，各項目的測試時間、蜂鳴報替、打
印及越限中斷測試是否有效，自動檢測時的流水號、測試時日期及時間、
測試條件(如接地電阻的25A或10A選擇)、合格限值都可以由用戶自己
設定。
5) 功 能 齊全，配件完備，利于擴展
儀 器 具 有測量，越限報普，短路保護等功能外，尚可以將測試結(jié)果打
印出來，預留有通訊參數(shù)的設定及通訊接口。
儀 器 配 件中有并口打印機、泄漏負載電源等可選件，便于用戶取舍。
6) 性 能 可靠，抗千擾能力強。
儀 器 設 計中采用了多種抗干擾措施，通過了高頻脈沖干擾實驗，并且
經(jīng)受了生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境考驗，尚未發(fā)現(xiàn)問題。
7) 儀 器 體積小，便于擺放
儀 器 體 積為 440X 1 80X 4 80. '，在同類型儀器中體積很小。
結(jié)論
結(jié)論
本 論 文 主 要 論述了系列化，成套化開發(fā)家電通用安全組合系統(tǒng)及
其網(wǎng)絡遠程監(jiān)控的過程。系統(tǒng)己經(jīng)開發(fā)完成，通過了基本測試和市場的
檢驗，達到了預定的功能要求，迎合了市場需求，每年可以為公司創(chuàng)造
幾百萬元的經(jīng)濟效益。
1、 本 系 統(tǒng)具有如下的優(yōu)點:
先 進 性 通過開發(fā)工作，向?qū)＠?申請 了兩項實用新型專利，并且可
以通過網(wǎng)絡遠程監(jiān)控，進行故障診斷。
儀 器 本 身安全性好 儀器的自身保護功能完善，如采樣部分電流互感
器進行電流采樣、具有軟件及硬件保護各部分功能、模塊電源路路獨立
等措施保證設備的高壓、大電流不會對操作員造成危險.
可 靠 性 儀器經(jīng)過在工業(yè)現(xiàn)場的使用表明，該儀器故障率很低 ，并且
在開發(fā)階段通過了電磁兼容的抗干擾實驗，解決了國產(chǎn)安規(guī)儀器易受干
擾的問題。
實 用 性 針對國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況，設備設置簡單，功能全面，界
面友好、易于操作。
設 備 采 用模塊式設計，采用標準機箱，維護簡便。
系 列 化 ，成套化開發(fā)，滿足不同客戶的差異性需求，有助于提高該儀
器的市場占有率。
可 以 預 見，隨著進一步的市場開拓和客戶的認同，經(jīng)濟效益會越來越
好
2、 在 系 統(tǒng)中，我覺得有如下一些地方值得加強改進:
耐 壓 實 驗電壓應該實現(xiàn)程控調(diào)節(jié)，可以考慮采用兩種技術:一種采用
單片機作為監(jiān)控中心、數(shù)字波形合成技術+線性功率放大器作為測試源;
另一種采用單片機作為監(jiān)控中心、SPWM(正弦脈寬調(diào)制)脈沖發(fā)生器+
IGBT(絕緣柵雙極晶體管)脈沖功率放大器作為測試源。如此則可實現(xiàn)耐
壓實驗電壓應該實現(xiàn)程控調(diào)節(jié)。
華南理工大學工程碩士學位論文
參考文獻
[11 徐愛鈞.智能化測量控制儀表原理與設計.北京航空航天大學出版
社，1995
[2 1涂時亮，張友德.單片微機控制技術.復旦大學出版社，1995
[31 李維諭，郭強.液晶顯示應用技術.電子工業(yè)出版社，2000
[4〕 松下電工株式會社 FP-M/FP1編程手冊，1995
[5〕 松下電工株式會社 FP1硬件技術手冊 第一版
[6 1松下電工株式會社 FP-M/FP1編程手冊
[7 1 Matsushita Electric works， L td FPS TechiniacalM anual，
1993
[8〕 區(qū)健昌.電子設備的電磁兼容性設計.電子工業(yè)出版社，2003
[91 潘新民，王燕芳.微型計算機控制技術.人民郵電出版社，
[1 01 Maxiam New Realease Data Book VOLUME 1998
[1 11 Maxiam New Realease Data Book VOLUME 1999
[12 〕白同云，呂曉德.電磁兼容性設計.北京郵電大學出版社，2001
[1 31王兆義.可編程控制器教程.機械工業(yè)出版社，1992
[14 1廖常初.PLC的順序設計法與順序功能圖.電工技術雜志.2001.10
[15 1鄒益民.一種自動診斷儀的硬軟件設計.電子產(chǎn)品世界.2000.0 6
[16 1常弘，樊波，薛鈞義.現(xiàn)場總線中三種基本通訊模式的分析.電工
技術雜志.2001.06
[17 1架成強.ESD保護電路的設計.EDN電子設計技術.2001.0 3
[18 〕華容.PLC在集散控制系統(tǒng)中的作用及其發(fā)展趨勢.電工技術雜
志.2001. 03
[19 1黃 英華.如 何 提 高 電子 測 量儀器 可靠性 水平 .史.疊握月淮
魚.1998.0 5
[20 1王恒震.家用電器控制原理及其應用.電子工業(yè)出版社.1996
[2 11廖常初.PLC編程及應用.機械工業(yè)出版社.2002
[22 〕陽憲惠.現(xiàn)場總線及應用。清華大學出版社.1999
[23 1樊縣圃.知識經(jīng)濟時代的控制系統(tǒng).自動化博覽.1998.02:
[2 4」王常力 工業(yè)控制計算機的現(xiàn)狀與發(fā)展.自動化博覽.1998.01
[2 5〕石光明.PLC在通用安全測試系統(tǒng)中的應用.中國電工技術學會.
電工領域技術創(chuàng)新學術交流會論文集.中國香港，2000
在學期間發(fā)表論文
攻讀學位期間己發(fā)表的學術論文
在學期間己發(fā)表(包括己接受待發(fā)表)的論文， 以及已投稿、或己
成文打算投稿、或擬成文投稿的論文情況(只填寫與學位論文內(nèi)容相關
序
號
作者(全
體作者，
按順序排
列)
題目
發(fā)表或投稿
刊物名稱、
級別
發(fā)表的卷
期、年月、
頁碼
相當于學
位論文的
哪一部分
(章 、節(jié))
被
索
引
收
錄
情
況
1 石光明
PLC在通用安全測
試系統(tǒng)中的應用
電工領域
技術創(chuàng)新
學術交流
會論文集
中國電工
2001年10
月
62---67頁
3.1一3.5
2 石光明
安規(guī)測試儀器的電磁
兼容性設計
擬投稿
注:在“發(fā)表的卷期、年月、頁碼” 欄:
1如果論文己發(fā)表，
2如果論文己被接受
請?zhí)顚懓l(fā)表的卷期、年月、頁碼;
填寫將要發(fā)表的卷期、年月:
3以上都不是，請據(jù)實填寫“已投稿”，“擬投稿”。
不夠請另加頁。
5 5
華南理工大學工程碩士學位論文
致謝
首 先 要 感謝尊敬的羅飛教授，在論文的寫作中，得到了羅教授悉心指
導和認真的審核。羅教授對于論文的內(nèi)容提出了多處修改意見，在論文
完成之際，謹向羅飛教授表達我最誠摯的謝意。
另 外 ， 還要感謝蘇開才副教授、陳灼明副教授和校外導師周文成教授
級高工對于本人的各種關心與指導。通過各位授課老師的傳道、授業(yè)和
解惑，本人才能拓展知識面，并將理論知識用于實踐，開發(fā)出符合市場
需要的產(chǎn)品。
同 時 ， 我要感謝我的家人，替本人分擔很多的家庭瑣事，使本人能夠
按時完成學業(yè)。論文的完成也是對他們最好的回報。
感 謝 所 有關心我的人!
附錄
附錄
(需要才加)
附錄l：實用新型專利(zL 00 2 39383．2)
附錄2：實用新型專利(zL 00 2 60154．0)
5 7
—— 堡壹墨三奎堂三堡堡主堂垡絲塞
附錄3：可查到本項目成果的網(wǎng)址
I·http：／／www．a(chǎn)nguil 7．com／cplist／el ec—safe／safely9620integrat
e／ST-2％20SERIES．htⅢ
安規(guī)儀器網(wǎng)
地址：清華科技園(珠海)
2．http：llwww．gdjd．org／std．htm
廣東(南海)家電技術創(chuàng)新中心
3．http：／／www．cnapc．org／htmllj ianj ie．him
工業(yè)與日用電器行業(yè)生產(chǎn)力促進中心
附錄4：論文集封面
5 8
卜硯曰︺國︺0漢與OAes卜卜日﹄5
卜代悶囚國卜2國國國口口.Of-.口5
iUU iU
︵級口二園蓄喇中酬二劃拼嶺昭﹀
7曰0國山日口硬囚目匕0 一月口
國田國芝口2︺乞一國﹄IQY山國11.U
八件傻吠瑙芝0舒山山名的蒼嬌N減成碩迎喇書龔︶
子﹄袱0-l山﹃OV山已11川U
曰試巴口乙1軍曰目的卜5 一勻U
0
劃田甚甥剩積異澎照
-奮
半榴那甚繃泥翔
補︺洲1冬呂的.代的之記01
腸叫舊瞇牟雙盡
代檔中驟云軟
吠瑙頂迎喇弱
派衷娜繃眼
權權異布職竇甥
.于幸州貶腳曇的咬.工SesZ工V遙卻如切.奏翎彩璐叫弱產(chǎn)下魂邢書鏈識卜處彩州形書二周裸稠俘
︵處卿州︶15之日乃泛”如處卿
嗒羞
④
3
︵喂叫困降葷淚袍奚屁皿、得昨卑彩︶
卜的國曰國曰硬︺ 么的10 1一月U
U 蘇
。
卜黛胭洞書
癮LJ吻宜均
印彩麟牟假鼻
舊昧非幼書屁嶺叫
眺嫂舊毗腸叫
劃田鉀浙貌程盡鰭
劃田甚出袍雙異熱
O
例級劃擠書屠類日補只日刮健黔
﹄湘閏之爭司州魏
0
0
目昧華講乍︸屏腸叫
甲段盡嶺叫
卑粼嘴賡州塔
5留00“‘1卜山511?？?處陰十刮創(chuàng)招胭卑招
粥繃嘟留仲奉
比麟識級盡
④
0
伙叫食白弋︺乏因盈
盆翩厄蓄曦厘夠晨翁圳
卜- 伙卜仍明﹄司謂勺嗯之、洲翅
叔仲中塑︸犯鍬撼篇紛圳
鎖仲箱輯乍︸那紛到
卜仍的﹄日只勻氣乙因蕊
⑧
1
拐恤、秘偉
商件
勻泛忿弓習分創(chuàng)卜封、閱釗心
卜澎胭書演
便泌十側(cè)眾稱件卑浦
的的山QO國d月口2記芝一勻口
0 @
喝鰲
0
象版教劉怕輯妞︸吳紛圳
10喊勻咬泛、名嘴
55囚︺︺召山一0卜口閱1書0
山OOUes卜囚出1目自嘴U
牢椒盡宜盆留側(cè)
鎖神宋劉神輯書硯紛叫
貓于舉騷宋
K卿劃催轟
嚷攀牟襲異
貶卿卜酬粼辭口卑喊
口裂牟積盡
丈仍閏﹄1色民邊喊乞、側(cè)嘆心
擬袋劃撲書昌泌日補杖日酬愜黔
0
@
家電通用安全組合測試系統(tǒng)的研制及其網(wǎng)絡化應用
作者： 石光明
學位授予單位： 華南理工大學
參考文獻(26條)
1.參考文獻
2.徐愛鈞智能化測量控制儀表原理與設計 1995
3.涂時亮.張友德單片微機控制技術 1995
4.李維諭.郭強液晶顯示應用技術 2000
5.松下電工株式會社FP-M/FP1編程手冊 1995
6.松下電工株式會社FP1硬件技術手冊
7.松下電工株式會社FP-M/FP1編程手冊
8.Matsushita Electric works Ltd FP1 Techiniacal Manual 1993
9.區(qū)健昌.林守霖.呂英華電子設備的電磁兼容性設計 2003
10.潘新民.王燕芳微型計算機控制技術
11.Maxiam New Realease Data Book VOLUME 1998
12.Maxiam New Realease Data Book VOLUME 1999
13.白同云.呂曉德電磁兼容性設計 2001
14.王兆義可編程控制器教程 1992
15.廖常初PLC梯形圖的順序控制設計法與順序功能圖[期刊論文]-電工技術雜志 2001(10)
16.鄒益民一種自動診斷儀的硬軟件設計[期刊論文]-電子產(chǎn)品世界 2000(6)
17.常弘.樊波.薛鈞義現(xiàn)場總線中三種基本通訊模式的分析[期刊論文]-電工技術雜志 2001(6)
18.欒成強ESD保護電路的設計 2001(03)
19.華容PLC在集散控制系統(tǒng)中的作用及其發(fā)展趨勢[期刊論文]-電工技術雜志 2000(3)
20.黃英華如何提高電子測量儀器可靠性水平[期刊論文]-中國標準化 1998(5)
21.王恒震家用電器控制原理及其應用 1996
22.廖常初PLC編程及應用 2002
23.陽憲惠現(xiàn)場總線及應用 1999
24.樊縣圃知識經(jīng)濟時代的控制系統(tǒng)[期刊論文]-自動化博覽 1998(2)
25.王常力工業(yè)控制計算機的現(xiàn)狀與發(fā)展[期刊論文]-自動化博覽 1998(1)
26.石光明PLC在通用安全測試系統(tǒng)中的應用 2000
相似文獻(10條)
1.期刊論文楊朝楨.李東.石鎮(zhèn)山.王一鳴.Yang Chaozhen.Li Dong.Shi Zhenshan.Wang Yiming 家用電器電氣安全綜合測試技術研究 -儀器儀表標準化與計量2008,""(6)
根據(jù)家用和類似用途電器電氣安全性能測試相關標準規(guī)定的方法及要求,進行泄漏電流、耐壓強度、接地電阻測試標準分析,在此基礎上,設計了由DSP、測試回路和計算機組成的電氣安全綜合測試系統(tǒng).系統(tǒng)采用DSP集成高速AD,實現(xiàn)了O-1MHz頻段的AD采樣,真實再現(xiàn)了測試指標的實際波形,使用戶對測試指標有更加全面、直觀的認識.試驗結(jié)果表明,系統(tǒng)具有符
合最新測試標準、測試精度高、自動綜合測試等特點.
2.期刊論文蘇曉輝 建筑裝修的電氣安全不容忽視 -中國質(zhì)量技術監(jiān)督2005,""(10)
隨著裝修市場需求量的與日俱增和各種檔次裝修隊伍的不斷涌現(xiàn),就在人們享受著裝修后的喜悅之時,裝修中存在的電氣安全隱患也正悄悄地向人們襲來.近年來,因裝修引起的電氣安全問題所造成的事故頻頻發(fā)生,輕則損壞裝修,燒毀家用電器,重則引起火災,造成人民生命、財產(chǎn)的重大損失,然而這一嚴峻形勢并未得到有效地遏制.這主要是由于人們關于電氣
安全方面的知識和意識淡薄,即便想到了要注意,卻也是無所適從.而國家和相關部門尚未就裝修電氣安全方面的設計、施工、驗收以及資質(zhì)制定有效的規(guī)范性操作規(guī)程.
3.期刊論文趙蓮清.Zhao Lianqing 家居裝修配電系統(tǒng)安全設計探討 -安全2005,26(4)
家用電器在我國已經(jīng)深入到人們生活的方方面面.因此,在家居裝修中,用電安全問題不容忽視.本文在分析家居裝修配電系統(tǒng)設計存在誤區(qū)的基礎上,提出整體化設計的概念及驗收注意事項.
4.期刊論文曹兆明.董躍家用電器的電氣安全性能在生產(chǎn)流水線上的檢測及其相關標準 -機電設備2006,23(4)
敘述家用電器電氣安全性能檢測的相關國家標準,電氣安全性能檢測若干要求以及在生產(chǎn)流水線上檢測接地電阻、絕緣電阻、電氣強度和泄漏電流的常用步驟和方法.
5.期刊論文蘭嵐.萬偉民基于電子多路控制的電氣安全設計 -家電科技2009,""(15)
隨著輸電線路的電壓等級升高,各種安全裝置都進行了更新和革命,以確保系統(tǒng)的安全.但是在家電設計中,由于已建立的生產(chǎn)體系固定,使得產(chǎn)品的安全設計沒有隨電力系統(tǒng)的升級而加強.本文以家用電器為例,探討多路控制的方式,以增加支路法自動提高安全性能,對于家庭用電安全具有一定的現(xiàn)實意義.本文對家庭電器使用中利用多路控制實現(xiàn)電氣安全的原
理進行了詳細的說明,并給出了具體的電路實現(xiàn),通過仿真計算驗證了有效性.
6.期刊論文黃琳 淺析在家用電器中應用的傳感器 -家電科技2008,""(7)
現(xiàn)代家用電器的科技含量越來越高,功能越來越完善,控制也越來越智能化.在智能家用電器中,需要對有關的物理量進行檢測,常用到相關的傳感器.下面對常用的幾種傳感器進行簡單的介紹.
7.期刊論文黃琳.錢偉杰.HUANG Lin.QIAN Wei-jie 電源軟線彎曲試驗分析 -環(huán)境技術2007,25(2)
彎曲試驗是在家用電器安全檢驗中一個基本的測試項目,本文主要從試驗角度分析彎曲試驗要求和不合格的主要原因.
8.期刊論文艾諾儀器公司市場部 家電生產(chǎn)線安規(guī)測試發(fā)展新趨勢 -家電科技2009,267(3)
全球金融危機下的2009年,"減員增效、提高品質(zhì)"成為許多企業(yè)苦練內(nèi)功的必修課.本文從電氣安全性能測試(簡稱"安規(guī)測試")的發(fā)展趨勢、新需求和新設備角度出發(fā),為家用電器生產(chǎn)線設計與技術改造提供重要參考.
9.期刊論文戴建平.Dai JianPing 對住宅樓總進線漏電保護的分析 -供用電2005,22(6)
首先闡述了住宅樓總進線設置漏電保護器的重要作用,當住宅樓內(nèi)出現(xiàn)電弧性接地故障時,漏電保護器可以自動切斷供電,有效防止電氣火災的發(fā)生,提高安全用電水平.進而從家用電器和線路的泄漏電流入手,引進了負荷計算中同期系數(shù)的概念,給出了住宅樓泄漏電流的計算方法,對住宅樓的正常泄漏電流進行了分析計算.最后介紹了如何選擇合適的漏電保護器
,應該依據(jù)規(guī)范,結(jié)合實際,堅持綜合性和可靠性的原則,使住宅樓的漏電保護器能有效發(fā)揮作用,確保住宅樓的電氣安全.
10.期刊論文涂國群 淺析家用漏電斷路器的工作原理及應用 -電氣應用2005,24(2)
近年來,由于人們生活水平的不斷提高,大量的家用電器進入普通百姓家庭,人們與電接觸的機會越來越多,用電設備發(fā)生故障導致人員觸電傷亡的事件也時有發(fā)生.為了人身與設備安全,漏電斷路器作為一項有效的電氣安全技術裝置已經(jīng)被廣泛使用,并起到了舉足輕重的作用.根據(jù)醫(yī)學研究,當人體接觸50Hz的交流電、觸電電流在30mA及以下時,可以承受幾分鐘
的時間.這就界定了人體觸電安全電流,為設計和選用漏電保護裝置提供了科學依據(jù).因此,在移動電器、潮濕場所的電器所在的電源支路設置漏電斷路器,是防止間接接觸觸電的有效措施.在國家標準<住宅設計規(guī)范>中明確"除空調(diào)電源插座外,其他電源插座回路應設置漏電保護裝置".其漏電動作電流為30mA,動作時間為0.1s.
本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y708743.aspx
授權使用：上海海事大學(wflshyxy)，授權號：cd69604f-46f9-4726-b722-9dd401399735
下載時間：2010年8月16日</住宅設計規(guī)范>

網(wǎng)友評論 more

電力安全論文最新內(nèi)容

03-05