1 引言
过流脱扣器测试系统主要的功能是对电子式脱扣器的各项技术参数进行检测标定，保证生产的产品符合规定的要求。测试系统主要是用电流源给脱扣器的每一极加规定范围的电流，模拟实际工作的情况，产品的跳闸机构通过电磁感应线圈测量当前流过电极的电流值，并判断其是否在额定范围以及是否需要跳闸使得开关脱扣。测试系统就是监测产品的整个工作过程，看其跳闸的功能及各项参数是否满足规定的要求，比如有没有在不该跳闸的时候跳闸,跳闸的电流是否在规定的范围,等等。测试的流程如图1,该测试流程是典型的顺序测试过程。在测试系统中主要控制设备用到了TSX-MICRO37系列 PLC，它是属于施耐德品牌中一种中小型的PLC，编程环境PL7提供的图形化编程语言GRAFCET是施耐德PLC特有的一种顺序编程语言。该语言的编程方式具有结构清晰，顺序控制灵活方便等功能，所以比较符合应用在本设计中。在本例中,介绍实际测试过程的同时介绍了TSX-MICRO PLC应用GRAFCET语言接收IPC（工控机）的命令如何实现对电流脱扣器进行各项性能测试。

图1 测试流程

2 控制系统的组成
控制系统主要有上位IPC（工控机）、施耐德MICRO系列PLC、500A测试电流源、液压站、夹具钳等设备组成,见图2。IPC是系统的主控设备，有友好的人机界面，有强大的数据处理能力，其可在主控界面设定系统的控制方式,分别为自动执行方式或手动调试方式。PLC与IPC两者的通信由MODIUS总线实现，IPC通过MODIBUS协议发送命令给PLC，并读取PLC返回的各种状态，测试过程中IPC也要与500A电流源进行通信，控制电流源输出电流的启动与关闭，以便逐级测试每极的性能指标。PLC接受IPC的指令,运用GRAFCET编程语言实现对电气、机械等系统测试机构按要求动作并返回相应的测试状态给IPC。在测试流程中IPC与PLC将测试流程分割为很多“步”，传感器的状态结合当前的“步”能准确的将测试信息返回给IPC,这种测试方式是典型的顺序测试流程。

图2 控制系统框图

3 PLC与IPC通信实现
PLC与IPC(上位机)的通信是本项目关键部分,因为系统的每一步测试都需要两者协同完成,通信的好坏,协议的合理完整是测试的保障.在PLC与上位机的通讯中，将上位机设为MODIBUS主站，PLC设为从站，两者应用MODIBUS协议实现彼此对话。具体由IPC应用MODIBUS协议读写PLC内部的字%MW来实现对PLC的控制。在设计初始阶段将PLC内部存储器划出一部分作为通信专用，具体将这一块又划分为三块，即IPC发送命令部分，参见附表。PLC返回命令执行情况部分，PLC返回系统传感器的各个状态部分。如表为IPC发送命令功能部分。其他部分与此类似。

附表 通信协议

图3 PLC通信实现

4 GRAFCET编程语言实现顺序控制系统及解决关键问题
在测试系统中，PLC应用PL7软件提供的编程语言GRAFCET根据要求直接控制设备。GRAFCET语言的结构主要有三部分组成，即预处理（preliminary process）；顺序处理（sequential process）；后继处理（subsequential process）。PLC的CPU的工作原理是循环扫描。GRAFCET语言循环扫描执行的顺序首先是预处理，然后是顺序表处理，最后是后继处理。预处理主要是在电源或机械机构失效后重新启动时的初始化处理，以及对输入的逻辑处理。在预处理这部分可以通过一些系统位的功能实现整个顺序控制的初始化，冻结等功能。如将系统位%S21置1时GRAFCET初始化到起始步。顺序表处理就是处理程序的顺序控制结构，其也是整个程序的框架部分，有初始步（initial step）,转换条件（transition）,与分支（AND divergence）,或分支（OR divergence）及与每一步直接相关的操作。笔者所选的TSX 3710提供1-98步的容量。TSX57系列还支持每一步中的微步功能及子步的功能，为顺序控制提供更加灵活应用的方式。初始步为程序开始执行作初始化准备，把工作顺利进行的条件准备好。“与”“或”分支为多种情况发生提供程序处理的入口。转换条件严格控制步与步之间转换，使得控制流程结构清晰。每一步以符号“Xi%”为标记。微步以“%Xmi”,系统为每一步提供一个计时器%Xi.T,其以100ms为单位对每一步处理的时间进行计时，也可以作为条件为程序控制所用。
后继处理主要是负责输出逻辑及监控、安全等。

图4 GRAFCET基本结构

图4所示的GRAFCET语言中，每个框即每一步又分为三部分（即在每个框的右上方的三个小方框，可分别进入进行编程），即步激活区，该步进入时做的动作（只做一次）；步连续执行区，步从击活后进入连续执行区，只要该步有效，在连续执行区内的内容一直被CPU循环扫描执行；步失效区，就是当步的转换条件满足时，步准备转换到下一步，在转换到下一步之前执行步失效时的动作（只做一次）的时区。

5 结束语
因为TSX-3710不支持单步的调试功能，我们在自动执行步的每一步的转换条件中加了自动连续执行和自动调试执行的判断条件.