（2）现场控制层

现场控制层由两个单元组成：一是强电单元，为测控提供所需要的电流；二是弱电单元， 由西门子S7-200 系列 PLC 为核心的下位机控制器及其相关控制程序组成的电气控制系统。 现场控制采用自动控制、随机控制相结合的控制方案。自动控制实现各调整机构的小闭环的 控制任务，随机控制是针对断路器双金属片受热随机性，根据现场专家的经验建立专家系统， 采用“IF-THEN”语法结构建立知识库，从而实现低压断路器测控系统的快速推理功能。

（3）监控管理层

监控管理层（上位机）基于以研华工业计算机，通过OPC 通用接口与PLC 控制器进行数 据通信（如图2）。人机界面系统采用西门子工业组态软件WinCC 编程环境，画面组态标准 化，程序设计模块化方法，完成整个智能控制系统的数据采集、程序处理和操作指令的输出， 实现对现场控制层的连锁控制和设备调节。

3. 低压断路器智能测控系统的软件设计

低压断路器智能测控系统软件主要由上位机监控软件和下位机检测过程控制软件两部分 构成，分别实现系统控制功能和系统监控功能。系统下位机基于西门子PLC-200，采用西门 子编程软件STEP7-Micro/Win 编程环境，梯形图编程语言，模块化编程模式构建智能测控 系统的控制程序。系统上位机基于研华工控机，采用西门子工业组态软件WinCC 编程环境， C 脚本编程语言，OPC 通用接口，组态智能测控系统的人机界面监控程序。

3.1 基于PLC 下位机检测过程控制软件设计

该系统 PLC 控制程序采用梯形图模块化编程，分别完成现场设备对断路器监测的工艺 要求。梯形图程序模块主要包括：上电自检、参数初始化、断路器定位压紧、断路器合扣、 螺钉螺母调整机构移步、激光定位、通电检测、螺钉螺母调整、螺钉螺母调整机构X 轴移相、 断路器测控产品计数及系统故障报警处理。

在监测过程中，螺钉螺母调整机构需要实时调整断路器双金属片上的螺钉螺母，保证断 路器在合格标准时间内顶跳。因此，螺钉螺母调整机构的定位问题是整套智能测控系统的关 键技术和攻关难点之一。本智能测控系统设计了由步进电机、磁栅位移式传感器、西门子 PLC 以及定位梯形图程序组成的控制单元实现了对步进电机的闭环控制，提高了螺钉螺母调 整机构中的步进电机定位问题。

螺钉螺母调整机构定位梯形图程序UML 流程图（如图3），具体实现：