基于PLC的電解電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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一般來說。大功率直流電源裝置的系統(tǒng)主要由高壓隔離開關(guān)、高壓斷路器、有載調(diào)壓器、平波電抗器、整流變壓器、晶閘管整流裝置、控制系統(tǒng)、交流互感器、直流互感器、直流母線刀開關(guān)、綜合測(cè)量裝置及純水冷卻裝置或者風(fēng)機(jī)等部分組成．系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜、體積龐大，維修和維護(hù)極為不便。因此，實(shí)時(shí)掌握和了解直流電源系統(tǒng)的工作狀況顯得極為重要。所以，設(shè)計(jì)大功率直流電源智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)電源裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)是必要的。
2 電解錳電源的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2．1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
采用西門子公司的S7—200可編程控制器和TD200文本顯示器，設(shè)計(jì)電解金屬錳直流電源的監(jiān)控系統(tǒng)。670 V／26 kA電解錳電源采用三相橋式全控晶閘管整流，非同相逆并聯(lián)的主電路形式。該電源檢測(cè)系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC)作為控制的核心器件，將大功率直流電源設(shè)備與通訊網(wǎng)絡(luò)連接，檢測(cè)和指示故障位置。PLC以其品種多樣的擴(kuò)展模塊(如模擬量擴(kuò)展模塊、通信模塊)為實(shí)現(xiàn)采集、上傳數(shù)據(jù)提供便利。智能檢測(cè)系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖1所示。
該電源檢測(cè)系統(tǒng)中，PLC、開關(guān)量單元、模擬量單元、通信單元和TD200文本顯示單元構(gòu)成了模塊的主控單元，還有現(xiàn)場(chǎng)變換與執(zhí)行單元，用于實(shí)現(xiàn)電源設(shè)備強(qiáng)電與弱電之間的隔離，把相應(yīng)的故障或運(yùn)行參數(shù)的信號(hào)變換為開關(guān)量或隔離后的模擬量信號(hào)送入PLC，根據(jù)PLC的輸出進(jìn)行報(bào)警和執(zhí)行跳閘等操作，TD200文本顯示器用于顯示現(xiàn)場(chǎng)電源系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便于工作人員調(diào)試和應(yīng)用。
2．2 系統(tǒng)控制工作原理
三相橋式全控整流電源裝置的被控對(duì)象主要是高壓開關(guān)斷路器、移相觸發(fā)電路的觸發(fā)角度、水冷卻器的啟停，被檢測(cè)對(duì)象主要是水冷卻器是否有故障、整流變壓器油溫是否過高、輕重瓦斯是否超標(biāo)、晶閘管整流器的器件是否失效、橋臂是否過熱等。整流電源裝置通過控制面板上的合閘按鈕將點(diǎn)動(dòng)信號(hào)送入PLC的數(shù)字輸人點(diǎn)后，通過PLC內(nèi)部的自保持程序使電源合閘并到位后，PLC將解除對(duì)整流裝置觸發(fā)脈沖的封鎖，這樣可通過給定旋鈕調(diào)節(jié)給定電壓的大小，改變觸發(fā)角度，改變輸出電壓的大小。高壓分閘信號(hào)送入PLC后，首先應(yīng)該封鎖整流裝置的觸發(fā)脈沖，然后延時(shí)數(shù)秒，再自動(dòng)分閘。基于PLC的電氣控制系統(tǒng)對(duì)大功率直流電源系統(tǒng)的控制思路，仍然與繼電器一接觸器控制系統(tǒng)是一致的，只是在控制手段上采用了先進(jìn)的控制設(shè)備。圖2所示為三相橋式全控整流由源裝置最大系統(tǒng)的PLC硬件設(shè)計(jì)原理圖。
3 PLC控制程序
程序塊選用子程序流程圖，它是由故障檢測(cè)子程序、模擬量采集子程序、顯示子程序等幾個(gè)程序塊組成。部分子程序圖如圖3、圖4、圖5、圖6所示。
4 結(jié)語(yǔ)
基于PLC控制的電解電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所要求的技術(shù)性能，利用TD200文本顯示器可以直接顯示報(bào)警內(nèi)容，方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員的維修與調(diào)試。系統(tǒng)已經(jīng)投入運(yùn)行，運(yùn)行狀態(tài)良好，為操作人員對(duì)電解電源操作和實(shí)時(shí)監(jiān)控帶來極大便利，達(dá)到了預(yù)期的控制要求。
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