變壓器低頻電熱真空乾燥設備控制系統的製作方法

2023-10-09 08:03:24

專利名稱：變壓器低頻電熱真空乾燥設備控制系統的製作方法
技術領域：
屬機械電子技術領域。
變壓器低頻電熱真空乾燥設備是一種對中小型變壓器進行乾燥處理的新工藝設備，由挪威國民工業公司首先研製成功，並使其商品化。該設備的控制系統採用分布式數據採集和控制的分散控制系統。其主控機以人機對話方式啟動整個控制系統工作，其地方站控制單元、變頻電路、檢測單元形成一個小的相對獨立的閉環控制系統，每個地方站均配置這樣一個閉環控制系統，即n個地方站就要有n個地方站控制單元、n個變頻電路和n個檢測單元。這樣的控制方式，電路比較複雜，數據通訊量大線多，硬體配置也多，設備投資高。
本實用新型是在消化吸收進口設備的基礎上，根據國內變壓器生產廠家的要求，進一步改進、優化而實現的。其發明目的在於設計一種更為合理、有效的控制方案，簡化設備的控制電路，降低造價，並增加系統功能，提高整機的性能。
為完成這樣的發明目的，我們採用集中式分時數據採集與地方站集中控制方式。即由主控機實行人機對話啟動整個系統工作，分別從n個地方站集中採集數據，經分析、計算、判斷後，向地方控制單元發出指令，由地方控制單元對n個地方站實施乾燥過程控制。也就是說，將地方控制單元從小閉環系統中分出，接受主控機的命令，同時控制n個地方站而不是一個地方站的乾燥過程。這樣，中央控制單元、地方控制單元、地方站的檢測單元1到n和變頻電路1到n，組合構成一個大的閉環控制系統。附


圖1為變壓器低頻電熱真空乾燥設備控制系統的流程框圖。中央控制單元由一臺帶終端並配有彩顯和印表機的IBM－PC／XT微機和通訊接口、採樣卡兩塊模塊組成。PC主控機在軟體的支持下，通過採樣卡完成對低頻信號的數據採集，對被乾燥變壓器線圈導體平均溫度的計算，對乾燥工藝曲線的自動跟蹤及溫度、流程監視，完成對運行信息顯示、列印、保存，並通過通訊接口與地方控制單元的CJ－801單板機連接，完成控制信息的傳遞。地方站控制單元包括CJ－801單板微機、I／O擴展接口、同步信號發生器三部分。單板機在其軟體支持下，實現對可控矽變頻器的觸發脈衝的分配及時序控制，並根據中央控制系統的控制指令對乾燥流程進行控制。CJ－801單板機通過I／O擴展接口將信號分配到各地方站的脈衝控制器中，作為變頻器的觸發信號，同時CJ－801單板機還根據同步發生器產生的同步信號控制脈衝的發送，保證變頻器正常工作。變頻器用以實現頻率變換，將工頻50HZ電流變換成低頻電流供乾燥設備使用。同時，在乾燥過程中負載的信息不斷地通過檢測信號放大器反饋給中央控制單元，中央控制單元再將檢測到的信息進行處理，並及時地指示地方控制單元調整控制狀態。如此周而復始，形成一個閉環控制結構對乾燥過程進行實時自動控制。這樣的集中式分時數據採集與地方站集中控制方式，又稱為雙級微機控制方式，其前級機為CJ－801單板微機，後級機為IBM－PC／XT機，能同時實現低頻電源的實時控制及溫度的實時檢測，提高控制的可靠性和穩定性。採用這樣的集中控制方法，一個單板機通過擴展接口，同時控制n個地方站，與挪威分散控制方案比較，所用的地方控制單元硬體之差為n－1個，大大節省了設備投資，主地之間通訊簡單，安全可靠。
下面是本實用新型的一個實施例。
整個控制系統如
圖1，中央控制單元選自目前廣泛使用的IBM－PC／XT機擔任主控機，配置有操作終端、印表機和監視器，中央控制單元與地方控制單元之間的信息傳遞由通訊接口完成，圖2為通訊接口的電路圖，該接口是可編程的24路並行輸入／輸出接口。圖3為採樣卡的電路圖，中央控制單元主控機接受的負載反饋信息來自採樣卡。採樣卡設計為由AD578晶片作為模數轉換器，同時配有16路模擬信號輸入切換的模擬選擇開關，可供四個地方站使用，每個地方站有四路模擬信號。通訊接口和採樣卡都做成一塊模塊，分別插在PC機主機箱內為用戶擴充接口準備的總線擴展槽上，他們與外設的連接線由主機箱後板槽上用扁平線引出。地方控制單元使用的控制微機是CJ－801單板機，圖4為I／O擴展接口和同步信號發生器的電路圖。I／O擴展接口有4隻插口，可擴展到四個地方站。由同步信號發生器產生的19路控制信號中有15路為各地方站共用控制線和電源線，另外4路為站控制線，分別與對應的地方站脈衝控制相接，配置相應的應用軟體，即可分別控制各地方站變頻器工作。同步信號發生器向CJ－801單板機提供同步信號，保證CJ－801向地方站送出的控制信號與變頻器輸入電源指定相同步，以免變頻器失控。圖5為脈衝控制器原理圖。圖6為脈衝放大原理圖，圖7為變頻器原理圖。單板機送出的數字控制信號經脈衝控制器、脈衝放大器等多級微電子線路的處理，形成具有一定功率和脈寬的觸發脈衝控制可控矽變頻器，這些觸發脈衝全部受地方控制單元的單板機控制。50HZ工頻電流經變頻器轉變成從2～5HZ可調的低頻電流送負載。圖8為檢測信號放大器電原理圖。測量傳感器從負載取得的電量信號經檢測信號放大器到採樣卡，再送主控機分析、計算，並將控制信息傳遞給地方控制單元的單板機，實現對低頻電源的實時控制及溫度的實時檢測。系統控制軟體採用模塊式結構，以及高級語言及彙編語言交互運行的工作方式。
變壓器低頻電熱真空乾燥設備控制系統採用了集中式分時數據採集與地方站集中控制方式，操作方便，簡單靈活，節省了設備投資，增加了乾燥信息顯示、列印、存貯的功能，配有故障檢測，提高了可靠性。採用了這樣的控制系統後，除了可以一站單獨乾燥一臺或若干臺變壓器，二～四個站分別乾燥若干臺變壓器外，還可以二站並聯乾燥一臺較大容量的變壓器，可以同時乾燥幾臺不同容量的變壓器，適用面廣，實用性強。
權利要求1.變壓器低頻電熱真空乾燥設備控制系統，由中央控制單元、地方站控制單元和包括變頻電路、檢測單元的地方站組成，其特徵在於中央控制單元的主控機系統總線擴展槽上分別插有通訊接口模塊和採樣卡模塊，主控機通過可編程的24路並行輸入輸出通訊接口與地方控制單元的單板機連接，通過配有模擬選擇開關的採樣卡從地方站接受負載反饋信息，地方站控制單元的單板機通過I/O擴展接口與n個地方站連接，中央控制單元，地方控制單元與1到n個地方站組合構成大的閉環控制系統。
專利摘要變壓器低頻電熱真空乾燥設備控制系統，採用集中式分時數據採集與地方站集中控制的雙級微機控制方式。主控機通過採樣卡接受負載反饋信息，並通過通訊接口向地方控制單元發出指令，由地方控制單元單板機通過I/O擴展接口同時完成對多個地方站的乾燥過程控制，採用這樣的控制方式，設備投資節省，主地之間通訊簡單，安全可靠。
文檔編號F26B5/04GK2068667SQ89205139
公開日1991年1月2日 申請日期1989年5月31日 優先權日1989年5月31日
發明者張嘉祥, 黃志孝, 王躍, 馮學蘇, 林霄, 儲嶽森 申請人:上海交通大學