專利名稱：三相高壓靜電除塵控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三相高壓靜電除塵控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電除塵器用可控硅智能控制三相高壓整流設(shè)備為一種新型電源，以其三相平衡、 功率因數(shù)高、節(jié)能、高效，可超大功率輸出的顯著特點(diǎn)，成為目前廣泛使用的常規(guī)單相工頻可控硅電源的最適用的更新?lián)Q代產(chǎn)品。三相電源的這些顯著特點(diǎn)，不僅符合國(guó)家節(jié)能減排的政策，而且對(duì)于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提高也非常顯著。三相高壓靜電除塵器設(shè)備的基本作用是將工頻三相380V電源一次調(diào)壓經(jīng)變壓器升壓成高壓靜電的設(shè)備。適于工業(yè)部門的除塵、除霧、脫水、雜質(zhì)分離和回收稀有金屬及其它原料等各方面應(yīng)用，是保護(hù)環(huán)境、發(fā)展綜合利用的重要設(shè)備。目前，大部分高壓靜電除塵器裝置的控制系統(tǒng)是采用單片機(jī)控制，通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)同步電壓信號(hào)，再由內(nèi)部定時(shí)器定時(shí)，來(lái)控制可控硅導(dǎo)通角，從而調(diào)整高壓靜電場(chǎng)輸出電壓。其優(yōu)點(diǎn)電路簡(jiǎn)單，成本低。但也存在著一些致命問(wèn)題；抗干擾差，在強(qiáng)干擾的情況下容易造成單片機(jī)程序紊亂、死機(jī)，使設(shè)備瞬時(shí)失控；控制精度低、計(jì)算速度慢，不能準(zhǔn)確、快速檢測(cè)靜電場(chǎng)內(nèi)部火花放電前兆，使設(shè)備瞬時(shí)輸出電流大于額定電流十幾倍，從而減少設(shè)備使用壽命；對(duì)于三相高壓靜電除塵器裝置缺乏自動(dòng)識(shí)別三相電網(wǎng)相序功能，如果設(shè)備接錯(cuò)了相序入網(wǎng)，則導(dǎo)致可控硅工作失步，設(shè)備不能正常工作，甚至?xí)乖O(shè)備器件燒毀；對(duì)于三相高壓靜電除塵器裝置沒(méi)有判斷三相電網(wǎng)缺相功能，如果設(shè)備工作時(shí)缺相，會(huì)造成升壓變壓器偏磁，設(shè)備工作不正常，甚至?xí)龤龎鹤儔浩鞯鹊?，因此，單片機(jī)控制的高壓靜電除塵器設(shè)備在靜電除塵領(lǐng)域中不能發(fā)揮最佳除塵效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研制一種針對(duì)各個(gè)行業(yè)要求的不同，可以靈活的與多種電源完美的結(jié)合在一起，并提供穩(wěn)定、可靠的控制方案；同時(shí)為了滿足工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展需要，可以方便快捷的與用戶的網(wǎng)絡(luò)連接，組建優(yōu)質(zhì)高效的監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種三相高壓靜電除塵控制系統(tǒng)，其特征在于包括檢測(cè)一次電流輸入、一次電壓輸入、二次輸入電流及二次輸入電壓的檢測(cè)電路I ；連接檢測(cè)電路I對(duì)其采集信號(hào)進(jìn)行隔離放大的光耦隔離放大電路；連接光耦隔離放大電路對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換電路；連接AD轉(zhuǎn)換電路，對(duì)其輸入的采集信號(hào)進(jìn)行判斷，以確定變壓器運(yùn)行過(guò)程是否正常，并根據(jù)檢測(cè)值輸出可控硅導(dǎo)通角信號(hào)的DSP控制器；經(jīng)過(guò)高速光耦后連接DSP控制器，向外輸出檢測(cè)值的通信接口 ；連接DSP控制器，對(duì)其輸出的可控硅導(dǎo)通角信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出主回路接通、啟動(dòng)、停止、設(shè)備運(yùn)行、主回路斷開、故障顯示、故障警報(bào)、遙控起/停輸出信號(hào)及導(dǎo)通角信號(hào)的CPLD控制器；經(jīng)過(guò)光耦后連接CPLD控制器，對(duì)CPLD控制器輸出的主回路接通、啟動(dòng)、停止、設(shè)備運(yùn)行、主回路斷開、故障顯示、故障警報(bào)及遙控起/停輸出信號(hào)進(jìn)行輸出的信號(hào)輸出單元；經(jīng)過(guò)高速光耦后連接CPLD控制器，對(duì)CPLD控制器發(fā)出的導(dǎo)通角信號(hào)處理的可控硅觸發(fā)電路；經(jīng)過(guò)光耦后連接到CPLD控制器的三相同步信號(hào)輸入電路，及經(jīng)過(guò)光耦后連接 CPLD控制器，并向CPLD控制器輸入主回路接通、安全連鎖、過(guò)流信號(hào)、油溫上限信號(hào)、油溫下限信號(hào)、輕瓦斯信號(hào)、重瓦斯信號(hào)及降壓振打信號(hào)的檢測(cè)電路II ；所述檢測(cè)電路I、光耦隔離放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、DSP控制器、高速光耦、通信接口、三相同步信號(hào)輸入電路、檢測(cè)電路II、光耦、CPLD控制器、光耦、信號(hào)輸出單元、高速光耦和可控硅觸發(fā)電路信號(hào)連接。所述DSP控制器還經(jīng)RS232串口連接觸摸彩色顯示屏，并分別連接25系列串行大容量EEPROM存儲(chǔ)器和JTAG調(diào)試接口。所述光耦隔離放大電路型號(hào)為HCPL-788J，AD轉(zhuǎn)換電路為ADS8364Y，光耦為TLP181 ；高速光耦為6m37，DSP控制器為TMS320擬812ZHHA，CPLD 控制器為 EPM2210F256C5。本實(shí)用新型本著技術(shù)領(lǐng)先、高度集成、運(yùn)行可靠、功能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)緊湊的原則，采用全新的數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)路化設(shè)計(jì)概念進(jìn)行設(shè)計(jì)；進(jìn)一步完善了火花探測(cè)技術(shù)及閃絡(luò)處理功能，無(wú)論從控制實(shí)時(shí)性、可靠性、精確性，還是網(wǎng)絡(luò)通訊功能都有了極大的提高，可以大大改善電除塵器的整體運(yùn)行和管理水平。具體特點(diǎn)如下1、同步信號(hào)由硬件控制器CPLD獨(dú)立判斷，并自動(dòng)判斷三相的錯(cuò)相、缺相，同時(shí)根據(jù)錯(cuò)相自動(dòng)分配三相觸發(fā)脈沖信號(hào)，根據(jù)缺相自動(dòng)停止工作并在顯示屏故障欄顯示缺相故障，能防止由于電網(wǎng)輸入錯(cuò)相和缺相造成設(shè)備故障，對(duì)設(shè)備異常情況迅速的檢測(cè)并進(jìn)行智能處理，確保設(shè)備運(yùn)行的安全；2、火花檢查由硬件控制器CPLD和DSP分別判斷，合成一起，作為判斷有無(wú)火花的根據(jù)，這樣防止對(duì)火花產(chǎn)生誤判，提高判斷火花準(zhǔn)確率；3、對(duì)三相可控硅移相觸發(fā)控制器由硬件CPLD完成，DSP只完成移相角數(shù)據(jù)傳送， 因硬件控制器屬于硬件電路范疇，就不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)、失常現(xiàn)象；4、配有手動(dòng)操作功能，便于系統(tǒng)調(diào)試及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理；5、可設(shè)定觸發(fā)導(dǎo)通角、電流和火花頻率并能自動(dòng)控制到設(shè)定值；6、采用串行大容量EEPROM存儲(chǔ)器，記錄歷史數(shù)據(jù)并提供查詢；7、輸入、輸出開關(guān)量各8點(diǎn)，輸入方式采用光電隔離，輸出方式采用繼電器接點(diǎn)； 控制器有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制功能，能自動(dòng)根據(jù)電場(chǎng)中電壓電流的變化自動(dòng)學(xué)習(xí)，并自動(dòng)調(diào)整工作點(diǎn)，使設(shè)備提供的電壓維持在電場(chǎng)能接受的最高電壓附近，并有效的減小二次電流，防止返電暈的出現(xiàn)；8、設(shè)備操作方便，開機(jī)/停機(jī)、參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行方式的變換都可通過(guò)彩色觸摸顯示屏操作面板上按鍵來(lái)操作完成，實(shí)時(shí)顯示、檢測(cè)高壓供電裝置的工作狀態(tài)和二次電流電壓實(shí)時(shí)波形；9、能與上位機(jī)、低壓自控裝置、煙道濁度儀、現(xiàn)場(chǎng)工況信號(hào)等組成一個(gè)集散式閉環(huán)控制系統(tǒng)，直接響應(yīng)上位機(jī)遠(yuǎn)程的各種設(shè)定、控制命令，并把當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)傳給上位機(jī)。
圖1為本實(shí)用新型的控制器電路結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的控制器電路工作原理連接框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示的三相高壓靜電除塵控制系統(tǒng)，包括檢測(cè)一次電流輸入、一次電壓輸入、二次輸入電流及二次輸入電壓的檢測(cè)電路I ；連接檢測(cè)電路I對(duì)其采集信號(hào)進(jìn)行隔離放大的光耦隔離放大電路；連接光耦隔離放大電路對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換電路；連接AD轉(zhuǎn)換電路，對(duì)其輸入的采集信號(hào)進(jìn)行判斷，以確定變壓器運(yùn)行過(guò)程是否正常，并根據(jù)檢測(cè)值輸出可控硅導(dǎo)通角信號(hào)的DSP控制器；經(jīng)過(guò)高速光耦后連接DSP控制器，向外輸出檢測(cè)值的通信接口 ；連接DSP控制器，對(duì)其輸出的可控硅導(dǎo)通角信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出主回路接通、啟動(dòng)、停止、設(shè)備運(yùn)行、主回路斷開、故障顯示、故障警報(bào)、遙控起/停輸出信號(hào)及導(dǎo)通角信號(hào)的CPLD控制器；經(jīng)過(guò)光耦后連接CPLD控制器，對(duì)CPLD控制器輸出的主回路接通、啟動(dòng)、停止、設(shè)備運(yùn)行、主回路斷開、故障顯示、故障警報(bào)及遙控起/停輸出信號(hào)進(jìn)行輸出的信號(hào)輸出單元；經(jīng)過(guò)高速光耦后連接CPLD控制器，對(duì)CPLD控制器發(fā)出的導(dǎo)通角信號(hào)處理的可控硅觸發(fā)電路；經(jīng)過(guò)光耦后連接到CPLD控制器的三相同步信號(hào)輸入電路，及經(jīng)過(guò)光耦后連接 CPLD控制器，并向CPLD控制器輸入主回路接通、安全連鎖、過(guò)流信號(hào)、油溫上限信號(hào)、油溫下限信號(hào)、輕瓦斯信號(hào)、重瓦斯信號(hào)及降壓振打信號(hào)的檢測(cè)電路II ；所述檢測(cè)電路I、光耦隔離放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、DSP控制器、高速光耦、通信接口、三相同步信號(hào)輸入電路、檢測(cè)電路II、光耦、CPLD控制器、光耦、信號(hào)輸出單元、高速光耦和可控硅觸發(fā)電路信號(hào)連接。所述DSP控制器還經(jīng)RS232串口連接觸摸彩色顯示屏，并分別連接25系列串行大容量EEPROM存儲(chǔ)器和JTAG調(diào)試接口。所述光耦隔離放大電路型號(hào)為HCPL-788J，AD轉(zhuǎn)換電路為ADS8364Y，光耦為TLP181 ；高速光耦為6N137，DSP控制器為TMS320F2812ZHHA，CPLD控制器為 EPM2210F256C5。如圖2所示對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述檢測(cè)電路I分別設(shè)有三相電網(wǎng)輸入A相電流I1A、B相電流I1B、C相電流I1C，一次電壓U1，二次電流12，二次電壓U2信號(hào)的光電隔離放大電路，各光電隔離放大電路分別與16位A/D轉(zhuǎn)換電路連接，A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP連接；DSP連接有復(fù)位電路；DSP經(jīng)RS232串口連接觸摸彩色顯示屏，并分別連接25系列串行大容量EEPROM存儲(chǔ)器、JTAG調(diào)試接口 ；DSP分別通過(guò)高速光電耦合器與CAN通信驅(qū)動(dòng)電路及RS-485通信驅(qū)動(dòng)電路連接；DSP與可編程硬件CPLD連接；由CPLD組成硬件控制器和緩沖電路，三相同步電壓ΤΑ、TB、TC、外部控制輸入信號(hào)分別通過(guò)光耦與CPLD連接；數(shù)字輸出部分、可控硅觸發(fā)部分也分別通過(guò)光耦與CPLD連接。上述具體電路最后選擇如下型號(hào)的集成電路光電隔離放大電路型號(hào)為HCPL-788J，16位6路同時(shí)高速A/D轉(zhuǎn)換電路型號(hào)為 ADS8364Y，普通光電耦合器型號(hào)為TLP181 ；高速光電耦合器型號(hào)為6N137，可控硅觸發(fā)部分高速光電耦合器型號(hào)為HCPL-3120，DSP型號(hào)為TMS320F2812ZHHA，硬件控制器CPLD型號(hào)為 EPM2210F256C5，25系列串行大容量EEPROM存儲(chǔ)器型號(hào)為25LC320，數(shù)字輸出部分繼電器型號(hào)為PAla-12V，CAN通信驅(qū)動(dòng)電路型號(hào)為PCA82C250，RS-485通信驅(qū)動(dòng)電路型號(hào)為MAX485， RS232通訊驅(qū)動(dòng)電路型號(hào)為ΜΑΧ202ΕΕ^ 。檢測(cè)電路還包括通過(guò)普通光電耦合器與CPLD連接，CPLD通過(guò)普通光電耦合器與輸出驅(qū)動(dòng)電路連接，輸出主回路接通、啟動(dòng)、停止、設(shè)備運(yùn)行、主回路斷開、故障顯示、故障警報(bào)、遙控起/停輸出信號(hào)。各部件具體功能如下DSP 三相高壓靜電除塵控制系統(tǒng)選用了 32位的TMS320F2812ZHHA處理器，負(fù)責(zé)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制環(huán)節(jié)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制環(huán)節(jié)通過(guò)采用變壓器初級(jí)電壓、電流，次級(jí)電壓、電流信號(hào)， 并判斷變壓器運(yùn)行過(guò)程中是否出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象(如過(guò)流、開路、短路、電場(chǎng)火花放電等) ’人機(jī)交互、觸摸彩色顯示屏漢字顯示、鍵盤處理，二次電流電壓，真有效值計(jì)算，實(shí)時(shí)波形，實(shí)時(shí)和歷史曲線記錄、現(xiàn)場(chǎng)總線接口、4-20mA變送器輸出及DCS連接等功能。TMS320F2812ZHHA時(shí)IT公司專門用于控制的一款高性能、多功能、高性價(jià)比的定點(diǎn)32位DSP處理芯片。該芯片最高可以150MHz主頻工作，并帶有18K*16位零等待周期的片內(nèi)SRAM和U8K*16片內(nèi)Flash (存取時(shí)間為36ns)。該器件還有3個(gè)獨(dú)立的32位CPU定時(shí)器，以及56個(gè)可獨(dú)立編程的GPIO引腳，還可外擴(kuò)大于1M*16位程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。該芯片上外設(shè)主要包括16路12位精度的ADC (最快80ns轉(zhuǎn)換時(shí)間)、2路SCI (SCIA和SCIB)、 1路SPI、1路McBSPU路eCAN，以及兩個(gè)事件管理模塊(EVA和EVB)等。每個(gè)事件管理模塊包括6路P麗/CMP、2路QEP、3路CAP和2路16位的定時(shí)器。由于TMS320F2812ZHHA芯片內(nèi)部資源豐富，不需要外擴(kuò)。系統(tǒng)的I/O功能十分強(qiáng)大，2路現(xiàn)場(chǎng)總線(RS-485和CAN)通訊接口，一路RS232串口連接觸摸彩色顯示屏。EPM2210F256C5是可編程邏輯器件，高集成度、高速和高可靠性是CPLD最明顯的優(yōu)點(diǎn)，它可以替代幾十甚至上萬(wàn)片通用IC芯片，其實(shí)鐘延遲可達(dá)納秒級(jí)，可以在一片芯片上實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)等特點(diǎn)使它可靠性極高。EPM2210F256C5主要由可編程邏輯宏單元(LMC，Logic Macro Cell)構(gòu)成的邏輯陣列塊(LAB，Logic Array Block)、可編程互連矩陣、擴(kuò)張乘積項(xiàng)和I/O控制模塊組成。用戶可以根據(jù)需要對(duì)它進(jìn)行編程，使之生成特定的電路結(jié)構(gòu)，完成一定的功能。EPM2210F256C5具有豐富可編程1/0 口，功能十分強(qiáng)大，三相同步信號(hào)輸入TA、TB、 TC ;8路數(shù)字量輸入(外部警報(bào)輸入及降壓振打輸入點(diǎn))；對(duì)路數(shù)字量輸入(可控硅觸發(fā)信號(hào)、備妥、運(yùn)行、故障及IXD控制驅(qū)動(dòng)1/0 口等)。HCPL-788J是光耦隔離放大器，高阻輸入，信號(hào)電壓輸入范圍士256mV，輸入信號(hào)前，必須進(jìn)行電阻分壓處理，完成信號(hào)阻抗電壓匹配。ADS8364Y芯片內(nèi)含高速6通道同步采樣接口和16位A/D轉(zhuǎn)換，分辨率達(dá)到 1/65536，高精度微細(xì)火花檢測(cè)，在電除塵器電場(chǎng)中產(chǎn)生火花閃絡(luò)時(shí)，其二次電流波形在閃絡(luò)前即產(chǎn)生了微小的畸變，即低能級(jí)微細(xì)火花。觸摸彩色顯示屏VTK6448-5.7 可以顯示電除塵器運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)時(shí)曲線，歷史曲線，故障記錄，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，二次電流電壓實(shí)時(shí)曲線等，這些都是為了讓用戶對(duì)設(shè)備的信息有全面的了解。同時(shí)，對(duì)配置參數(shù)或需要進(jìn)行人機(jī)交互修改的一些參數(shù)，在調(diào)節(jié)過(guò)程中將非常方便。通訊接口 在傳統(tǒng)的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)通訊方式中，大多采用RS-485總線的半雙工通信和組網(wǎng)方法，為了兼容大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需要，本系統(tǒng)保留了這種通訊方式同時(shí)，為了更好的體現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，本系統(tǒng)還采用了 TMS320F2812ZHHA的自帶的CAN通訊模塊，與傳統(tǒng)的RS-485總線相比，在傳輸距離相同的情況下，CAN總線能大大提高了通訊速率和數(shù)據(jù)容量。CAN總線具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、互操作性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)的工業(yè)總線的缺陷，是工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)通訊的一種有效解決方案。利用CAN總線組建“對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)”設(shè)計(jì)構(gòu)架的IPC系統(tǒng)，采用多主協(xié)議。在本系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，主站負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它向從站發(fā)送各種控制命令，從站按照來(lái)自主站的命令進(jìn)行操作，主站可以選擇任意一個(gè)從站交換數(shù)據(jù)信息。由于網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)地位平等，彼此之間不停的交換信息、隨心所欲的通訊，個(gè)控制器之間可以實(shí)現(xiàn)冗余備份，即網(wǎng)絡(luò)中的任意一個(gè)智能控制器節(jié)點(diǎn)，除了可查詢自身的運(yùn)行狀態(tài)以外，還可以了解其他控制器的運(yùn)行情況。網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)上位機(jī)均能對(duì)所有智能控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)管理。即使其中某一臺(tái)上位機(jī)發(fā)生故障， 另一臺(tái)上位機(jī)即刻能擔(dān)負(fù)起整個(gè)IPC系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集管理任務(wù)，不至于是整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。用于控制的信號(hào)主要有A相電流I1A、B相電流I1B、C相電流I1C，一次電壓U1， 二次電流12，一次電流信號(hào)通常都是100A以上的大電流信號(hào)，因此取樣時(shí)，不能直接測(cè)量， 需要通過(guò)互感器將其轉(zhuǎn)換為0 5A信號(hào)，由于0 5A信號(hào)對(duì)實(shí)際控制干擾也較大，因此還需要將0 5A信號(hào)通過(guò)互感器轉(zhuǎn)換為0 10mA，流過(guò)20歐姆取樣電阻，得到0 士 200mV 信號(hào)，經(jīng)光藕隔離放大器HCPL788J變成0 士5V輸入到高速6路并行轉(zhuǎn)換16位AD轉(zhuǎn)換器ADS8364，轉(zhuǎn)換完成后送入TMS320F2812ZHHA，進(jìn)行軟件濾波和真有效值計(jì)算?！坞妷盒盘?hào)一般在0 380V范圍內(nèi)變化，取樣時(shí)，先通過(guò)取樣變壓器，將其變換為0 IlV信號(hào)，再經(jīng)過(guò)共模抑制變壓器，再整流，得到脈沖的電壓信號(hào)，通過(guò)IOK和200歐姆分壓，獲得0 士200mV取樣信號(hào)，經(jīng)光耦隔離放大器HCPL788J變成0 士5V輸入16 位AD轉(zhuǎn)換器ADS8364。二次電流信號(hào)是由變壓器整流輸出正端，流經(jīng)200歐姆電阻，得到相應(yīng)電壓得0 士 200mV取樣信號(hào)，經(jīng)光耦隔離放大器HCPL788 J變成0 +5V輸入16位AD轉(zhuǎn)換器ADS8364， 用于打火判斷。二次電壓信號(hào)，由200歐姆與100M電阻分壓，得到0 士200mV負(fù)電壓取樣信號(hào)， 經(jīng)光耦隔離放大器HCPL788J變成0 -5V輸入16位AD轉(zhuǎn)換器ADS8364，用于打火判斷。在電除塵器電場(chǎng)中產(chǎn)生火花閃絡(luò)時(shí)，其二次電流波形在閃絡(luò)前即產(chǎn)生了微小的畸變，即低能級(jí)微細(xì)火花，對(duì)此波形進(jìn)行分析，必須具有相當(dāng)高的分辨率，且在全時(shí)域內(nèi)檢測(cè)才能實(shí)現(xiàn)，只有實(shí)現(xiàn)對(duì)火花能級(jí)的檢測(cè)，才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的能級(jí)控制。當(dāng)檢測(cè)到低能級(jí)微細(xì)火花產(chǎn)生時(shí)，減小可控硅導(dǎo)通角，從而阻止火花閃絡(luò)的發(fā)生，且有效的跟蹤電場(chǎng)強(qiáng)度的最高點(diǎn)。我們采用TMS320F2812和ADS8364的芯片組合，有效地提高了從觸發(fā)信號(hào)到反饋信號(hào)的高精度控制。對(duì)二次電壓90KV的分辨率可達(dá)5V，其精度為1/18000，對(duì)二次電流2000mA 的分辨率可達(dá)0. ImA其精度為1/20000，從根本上解決了三相電源閃絡(luò)檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)，使電除塵器的無(wú)火花跟蹤控制成為可能.把火花放電限制在電場(chǎng)閃絡(luò)前的微細(xì)火花狀態(tài)。使
7電除塵器始終工作在電場(chǎng)強(qiáng)度的最高點(diǎn)。高壓靜電除塵控制系統(tǒng)的火花檢測(cè)則不依賴與同步脈沖，而是只有設(shè)備啟動(dòng)后就進(jìn)行連續(xù)的高速采樣，每采樣一次，則進(jìn)行火花檢測(cè)，在采樣的過(guò)程中，若本次電壓比上一次電壓高，則認(rèn)為是新的一個(gè)判斷周期的到來(lái)，即采樣過(guò)程中，自動(dòng)判斷一個(gè)同步周期的到來(lái)，當(dāng)采樣的一次電流較大且二次電壓較小時(shí)，則認(rèn)為火花，然后進(jìn)行火花控制。獨(dú)特的數(shù)字鎖相技術(shù)，設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)會(huì)遇到非常惡劣的環(huán)境，電網(wǎng)波形畸變嚴(yán)重，以至無(wú)法取得精準(zhǔn)的同步信號(hào)，我們采用的三相同步電路，三相電流反饋電路配合數(shù)字鎖相技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)跟蹤電網(wǎng)頻率，提高移相觸發(fā)脈沖的控制調(diào)節(jié)精度，保證三相輸出電流的動(dòng)態(tài)平衡。相序自適應(yīng)系統(tǒng)，本設(shè)備具有缺相保護(hù)功能和相序自適應(yīng)功能。當(dāng)三相電源斷相 (缺相)時(shí)，設(shè)備將停機(jī)并報(bào)警顯示，禁止系統(tǒng)上電啟動(dòng)，從而避免設(shè)備損壞和其他安全事故。相序自適應(yīng)系統(tǒng)將克服相序的約束，實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)輸入同步電壓相序，不管輸入相序如何都可以自動(dòng)保證可控硅順序觸發(fā)，使觸發(fā)電路相序自適應(yīng)地正常工作。系統(tǒng)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制，具有自學(xué)習(xí)功能，在系統(tǒng)自動(dòng)情況下，能根據(jù)電場(chǎng)的二次電流和二次電壓，一次電流和電壓等信號(hào)，自動(dòng)工作電場(chǎng)最佳狀態(tài)。電除塵器工作在大電流，高電壓的環(huán)境，一但出現(xiàn)故障，后果不堪設(shè)想?？刂破骷闪藢＜铱刂平?jīng)驗(yàn)，能對(duì)二次回路短路、開路、拉弧等10多種故障進(jìn)行診斷，并根據(jù)故障的嚴(yán)重程度給出跳間報(bào)警、警告報(bào)警，并有顯示屏顯示具體故障。這就大大提高了可靠性，增加設(shè)備的運(yùn)行壽命。設(shè)備上電，若啟動(dòng)按鍵或遠(yuǎn)程啟動(dòng)命令到來(lái)，且本地安全連鎖信號(hào)、主回路接通信號(hào)均有效，則DSP開始逐漸增大導(dǎo)通角送入硬件控制器CPLD，當(dāng)小于10度導(dǎo)通角時(shí)，觸發(fā)脈沖不輸出，DSP送入硬件控制器CPLD導(dǎo)通角從0逐漸增大到150度，升壓時(shí)間為10秒，設(shè)備啟動(dòng)后，DSP連續(xù)IOOuS讀取通A/D采樣的整流變壓器的一次電流、一次電壓、二次電流、二次電壓信號(hào)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行火花判斷，當(dāng)檢測(cè)出打火后，減小導(dǎo)通角，從而降低電壓，經(jīng)一段時(shí)間后，又恢復(fù)到火花擊穿前的導(dǎo)通角，DSP送入硬件控制器CPLD升壓導(dǎo)通角將不會(huì)超過(guò)限流設(shè)定、導(dǎo)通角設(shè)定，在自動(dòng)模式下，若采用返回的電流、電壓信號(hào)低于設(shè)定的電流、電壓， 則CPU增加導(dǎo)通角，若高于設(shè)定的電流、電壓值，則CPU減小導(dǎo)通角輸出，從而降低電壓，在手動(dòng)模式下，相當(dāng)于開環(huán)控制，DSP送入硬件控制器CPLD將根據(jù)設(shè)定的導(dǎo)通角，直接輸出控制。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種三相高壓靜電除塵控制系統(tǒng)，其特征在于包括檢測(cè)一次電流輸入、一次電壓輸入、二次輸入電流及二次輸入電壓的檢測(cè)電路I ； 連接檢測(cè)電路I對(duì)其采集信號(hào)進(jìn)行隔離放大的光耦隔離放大電路； 連接光耦隔離放大電路對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換電路； 連接AD轉(zhuǎn)換電路，對(duì)其輸入的采集信號(hào)進(jìn)行判斷，以確定變壓器運(yùn)行過(guò)程是否正常， 并根據(jù)檢測(cè)值輸出可控硅導(dǎo)通角信號(hào)的DSP控制器；經(jīng)過(guò)高速光耦后連接DSP控制器，向外輸出檢測(cè)值的通信接口 ； 連接DSP控制器，對(duì)其輸出的可控硅導(dǎo)通角信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出主回路接通、啟動(dòng)、停止、設(shè)備運(yùn)行、主回路斷開、故障顯示、故障警報(bào)、遙控起/停輸出信號(hào)及導(dǎo)通角信號(hào)的CPLD 控制器；經(jīng)過(guò)光耦后連接CPLD控制器，對(duì)CPLD控制器輸出的主回路接通、啟動(dòng)、停止、設(shè)備運(yùn)行、主回路斷開、故障顯示、故障警報(bào)及遙控起/停輸出信號(hào)進(jìn)行輸出的信號(hào)輸出單元；經(jīng)過(guò)高速光耦后連接CPLD控制器，對(duì)CPLD控制器發(fā)出的導(dǎo)通角信號(hào)處理的可控硅觸發(fā)電路；經(jīng)過(guò)光耦后連接到CPLD控制器的三相同步信號(hào)輸入電路，及經(jīng)過(guò)光耦后連接CPLD控制器，并向CPLD控制器輸入主回路接通、安全連鎖、過(guò)流信號(hào)、油溫上限信號(hào)、油溫下限信號(hào)、輕瓦斯信號(hào)、重瓦斯信號(hào)及降壓振打信號(hào)的檢測(cè)電路II ；所述檢測(cè)電路I、光耦隔離放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、DSP控制器、高速光耦、通信接口、三相同步信號(hào)輸入電路、檢測(cè)電路II、光耦、CPLD控制器、光耦、信號(hào)輸出單元、高速光耦和可控硅觸發(fā)電路信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相高壓靜電除塵控制系統(tǒng)，其特征在于所述DSP控制器還經(jīng)RS232串口連接觸摸彩色顯示屏，并分別連接25系列串行大容量EEPROM存儲(chǔ)器和 JTAG調(diào)試接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相高壓靜電除塵控制系統(tǒng)，其特征在于所述光耦隔離放大電路型號(hào)為HCPL — 788J，AD轉(zhuǎn)換電路為ADS8364Y，光耦為TLP181 ；高速光耦為6N137， DSP 控制器為 TMS320F2812ZHHA, CPLD 控制器為 EPM2210F256C5。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三相高壓靜電除塵控制系統(tǒng)，其特征在于包括檢測(cè)電路I、隔離放大的光耦隔離放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、DSP控制器、通信接口、CPLD控制器、可控硅觸發(fā)電路及檢測(cè)電路II；所述檢測(cè)電路I、光耦隔離放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、DSP控制器、高速光耦、通信接口、三相同步信號(hào)輸入電路、檢測(cè)電路II、CPLD控制器、信號(hào)輸出單元、高速光耦和可控硅觸發(fā)電路信號(hào)連接。該系統(tǒng)具有設(shè)備運(yùn)行的安全，提高判斷火花準(zhǔn)確率，不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)、失?，F(xiàn)象，及能與上位機(jī)、低壓自控裝置、煙道濁度儀、現(xiàn)場(chǎng)工況信號(hào)等組成一個(gè)集散式閉環(huán)控制系統(tǒng)，直接響應(yīng)上位機(jī)遠(yuǎn)程的各種設(shè)定、控制命令，并把當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)傳給上位機(jī)。
文檔編號(hào)B03C3/68GK202061716SQ20112011020
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者李曉峰, 王 鋒 申請(qǐng)人:大連藍(lán)清自控設(shè)備有限公司, 王 鋒