專利名稱：一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于整流冶金行業(yè)的大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置。
背景技術(shù)：
大電流整流器閥柜的狀態(tài)和量值主要包括各晶閘管支路的熔斷器狀態(tài)、各整流臂的母排溫度以及水冷系統(tǒng)的水溫、水壓、流量、電導(dǎo)率等。如何檢測上述整流器閥柜的各種運(yùn)行狀態(tài)和量值，行業(yè)內(nèi)的一般做法如下1、采用PLC模塊完成對(duì)上述量的采集每一只熔斷器的常開或常閉狀態(tài)節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)引入PLC的I/O模塊，母排溫度和水溫、水壓、流量、電導(dǎo)率等信號(hào)引入PLC的ΑΙ/Α0模塊，最終通過通訊模塊將信息上傳保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)。高壓大電流整流器閥柜中晶間管支路一般為幾十個(gè)，所以此種方法配線量大。同時(shí)PLC單元投資也較大，一般在萬元左右。2、熔斷器狀態(tài)檢測與觸發(fā)單元功能合成的方法，針對(duì)每一支晶閘管回路制作獨(dú)立的觸發(fā)和回饋模塊，形成一路回饋信號(hào)，以光纖或配線的方式上送至監(jiān)控系統(tǒng)。而其它溫度、壓力、流量、電導(dǎo)率值則通過4 20mA信號(hào)直接回送監(jiān)控系統(tǒng)。此方法所用傳輸光纖或配線量與第1種相當(dāng)，且距離較遠(yuǎn)，經(jīng)濟(jì)性差。3、熔斷器狀態(tài)檢測的一般用采集常開點(diǎn)或者常閉點(diǎn)的方法?？焖偃蹟嗥髯鳛檎髌髦械闹匾Ｗo(hù)器件，是整流器出現(xiàn)某些重要故障時(shí)主要保護(hù)措施之一，因此對(duì)其信號(hào)進(jìn)行合理、可靠的判斷并產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作十分重要；現(xiàn)有技術(shù)中，快速熔斷器檢測方法有以下幾種1)檢測熔斷器常開節(jié)點(diǎn)國內(nèi)的廠家大多采用常開節(jié)點(diǎn)開關(guān)量作為快熔斷保護(hù)的方式，此方式動(dòng)作明晰， 誤動(dòng)作少，但如果快熔微動(dòng)開關(guān)本身損壞不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)真故障時(shí)不能動(dòng)作；解決此問題一般采用定期檢修制度，但一些生產(chǎn)工藝長年不停車，無法進(jìn)行檢修；同時(shí)接線數(shù)量眾多，一般要連接幾十根甚至上百根電線，配線較困難，需求的I/O接口眾多。2)檢測熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)快速熔斷器的信號(hào)一般是采用常閉節(jié)點(diǎn)，并在常閉節(jié)點(diǎn)上并接電阻，用檢測模擬量電平的方法來進(jìn)行單只和多只快速熔斷器的判斷；此方法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單、靈敏度高， 且當(dāng)器件本身如微動(dòng)開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)能動(dòng)作，讓運(yùn)行人員及時(shí)知道；缺點(diǎn)是在大磁場且有振動(dòng)的環(huán)境中，容易出現(xiàn)誤動(dòng)作；同時(shí)接線數(shù)量眾多，與檢測常開節(jié)點(diǎn)方法相同，配線困難， 需求的I/O接口眾多。3)檢測熔斷器常開節(jié)點(diǎn)及檢測晶閘管支路電流的方法快速熔斷器常開節(jié)點(diǎn)信號(hào)+晶閘管支路電流信號(hào)綜合處理方案，電路設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)，但存在兩方面的問題，其一，要安裝支路電流檢測環(huán)，相應(yīng)增加了幾萬元設(shè)備成本，而整流器的緊湊設(shè)計(jì)方式很不方便安裝支路電流檢測環(huán)；其二，在如此大磁場中進(jìn)行快熔斷+ 支路電流綜合判斷，故障判斷邏輯復(fù)雜，要設(shè)計(jì)專門電路，在此處的邏輯判斷過程中有模擬量的采樣和比對(duì)，其中必定要進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)，復(fù)雜磁場環(huán)境下不建議采用復(fù)雜電路。
3[0015]目前同時(shí)檢測快速熔斷器常開點(diǎn)與常閉點(diǎn)的方法由于接線數(shù)量會(huì)增加一倍，配線更加困難，同時(shí)需要配備更多的I/O檢測模塊，增加了投資，此種方法未見報(bào)道。在目前情況下，尋求一種簡單可靠的檢測方法成為研究的目標(biāo)。采用掃描方法同時(shí)檢測整流器裝置中熔斷器的常開節(jié)點(diǎn)和常閉節(jié)點(diǎn)的裝置未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置，該裝置提高了在大電流整流器閥柜強(qiáng)磁場高振動(dòng)下的熔斷器狀態(tài)檢測的準(zhǔn)確性，減少了整流柜體內(nèi)的配線量，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本；降低了設(shè)備的復(fù)雜性，提高了設(shè)備的抗干擾性，使設(shè)備運(yùn)行更力口可靠。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置，包括FPGA中央處理器、晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元、水冷系統(tǒng)的水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率采集單元、母排溫度采集單元、狀態(tài)指示及故障報(bào)警單元；所述晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元通過掃描方式同時(shí)檢測熔斷器常開節(jié)點(diǎn)與常閉節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，將晶閘管各支路熔斷器常開節(jié)點(diǎn)與常閉節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信號(hào)輸入FPGA 中央處理器；所述水冷系統(tǒng)的水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率采集單元將采集的水冷系統(tǒng)水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率信號(hào)輸入FPGA中央處理器；所述母排溫度采集單元將采集的母排溫度信號(hào)輸入FPGA中央處理器；所述FPGA中央處理器將接收的晶閘管支路熔斷器狀態(tài)信號(hào)、水冷系統(tǒng)水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率信號(hào)、母排溫度信號(hào)進(jìn)行判斷、處理；所述狀態(tài)指示及故障報(bào)警單元接收FPGA中央處理器的指令，執(zhí)行狀態(tài)指示或故
障報(bào)警。所述的FPGA中央處理器連接通訊單元，通過通訊單元與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊。所述的FPGA中央處理器連接按鍵輸入及顯示單元，實(shí)現(xiàn)指令輸入及參數(shù)顯示。所述的FPGA中央處理器連接存儲(chǔ)單元。所述晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元包括掃描線、熔斷器常開節(jié)點(diǎn)回復(fù)線、熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)回復(fù)線；掃描線以整流臂為單位，逐臂掃描熔斷器輔助節(jié)點(diǎn)的公共端； 各整流臂同一位置熔斷器的常開節(jié)點(diǎn)分別與熔斷器常開節(jié)點(diǎn)回復(fù)線相連接，各整流臂同一位置熔斷器的常閉節(jié)點(diǎn)分別與熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)回復(fù)線相連接，掃描線、熔斷器常開節(jié)點(diǎn)回復(fù)線與熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)回復(fù)線另一端分別與FPGA中央處理器相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1)提高了在大電流整流器閥柜中產(chǎn)生的強(qiáng)振動(dòng)下熔斷器狀態(tài)檢測的準(zhǔn)確性。2)減少了整流柜內(nèi)的配線量，提高了生產(chǎn)效率。3)減少了 I/O配置數(shù)量，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。4)降低了設(shè)備的復(fù)雜性，提高了設(shè)備的抗干擾性，使設(shè)備運(yùn)行更加可靠。

[0034]圖1是一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元的結(jié)構(gòu)圖；圖3為大電流整流器拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施方式
見圖1，一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置，包括FPGA中央處理器、晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元、水冷系統(tǒng)的水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率采集單元、母排溫度采集單元、狀態(tài)指示及故障報(bào)警單元、通訊單元、按鍵輸入及顯示單元、存儲(chǔ)單元。晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元通過掃描方式同時(shí)檢測熔斷器常開節(jié)點(diǎn)與常閉節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，將晶閘管各支路熔斷器常開節(jié)點(diǎn)與常閉節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信號(hào)輸入FPGA中央處理器；FPGA中央處理器將接收的晶間管支路熔斷器狀態(tài)信號(hào)、水冷系統(tǒng)水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率信號(hào)、母排溫度信號(hào)進(jìn)行判斷、處理；狀態(tài)指示及故障報(bào)警單元接收FPGA中央處理器的指令，執(zhí)行狀態(tài)指示或故障報(bào)警。FPGA中央處理器通過通訊單元與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊。FPGA中央處理器連接按鍵輸入及顯示單元，實(shí)現(xiàn)指令輸入及參數(shù)顯示。FPGA中央處理器連接存儲(chǔ)單元，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。見圖2，晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元包括掃描線、熔斷器常開節(jié)點(diǎn)回復(fù)線、熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)回復(fù)線，通過掃描方式同時(shí)檢測熔斷器常開節(jié)點(diǎn)與常閉節(jié)點(diǎn)來達(dá)到可靠檢測熔斷器狀態(tài)的目的，同時(shí)減少了整個(gè)整流器閥柜的配線量。按熔斷器的物理位置及電氣原理構(gòu)成矩陣，按圖2所示搭建掃描矩陣。熔斷器的輔助節(jié)點(diǎn)有三個(gè)輸出端分別接至常開節(jié)點(diǎn)、常閉節(jié)點(diǎn)和公共端。掃描線Yl-Yn以整流臂為單位，逐臂掃描熔斷器輔助節(jié)點(diǎn)的公共端；整流臂的每只熔斷器的常開節(jié)點(diǎn)分別與回復(fù)線 R相連接，常閉節(jié)點(diǎn)分別與回復(fù)線C相連接。各整流臂同一物理位置的熔斷器的常開節(jié)點(diǎn)、 常閉節(jié)點(diǎn)分別共用一根回復(fù)線。掃描線、熔斷器常開節(jié)點(diǎn)回復(fù)線與熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)回復(fù)線另一端分別與FPGA中央處理器相連接。掃描線Y1-Yn以各整流臂為單位，逐臂掃描。有效掃描信號(hào)為0，低電平?；貜?fù)線R1-Rm為熔斷器常開節(jié)點(diǎn)回復(fù)線，熔斷器正常狀態(tài)時(shí)為1，高電平；熔斷器故障時(shí)為0，低電平?；貜?fù)線C1-Cm為熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)回復(fù)線，熔斷器正常狀態(tài)時(shí)為0，低電平；熔斷器故障時(shí)為1，高電平。表1 熔斷器狀態(tài)判斷邏輯
權(quán)利要求1.一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，包括FPGA中央處理器、晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元、水冷系統(tǒng)的水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率采集單元、母排溫度采集單元、狀態(tài)指示及故障報(bào)警單元；所述晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元通過掃描方式同時(shí)檢測熔斷器常開節(jié)點(diǎn)與常閉節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，將晶閘管各支路熔斷器常開節(jié)點(diǎn)與常閉節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信號(hào)輸入FPGA中央處理器；所述水冷系統(tǒng)的水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率采集單元將采集的水冷系統(tǒng)水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率信號(hào)輸入FPGA中央處理器；所述母排溫度采集單元將采集的母排溫度信號(hào)輸入FPGA中央處理器； 所述FPGA中央處理器將接收的晶間管支路熔斷器狀態(tài)信號(hào)、水冷系統(tǒng)水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率信號(hào)、母排溫度信號(hào)進(jìn)行判斷、處理；所述狀態(tài)指示及故障報(bào)警單元接收FPGA中央處理器的指令，執(zhí)行狀態(tài)指示或故障報(bào)Sfc目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述的FPGA中央處理器連接通訊單元，通過通訊單元與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述的FPGA中央處理器連接按鍵輸入及顯示單元，實(shí)現(xiàn)指令輸入及參數(shù)顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大電流整流器閥柜狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述的FPGA中央處理器連接存儲(chǔ)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元包括掃描線、熔斷器常開節(jié)點(diǎn)回復(fù)線、熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)回復(fù)線；掃描線以整流臂為單位，逐臂掃描熔斷器輔助節(jié)點(diǎn)的公共端；各整流臂同一位置熔斷器的常開節(jié)點(diǎn)分別與熔斷器常開節(jié)點(diǎn)回復(fù)線相連接，各整流臂同一位置熔斷器的常閉節(jié)點(diǎn)分別與熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)回復(fù)線相連接，掃描線、熔斷器常開節(jié)點(diǎn)回復(fù)線與熔斷器常閉節(jié)點(diǎn)回復(fù)線另一端分別與FPGA中央處理器相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大電流整流器閥柜的狀態(tài)檢測裝置，包括FPGA中央處理器、晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元、水冷系統(tǒng)的水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率采集單元、母排溫度采集單元、狀態(tài)指示及故障報(bào)警單元；晶閘管支路熔斷器的狀態(tài)掃描檢測單元通過掃描方式同時(shí)檢測熔斷器常開節(jié)點(diǎn)與常閉節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，將晶閘管各支路熔斷器常開節(jié)點(diǎn)與常閉節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信號(hào)輸入FPGA中央處理器；FPGA中央處理器將接收的晶閘管支路熔斷器狀態(tài)信號(hào)、水冷系統(tǒng)水溫、水壓、流量及電導(dǎo)率信號(hào)、母排溫度信號(hào)進(jìn)行判斷、處理。該裝置提高了在大電流整流器閥柜強(qiáng)磁場高振動(dòng)下的熔斷器狀態(tài)檢測的準(zhǔn)確性，減少了整流柜體內(nèi)的配線量，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本；降低了設(shè)備的復(fù)雜性，提高了設(shè)備的抗干擾性，使設(shè)備運(yùn)行更加可靠。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202033441SQ20112013722
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者侯凌峰, 吳瑤, 周奇, 張普紅, 林繼如, 王興, 王立春, 霍健, 黎軍 申請(qǐng)人:北京榮科恒陽整流技術(shù)有限公司