l 引言

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、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、綜合測量裝置及純水冷卻裝置或者風機等部分組成．系統(tǒng)構造復雜、體積龐大，維修和維護極為不便。因此，實時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，設計大功率直流電源智能監(jiān)測系統(tǒng)對電源裝置進行監(jiān)測和保護是必要的。

2 電解錳電源的監(jiān)控系統(tǒng)設計

2．1 系統(tǒng)總體設計

采用西門子公司的S7—200可編程控制器和TD200文本顯示器，設計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備與通訊網(wǎng)絡連接，檢測和指示故障位置。PLC以其品種多樣的擴展模塊（如模擬量擴展模塊、通信模塊）為實現(xiàn)采集、上傳數(shù)據(jù)提供便利。智能檢測系統(tǒng)的基本構成如圖1所示。

該電源檢測系統(tǒng)中，PLC、開關量單元、模擬量單元、通信單元和TD200文本顯示單元構成了模塊的主控單元，還有現(xiàn)場變換與執(zhí)行單元，用于實現(xiàn)電源設備強電與弱電之間的隔離，把相應的故障或運行參數(shù)的信號變換為開關量或隔離后的模擬量信號送入PLC，根據(jù)PLC的輸出進行報警和執(zhí)行跳閘等操作，TD200文本顯示器用于顯示現(xiàn)場電源系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以便于工作人員調(diào)試和應用。

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象主要是高壓開關斷路器、移相觸發(fā)電路的觸發(fā)角度、水冷卻器的啟停，被檢測對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、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動信號送入PLC的數(shù)字輸人點后，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。高壓分閘信號送入PLC后，首先應該封鎖整流裝置的觸發(fā)脈沖，然后延時數(shù)秒，再自動分閘。基于PLC的電氣控制系統(tǒng)對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的控制設備。圖2所示為三相橋式全控整流由源裝置最大系統(tǒng)的PLC硬件設計原理圖。

3 PLC控制程序

程序塊選用子程序流程圖，它是由故障檢測子程序、模擬量采集子程序、顯示子程序等幾個程序塊組成。部分子程序圖如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

4 結語

基于PLC控制的電解電源系統(tǒng)實現(xiàn)所要求的技術性能，利用TD200文本顯示器可以直接顯示報警內(nèi)容，方便現(xiàn)場操作人員的維修與調(diào)試。系統(tǒng)已經(jīng)投入運行，運行狀態(tài)良好，為操作人員對電解電源操作和實時監(jiān)控帶來極大便利，達到了預期的控制要求。