简介:关于本文可作为电源控制方面的大学硕士与本科毕业论文电源控制论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
唐桂芝
（山钢集团莱芜分公司自动化部,山东 莱芜 271104）
摘 要：根据实际的需要,文章通过对中型线自控系统开关电源的分析与研究,设计出新型控制电源系统.并对控制电源进行了优化控制,实现冗余控制及运行监控,提高了控制水平,实现了长时间的连续稳定运行,可应用于自动化控制方面的各个领域.
关键词：自控系统；开关电源；冗余技术；监控技术
中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）20-0128-02
1. 概述
中型线自控系统由于运行时间长、运行环境恶劣,系统面临模板严重老化的问题,部分设备的使用年限已经到期,随时可能损坏,尤其是控制用的24V开关电源,连续出现故障,给生产维护带来不利的影响.为解决这个难题,通过对原控制电源系统进行了解剖分析,根据PLC系统运行的实际需要,进行开关电源冗余系统设计及运行监控,使其运行可靠、稳定,能够长时间地连续稳定运行.
电源控制器:IO芯片电源控制芯片时钟芯片
2. 应用的主要技术
2.1 冗余控制技术
经过对原控制电源系统进行解剖分析,了解供电系统的功能特点,弄清楚了系统冗余设计的方法.根据PLC系统运行的实际需要,从可靠性、稳定性方面进行控制电源冗余系统开发,可靠性指其中一个电源出现故障时,另外一个电源能立即投入,保证实现无缝切换；稳定性指冗余系统中的每个电源系统都能达到长时间的连续稳定运行,故障率低.
通过冗余控制,实现备用电源的无缝切换,提高了电源系统的稳定性和可靠性,保证PLC系统的供电正常.通过大量的实验,测试冗余控制的自动切换功能和实际的控制水平,达到预期的效果,满足了要求,开关电源系统真正实现了冗余控制.
2.2 FIX 监控技术
电源的运行状态监控软件采用美国Intellution公司的FIX DMACS软件（6.15版）.FIX软件是一种工业自动化组态软件,FIX提供了监视、操作、历史记录、历史/实时趋势图、报警和安全防护功能.FIX的I/O驱动程序软件从I/O设备中读取数据并把数据传入驱动程序映射表（DIT：DriverImage Table）的地址中.
扫描、报警、控制（SAC）程序从DIT中读数据,并将处理后的数据传输到过程数据库中.内部数据库访问功能从本地或远程的数据库读取数据,并将这些数据传输至请示的应用程序中去,监控功能非常完善,通过实时监控技术,对现场所有的控制电源运行情况进行了有效地监控,在其出现故障时可以得到及时的反馈,根据情况进行相应的处理,方便了维护及故障的处理,保证了系统的稳定运行.
3. 冗余控制及监控设计
3.1 冗余控制
为了有效地消除上述这些情况对电源系统的不利影响,采用了以下的冗余控制方式,使用了两个相同的直流电源控制,其中一个作为备用,每个电源通过大功率的整流二级管后,并联输出,在输出侧将继电器连接到电源的正负极,引一对触点到模板,作为电源正常信号,原理如图1所示.
中型现场电气室共有24对这样的冗余电源控制系统,分布在近800米的控制室内,因此常规的维护很不方便.通过上面的设计,我们对这些控制电源进行了有效地画面监控,每个电源的输出侧都有一个继电器线圈和24V的正负极相连,从每个继电器引一对常开触点到数字量输入模板,作为该控制电源运行正常的信号,通过控制程序及画面的编制,将该信号点的状态显示做到画面上显示用于监控.
3.2 优化控制
由于系统控制设备较多,之前为了故障排查快速简单,已经对其控制电源进行了改造,对每块模板的供电电源正负端均增加了隔离保险,减少了故障的连锁反应,降低了故障点.由于到现场的控制信号的公共线路设计时的原因,其公共端线路连接比较繁琐,查找比较麻烦,当时改造时没来得及完全分开,现在公共端分得不彻底,导致故障查找比较费时.针对现在的这种情况,进行了多种改造.
3.2.1 剥离不使用设备的线路
现场控制系统运行了十多年,有些设备经过改造,已经弃之不用,本打算线路以后可以作为备用,只在现场做了处理.现在将这些设备的所有信号从控制中解除,以防由这些不用的设备引起不必要的故障.
3.2.2 多路等级电源公共线合一
控制系统的DC24V电源输出端分别控制其相应的设备,电源负端没有进行接地处理,这只有各自的正负端之间相对电源为DC24V,和其他的都是独立并存,互不相干.如果有一个负端接地,就会引起故障.因此现在考虑将所有控制柜内的24V电源负端都连接在一起,形成一个公用的负端,将各个的负端电势拉平.如果有一路负端接地,就会有其他的负端将其电势拉平,不会造成大的故障停机.
3.2.3 将公共线最小化分类
在控制系统的原设计中,一块24V电源所控制的设备是共负极的,公共端是并联到中继柜后到现场设备的,一旦出现电源负端接地,查找起来非常麻烦,要一个设备一个设备地排查,费时费力,影响了现场的生产.所以考虑将电源的负极尽量按最小化分类,多加几路保险,将公共端进行分离,对不同的设备分开控制.这样分开后,一是故障影响面比较小,一旦出现故障只能影响到其保险下的有限设备,不会波及其他的设备；二是查找故障比较容易,可以根据保险的熔断情况直接查找其所带的几个设备就行,不会再和原来似的大海捞针.
3.3 故障监控
本套故障诊断系统以东芝VTOOL编程软件、IFIX监控软件为开发平台,开发了故障报警画面、故障报警记录和故障查询三种诊断方式,它们相辅相成,并可随着事件库和经验库的完善而进一步完善.
利用VTOOL软件和IFIX软件共同开发的实时报警画面如图2所示,在IFIX监控系统的数据监控中添加电源故障信号的采集,画面中的每一个小图形都对应了现场的一个信号,并作为数据库中的一个点,设备的输入、输出情况由NV控制器进行读取,并通过以太网与IFIX中的数据点对应.当某个电源异常时,相应的继电器线圈失电,常开触点断开,画面上就会出现相应的声光报警,根据报警点的标识,及时对该电源进行更换,方便了维护对其进行监控和维护,及时了解该类信号的运行状态.
4. 效果及应用
该系统实际运行后效果良好,提高了开关电源的运行稳定性,有效地降低了故障处理时间,故障状态监控可靠,方便了维护,创造了可观的经济效益和社会效益.该技术可应用于自动化控制方面的各个领域.
作者简介：唐桂芝（1974-）,女,山东泰安人,山钢集团莱芜分公司自动化部工程师,研究方向：自动化控制系统的应用.
（责任编辑：叶小坚）
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电源控制器引用文献:
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