Allen-Bradley(美國AB)系列產(chǎn)品》 Schneider(施耐德電氣)系列產(chǎn)品》 General electric(通用電氣)系列產(chǎn)品》 Westinghouse(美國西屋)系列產(chǎn)品》 SIEMENS(西門子系列產(chǎn)品)》 銷售ABB Robots. FANUC Robots、YASKAWA Robots、KUKA Robots、Mitsubishi Robots、OTC Robots、Panasonic Robots、MOTOMAN Robotsestinghouse(西屋): OVATION系統(tǒng)、WDPF系統(tǒng)、MAX1000系統(tǒng)備件Invensys Foxboro(??怂共_):I/A Series系統(tǒng),F(xiàn)BM(現(xiàn)場輸入/輸出模塊)順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換、輸入/輸出信號處理、數(shù)據(jù)通信及處理等。 Invensys Triconex:冗余容錯(cuò)控制系統(tǒng)、基于三重模件冗余(TMR)結(jié)構(gòu)的最現(xiàn)代化的容錯(cuò)控制器。Siemens(西門子):Siemens MOORE, Siemens Simatic C1,Siemens數(shù)控系統(tǒng)等
1.功率因數(shù)角的檢測。通常情況下電流波形是完整的,通過檢測電壓和電流的過零點(diǎn)獲得的相位差即是功率因數(shù)角。但本控制器由于采用了可控硅交流調(diào)壓,當(dāng)導(dǎo)通角較小時(shí),電流波形出現(xiàn)斷續(xù)。電流繼續(xù)使電流過零檢測失效。為此,我們采取電流與微電平比較來獲取其正半周連續(xù)波形的部分,進(jìn)而取得近似的相位差。
2.電壓和電流有效值的檢測。一般按有效值的定義進(jìn)行檢測的電路需要用到模擬乘法器,因而電路比較復(fù)雜,成本也高。由于有效值和絕對平均值之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系,并且此處對檢測精度要求不高,故我們先檢測絕對平均值,再轉(zhuǎn)化為有效值。
3.強(qiáng)干擾下的系統(tǒng)加固。本節(jié)電器工作在工廠的惡劣環(huán)境下,強(qiáng)電磁干擾會嚴(yán)重影響微機(jī)系統(tǒng)的正常工作,為此我們采取了多種保護(hù)措施:將數(shù)字電路部分單獨(dú)安裝在金屬機(jī)殼中,以屏蔽空間電磁干擾;選用優(yōu)質(zhì)開關(guān)電源和傳感器,以減少從線路串入的干擾;在微機(jī)外圍電路中廣泛采用串行接口芯片,以簡化電路板布線;采用廣泛使用的wdt電路,提高軟件抗干擾能力。
4.可控硅的移相觸發(fā)電路。在三相交流調(diào)壓電路中,一個(gè)很重要的指標(biāo)是三相平衡問題。以前的三相交流調(diào)壓常采用3個(gè)單相移相觸發(fā)芯片設(shè)計(jì)(如ta785),要細(xì)心調(diào)試才能達(dá)到三相平衡。我們采用最新推出的三相移相觸發(fā)芯片at787,簡化了PCB電路設(shè)計(jì),使該電路免于繁雜的調(diào)試;同時(shí)還采用了可控硅的強(qiáng)觸發(fā)技術(shù),使其觸發(fā)得更準(zhǔn)確。
本控制器主要由3部分組成:可控硅及移相觸發(fā)電路部分,接收控制板的控制信號,實(shí)施交流電壓的調(diào)節(jié);信號檢測板部分,接收傳感器的信號并進(jìn)行處理,得到標(biāo)準(zhǔn)電壓和電流的有效值及功率因數(shù)有送控制板;單片機(jī)控制板部分,接收信號檢測板的信號,通過控制運(yùn)算發(fā)出控制信號到移相觸發(fā)電路,實(shí)施最佳功率因數(shù)控制,同時(shí)控制板還通過鍵盤顯示面板對控制器參數(shù)進(jìn)行修改,并顯示控制器運(yùn)行狀態(tài)。
從同步變壓器來的三相過零信號經(jīng)c1、c2、c3電容耦合到6v的直流信號上送入18、2、1腳。tc787對其進(jìn)行過零檢測,經(jīng)積分電容c4、c5、c6形成以過零點(diǎn)為起點(diǎn)的三角波,與由vr引入的觸發(fā)控制信號比較,再經(jīng)c7調(diào)制成觸發(fā)脈沖,由12、9、10、7、8、11腳輸出,由脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)可控硅。
信號檢測板部分標(biāo)準(zhǔn)電壓和電流的有效值轉(zhuǎn)換電路。此電路基于基本的絕對值電路,增加了濾波電容c1,將交流信號的絕對值變?yōu)槠骄?;合理設(shè)計(jì)r5的阻值,將平均值變?yōu)橛行е怠?/div>
相位檢測電路
電壓信號va和電流信號ia經(jīng)與微電平信號ref比較,取得電壓和電流信號的正半周;經(jīng)rc濾波后由信號“或”電路,形成含有功率因數(shù)角的信號;由單片機(jī)去除其中的電壓半周期,即得功率因數(shù)角。
單片機(jī)控制板部分基本電路
tlc0834是4路8位a/d轉(zhuǎn)換器,采集1路電壓和3路電流信號;tlc5615是10位串行d/a,將控制量變?yōu)槟M電壓信號,去控制可控硅交流調(diào)壓;x25045是含wdt和eeprom的多功能電路,負(fù)責(zé)單片機(jī)系統(tǒng)的安全監(jiān)視和重要參數(shù)的保護(hù);sn75176是rs485接口,實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)監(jiān)控。
四、軟件設(shè)計(jì)
單片機(jī)軟件采用c51語言編程,c51與匯編語言相比,有編程效率高、代碼易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。程序主要由鍵盤與顯示監(jiān)控部分、串行接口芯片驅(qū)動(dòng)部分和信號采集與實(shí)時(shí)控制部分組成。
串行接口芯片驅(qū)動(dòng)部分,主要是根據(jù)芯片廠商時(shí)序圖,以單片機(jī)的i/o口模擬串行口,以實(shí)現(xiàn)對串行芯片的讀寫操作。本課題由于單片機(jī)i/o較多,各個(gè)芯片采用單獨(dú)的i/o信號。
信號采集與實(shí)時(shí)控制部分,以實(shí)時(shí)時(shí)鐘為基準(zhǔn),采集電壓電流信號對系統(tǒng)的安全進(jìn)行監(jiān)視。采集功率因數(shù)信號與最優(yōu)值比較,以pi控制算法進(jìn)行運(yùn)算,適時(shí)發(fā)出控制指令,對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)壓,使其運(yùn)行于高效率狀態(tài)。
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