大電流晶閘管整流自動升降電流給定的方法

徐斌

【摘 要】我們在利用大型晶閘管整流設備用于電解化工行業(yè)時，我們一般通過輸出穩(wěn)定的直流電流來電解化合物溶液。通常情況下，我們需要操作人員根據(jù)實際需求調整直流電流輸出值以滿足生產和工藝需求。操作人員的手動給定電流值往往速率不平均且伴有誤操作的可能性。所以，我們需要自動化設備來代替人工操作以實現(xiàn)最優(yōu)的運行環(huán)境。

【關鍵詞】大電流晶閘管；自動升降電流；給定方法

通常情況下，用戶升直流電流時，需要手動輸入目標電流值。升電流的同時會伴隨著導通角的上升。當導通角達到120°時，直流電流將無法繼續(xù)上升。此時就需要用戶手動調節(jié)有載調壓器以實現(xiàn)有載升壓。待升壓動作完成后，導通角將會降低。之后用戶可繼續(xù)增加直流電流直至達到目標電流值。同理用戶需要降直流電流時會伴隨著導通角的下降。當導通角達到用戶預設定的最低導通角時（運行導通角過低會影響整流效率），用戶需要手動調節(jié)有載調壓器以實現(xiàn)有載降壓。待降壓動作完成后，導通角將會上升。之后用戶可繼續(xù)減少直流電流直至達到目標電流值。綜上所述，直流電流的升降伴隨著大量的手動調節(jié)，存在著一定的安全隱患。

該方法能完全實現(xiàn)由PLC完成整個直流電流給定調整。我們假設該整流系統(tǒng)是由一臺整流變壓器為一臺整流器供電。另外我們還需要西門子200PLC（如CPU226）一臺、數(shù)字穩(wěn)流控制器一臺和西門子觸摸屏（型號任意）一塊。

實現(xiàn)過程：1、當用戶需要自動升電流時，可按下自動升電流按鈕和自動有載升壓按鈕，并提前設定好系統(tǒng)運行最大導通角、系統(tǒng)運行最大直流電流值、自動升電流速率和目標電流值。以上工作完成后，直流電流將按照所設定的速率逐步增加。同時當運行導通角大于最大運行導通角時，有載調壓器也會自動完成升壓動作。2、當用戶需要自動降電流時，可按下自動降電流按鈕和自動有載降壓按鈕，并提前設定好系統(tǒng)運行最小導通角、系統(tǒng)運行最小直流電流值、自動降電流速率和目標電流值。以上工作完成后，直流電流將按照所設定的速率逐步減少。同時當運行導通角小于最小運行導通角時，有載調壓器也會自動完成降壓動作。

具體方案實施如下：

1 自動升電流程序段

如圖1所示：

該程序段使用條件包括：1、PLC運行—Always_On：SM0.0為1。2、整流器運行—V1001.3為1。3、用戶設定自動升電流—V910.5為1。4、用戶未設定自動降電流—V910.6為0。5、給定輸入數(shù)字控制器的電流值小于用戶自動升降電流目標值。6、當前數(shù)字穩(wěn)流控制器導通角小于用戶設置的最大運行導通角—VW1052< VW814。7、當前整流器輸出直流電流小于等于用戶設置的最大運行直流電流值—VW1050<=VW800。根據(jù)程序段顯示當且僅當以上6個條件同時滿足時，自動升電流邏輯才能形成。條件滿足后程序將根據(jù)用戶所設定的自動升電流速率（VW822）增加數(shù)字穩(wěn)流控制器的直流電流設定值（VW868）。這個邏輯由T180接通延時定時器完成。

2 自動降電流程序段

如圖2所示：

該程序段使用條件包括：1、PLC運行—Always_On：SM0.0為1。2、整流器運行—V1001.3為1。3、用戶未設定自動升電流—V910.5為0。4、用戶設定自動降電流—V910.6為1。5、給定輸入數(shù)字控制器的電流值大于用戶自動升降電流目標值。6、當前數(shù)字穩(wěn)流控制器導通角大于用戶設置的最小運行導通角—VW1052>VW816。7、當前整流器輸出直流電流大于等于用戶設置的最小運行直流電流值—VW1050=>VW802。根據(jù)程序段顯示當且僅當以上6個條件同時滿足時，自動降電流邏輯才能形成。條件滿足后程序將根據(jù)用戶所設定的自動降電流速率（VW824）減少數(shù)字穩(wěn)流控制器的直流電流設定值（VW868）。這個邏輯由T181接通延時定時器完成。

3 有載升壓操作程序段

如圖3所示：

有載自動升壓條件包括：1、用戶設定有載自動升電壓—V910.3為1。2、當前數(shù)字穩(wěn)流控制器導通角大于用戶設置的最大運行導通角—VW1052>VW814。3、有載自動降電壓繼電器—Q0.5為0。根據(jù)程序段顯示當且僅當以上3個條件同時滿足時，有載自動升電壓邏輯才能形成。條件滿足后，有載自動升壓繼電器將保持3秒的置1狀態(tài)。

4 有載降壓操作程序段

如圖4所示：

有載自動降壓條件包括：1、用戶設定有載自動降電壓—V910.4為1。2、當前數(shù)字穩(wěn)流控制器導通角小于用戶設置的最小運行導通角—VW1052

5 自動升電流邏輯梯形圖

如圖5所示：

6 自動降電流邏輯梯形圖

如圖6所示：

綜上所述，當整流系統(tǒng)是一臺整流變壓器為一臺整流器供電時，該方法實現(xiàn)了直流電流給定調整完全由PLC完成。用戶只需設定目標直流電流值，而PLC將會按照用戶提前設定的直流電流升降速率來達到目標值。整個升降電流過程中所伴隨的有載電壓升降操作也由PLC自動完成。由此通過這些設計用戶將輕松地完成自動升降電流功能。最終基本實現(xiàn)自動化設備代替人工操作以實現(xiàn)最優(yōu)的運行環(huán)境。