专利名称：一种阴极保护防腐电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及管道保护技术领域，特别是管道保护防腐电源。
20世纪60年代后，阴极保护理论基本成熟、完善，相关的法律、标准陆续出台，并不断的修订，如管道阴级保护标准NACERPO169至1992年修订了五版。1998年美国通过了一项环保法律EPA，限期98年12月前将已建储罐和管道追加阴极保护。可见国外对阴极保护的重视程度。
目前，国外主要阴极管道保护技术为①自动监测系统由美国HARCO公司研制的有第一代PASS系统，第二代DLINK系统和第三代RAMS系统，其中含有数据采集、数据传输、数据处理功能，可以方便了解全线阴极保护的实时情况。
②阴极保护设备a、热电发生器(TEG)由加拿大环球热电发生器公司生产的TEG，在全球广泛使用。
b、闭环蒸汽透平发电机(CCVT)由以色列Ormat公司生产。
c、电流中断器为了消除阴极保护中IR降误差，根据阴极保护标准，要求同步中断。
③辅助阳极国内在阴极保护方面，目前基本处于初级研究与应用阶段。在电源设备上，普遍采用硅整流仪和少量的恒电位仪，并且技术落后，设备老化，防腐效果差。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是它由主电路、直流稳压电源、给定积分器、移相触发器、调节器、功能电路以及PLC电路组成；主电路采用晶闸管模块或IGBT模块组成；直流稳压电源提供整个防腐电源系统的控制供电；给定积分器产生的输出与调节器相连接，而调节器输出与移相触发器连接；移相触发器的输出去控制主电路晶闸管的导通，给定积分器输出，控制主电路晶闸管或IGBT管的导通以控制防腐电源的输出。
在本实用新型中，当改变给定积分器输出的大小时，可以改变主电路晶闸管的导通控制防腐电源的输出大小，满足埋地管线防腐工艺要求。
其中，给定积分器又称为软起动器，它使电源输出按线性增加，可减小负载电流冲击，保护设备。移相触发器使晶闸管按控制要求触发导通。调节器对电流或电位(电压)信号进行调节，以适应恒电流、恒电位(恒电压)的控制要求。功能电路包括限流、报警、锁零、自检等功能，根据控制要求而设置。PLC具有可编程逻辑控制、数据采集与处理等功能。
本实用新型实施例的分部调试直流稳压电源的检查合上控制仪上的电源开关ZK，则板上的±5V，-8V，+12V，+5V指示灯点亮(发光二极管)同时用万用表分别测试其对应的测试孔，观察电源正确与否，若不正确，则检查交流输入电压和整流稳压电路的器件。
给定积分(GJ)调试给定积分器由1IC和R、C等组成，见图3示。
①先将控制仪面板上的自检/工作开关S2置于中间位置，此时+15V经F21加入6R1与6R2分压所组成的电路中，调6RP1的中间头对K00为+0.6伏，调6RP2电位器使6RP2的中间头对K00为-1.1伏，用万用表测量6T1的集电极电位ZSO应为+15V，6T2的集电极电压也应为+15V，同时测量6IC的3脚应为0伏，4脚为+15V，8、9脚为+15V，10脚为0V，6T3的集电极S0为+15V。而GJ的GT0场效应管ON使1IC输出短接1T310＝0伏。
②再将S2开关置于自检位置，此时PLC使YYX-PCB3-BH板上的KT继电器吸合，而-15V经F21加入到6R1与6R2所组成的分压电路中，其结果使6T1的ZS0＝0伏，6T2的集电极电压为0伏，10脚为+15V，6T3的S0接通为-15V，而GJ的GT0管OFF，使1IC产生输出，并跟踪1RP2所对应的值。顺调控制器面板上的给定电位器1RP2，则YYX-PCB2-S0-CT板上的测试孔1T310的电压值增大，反调1RP2则积分加快顺调则变慢，当1RP2顺调至最大时，1T310因1WY限幅。
移相触发器的调试(CF)，见图2CF由4IC1至4IC-5以及电阻、电容、三极管等组成。
合上电源开关ZK，检查板上的4IC-1至4IC-3芯片所对应的测试孔，AT、BT、CT电压应为30V左右，用示波器测AU8、BU8、CU8的电压波形应为方波。
分别调节电位器4W2、4W3、4W4使AU4、BU4、CU4测试孔电压为DC＝6V其波形为锯齿波。
在UKZ＝0伏时，调电位器4W1，使偏移电压的大小对应测试孔AU15、AU1、BU15、BU1、CU15、CU1的脉冲输出为临界状态(即刚好出现脉冲为止)。
在ZS0＝0伏时，用示波器测量测试孔MP1-MP6的双脉冲也应为临界状态。当减小4W1时，其双脉冲脱离临界状态而逐渐增大。
当偏移电压(4W1)调好后，增加控制电压UKZ则输出双脉冲的移相范围增大，反之减小。
调节器(见图3)调试调节器由2IC、GT1、GT2等器件组成，电位调节器(DT)和电流调节器(LT)组成串级调节系统，在S2开关置于自检位置，进行调试。
(1)、将开/闭环开关K1置于闭环位置，将2R7、3R*电阻换上20KΩ电阻，使DT和LT为1∶1调节，当1T31增加时，UDT0和UKZ跟随增加。
(2)、分别调电位器2RP1、3RP1可使UDT0或UKZ的电压值改变，2WY和3WY为限幅稳压二极管。
(3)、在参比端(UCF+、UCF-)和电流反馈端(F01-F03或UIF+，UIF-两端)分别加入反馈电压，分别调节5RP1和3RP2并使UDF和UDF0与1T31和UDT0对应起来，其大小随1T31而改变。
如图3所示，限流电路YT的输出由稳压管2WY限幅，该值就是LT的给定输入值，调节电位器3RP2可以将输出电流限幅，其电路由3V3-3V6、3R9、3R10和3RP2组成。
报警电路由2IC-3、5RP4、5RP5、5RP1、3IC、8T1、8T2、LB0和KM0组成硬件电路，由PLC实现软件控制。正常情况下，光电报警不动作，在发生过电位或过电压或过电流时，8T1和8T2均为导通状态，此时蜂鸣器开始声报警，同时PLC软件程序进行工作。若在规定的时间内故障仍不能消除。则PLC通过其软件控制使整个电源系统切断，并停止工作。
如图5所示，锁零电路硬件由PLC、3IC、6IC和6T1-6T3等组成，软件由PLC程序完成，其工作原理为(1)、自检位当系统处于自检状态时(由S2-1处于自检位置)，此时由PLC控制，使KT继电器接通并使锁零信号S0为“0”电平，打开锁，这以后自校信号有效。
(2)、工作位当系统处于工作状态时(由S2-2处于工作位置S2-1处于OFF状态)此时，由PLC控制使KS继电器接通，并使锁零信号S0为“0”电平，打开锁，此时工作信号有效。
(3)、停止位当系统处于停止位(S2处于OFF状态并位于中间位置)此时，由PLC控制，使KT、KS均断开，并使锁零信号S0变为“1”电平，上锁，这时无论是自校信号还是工作信号均为无效。
如图3所示，信号变送与转换电路(1)、电位检测电路由5R1与5R4、5C1、2IC-3、5R9、5RP3、5RP1等组成、2IC-3组成同相放大器，具有输入阻抗大，输出阻抗小，带负载能力强等优点。调节5RP1可以改变过电位值的大小。
(2)、电压检测电路由RF0、RF1、RF2、5R5、5R6，5RP4组成，调节5RP4可以改变过压值的大小。
(3)、电流检测电路由TA1-TA3、5R7-5R8、5C3、5RP5、3V3-3V6、3R9-3R10和3RP2等组成，调节3RP2可以改变电流反馈UIF0的大小值，调节5RP5可以改变过流报警值的大小。
PLC见图4，图中I/O配置为输入点S1 S2-1 S2-2 K1 KM0输出点KM KT KS KL1 HL2 HL3实际配置M00＝KMI0＝S1 O0＝HL1M01＝KTI1＝S2-1 O1＝HL2M02＝KSI2＝S2-2 O2＝HL3M03＝KS1 I3＝KI O3＝KMM04＝KAI4＝KM0O4＝KTO5＝KSPLC为可编程序控制器，具有可编程逻辑控制、模拟量控制，数据采集与处理等功能，整个电源系统的锁零、故障报警、过流保护、逻辑控制、状态显示等均由PLC完成。系统工作的通断时间和故障报警切断时间可由PLC任意设定，具有实时性，快速性和可靠性。在电位仪面板上，操作方式如下(1)、合主电源开关ZK，则PLC上电，同步电源TB上电，电源DB上电，同时电源指示灯HL4亮，停机灯HL2亮。
(2)、合控制电源开关(S1)，则主接触器KM吸合，同时合主指示灯HL1亮。
(3)、自检/工作开关S2置于自检位置，则继电器KT吸合，同时自检指示等L3亮，HL2灭。此时恒电位仪进入自检状态，顺时针旋转给定电位器，则输出电压和输出电流增大。
(4)、将自检/工作开关S2置于工作位置，则继电器KS吸合，同时工作指示灯HL3亮，HL2灭，此时恒电位仪进入工作状态，顺时针旋转给定电位器，则输出电压和输出电流增大，并按停3S，工作12S间隙方式工作，若要改变通断时间和其它参数可由编程器进行在线修改完成。
开环调试反时针旋转电位器1RP1至零位。
合上电位仪上的电源开关ZK，用万用表检查板上的+15V，-15V，-8V，+12V，+5V，K01电源是否正常。
若电源正常，则将板上的开/闭环开关K1拨向开环位置(即往右拨即可)。
将自检/工作开关S2(柜体面板上)置于自校位置。
顺时针调1RP1电位器，用示波器观测MP1-MP6测试孔波形，应为双脉冲，若不为双脉冲则分别检查4IC-1至4IC-3所对应的测试孔AU1，AU15，BU1，BU15，CU1，CU15的波形。
调4W1电位器可改变偏移电压的大小，使最大导通角受限制。
将1RP1电位器反调至零，断开主电源开关，在三相桥式全控整流输出(+)和(-)的两端接上电阻性负载。(电压为50V，10A)接好后，重新合上电路开关。
调4W2-4W4电位器，用万用表检测试孔AU4，BU4和CU4的电压为6V，波形为锯齿波，当输出电压低端三相不平衡时，可调此电位器直至三相波形平衡。
调电位器4W5-4W7可以变A相、B相和C相的移相范围，当输出电压高端三相不平衡时，调此电位器直至三相平衡为。
顺调1RP1电位器，用示波器观测输出电压波形，同时观察电压表上的电压指示值，应为DC0-50V连续可调，若输出电压范围不够，可反调4W1，若要减小输出范围则顺调4W1，若输出电压低端或高端三相不对称，则按以上8、9进行。
在前几项均可的基础上，停主回路电源，将电位器1RP1反调至；零，将K1开关拨向闭环位置，(向左拨)同时将电位器2RP1，3RP1顺调至最大，为下一步闭环调试作准备。
闭环调试在开环调试方式下检查电压反馈UF+、UF-和电流反馈F01、F02、F03是否有效。
将1RP1电位器反调至零，将K1开关拨向闭环位置，将5RP1，3RP2，2RP1，3RP1电位器顺调至最大，接上负载。
先合上主回路电源开关ZK，后将自检/工作开关S2置于自检位置。
顺调1RP1电位器，用万用表检测测试孔1T310和1T31的电压值约为+6V左右(习惯用法)。
反调5RP1电位器，使电压(即负载两端电压)达到50V为止即可。同时，用万用表测测试孔电位反馈UDF电压值应为-6V(应与测试孔1T31电压相对应)。
反调3RP2电位器，用万用表测量测试孔电流反馈UIF0电压值按以下公式求解UDT0/UIF0＝Imax/Imix (1)UIF0＝UDT0*Imix/Imax (2)式中UDT0-电位调节器的输出限幅电压。
Imax—直流负载的截流值。Imin-直流负载的空载电流。
VIF0—电流反馈对应值。
2RP1为电位调节器稳定度调整电位器，反时针调至一定值将引起系统振荡，顺时针调至最大稳定。
3RP2为电流调节器稳定度调整电位器，反时针调至一定值时，会引起系统振荡，顺时针调至最大为最稳定。
1RP2为给定积分快、慢调整电位器，反时针调积分过程加快，顺时针调积分过程变慢。
PLC编程调试PLC控制电路图见图41、根据AP-14PLC说明书进行编程2、将光盘装入PC机并安装EASY2000软件3、按AP-14PLC使用手册进行操作
权利要求1.一种阴极保护防腐电源，其特征在于它由主电路、直流稳压电源、给定积分器、移相触发器、调节器、功能电路以及PLC电路组成；主电路采用晶闸管模块或IGBT模块组成；直流稳压电源提供整个防腐电源系统的控制供电；给定积分器产生的输出与调节器相连接，而调节器输出与移相触发器连接；移相触发器的输出去控制主电路晶闸管的导通，给定积分器输出，控制主电路晶闸管的导通控制防腐电源的输出。
专利摘要本实用新型涉及一种阴极保护防腐电源，它由主电路、直流稳压电源、给定积分器、移相触发器、调节器、功能电路以及PLC电路组成；主电路采用晶闸管模块或IGBT模块组成；直流稳压电源提供整个防腐电源系统的控制供电；给定积分器产生的输出与调节器相连接，而调节器输出与移相触发器连接；移相触发器的输出去控制主电路晶闸管的导通，当改变给定积分器输出的大小时，可以改变主电路晶闸管的导通控制防腐电源的输出大小。
文档编号C23F13/06GK2529877SQ0125237
公开日2003年1月8日 申请日期2001年11月7日 优先权日2001年11月7日
发明者袁佑新, 黎洪生, 陈静, 谭思云, 袁亮 申请人:袁佑新