专利名称：变压器低频电热真空干燥设备控制系统的制作方法
技术领域：
属机械电子技术领域。
变压器低频电热真空干燥设备是一种对中小型变压器进行干燥处理的新工艺设备，由挪威国民工业公司首先研制成功，并使其商品化。该设备的控制系统采用分布式数据采集和控制的分散控制系统。其主控机以人机对话方式启动整个控制系统工作，其地方站控制单元、变频电路、检测单元形成一个小的相对独立的闭环控制系统，每个地方站均配置这样一个闭环控制系统，即n个地方站就要有n个地方站控制单元、n个变频电路和n个检测单元。这样的控制方式，电路比较复杂，数据通讯量大线多，硬件配置也多，设备投资高。
本实用新型是在消化吸收进口设备的基础上，根据国内变压器生产厂家的要求，进一步改进、优化而实现的。其发明目的在于设计一种更为合理、有效的控制方案，简化设备的控制电路，降低造价，并增加系统功能，提高整机的性能。
为完成这样的发明目的，我们采用集中式分时数据采集与地方站集中控制方式。即由主控机实行人机对话启动整个系统工作，分别从n个地方站集中采集数据，经分析、计算、判断后，向地方控制单元发出指令，由地方控制单元对n个地方站实施干燥过程控制。也就是说，将地方控制单元从小闭环系统中分出，接受主控机的命令，同时控制n个地方站而不是一个地方站的干燥过程。这样，中央控制单元、地方控制单元、地方站的检测单元1到n和变频电路1到n，组合构成一个大的闭环控制系统。附
图1为变压器低频电热真空干燥设备控制系统的流程框图。中央控制单元由一台带终端并配有彩显和打印机的IBM－PC／XT微机和通讯接口、采样卡两块模块组成。PC主控机在软件的支持下，通过采样卡完成对低频信号的数据采集，对被干燥变压器线圈导体平均温度的计算，对干燥工艺曲线的自动跟踪及温度、流程监视，完成对运行信息显示、打印、保存，并通过通讯接口与地方控制单元的CJ－801单板机连接，完成控制信息的传递。地方站控制单元包括CJ－801单板微机、I／O扩展接口、同步信号发生器三部分。单板机在其软件支持下，实现对可控硅变频器的触发脉冲的分配及时序控制，并根据中央控制系统的控制指令对干燥流程进行控制。CJ－801单板机通过I／O扩展接口将信号分配到各地方站的脉冲控制器中，作为变频器的触发信号，同时CJ－801单板机还根据同步发生器产生的同步信号控制脉冲的发送，保证变频器正常工作。变频器用以实现频率变换，将工频50HZ电流变换成低频电流供干燥设备使用。同时，在干燥过程中负载的信息不断地通过检测信号放大器反馈给中央控制单元，中央控制单元再将检测到的信息进行处理，并及时地指示地方控制单元调整控制状态。如此周而复始，形成一个闭环控制结构对干燥过程进行实时自动控制。这样的集中式分时数据采集与地方站集中控制方式，又称为双级微机控制方式，其前级机为CJ－801单板微机，后级机为IBM－PC／XT机，能同时实现低频电源的实时控制及温度的实时检测，提高控制的可靠性和稳定性。采用这样的集中控制方法，一个单板机通过扩展接口，同时控制n个地方站，与挪威分散控制方案比较，所用的地方控制单元硬件之差为n－1个，大大节省了设备投资，主地之间通讯简单，安全可靠。
下面是本实用新型的一个实施例。
整个控制系统如
图1，中央控制单元选自目前广泛使用的IBM－PC／XT机担任主控机，配置有操作终端、打印机和监视器，中央控制单元与地方控制单元之间的信息传递由通讯接口完成，图2为通讯接口的电路图，该接口是可编程的24路并行输入／输出接口。图3为采样卡的电路图，中央控制单元主控机接受的负载反馈信息来自采样卡。采样卡设计为由AD578芯片作为模数转换器，同时配有16路模拟信号输入切换的模拟选择开关，可供四个地方站使用，每个地方站有四路模拟信号。通讯接口和采样卡都做成一块模块，分别插在PC机主机箱内为用户扩充接口准备的总线扩展槽上，他们与外设的连接线由主机箱后板槽上用扁平线引出。地方控制单元使用的控制微机是CJ－801单板机，图4为I／O扩展接口和同步信号发生器的电路图。I／O扩展接口有4只插口，可扩展到四个地方站。由同步信号发生器产生的19路控制信号中有15路为各地方站共用控制线和电源线，另外4路为站控制线，分别与对应的地方站脉冲控制相接，配置相应的应用软件，即可分别控制各地方站变频器工作。同步信号发生器向CJ－801单板机提供同步信号，保证CJ－801向地方站送出的控制信号与变频器输入电源指定相同步，以免变频器失控。图5为脉冲控制器原理图。图6为脉冲放大原理图，图7为变频器原理图。单板机送出的数字控制信号经脉冲控制器、脉冲放大器等多级微电子线路的处理，形成具有一定功率和脉宽的触发脉冲控制可控硅变频器，这些触发脉冲全部受地方控制单元的单板机控制。50HZ工频电流经变频器转变成从2～5HZ可调的低频电流送负载。图8为检测信号放大器电原理图。测量传感器从负载取得的电量信号经检测信号放大器到采样卡，再送主控机分析、计算，并将控制信息传递给地方控制单元的单板机，实现对低频电源的实时控制及温度的实时检测。系统控制软件采用模块式结构，以及高级语言及汇编语言交互运行的工作方式。
变压器低频电热真空干燥设备控制系统采用了集中式分时数据采集与地方站集中控制方式，操作方便，简单灵活，节省了设备投资，增加了干燥信息显示、打印、存贮的功能，配有故障检测，提高了可靠性。采用了这样的控制系统后，除了可以一站单独干燥一台或若干台变压器，二～四个站分别干燥若干台变压器外，还可以二站并联干燥一台较大容量的变压器，可以同时干燥几台不同容量的变压器，适用面广，实用性强。
权利要求1.变压器低频电热真空干燥设备控制系统，由中央控制单元、地方站控制单元和包括变频电路、检测单元的地方站组成，其特征在于中央控制单元的主控机系统总线扩展槽上分别插有通讯接口模块和采样卡模块，主控机通过可编程的24路并行输入输出通讯接口与地方控制单元的单板机连接，通过配有模拟选择开关的采样卡从地方站接受负载反馈信息，地方站控制单元的单板机通过I/O扩展接口与n个地方站连接，中央控制单元，地方控制单元与1到n个地方站组合构成大的闭环控制系统。
专利摘要变压器低频电热真空干燥设备控制系统，采用集中式分时数据采集与地方站集中控制的双级微机控制方式。主控机通过采样卡接受负载反馈信息，并通过通讯接口向地方控制单元发出指令，由地方控制单元单板机通过I/O扩展接口同时完成对多个地方站的干燥过程控制，采用这样的控制方式，设备投资节省，主地之间通讯简单，安全可靠。
文档编号F26B5/04GK2068667SQ89205139
公开日1991年1月2日 申请日期1989年5月31日 优先权日1989年5月31日
发明者张嘉祥, 黄志孝, 王跃, 冯学苏, 林霄, 储岳森 申请人:上海交通大学