基于PLC的礦用脈沖脫磁器控制系統

2015-06-08 04:12:49陳小龍

科學中國人 2015年17期

陳小龍

佛山市華材職業技術學校

基于PLC的礦用脈沖脫磁器控制系統

陳小龍

佛山市華材職業技術學校

介紹一個采用PLC作為控制系統，實現控制由IGBT、SCR電力電子器件構成礦用脫磁器主電路的方法及設計、實施過程。

PLC可編程控制器；脈沖脫磁器；控制系統

1 引言

根據發明專利：一種礦用脫磁器（專利號：ZL.2006 1 0032999.3）的控制要求,以及結合實際使用情況,采用三菱PLC：FX2N-32MT為控制系統核心設計了適合于礦用脈沖脫磁器的控制系統。

2 系統要求

2.1 直流母線電壓可調

直流母線上，電容峰值電壓可以在0---500VDC間可調，電網輸入電壓400VAC時每級間變化不大于10VDC（通常應用時，電容峰值電壓在300VDC---500VDC間）。

2.2 放電時間間隔可調

電容每次放電時間間隔可調，根據實際使用設置快、中、慢三檔，快檔每次放電時間間隔為三個工頻周期、中檔每次放電時間間隔為四個工頻周期、慢檔每次放電時間間隔為五個工頻周期。

2.3 可方便操作

操作面屏有輸入外電壓顯示、輸入電流顯示、電容峰值電壓顯示，通過點動按鈕SB1、SB2可調節電容峰值電壓、通過點動按鈕SB4、SB5、SB6、SB3可選擇快、中、慢檔并起動和停止；并有相應的指示燈顯示狀態。

3 系統硬件設計

3.1 PLC的I/O分配表

表1

3.2 主電路及控制電路原理圖

圖1 主電路

圖2 控制電路

4 系統軟件設計

設計原理

利用FX2N-32MT可輸出高速脈沖（最高頻率20KHZ）的特點，當X0的同步脈沖下降沿到來時產生中斷，程序轉向執行中斷程序；中斷程序用PLSY K18000 D1 Y0實現每個輸出脈沖對應一個工頻正弦波的1O，由此可以保證電容每級間的電壓最大變化在10VDC以內（400*21/2*SIN1=9.87VDC）；由于每個正弦半波對應180個脈沖；因此D1的取值范圍理論上應在0---90間，考慮到IG?BT在正半波到來之前開通更有利于系統的可靠性和減少對電網的干擾，所以會調節X0的同步脈沖的下降沿在過零點前產生，故D1的取值范圍可以擴寬為0-100間，若取輸出頻率為20KHZ，專用D1的取值范圍可以擴寬為0-111間（當用FX1N時，輸出頻率可達100KHZ，電容的級間電壓變化最大不超過2VDC）。當程序檢測到X2或X3有輸入時，D1在0---111間變化，。當PLSY K20000 D1 Y0執行時，Y0輸出驅動信號經專用電路M57962驅動T2（IGBT），對應電容峰值電壓可以在0---500VDC間可調。當Y0輸出停止后，啟動定時器T246計時延時5 mS；T246時間到置位Y2、同時啟動T247計時27mS，T247時間到后復位Y2、啟動T248 D11根據X5、X6、X7的操作進行定時，完成快、中、慢的功能；T248時間到置位M10等待新的一輪循環操作。