专利名称：基于远程控制器的变流器控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于远程控制器的变流器控制系统，应用于电力、冶金和所有使用变流器作为电源的其他领域。
背景技术：
晶闸管可控变流器广泛应用于需要大功率可控电源的电力、电解行业，如传统的电解铝、电解铜、电解锌行业，以及近年来输电线路融冰的电力行业。不同厂商提供的变流设备，其控制系统各不相同，大部分为供应商自己开发的专有设备，部分厂商则选用西门子的PLC作为控制器。专有设备需要专业技术人员来维护，维护困难、维护成本高，当出现来自不同供应商的大量设备应用在同一场合时，上述困难更加突出。而西门子的PLC控制器在高速控制的场合并不适用。目前设立在法国的国际热核聚变实验反应堆(ITER)项目需要众多大容量的变流器，初期就包括几十台设备，而且来自不同的国家和不同的供应商。为了避免上述问题的出现，ITER项目要求所有装备的控制器必需统一到指定的远程控制器平台上。
发明内容本实用新型的目的是提供一种基于远程控制器的变流器控制系统，该控制系统具有运算速度快、接口扩展灵活方便、可靠性高、易于维护的特点。该系统构建友好的用户界面，可完成对变流器主回路的触发控制和状态保护检测等多种功能的控制。为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现基于远程控制器的变流器控制系统，包括I/O箱、工控机、人机界面、变流器主回路的状态信号光电转换单元、脉冲光分配单元、模拟量幅值转换模块、开关量驱动隔离模块，所述的I/O箱分别与变流器主回路的状态信号光电转换单元、脉冲光分配单元、模拟量幅值转换模块及开关量驱动隔离模块相连接，完成数据的底层处理；I/O箱与工控机通过通讯电缆连接并进行数据交换，工控机连接有人机界面。所述的工控机设有通讯接口，与通讯网络实现远程通讯。所述的I/O箱内部设有PIX模块、同步处理模块、脉冲定位模块、ΑΙ/Α0模块、DI/ DO模块及状态检测模块，各功能模块通过总线连接，实现相互通讯；所述的PIX模块用来实现I/O箱内各模块的管理以及与工控机内PCI模块进行信息交换功能。所述的工控机中安装有实现晶闸管的触发及状态检测保护功能的PCI管理模块。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1)该系统具有运算速度快、接口扩展灵活、方便的特点。2)采用标准产品，可靠性高、易于维护。3)来自不同供应商的产品，按同一配置大批量应用时，可减少备品备件的数量，节约成本。
图1是基于远程控制器的变流器控制系统结构图。
具体实施方式
见图1，基于远程控制器的变流器控制系统，包括I/O箱硬件、工控机、人机界面、 变流器主回路的状态信号光电转换单元、脉冲光分配单元、模拟量幅值转换模块、开关量驱动隔离模块和对外通讯接口。I/O箱分别与变流器主回路的状态信号光电转换单元、脉冲光分配单元、模拟量幅值转换模块及开关量驱动隔离模块相连接，完成数据的底层处理；I/ 0箱与工控机通过通讯电缆连接并进行数据交换，工控机连接有人机界面及通讯接口，与通讯网络实现远程通讯。I/O箱内部设有PIX模块、同步处理模块、脉冲定位模块、ΑΙ/Α0模块、DI/D0模块及状态检测模块，各功能模块通过总线连接，实现相互通讯。所述的PIX模块用来实现I/O 箱内各模块的管理以及与工控机内PCI模块进行信息交换功能。工控机中安装有PCI管理模块，可完成晶闸管可控变流器装置的控制和保护功能，实现晶闸管的触发及状态检测保护功能，具有友好的人机界面，可实现本地和远程控制。I/O箱完成数据的底层处理，包括标准硬件和控制系统所需的多个功能模块；工控机为上层设备，直接由用户编程使用，主要完成控制系统的主体控制和保护功能，以及指定的通讯功能。I/O箱与工控机之间通过专门的通讯协议进行数据交换。控制系统的外围设备包括变流器主回路的状态信号光电转换单元、脉冲光分配单元、模拟量幅值转换模块、开关量驱动隔离模块以及人机接口的终端设备。模拟量幅值转换模块用来实现模拟信号的转换，该模拟信号包括系统母线电压、阀侧电流、直流电流电压信号等。开关量驱动隔离模块用来完成合闸信号输入、跳闸信号输出、事故信号输出等开关量信号的驱动和隔离。脉冲光分配单元及光电转换单元完成触发和回馈晶间管状态信号的光电转换和分配。模拟信号的转换原则是将主回路输入的高压大信号转换为控制核心可接收的低压小信号，以供使用；开关量信号接口主要完成输入输出信号的隔离、驱动和扩展功能；触发脉冲通过晶闸管的脉冲光分配单元输出至主回路触发晶闸管；主回路晶闸管的状态信号回送至状态信号光电转换单元，然后将电信号回送至I/O箱处理。人机接口的终端设备作为人机界面，显示设备运行数据和下传操作命令。工控机是控制系统的运算控制核心，接收I/O箱回馈的系统运行参数，完成实时触发角的计算，发送至脉冲定位模块。I/O箱对信号进行初步处理，例如将模拟输入信号转换为数字信号，将开关量的动作转换成逻辑信号，以供工控机使用。同时I/O箱通过同步处理模块接收系统同步信号，处理后作为控制系统计算和脉冲触发的时刻基准；脉冲定位模块完成晶间管触发角的精确控制和触发脉冲形式的构建。
权利要求1.基于远程控制器的变流器控制系统，其特征在于，包括I/O箱、工控机、人机界面、变流器主回路的状态信号光电转换单元、脉冲光分配单元、模拟量幅值转换模块、开关量驱动隔离模块，所述的I/O箱分别与变流器主回路的状态信号光电转换单元、脉冲光分配单元、 模拟量幅值转换模块及开关量驱动隔离模块相连接，完成数据的底层处理；I/O箱与工控机通过通讯电缆连接并进行数据交换，工控机连接有人机界面。
2.根据权利要求1所述的基于远程控制器的变流器控制系统，其特征在于，所述的工控机设有通讯接口，与通讯网络实现远程通讯。
3.根据权利要求1所述的基于远程控制器的变流器控制系统，其特征在于，所述的I/O 箱内部设有PIX模块、同步处理模块、脉冲定位模块、ΑΙ/AO模块、DI/D0模块及状态检测模块，各功能模块通过总线连接，实现相互通讯。
4.根据权利要求1所述的基于远程控制器的变流器控制系统，其特征在于，所述的工控机中安装有实现晶闸管的触发及状态检测保护功能的PCI管理模块。
专利摘要本实用新型涉及一种基于远程控制器的变流器控制系统，包括I/O箱、工控机、人机界面、变流器主回路的状态信号光电转换单元、脉冲光分配单元、模拟量幅值转换模块、开关量驱动隔离模块，所述的I/O箱分别与变流器主回路的状态信号光电转换单元、脉冲光分配单元、模拟量幅值转换模块及开关量驱动隔离模块相连接，完成数据的底层处理；I/O箱与工控机通过通讯电缆连接并进行数据交换，工控机连接有人机界面及远程通讯功能。该控制系统具有运算速度快、接口扩展灵活、方便的特点；可靠性高、易于维护。
文档编号H02J13/00GK202309227SQ201120424090
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者吴瑶, 张普红, 谭亮 申请人:北京荣科恒阳整流技术有限公司