青島市建設(shè)安裝股份有限公司（山東青島266042）朱慧麗青島綠環(huán)工程有限公司（山東青島266042）張青山本文介紹用工控機(jī)對(duì)強(qiáng)電壓和大電流進(jìn)行間接測(cè)量的方法、控制系統(tǒng)中測(cè)試誤差的修正補(bǔ)償，以及設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)安全性、可靠性的考慮等電壓傳感器電流傳感器固態(tài)繼電器干擾測(cè)拭誤差根據(jù)客戶要求改造原碳化硅爐，使其功率恒定。被測(cè)模擬信號(hào)有4種：高壓側(cè)交流電壓10kv，高壓側(cè)交流電流0~300a，整流側(cè)直流電壓100~300v，整流側(cè)直流電流~15ka.以往高電壓和大電流一般利用直測(cè)法，而間接測(cè)試法因?yàn)闇y(cè)試精度較差沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。然而隨著傳感器技術(shù)和測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，以工控機(jī)為中心的控制系統(tǒng)中采用間接法有明顯的優(yōu)點(diǎn)：工控機(jī)以工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)專門(mén)為惡劣的工作環(huán)境設(shè)計(jì)、制造，以高穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，具有高度抗震、抗沖i、防塵、耐高溫、抗電子輻射等能力；（2）利用工控機(jī)強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)處理功能可以對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，使測(cè)量的精度比在一般系統(tǒng)中使用直接測(cè)量法的精度還要高；（3）由于引人到工控機(jī)控制系統(tǒng)的信號(hào)較弱，對(duì)工控機(jī)控制系統(tǒng)的安全性、可靠性和人身安全都有利，并減小了強(qiáng)信號(hào)對(duì)弱信號(hào)的干擾；（4）設(shè)計(jì)是在原有的設(shè)備上進(jìn)行技術(shù)改造，能盡量利用原有的設(shè)備，投資少，施工方便。

1電流和電壓的采集1.1高壓側(cè)交流電壓的采集方法），再經(jīng)kv20a/p型電壓傳感器和kz-.5v交直流真值轉(zhuǎn)換器，變?yōu)楣た貦C(jī)a/d板kh9212所需的05v的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

1.2高壓側(cè)交流電流的采集方法先將0300a的大電流經(jīng)交流電流互感器lfcd-10-300/5變換為0~5a的電流信號(hào)，再經(jīng)電流傳感器kts5a/p和交直流真值轉(zhuǎn)換器kz―5v轉(zhuǎn)換為05v的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)供給a/d板kh9212使用后，送入工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

1.3整流側(cè)直流電壓的采集方法將電壓傳感器kv20a/p直接與負(fù)載相并聯(lián)，被測(cè)電k的范圍在0-300v之間（實(shí)際使用電壓范圍在160290v之間），測(cè)試原理與高壓側(cè)交流電壓測(cè)試基本相同，送入工控機(jī)（ipc-610p）a/d板kh9212進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的05v標(biāo)準(zhǔn)電壓直流輸出信號(hào)直接通過(guò)rmes=50獲取，因?yàn)榇藭r(shí)輸出i.是0~100ma直流電流，民取30kq（負(fù)載電阻一般在12數(shù)量級(jí)對(duì)原設(shè)備的工作幾乎無(wú)影響）。

1.4整流側(cè)直流電流的采集方法先通過(guò)直流互感器zlf-ic將015ka的強(qiáng)電流轉(zhuǎn)換為0~5a的電流信號(hào)，再將此05a電流線穿過(guò)kt5a/p的感應(yīng)孔，變換為0~100ma的弱電流直流信號(hào)。最后通過(guò)rms=5n變?yōu)?~5v的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)輸人到a/d板，數(shù)字化后輸入工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2真實(shí)數(shù)據(jù)的恢復(fù)，誤差計(jì)算及其修正補(bǔ)償2.1真實(shí)數(shù)據(jù)的恢復(fù)一般現(xiàn)場(chǎng)的大物理量都需要經(jīng)過(guò)數(shù)次轉(zhuǎn)換，最后變換為5v標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)送人工控機(jī)a/d板進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換。工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的部分工作就是恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)數(shù)據(jù)。

假設(shè)經(jīng)n次變換才得到0~5v的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，而每次變換系數(shù)為ch，（i為1，2，3，n，這里n并不一定有量綱），則總變換系數(shù)為chzc.h，。ch：r"ch=nrh，實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)為rhx（5）v.例如，對(duì)高壓側(cè)交流電壓的測(cè)試變化過(guò)程為高壓10kv電壓互感器變換系數(shù)為rh，=10kv/100v=100；經(jīng)電阻r，將電壓變換為電流信號(hào)，變換系數(shù)電壓傳感器和交直流真值轉(zhuǎn)換器，變換系數(shù)rh，=顯然，只要工控機(jī)對(duì)從a/d板采樣的數(shù)據(jù)乘以ch便可得到實(shí)際測(cè)量值。

2.2誤差計(jì)算及其修正補(bǔ)償2.2.1系統(tǒng)誤差5的計(jì)算計(jì)算公式：其中s，為各變換過(guò)程中產(chǎn)生的絕對(duì)誤差。

例如，對(duì)于高壓側(cè)交流電壓的測(cè)試，電壓互感器的最大誤差s，=±10kvx.5%=±50v，電壓傳感器的最大誤差52=±10kvx.l%=±lv，x控機(jī)的最大誤差s戶±l/2xlkw（22-1）=±1.22v，則系統(tǒng)的最大誤5=v5，2+522+532=51.00v，而系統(tǒng)的相對(duì)誤差僅為丨3 2.22誤差的修正補(bǔ)償在上述系統(tǒng)誤差的計(jì)算過(guò)程中，前n-1級(jí)產(chǎn)生的誤差在工控機(jī)控制中是可以減小的，只要充分利用控機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能，就可以做到這一點(diǎn)。

主要方法是根據(jù)實(shí)際的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行修正具體過(guò)程是利用精度很高的儀表測(cè)出在第一級(jí)變換前不同輸人物理量的數(shù)值和所對(duì)應(yīng)的第n-1級(jí)變換的輸出物理量數(shù)值，前者除以后者即為前n-1級(jí)的變換系數(shù)（不包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器），計(jì)算不同輸人物理量的變換系數(shù)ch.最后計(jì)算其算術(shù)平均值作為變換系統(tǒng)的變換系數(shù)。顯然，這種方法各級(jí)變換的線性度越好，則其修正補(bǔ)償?shù)男Ч苍嚼硐?。若設(shè)輸人物理量3軟件組成軟件利用北京亞控公司的組態(tài)王5.1軟件編寫(xiě)，組態(tài)王軟件提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)計(jì)工具，能夠快速便捷地進(jìn)行圖形維護(hù)和數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、報(bào)表。

4系統(tǒng)的安全性和可靠性為使系統(tǒng)安全可靠地工作，系統(tǒng)采用兩種操作方式，即自動(dòng)操作與手動(dòng)控制操作。且均采用帶有光電隔離器件的元器件，使兩者基本上互不影響，利用切換開(kāi)關(guān)選擇操作方式。另外，利用合理的接地方式和保護(hù)措施可有效防止各種干擾信號(hào)源對(duì)系統(tǒng)c作的影響。

實(shí)4.1線間藕合干擾及抑制導(dǎo)線間的互相干擾是通過(guò)3種耦合方式產(chǎn)生的：電容性耦合或稱電耦合是兩回路電場(chǎng)相互作用的結(jié)果；電感性耦合或稱磁耦合是兩回路磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果；）由電場(chǎng)和磁場(chǎng)組合而成的耦合稱為電磁耦合或輻射。

抑制干擾采用以下方法：遠(yuǎn)離技術(shù)，強(qiáng)信號(hào)線與弱信號(hào)線不用同一根電纜走線；屏蔽與接地，采用屏蔽技術(shù)和合理的接地可抑制干擾，同時(shí)又可保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。采用并聯(lián)一點(diǎn)接地可防止因地電位不等而引起的環(huán)流噪聲干擾和地電流而引起電路間的耦合。

另外，整個(gè)系統(tǒng)的地線還須設(shè)有安全接地和企屬件接地，這樣可防止設(shè)備中的強(qiáng)電流通過(guò)感應(yīng)或纟a緣擊穿使殼體帶很高的電壓，損壞設(shè)備甚至造成人身傷亡。

4.2尖峰脈沖干擾及抑制r業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾很多，對(duì)系統(tǒng)危害最大的是nlm的尖峰干擾。它是一種隨機(jī)干擾，疊加在電網(wǎng)正弦波t的尖峰電壓，幅度在50~4000v之間，持續(xù)時(shí)間為微秒量級(jí)內(nèi)，具體幅度和持續(xù)時(shí)間取決于不同的用t設(shè)備及用電設(shè)備的通斷速度，這種干擾也會(huì)波及到系統(tǒng)的其它地方。抑制辦法是在各交流電源，各電路的輸人端并接合適的k敏電阻，其原理是當(dāng)尖峰脈沖到來(lái)時(shí)，壓敏電阻呈低阻，尖峰電流通過(guò)壓敏電阻而保證設(shè)備安全。中國(guó)儀器儀表雜志編輯部mm歡迎大家踴躍投稿造行業(yè)協(xié)會(huì)等笮位協(xié)辦。

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