[发明专利]一种智能化大功率整流设备控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制领域，特别涉及一种智能化大功率整流设备控制系统。

背景技术

大功率晶闸管整流设备主要用于有色金属冶炼、化学工业、热工实验、造纸等，如：电解铝、镁、锌、铜等有色金属及化工食盐电解(隔膜、离子膜)、水电解等各类大电流直流电源且稳流精度较高的场合。

近年来，冶金和化工等行业的客户对大功率整流设备的要求越来越高，特别是对于铝电解行业来说，直流电流的平稳度是影响铝电解产量的重要因素之一。铝电解中，阳极效应能引起系列电流大幅度波动；若无稳流措施，铝液面会出现振摆，易造成极间短路。为正常生产，必须加大电解槽极距，结果导致槽电压上升、电耗增多、槽温过高和电流效率降低等不良局面发生，稳流控制就成了铝冶炼中不可缺少的重要环节，而长期倍受关注。目前市场上存在模拟的、半模拟半数字、全数字的大功率整流控制系统，但其稳定性和可靠性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种智能化大功率整流设备控制系统，其具有较高的稳定性和可靠性。

本发明的解决方案是这样实现的：一种智能化大功率整流设备控制系统，包括电源模块、DSP控制模块、CPLD驱动模块、数据交换模块和同步检测模块，其中：

所述电源模块，为所述DSP控制模块、CPLD驱动模块、数据交换模块和同步检测模块供电；

所述DSP控制模块通过数据交换模块与所述CPLD驱动模块连接，用于与CPLD驱动模块进行数据交换，以及实现整流设备控制系统的通讯；

所述CPLD驱动模块与所述DSP控制模块、数据交换模块和同步检测模块连接，用于与DSP控制模块进行数据交换，以及整流设备控制系统的同步信号采样；

所述数据交换模块连接所述DSP控制模块和CPLD驱动模块，用于DSP控制模块和CPLD驱动模块之间的数据交换；

所述同步检测模块连接所述CPLD驱动模块，用于将外部输入的交流电压信号转换为CPLD能接收的同步信号。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电源模块包括电源转换电路，所述电源转换电路用于将外部输入的24V电源分别转换为±15V、5V、3.3V、1.9V、隔离的5V和/或隔离的24V电源。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述DSP控制模块包括DSP芯片、DSP外围电路、AD采样电路、热备冗余切换电路和通讯电路；

所述DSP外围电路包括晶振电路和拨码开关电路，所述晶振电路用于为DSP芯片提供基本的时钟信号，所述拨码开关电路用于设置所述大功率整流设备的PI参数和作为从站通讯的从站地址；

所述AD采样电路用于采样输出直流电流或直流电压；

所述热备冗余切换电路用于A通道和B通道之间的热备冗余主从通道仲裁以及主从通道的切换；

所述通讯电路用于整流设备控制系统和PLC或DCS通讯。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述AD采样电路包括电流采样电路和电压采样电路；

所述电流采样电路，用于从直流电流传感器送过来的直流电流采样信号，通过采样电路，再通过外部AD采样芯片，将模拟量信号转换成数字量信号；

所述电压采样电路，用于从直流电压传感器送过来的直流电压采样信号，通过采样电路，再通过外部AD采样芯片，将模拟量信号转换成数字量信号。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述通讯电路包括两路RS485通讯、一路工业以太网通讯和一路CAN总线通讯；

所述两路RS485通讯，用于整流设备控制系统和PLC或DCS的RS485通讯，两路为热备用；

所述一路工业以太网通讯，用于英特网网络互联，通过手机APP或电脑上在IE浏览器上查看整流器运行状态，或定时将运行状态信息发送至手机或监控设备；

所述一路CAN总线通讯，用于A、B通道之间的DSP控制模块的CAN总线通讯，实现数据交换。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述CPLD驱动模块包括CPLD芯片、晶振电路和拨码开关电路；

所述晶振电路用于为CPLD芯片提供基本的时钟信号；

所述拨码开关电路用于设置该大功率整流设备的同步信号参数。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述数据交换模块为双口RAM电路，用于DSP控制模块和CPLD驱动模块之间的数据交换。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述同步检测模块包括两路同步信号，用于实现信号双同步。