整流所数字式稳流系统
浅谈电解铝厂330kV变电整流所综合自动化系统
浅谈电解铝厂330kV变电整流所综合自动化系统【摘要】本文以我公司铝镁合金330kV变电整流所为例，介绍综合自动化系统在整流所内的应用。
综合自动化系统采用数字式微机继电保护和微机监控系统以实现综合自动化和能源管理，系统具有高可靠性，技术先进，扩展性强，升级方便，方便维护，具有五防及四遥功能。
【关键词】变电整流所、综合自动化系统、保护、监控1前言通常电解铝厂变电整流所的综合自动化系统涵盖330kV开关站、调压整流变压器、整流器、动力变压器、滤波补偿装置、10kV总配、分配等。
330kV配电系统为双母线带母联接线形式，330kV间隔包括2回进线、1回母联、2回PT、2回动力变压器出线、6~8回调压整流变压器出线。
电解直流系列一般由6~8套整流机组，组成等效72~96相整流系统。
每套整流装置由一台调压整流变压器、两台整流柜及相应的辅助设备构成一套整流系统，并分别配置于独立的间隔内，每台整流机组设置一台PLC控制系统，采集整流柜信号并对整流机组进行控制，设一台总PLC用于整流系统的总控和总调，各机组PLC与总PLC通讯，总PLC与综合自动化系统进行通讯实现相应保护和控制功能，2台330kV/10kV动力变压器为10KV总配电室供电，10kV配电系统为单母线分段接线，10kV总配为全厂10kV分配供电。
全厂的10KV分配电室一般有:电解10KV、空压站10kV、铸造10kV、阳极组装10kV、碳素厂10kV配电室等。
2系统结构及特点综合自动化系统采用双机、双网、双服务器、星形拓扑分层分布式结构，以Windows 作为操作平台， TCPIP为通讯协议，双通道传输信号，具有极高的可靠性、可用率、冗余度，能实现网络上的文件传输资源共享、数据库查询、集中监控等多种功能，系统结构采用分层分布式结构，分为站控层、通讯管理层、现场控制层。
2.1站控层站控层配置2台核心监控主机和2台专用数据库服务器，网络采用以太网方式，负责各类数据的采集、分析、处理、命令的发布、数据库的建立及管理，并提供用户人机界面、数据报表。
电解铝厂供电整流及控制技术简介
我院电解铝厂供电整流及控制技术介绍随着现代科学技术的不断发展，电解铝厂正不断向大型化，规模化方向发展，我院的供电整流及控制技术在经历了几十年的不断探索后，从设计理念和新技术的应用等方面已实现了全方位的发展和进步，目前已达到国内、外领先水平，单系列电解铝年产能已经达到40 万吨。
一、供配电及整流技术的优势及特点1、110〜330kV配电装置已以实现无油化，运行更安全、更可靠；2、多种形式的调压整流变压器得到了研制、开发和应用，整流机组实现了低能耗、低噪音、高可靠性的发展要求：1 ）双圈降压二次调压整流变压器，其优点是结构简单，制造容易、运行可靠。
2）降压自耦调压整流变压器，其优点是型式容量较小，效率较高。
3）（220kV）第三绕组调压整流变压器，其优点是型式容量最小、效率高，有载调压开关所在的第三绕组与主变是磁耦合关系，没有直接电的联系，开关的电压等级不受网侧电压等级的限制，运行可靠。
3、实现了高电压（U dn= 1530V）、大电流（单机100kA）整流装置的开发和应用：1 ）晶闸管整流技术具有响应速度快、调压范围广、节省投资等优点，对于系列电压较低的小规模电解铝厂具有很好的应用价值。
2、有载调压器开关配自饱和电抗器二极管整流技术在目前电解铝行业中应用最为普遍，也是最成熟的方案，其优点是运行可靠、便于维护。
4、整流所综合自动化装置的应用实现了电解铝厂供配电及整流机组的智能化管理和控制。
该装置具有：网络配置简洁合理；抗干扰措施完善；功能强大（将电解铝厂的自动稳流控制、模拟监控等纳入到了微机综合自动化系统中、；实现对110〜330kV配电站内的断路器及隔离开关进行远距离计算机遥控分、合闸等功能。
5、电解铝厂谐波治理技术的开发及应用具有国内、外领先水平，主要方案：1、110kV母线集中补偿；2）整流机组（220kV〜330kV）的第三绕组补偿。
二、计算机网络技术及控制水平利用计算机网络技术，实现了铝厂的现代化监控管理水平，建立了集财务资源、人事资源、物流分析、生产过程监控管理等功能的综合管理网络平台，其基本框架和功能如下：1) 通讯系统：分为厂区行政通讯、调度通讯、其它辅助通讯及全厂企业资源管理系统(Enterprise Resource Planning 简称ERP)。
220kV 整流机组稳流控制系统研究
220kV 整流机组稳流控制系统研究摘要：220KV整流机组稳流控制系统投入运行以来，其表现出系统稳定性良好，响应速度较快，一旦电解槽产生效应时，能够使产品的产量和质量提高，使铝电解糟的技术条件得以改善，电解糟的寿命延长。
同时控制系统可利用自饱和电抗器进行细调，并采用有载开关进行粗调，同时利用PLC和上位机对其进行综合控制，能够实现自饱和电抗器的深度调压深度以及有载开关的升降控制，使电流恒定更加平稳，电流效率有效提高。
关键词：整流机组；稳定控制系统；PLC一、稳流控制原理概述稳流控制通常釆用自饱和电抗器进行细调，有载开关进行粗调，其中内部包括控制绕组、工作绕组等。
控制绕组主要起到产生助磁，和偏移、袪磁绕组的作用。
利用自饱和电抗器对绕组袪磁作用进行控制，确保控制系统电流平稳，使电流效率有效提高。
铁心中的磁通在普通变压器工作时仅有交流励磁，属于交变性质。
另外一旦在铁心上除了存在交流励磁外，还包括了直流励磁，将极大地影响和改变铁心励磁特性。
通过稳流控制系统的运用，能够使电流恒定平稳得以保证，主要采用自饱和电抗器进行细调控制，一旦出现超出调节范围的情况，可利用有载开关对其进行粗调控制，通过两者的有效结合，对调压稳流系统进行构建。
在实际控制过程中，需要结合生产实际情况和工艺要求，对整流机组自饱和电抗器的总给定控制信号进行实时调节，根据最大需量、安时偏差及直流系列电流瞬时值等的综合因素，对有载开关进行合理调整，确保电解生产需要得以有效满足[1]。
另外在电解生产过程中，如出现电解效应，降低系列电流，需要采用自饱和电抗器进行自动稳流控制，如在极大电解效应及大扰动的情况下，导致自饱和电抗器与截止或饱和状态接近时，需要利用有载开关进行调整、；一旦效应消失，系列电流将瞬间提高，此时应立即下调有载开关，使其降低到自饱和电抗器的有效控制范围之内。
二、稳流系统构成分析稳流系统主要由保护柜、稳流柜、控制柜以及上位机等构成。
在稳流柜内主要包括了单相调压器、变压器、电阻、电抗器、分调PLC电容器及总调PLC。
350KA整流变电所综合自动化系统的应用
350KA整流变电所综合自动化系统的应用摘要：本文介绍了兰州铝业股份有限公司350KA整流变电所综合自动化系统的结构特点，系统功能及运行状况。
关键词：综合自动化、双网、分布式控制、监控近年来随着我国计算机技术和网络技术的飞快发展，变电站综合自动化系统通过“四遥”，遥信、遥控、遥调、遥测手段，广泛应用于工业智能控制。
350KA整流变电所综合自动化系统采用美国GE公司的F35、C30、F650、L90等保护测控装置，利用先进的保护和监控单元，安全可靠、系统运行稳定，组成了完善的综合自动化系统。
一、350KA整流变电所综合自动化系统网络分层布置1. 综合自动化系统分间隔层、管理层和主站层间隔层：全站所有微机智能装置通过通讯网络接入管理层，间隔层共分22OkV单元、lOkV 总配（含10kV净化分配、10KV铸造分配、10KV碳素分配、10KV空压站分配）、整流装置DCS（分散式控制）系统、PLC稳流系统五大部分，其中整流装置DCS系统由整流柜PLC控制系统，整流变压器、调压整流变压器油风冷PLC控制系统，整流柜水冷却PLC控制系统组成。
管理层：由2台互独立的服务器和2台工作站组成，既负责采集间隔层设备的数据，并将数据送往主站层的服务器及工作站，又负责接受主站层监控主机的控制命令，并发送操作指令至间隔层设备执行。
模拟控制屏以104规约的通讯方式接入服务器。
主站层：由2台相互独立的服务器通过局域网组成，采用主备机运行方式，无论哪一台出现故障，另外一台服务器自动运行，均不会影响综合自动化系统的正常运行。
2.综合自动化系统采用双机双网冗余结构350KA整流变电所综合自动化系统网络双机双网冗余结构大大提高了综合自动化系统的安全、可靠性。
通常综合自动化系统在上位机设计方案中有以下两种方式：（1）.两台服务器互为热备用，当主机故障或其所采集的数据异常时，将自动切换至备用服务器；(2)．两台工作站RTU完全对等，无主备之分，无需双机切换，一台工作站退出运行，不影响另一台工作站的正常运行。
上海交大.工程实践与科技创新[3A]-第01组设计报告
![上海交大.工程实践与科技创新[3A]-第01组设计报告](https://img.taocdn.com/s3/m/408ea3fef8c75fbfc77db2a6.png)
KEYWORDS
DC-DC switching power supply, TL494, double power parallel system, NI myDAQ, Labview
上海交通大学 电子信息与电气工程学院 地 址：东川路 800 号 邮 编：200240
目
录
1. 概述......................................................................................................................................... 1 1.1 编写说明.........................................................................................................................1 1.2 名词定义.........................................................................................................................1 1.3 硬件开发环境.................................................................................................................1 1.4 软件开发环境.................................................................................................................2 1.5 缩略语.............................................................................................................................2 2. 系统总述................................................................................................................................. 3 2.1 系统组成.........................................................................................................................3 2.2 系统的主要功能.............................................................................................................3 2.2.1 DC-DC 开关稳压电源模块................................................................................... 3 2.2.2 DC-DC 开关稳流电源模块................................................................................... 3 2.2.3 程控精密均流调整模块........................................................................................ 4 3. DC-DC 开关稳压电源模块的设计....................................................................................... 5 3.1 主要功能和设计指标.....................................................................................................5 3.1.1 主要功能................................................................................................................ 5 3.1.2 设计指标................................................................................................................ 5 3.2 设计方案概述.................................................................................................................5 3.3 设计主要部分及参数说明.............................................................................................6 3.3.1 元件参数................................................................................................................ 6 3.3.2 设计主要部分分析................................................................................................ 8 3.4 专项讨论.......................................................................................................................11 3.4.1 电源变换效率与纹波的调节.............................................................................. 11 4. DC-DC 开关稳流电源模块的设计..................................................................................... 13 4.1 主要功能和设计指标...................................................................................................13 4.1.1 主要功能.............................................................................................................. 13 4.1.2 设计指标.............................................................................................................. 13 4.2 设计方案概述...............................................................................................................13 第 1页 上海交通大学 电子信息与电气工程学院
稳流器工作原理
稳流器工作原理稳流器是一种常用的电源稳压器件，主要用于直流电源的稳定和调节。
其作用是通过调节输出电压，使其保持在一定的范围内，不受外界因素的影响，从而保证电源稳定性和可靠性。
下面就来介绍一下稳流器的工作原理。
稳流器的基本原理是利用晶体管和电阻组成的电路，通过调节晶体管的工作状态来控制电流的大小，从而实现电流的稳定。
稳流器的电路中一般包括一个电流传感器、一个比较器、一个功率放大器和一个负反馈回路。
电流传感器是稳流器的核心部件，它能够检测电路中的电流变化，并将其转化为电压信号输出。
电流传感器的作用类似于一个电阻器，但其输出的电压信号与电路中的电流成正比关系，即当电路中的电流增加时，电流传感器输出的电压信号也随之增加。
比较器是稳流器中另一个重要的组成部分，它能够将电流传感器输出的电压信号与一个参考电压信号进行比较，并将比较结果反馈给功率放大器。
如果电流传感器输出的电压信号高于参考电压信号，比较器就会将一个高电平信号输出给功率放大器；反之，如果电流传感器输出的电压信号低于参考电压信号，比较器就会将一个低电平信号输出给功率放大器。
功率放大器是稳流器中负责放大信号的部件，它能够将比较器输出的信号放大到足以控制晶体管的电压和电流。
功率放大器通常采用运算放大器或晶体管等元器件构成，其输出的信号能够控制晶体管的工作状态，从而控制电路中电流的大小和稳定性。
负反馈回路是稳流器中用来实现稳定电流的关键部分。
当比较器检测到电流传感器输出的电压信号与参考电压信号不一致时，功率放大器就会输出一个控制信号，使晶体管的工作状态发生改变，从而调整电路中电流的大小和稳定性。
这个过程就像一个闭环反馈系统，能够自动调节电路中的电流，使其保持稳定和可靠。
总的来说，稳流器的工作原理就是通过电流传感器、比较器、功率放大器和负反馈回路构成的反馈控制系统，实现直流电源的稳定和调节。
稳流器的稳定性和可靠性取决于电流传感器的精度和功率放大器的输出能力，因此在选择稳流器时需要考虑这些因素。
稳流控制器
大功率可控硅整流全数字稳流控制器简单介绍及维护稳流控制器是整流系统的核心设备，承担着与PLC数据双向传输及根据同步电压实时输出脉冲信号的功能，也是实现整流系统形成闭环控制的设备；现通过以下对几方面对控制器进行简单介绍和说明。
一、铭牌说明型号ZBYK-6SS-2（SIEMENS全数字稳流控制器）脉波数6脉波，双控制系统控制方式双通道相控稳流工作电压220V.ac/50Hz 同步电压整流变阀侧输出二、整流系统维护1.整流稳流控制器6RA70参数显示表，可根据表中所示进入显示单元对相应参数进行查看。
显示单元显示内容r000 控制器运行状态r003 直流电流反馈百分率，基础数值=25kAr010 开关量输入0=36'，1=37'，2=38'，3=39'，参考手册读取。
r011 开关量输出0=46'，1=48'，7=109/110'，参考手册读取。
r013 整流柜出口温度数值显示，单位℃r015 阀侧交流电压数值显示，单位Vr017 阀侧交流电压的频率数值显示，单位Hzr018 实际控制角数值显示，单位°r019 交流电流百分率显示，100%=250Ar020 实际给定绝对值百分率显示。
r038 实际的直流电压数值显示。
r947.001 控制器当前故障代码和报警代码r043.001 手动直流给定百分率。
2.整流稳流控制器6RA70报警代码表，通过故障代码可以及时对控制器出现的故障做出相应的解决办法。
故障代码交流给定(JH)或手动直流给定(JN)F001 电子板电源故障F004 阀侧电压过低故障，阀侧电源失压时间超过2秒。
F040 在激活了故障状态下,电子板电源被切断F062 参数存储器故障F065 非法微处理机状态3.稳流控制器6RA70输出模拟脉冲检查在6RA70为准备就绪，高压断路器为分断状态的情况下进行操作。
第1步：改变控制器6RA70的访问权限，按照6RA70的手册，将P51单元设置为40第2步：打开对应功放电源第3步：将6RA70的显示调到U840单元第4步：按照6RA70的手册，将U840单元的参数改变：U840=11 ---- 1号脉冲为面对整流柜右起第1和2整流臂脉冲(a11和a42)U840=12 ---- 2号脉冲为面对整流柜右起第11和12整流臂脉冲(c52和c21)U840=13 ---- 3号脉冲为面对整流柜右起第5和6整流臂脉冲(b31和b62)U840=14 ---- 4号脉冲为面对整流柜右起第3和4整流臂脉冲(a12和a41)U840=15 ---- 5号脉冲为面对整流柜右起第9和10整流臂脉冲(c51和c22)U840=16 ---- 6号脉冲为面对整流柜右起第7和8整流臂脉冲(b32和b61)第5步：工程技术人员按照上述输出检查对应脉冲信号输出是否正常。
JM820 稳流数字控制器使用说明书_20070629
4) 外形尺寸：
165×115×103 mm3
5) 安装方式：
底板固定安装。
6) 直流反馈信号：
DC 0~5V
7) 交流反馈信号：
DC 0~5A , 0~1A
8) 外模拟给定信号： 0~20mA，
DC 0~1V，0~5V，0~10V
9) 开关量输入：
DC24V
10) 开关量输出：
继电器常开干接点
接点容量
附图： JM820 稳控器外形图 ……………………………………………………………………… 12
1
九江整流器厂
JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
1 概述
JM820 饱和电抗器稳流数字控制器（以下简称 JM820 稳控器），是我厂最新开发的大容量二 极管整流装置饱和电抗器稳流控制系统中的数字稳流控制专用模块。它集模拟变换采集、数字稳 流运算、脉宽调制保护以及遥控、遥信等功能于一体，能独立输出 PWM 高频信号，控制 IGBT 回路调节控制电流。它是上一代模拟稳流控制系统的升级换代产品。
JM820 稳控器产品可广泛应用于 220KV、110KV、35KV 电压及以下等级的电化学、电冶金 整流所的带饱和电抗器稳流的二极管的机组整流供电配套的自动化控制系统。
2 产品特点
1) 高精度模拟量采集和校准 JM820 稳控器借助先进的高速 DSP 控制芯片，采用高精度模拟器件构建模拟调理通道，使
对外部模拟给定进行了积分处理，保证了给定的稳定性。 6) 在线参数修正
所有参数均通过人机界面或专用调试软件实现数字设定，支持在线调整、自动存取和掉电保 存。 7) HMI 操作安全管理
为保证系统闭环运行时的操作统一性，JM820 允许远程锁定(或解锁)就地操作器。锁定发生 后，HMI 通讯接口将不能对模块进行一般的写入操作。 8) 抗电磁干扰设计
整流、滤波、稳流、稳压电路工作原理;
一、整流电路的工作原理整流电路是将交流电信号转换成直流电信号的电路。
其工作原理主要通过二极管的导通和截止来实现。
在正半周的电压周期内，二极管处于导通状态，电流可以顺利通过；而在负半周的电压周期内，二极管处于截止状态，电流无法通过。
这样，交流电信号经过整流电路后，就可以转化为直流电信号输出。
二、滤波电路的工作原理滤波电路是用来去除整流后直流电信号中的脉动成分，使得输出的电压更加平稳。
其主要原理是通过电容器的充放电来吸收和释放交流电信号中的高频脉动成分。
在充电时，电容器可以吸收一部分脉动成分；在放电时，电容器则会释放出积累的电荷，从而使输出的电压更加稳定。
三、稳流电路的工作原理稳流电路是为了在负载变化时，仍然能够保持输出电流恒定的电路。
其原理是通过负反馈控制电路的工作点，使得在负载变化时，电路可以自动调整输出电流，从而避免因负载变化而导致的输出电流波动。
四、稳压电路的工作原理稳压电路是为了在输入电压波动时，能够保持输出电压恒定的电路。
其工作原理主要包括串联稳压和并联稳压两种方式。
串联稳压是通过调整输出电压与输入电压之间的电压差，以维持输出电压稳定；而并联稳压则是通过电容器和电感器等元件来减小输入电压的波动，从而实现输出电压的稳定。
五、结论整流、滤波、稳流、稳压电路是电子电路中常见的几种基本电路，它们通过不同的原理和组合方式，可以实现对交流电信号的转换和处理，从而得到稳定的直流电信号输出。
在实际应用中，这些电路通常会被应用于各种电子设备和电源系统中，起到了至关重要的作用。
对这些电路的工作原理有深入的了解，对于电子工程领域的从业者来说，是非常重要的。
六、整流、滤波、稳流、稳压电路在电子设备中的应用上文我们已经介绍了整流、滤波、稳流、稳压电路的工作原理，接下来我们将重点谈谈这些电路在电子设备中的应用。
1. 整流电路的应用整流电路是将交流电信号转换成直流电信号的关键电路之一，广泛应用于各种电源设备和电子设备中。
PLC稳流自控技术在整流变电站的应用
２不断进行实践创新和理论创新
教育 振 兴 计划 ” ，为 图 书馆 的发 展 提 供 了契 机 和挑 战 。
图书 馆 的 建设 管 理 也存 在 理 论创 新和 实 践创 新 的问题 ，
我 国 正 在 推 进 “ 识 创 新 工 程 ” 和 “ 向２ 世 纪 馆员素质方面， 知 面 １ 尤其要注意学科馆员的建设， 高质量的文献
需要在实践中不断去摸索和完善 。同时通过具体实践活 进行实践创新和理论创新 ，运用现代信息技术开展主动
动 ，又 可 以丰 富网络 环 境 下 图书 馆 建 设 的经 验 ，为 图书 的、高水平、高质量的文献信息服务 ，才能始终保持生 馆 自身 的发 展和 图书馆 学 的创新 和发 展提 供依 据 。
自动化 控 制技 术在 电解 生产 行 业过 程控 制系 统 中应 用规 模显 见 成效 。生 产过 程 自控 系统 发生 结 构性 的根 本变 革 ，综合 自动化 控制 系统 技 术 的应 用 已形 成必 然趋 势 。 以 电解 生产 整 流变 电站 供 电系 统为 例 ，提 出综 合 自动 化控 制 技 术在 电解 生 产供 电上控 制 技术 发 展 的趋 势和 潮 流 ，提 出Ｐ Ｃ Ｌ 智能 稳 流控 制 系统 在整 流 变 电站综 合 自动化 系统 中应 用的解 决方 案 。
力 、制 度 以及优 雅 的学 术研 究环 境 。 立 相关 的制度 加 以有力 保证 。 在用户服 务方面 ， 要重 视建 立 代 信息技术 ， 有力地支持 学校 的重 点学 科专 业建设 ， 使相 关 专业 的科 研人员的学术研究 始终处于 国内外的先进 水平。 在 “ 气 ” 是 指 图 书 馆 所 提 供 学 术 性 、 研 究 性 服 务 的 能 网络学 科专 业指 引库 ， 挥 图书馆 人员的专业特 长 ， 大 发 运用 现
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【整流所数字式稳流系统方案】2005-01-06
整流所数字式稳流系统
目录
一、前言
二、数字式稳流控制系统原理
三、数字式稳流系统方案
四、数字式稳流控制系统的特点
五、数字式稳流控制系统的应用
六、结束语
一、前言
目前，国内大型整流设备除部分引进可控硅整流装置外，大部分仍采用二极管整流。
其直流电流调节方式为整流变压器有载调压与自饱和电抗器结合的方式。
有载调压为直流电流的粗调，调节直流电压的范围为8~15伏; 自饱和电抗器为直流电流的细调，调节直流电压的范围为50~70伏，并且将饱和电抗器作为直流电流恒电流控制的主要执行元件。
对于铝电解行业，直流电流的平稳度是影响铝电解产量的重要因素之一。
因此恒流控制是铝电解行业供电系统中值得研究的一个重要课题。
数字式稳流控制系统是我们将多年的实践运行经验和PLC可编程控制器技术相结合开发研制而成，并成功地运用在包铝供电公司整流三所的整流装置中，效果显著。
本文就该系统的设计原理及特点进行介绍，以供同行参考。
二、数字式稳流控制系统原理
1、自饱和电抗器的作用
在大型整流机组中，自饱和电抗器主要用于调整直流输出电流。
通过改变偏移绕组或控制绕组的电流来改变电抗器中的磁势（电抗值），从而使整流元件自然换相角延迟，达到调整直流电流的目的。
2、单机组稳流控制，见图1。
（1）恒流控制
恒流控制的原理是将机组的直流输出电流经变换后反馈给PLC，与给定信号比较，PLC进行PID计算，并根据同步电压形成三相脉
冲，控制三相半控桥的导通角，改变饱和电抗器的控制电流，从而达到机组电流稳定的目的。
（2）平衡控制
由于饱和电抗器的特性不一致，经常造成机组之间以及同一台机组的两台整流柜之间输出电流有较大的的差别，使整流机组达不到额定出力。
平衡控制的原理是把一台整流柜（A柜）的输出电流做为给定，另一台整流柜的输出电流作为反馈,PLC进行比较和PID计算后，改变三相桥的导通角，控制A柜的饱和电控器的正偏电流，B柜的正偏电流不变。
平衡控制通过改变A柜饱和电抗器的正偏电流，使A 柜B柜的直流电流始终保持一致。
3、总调控制
一般系列由几个单机组并联组成，系列电流等于几个单机组输出电流之和。
单机组稳流可实现单机组输出电流稳定，为了使系列电流更加精确、稳定，特设计系列电流稳流控制，如图(2) 。
由系列电流经互感器反馈至ＰＬＣ与系列电流设定（数字给定）进行比较、计算，输出的结果作为单机组稳流的分调给定，从而使系列电流的稳流精度达到0.4%。
一般饱和电抗器的控制深度为60V 左右，当其饱和时，ＰＬＣ能自动调节变压器有载开关的升降，从而使系列电流不论在多大的电压波动情况下，均能达到稳流的目的，扩大调压范围。
4、恒安时控制
恒安时控制即安时偏差控制，它将每小时每分钟的实际电解电流
累计值进行比较，根据所求得安时差及本小时剩余时间自动调整设定电流，以达到安时偏差自动控制
三、数字式稳流系统方案（见附图2）
1、硬件配置方案
⑴稳流系统主要元件选用：
西门子公司生产的微型可编程控制器（PLC）
SIMATIC S7-200 （CPU216）。
S7-200 PLC结构的特点：
■它的塑料外壳既紧凑又坚固。
■PLC上设计有专用的DIN导轨安装机构和安装孔，可垂直水平装。
■电气安全标准符合VDE、VL、CSA、和ISO9001有关安全标准。
■可维护性：配有EEPROM和大容量电容器，不需要后备电池。
■本机上带有输入输出点：CPU216具有24个输入点、16个输出点。
■灵活的中断输入：S7-200的CPU以极快的速度响应中断请求信号。
■机内配有高速计数器，以适应对机外高速信号计数的要求。
CPU216 带有两个计数频率最高达2KHz的高速计数器，每个计数器可用程序复位，并可设置成加法或减法计数或相位差90‘的两个脉冲序列。
■便于扩展：为系统备有专用的数子扩展模板（EM），可以很方便的对系统的输入输出点作扩展。
■CPU216具有PID指令，便于对系统作动态控制。
有两个通信口
⑵参数设定修该选用西门子TD 200 文本显示器
TD 200 文本显示器结构的特点：
■TD 200具有牢固的IP65级别的塑制前面板。
■TD 200厚度仅有27mm便于安装也可手持。
■高效率的LCD液晶显示器即使在背光的地方也清晰可见。
■参数输入键位于功能键的上部。
■内置连接通讯电缆的接口。
■TD 200的显示窗中可显示二行高度为5mm的字符，每行最多为20个字符。
显示器所用的24V直流电源一般情况下由S7-200提供。
2 数据通讯
■该稳流系统中全部采用PLC进行组网。
■PLC之间的信息交换通过网络通讯来实现，从而减少电缆连接，同时提高了信号传输的准确性。
3 信号取样
■稳流系统小闭环反馈控制信号取样采取整流变一次侧交流电流信号。
这是因为：
① 目前国产直流互感器温漂做的不好，信号失真大。
② 磁放大时间常数太长，不利于即时准确的控制。
■稳流系统大闭环反馈控制信号取样取至总直流互感器，经变送器把小信号至总调PLC。
系列电流设定采用编码轮既直观又方便操作，同时可由上级计算机系统（综合自动化系统）通过通讯来设定。
4 控制方式
稳流系统可采用四种运行方式
⑴在自动/ 总调方式下运行
■此时有载开关升降档指令均由计算机控制。
■有载开关升降操作是通过饱和电抗器控制电流来确认有载开关升与降。
■这个动作不影响系统的单个有载开关位置，如果机组的一个有载开关发生升与降的要求，这要求将计入并引起所有机组有载开关同时升降。
⑵在手动/ 总调方式下运行
■这种方式允许操作员进行总调，同时动作向上或向下。
■机组总的调整与自动/ 总调方式相同。
■时有载开关升降档，通过按钮来实现。
⑶在自动/分调方式下运行
■将用于希望单个机组与其它机组有不同基准。
■本机组有载开关升降不起作用。
⑷在手动/分调方式下运行
■将用于希望单个机组与其它机组有不同基准。
■希望由本机组有载开关升降来调整本机组电流。
四、数字式稳流控制系统的特点
大电流整流装置目前普遍采用模拟电路控制饱和电抗器来调节电流。
由于模拟电路元件多、调试工作量大、控制精度低、故障率高。
而数字式稳流控制系统是对自饱和电抗器作为稳流执行元件的恒流
控制系统，将目前较为先进的工业用ＰＬＣ可编程控制器应用到稳流系统中，全部采用大容量集中控制的数字电路，有效地实现了直流电流高精度控制。
和传统的模拟电路相比有如下突出的优点:
1.可靠性高、稳定性好。
一般工业生产环境恶劣，各种电磁干扰严重，而PLC 在硬件、软件设计都采取了一定的措施，使其平均无故障运行时间高达几十万小时。
因此采用最新的小型ＰＬＣ代替原来的模拟电路，没有一个调节元件，使系统的可靠性大大提高，系统故障率降低。
2.接线简单，易于安装，维护量小。
ＰＩ调节器、触发电路、同步信号等全部由ＰＬＣ执行，而且同步信号只需单相同步，使得整个系统接线简单，易于安装，维护简便。
3.触发脉冲对称度好。
由于采用全数字ＰＬＣ进行分频计数输出，因而使脉冲具有高度的对称性，无需外部调节。
4.稳流精度高，响应速度快。
饱和电抗器的控制特性是非线性的，ＰＬＣ能自动识别饱和电抗器的工作范围，从而自动改变控制参数以提高控制精度( 单机组稳流精度0.8% )。
5.操作简单、方便。
由于采用数字综合给定，输出电流与设定值一致，而且总调出现故障后，总调控制自动转到手动控制。
6.可方便地与计算机通讯。
五、数字式稳流控制系统的应用
数字式稳流控制系统为国内首创（采用可编程控制器）。
该系统开发成功后，首先应用到包头铝业集团公司供电公司整流机组中，随
后又被推广应用到兰州铝厂的两个整流所中。
经过运行验证，该系统不仅稳定性好、适用于铝行业强磁场、污染重等恶劣环境，而且反应速度快、稳流精度高、抑制效应电压深。
此外，由于采用数字电路进行控制，可以很方便地调整各整流机组的特性，使得机组每台整流柜输出一致，提高了设备运行的可靠性，很好地满足了电解工艺要求。
数字式稳流控制系统投运后曲线如图3。
六、结束语
数字式稳流控制系统广泛应用于电解、化工等需要提供恒定直流电流的行业。
特别是该系统在铝电解整流装置中的成功应用，不仅提高了电解系列直流电流的平稳度，而且对节约能源、提高电流效率有着不可忽视的作用，既有经济效益，又有一定的社会效益。
此外，随着计算机技术、网络技术的不断发展，实现变电站综合自动控制将成为趋势，而数字式稳流控制系统符合这样的发展趋势，可以很方便地实现与计算机联网，这是传统的模拟电路控制系统所无法比拟的优越性，因此该系统具有一定的社会推广应用价值。
【整流所数字式稳流系统方案】
数字式稳流系统方案框图
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