JM810 晶闸管整流数字控制器使用说明书_20080128

JM810 晶闸管整流数字控制器

（REV：1.07）

使用说明书

九江整流器厂

二○○八年三月

目录

1概述 (1)

2产品特点 (1)

3技术参数 (1)

4工作原理 (2)

4.1系统结构 (2)

4.2稳流调节触发功能 (3)

4.3监控保护系统功能 (4)

4.4人机界面功能 (5)

4.5数字通信功能 (5)

5人机界面操作说明 (6)

5.1面板布置 (6)

5.2面板指示灯 (6)

5.3按键定义 (7)

5.4界面显示与操作 (7)

5.5安全密码防护 (12)

5.6按键操作说明 (12)

6安装接线 (13)

6.1外形尺寸 (13)

6.2接线端子 (13)

7调试使用 (13)

7.1调试说明 (13)

7.2通电前检查 (13)

7.3上电程序检查 (13)

7.4通信功能检查 (13)

7.5运行功能检查 (13)

7.6轻载模拟试验检查 (13)

7.7短路模拟试验检查 (14)

7.8运行参数记录保存 (14)

8维护及注意事项 (14)

8.1维护维修 (14)

8.2注意事项 (14)

附表：

1 JM810数控器参数设置表 (15)

附图：

1JM810数控器原理框图 (16)

2JM810数控器外形图 (17)

3JM810数控器外引接线端子图 (18)

1概述

JM810 晶闸管整流数字控制器（以下简称JM810数控器），是一种具有全数字晶闸管稳流调节控制的系统化功能模块。内置脉冲触发功放、LCD显示，能实现可编程逻辑功能、自动化参数测量、故障智能分析、及网络通讯等功能。集数字化、智能化、系统化、网络化于一身，是我厂最新的KZX10晶闸管整流装置智能控制柜的稳流控制核心单元。由它完成大容量晶闸管整流稳流控制系统的全部调节触发和控制保护功能，并允许构建完全独立的全数字化双通道冗余热备用系统。系统中仅需单个JM810数控器即可正常工作，维持机组基本的直流整流变电和闭环稳流系统的可靠工作。JM810数控器结构紧凑、技术先进、功能强大、性能可靠、维护方便，是晶闸管整流装置自动控制系统的革命性设计。JM810数控器产品可广泛应用于220KV、110KV、35KV 及以下电压等级的电化学、电冶金整流所的晶闸管整流机组，满足其自动化控制的需要。

2产品特点

1)友好的LCD操作显示界面。

2)采用先进的软硬件控制技术及高效数字算法，实现全数字调节、触发及控制功能。能极大地

满足晶闸管整流系统的高精度及高可靠性控制要求。

3)完善的稳流和控制功能，具有人工可选的多种的稳流控制方式，可进行自动智能化的故障保

护处理。

4)本机最小系统设计，独立地支持双通道在线备用，系统整体可靠性有极大的提高。

5)一体化的紧凑标准结构，更方便地适应恶劣的现场环境。

6)所有参数均可通过本地人机界面或专用网络实现数字化设定，并支持在线调整。系统参数自

动存储，断电后自动恢复。

7)系统自诊断功能，提示所有功能模块的异常状态信息。

8)支持在线更换，由于系统参数可以自动复制，新控制器无需专门的调试。

9)严格的全过程抗电磁干扰设计，工业标准的生产工艺设计，保证设备能够可靠地长期运行。

3技术参数

1)使用环境温度：－20~45℃

2)使用环境湿度：＜85%RH

3)工作电源：AC 220V±10%

4)外形尺寸：246×142×302mm3

5)安装方式：面板安装。

6)防护等级：面板IP54（防尘防水）

7)LCD显示屏：240×160，LED背光

8)按键：6个

9)同步信号：2路AC正弦波(主同步、参考同步)

频率50Hz±2Hz；

幅值范围~60V ——380V（线电压）

幅值稳定度±10%；

10)直流反馈信号：0~20mA，

DC0~1V，0~5V，0~10V，0~75mV

11)交流反馈信号：DC0~1V，0~1.25V，0~2V，0~2.5V，0~5V，0~10V

12)外模拟给定信号：0~20mA，

DC0~1V，0~2V，0~5V，0~10V

13)开关量输入：DC24V6路

14)开关量输出：继电器常开干接点8路

接点容量AC220V/0.5A或DC24V/1A

15)触发脉冲：输出六路调制双窄脉冲；可提供正反两种换相触发顺序。

总触发脉宽676μS (12.18°)

调制脉冲周期260μS

调制脉冲占空比156μS / 104μS。

触发脉冲峰值电流2A

16)触发电源电压DC40~100V

17)脉冲不对称度：＜0.3°

18)初始定相范围：0～360°

19)最大移相范围：0～150°

20)限幅角调节范围：0～150°

21)自动稳流精度：

直流反馈优于0.5%。

交流反馈优于1%。

22)自动最大超调：10%（额定负载电流时，短路50%负载）

23)最大调节时间：100 mS（额定负载电流时，短路50%负载）

24)动态调节参数范围：

P1～1000

I1～1000

25)手自动切换：无扰动切换

26)交直流反馈切换无扰动切换

27)双系统热备用切换：

切换时间：手动＜3.3mS (60°)，自动＜6.67mS (120°)

切换精度：优于0.5%

28)最大无同步容错时间：2秒。

29)通信端口：

串口A，隔离RS485。

串口B，隔离RS485。

4工作原理

4.1系统结构

JM810数控器系统原理框图，如附图1所示。

其硬件系统主要由MCU、LCD、键盘、通讯接口、开关量I/O、A/D变换、同步检测、脉冲功放及通道监控等电路组成。

其主要功能模块有：

a)调节触发和脉冲功放

主要由开关量I/O、同步检测、A/D变换、调节运算、脉冲触发，脉冲功放等构成。

b)监控管理

外部开关量、模拟量检测、强电源电压检测，脉冲检测监控、双机热备通道监控，及其它内部故障及外部数字通信等构成。

c)界面管理

界面LCD显示、LED状态提示、数字键盘等构成。

JM810数控器硬件按内部功能模板，可划分为：

a)调节监控CPU板

b)底板

c)通信板

d)模拟量板

e)开关量板

f)脉冲功放板

g)电源同步板

h)界面显示板

4.2稳流调节触发功能

JM810数控器稳流调节触发功能主要有：

1)数字同步触发

JM810的触发系统是由处理器管理的全数字化系统，同步信号经过简单的变换即进入处理器，脉冲直接由处理器输出，可适应多种三相晶闸管整流回路。触发脉冲的相序可在界面上设定，初始定相的角度宽达360度，限幅角调整范围为0~150°，大大简化了调试过程。

2)数字PI调节

JM810的调节器为全数字调节器，其运行参数可通过LCD操作界面或网络通讯实现在线调整，实现最佳的稳流效果。

3)多种电流给定方式

可选择手动给定方式，实现开环情况下的导通角给定；或选择自动给定方式，实现闭环电流调节；还可允许外部通过模拟方式实现电流给定。内外自动给定按大值有效原则进行工作。可实现手动开环及自动闭环给定方式间无扰动切换。

4)多重反馈智能处理

可选择来自直流电流传感器的直流电流信号、或来自整流变压器的交流互感器(CT)信号为当前工作反馈，调试完成后，按照具体情况，反馈之间可以允许自由切换，也可以做到相互约束，避免运行过程中意外断线而引起电流过大。

5)限流功能。

人机界面上允许直观地用实际的电流值来设定电流上限。

6)相角显示

可提供当前系统运行控制角、运行导通角数值供上位机显示。

4.3监控保护系统功能

JM810数控器监控保护系统功能主要有：

1)上电内部电路功能自检

上电时，即进入电路功能自检，自检正常后进入正常工作程序。不正常，提示相关问题，等待处理。

2)数控器参数记忆保存功能

所有在数控器上设定的参数，均保存于数控器的内存中，停电数据不会丢失。

3)数控器脉冲封锁

可以通过此DI控制信号，便数控器处于脉冲封锁等待状态。

4)线性降电流控制

当系统在正常运行状态，接通此DI控制信号时，实现机组自动降电流并最终封锁数控器。

5)零电流初始启动

数控器冷启动时，全部给定给定自动为零，确保设备合高压时，不会产生冲击电流。

6)给定回零检测及指示

当系统自动给定小于0.5%时，发出此接点输出信号。高于0.5%时，解除此信号。

7)控制器故障自诊断功能

通过LCD显示及工作状态灯等，可有效显示控制器内出现各类电路故障诊断信息

8)模拟量测量通道量程增益选择

对应的直流、交流各模拟量通道，可LCD及POD上选择设定不同的量程数值。

9)模拟量测量数值修正

采用模拟量测量修正系数方式，以修正对应的直流、交流各模拟量通道AD采集值

10)故障复位

11)同步信号自动检测与数字锁相保护

对电网PT三相同步信号进行准确检测，在数控器起始工作时，在保证同步频率信号失真度下，才启动数字触发脉冲，否则发出失同步信号。

在系统正常运行时，对来自同步信号的干扰可进行有效识别处理，可以选择在三相同步全失真时，触发系统维持运行数秒等至系统恢复正常，否则发失同步信号。

12)过流设定及最大电流限制与保护

当系统处于手动开环运行时，检测电流是否超过所最大设定电流值。超过即发出过流报警并封锁本板脉冲。

当系统处于自动闭环运行时，自动设定信号加大到设定的最大电流时，再加无效。

13)失脉冲检测、触发脉冲功放监控

监视6路脉冲传递全过程，及脉冲功放管状态。能准确检测各类故障并报警。

14)触发电源监控检测

检测触发电源，并进行数据显示。

当电压波动或低于一幅值时，发出失触发电源状态故障报警，脉冲封锁，同时停止工作正常状态信号。

15)双通道系统热备自动切换

当系统运行时，运行通道在工作状态，可正常输出脉冲，备用通道在备用准工作状态，不发出脉冲。

当备用通道检测到工作通道出现通道故障或停电退出时，即刻备用通道替换成为工作通道，发出脉冲。

16)数控器通道故障监控

当控制器正常时运行时，发出通道工作正常状态信号。当工作通道数控器工作不正常或有内部故障时，发出此通道故障信号，启动备用通道。

17)备用通道手动切换

可选择手动切换，实现双系统工作通道运行与备用通道间相互手动切换。

18)通道间切换无扰动

当备用通道在准工作状态，其工作数据将与工作通道保持一致，一旦切换到工作时，可复现原工作通道数据，实现切换时电流无扰动。

19)备用通道在线退出维修

在完全不影响工作通道工作状态下，可将损坏备用通道可在线退出维修。

4.4人机界面功能

1)LCD数字显示界面

在LCD上可显示，当前数据、工况、状态及内部参数等显示等。具体参见以下界面说明。

2)数字按键操作

在界面上设有六个按键：“上”、“下”、“左”、“右”、“取消”、“确定”。

具体参见以下界面说明。

3)实时时钟显示

在LCD界面上可提供当前实时日期和时间，并在界面上可修改。

4)液晶显示对比度设置

可调节控制LCD对比度数值。

5)音响提示

在按键操作及系统出现故障时，均产生相应音响提示音。

6)数控器面板LED指示

指示当前工作通道数控器各种工作状态。

具体参见以下界面说明。

4.5通信功能

1)与上位机（PLC）外部数据通信功能

采用自定数据通信协议，外部PLC为主站，数控器为从站，PLC主站上电后，周期性读取或写入各从站数控器数据。

2)双通道间数字通信功能

采用点对点通信模式，实现备用通道数控器与工作通道数控器间的数字通信。

自动保持工作通道与备用通道的参数一致。

3)数字通信状态检测

自动检测各通信口是否能通信正常工作。

5 人机界面操作说明 5.1 面板布置

JM810数控器面板布置图如图所示：

5.2 面板指示灯

面板左部设有6个LED 指示灯，分三个区间，即状态指示、故障指示、通信指示。 具体LED 指示定义如下：

1. 通道状态: 当前数控器通道运行状态

○：不亮

监控未工作（管理CPU 未工作） ●：红 当前为工作通道 ■：绿 当前为备用通道

◆：黄 备用通道热备不允许 2. 脉冲工作:：当前数控器脉冲工作状态

○：不亮 触发未工作（触发CPU 未工作） ■☆： 红灯频闪 正在发出脉冲

■：红 脉冲封锁

3. 内部故障：当前工作通道数控器内部出现故障需切换退出维护

○：不亮 数控器正常，无内部故障 ●：红 当前数控器有故障

4. 外部故障：当前工作通道数控器外部出现故障

○：不亮

外接系统正常，无外部故障 ●☆：红灯闪 当前系统有故障 5. PORT A ：指示当前数控器与主站PLC 间通信状况

○：不亮

全无通信

●☆：红绿灯闪 发送接收均正常 6. PORT B ：指示当前两数控器间通信状况

○：不亮

全无通信

●☆：红绿灯闪 发送接收均正常

图1

5.3 按键定义

：“左” 键

：“右” 键

：“上” 键

：“下” 键

：“退出” 键

：“确定” 键

5.4 界面显示与操作

1) 开机画面

系统开机首先进入欢迎画面，如图2所示。 2) 工作画面

开机后不按任何键，五秒钟后，自动进入工作画面，如图3所示。

图2 图3

在开机画面出现时，若按右键则可立即进入工作画面。其界面说明如图4所示。

图4

模拟/数字给定 实际交/直流反馈指示 实际开闭环运行指示 脉冲封锁指示

故障显示区

实时运行信息显示区

手动开环运行自动闭环运行

交流反馈直流反馈

模拟给定期数字给定

脉冲封锁允许脉冲输出

在工作画面时按左键，回到欢迎画面，按右键则进入分类信息画面, 按确定键复位系统故障并消音。

3)分类信息

分类信息画面如图5所示。

分类信息有：

a. 给定输入

b. 运行管理

c. 工况信息

d. 运行信息

e. 故障信息

f . 系统参数设定

g. 通讯参数设定图5

h. 荧屏对比度设定

i. 密码管理

按上、下键选择相关分类; 取消键回到工作画面; 确定键进入选中项(黑白反显项为选中项)。

对于运行管理、系统参数及通讯参数设定需要输入密码方可进入，其中系统参数设定，需要管理员密码进入，运行管理选择、通讯参数设定，使用操作员密码即可进入。

输入密码信息提示如图6所示。

图6图7

4)给定输入(黑白反显项为选中项)

按上、下、左、右键选中选项，反显选项为被选中选项。

点动确定键一次，执行一次选项操作。

按取消键回到分类信息画面。

手动给定时，给定为导通角如图7所示。

自动给定时：给定为电流值如图7.1所示。

5)控制类型选择(黑白反显项为选中项)

图7.1

如图8所示 控制类型有：

a. 主备切换 : 选择为主工作，选择备用则待机

b. 脉冲封锁： 当选择为封锁时，即使本控制器为主也不能发出脉冲，开锁则允许脉冲输出

c. 稳流方式： 自动方式，控制器在自动闭环运行;手动方式，控制器在开环运行

d. 热备允许：

e. 按键响音

f. 显控制角

g. 输出反序

h. 主反馈

i. 双重反馈

j.显示滤波

按上、下键选择左边主选项

按左、右键选择右边子选项

按确定键，所选选项有效。 按取消键回到分类信息画面。

注意：因系统在多方面使用无扰切换，因此实际工况不一定与所选选项一致。如将控制方式为自动时，如果当前自动给定小于0.1%时，实际工况为手动状态。

6) 工况信息显示

如图9所示。

按取消键回到分类信息画面。

按上、下键选择选项，有下划线的选项为当前选项。可用上、下键查看隐藏选项。 反显选项为当前工况。 工况信息有：

a. 外锁脉冲：指示有无来自开关的脉冲封锁信号。

b. 外降电流：指示有无来自开关的工艺降电流信号。

c. 给定回零：当系统自动给定小于0.5%时，发出此信号。高于1%时，解除此信号。

d. 热备用

e. 直流反馈

f. 交流反馈

g. 手动运行

h. 本机正常

i. 脉冲工作

j. 主备连接

k. 主备通讯 图9 l. 本机工作 m. 脉冲封锁 n. 调试运行 o. 自动闭环 p. 禁用热备 q. 按键响音 r. 显示控制角

图8

s.输出反向

t.模拟给定

u.主反馈为直流

v.双反馈

w.反馈切换

7)运行信息

如图10所示

按取消键回到分类信息画面。

按上、下键选择选项，有下划线的选项为当前选项。可用上、下键查看隐藏选项。

运行信息有：

a.直流给定

b.手动给定

c.模拟给定

d.同步周期

e.触发电压

8)系统故障显示

系统无故障及有故障时故障显示画面分别如图11及图12所示

图11图12 按取消键回到分类信息画面。

按上、下键选择选项，有下划线的选项为当前选项。可用上、下键查看隐藏选项。

当系统出现故障时，工作画面显示如图13所示

在故障显示区翻牌显示各故障名称

9)系统参数设定

如图14所示

按取消键回到分类信息画面。

按上、下键选择选项，有下划线的选项为当前选项。可用上、下键查看隐藏选项。

系统参数设定有：

a. 初始定相

b. 限幅值

c. PI系数

d. P参数

e. I参数

f. 限流值

g. 直流反馈量程图13

i. 直流反馈幅度

图10

j. 交流反馈幅度

k. 模拟给定幅度

l. 电流显示位数

m. 交流修正系数

n. 直流修正系数

10)通讯参数设定图14

如图15所示

按上、下键增减站地址；

按确定键，所选选项有效。

按取消键回到分类信息画面。

11)密码管理图15

如图16所示

5.5安全密码防护

本设备操作分三种权限：

无权限：普通观观察数据图16

操作员权限：一般操作人员操作，可进行电流给定等操作。

管理员权限：用户管理人员设置，可对关键参数进行设定操作。

在LCD屏上通过输入密码获得相应权限，界面上的六个按键，上、下、左、右、退出和确认，分别对应0、1、2、3、4、5六位数字。

密码长度规定如下：

操作员密码长度不大于4位。（出厂缺省为：）

管理员密码长度不大于6位。（出厂缺省为：）

密码保持时间：正确输入密码后，在5分钟内均有效。

5.6按键操作说明

所有操作前的界面均假定在工作界面，如图3.

操作a. 将直流反馈改为交流反馈

1.按右键进入分类信息画面如图5

2.按下键选中运行管理

3.按确定键进入输入密码信息提示，如图6。键入操作员或管理员密码

4.运行管理选择画面如图8

5.按上、下键选择左边主选项“主反馈”

6.按左或右键选择交流反馈

7.按确定键确认

其它更改运行管理选项如操作a 所示。

操作b. 将限幅值由150.0改为120.0 1. 按右键进入分类信息画面如图5 2. 按上或下键选中系统参数

3. 确定键进入输入密码信息提示，如图6。键入管理员密码

4. 系统参数设定画面如图14

5. 按下键选择限幅值

6. 按确定键修改限幅值，如图19

7. 按左、右选择修改位，按上、下键修改位值 8. 按确定键确认

6 安装接线 6.1 外形尺寸

JM810数控器外形尺寸图如附图2所示。

6.2 接线端子

JM810数控器外引接线端子图如附图3所示。

7 调试使用 7.1 调试说明

JM810数控器在出厂时，已做了全面的严格的出厂项目测试，故现场具体设备使用，基本免调试。请按以下步骤进行检查通电。

7.2 通电前检查

本产品上机安装前，请检查，零部件装配牢固，无缺损、无松动，翻转摇晃机箱，内部有无异响，安装固定件配置齐全。外部安装接线是否正确，可靠。

以上确认后，将数控器就位，紧固安装好。

7.3 上电程序检查

断开该数控器，电源、同步、强触发自动开关。 仅插好电源插头。合同步开关、电源开关。

检查JM810上电自检是否通过，界面指示灯提示是否正常。 检查确认出厂缺省参数设置。(出厂设置为备用、自动、直流等) 按用户现场要求，进行通讯及其它相关参数设置。

7.4 通信功能检查

插好与PLC 主站间的通信连接插头。检查通信是否正常。

插好主备通道数控器间的通信连接电缆，设定选择好主备工作状态，检查双通道工作是否正常。

图19

7.5运行功能检查

断开该数控器电源、同步自动开关。

全面插好全部外部连接插头。

合同步、触发电源、数控器电源。

全面检查数控器工作通道或备用通道状态运行功能。

7.6轻载模拟试验检查

整流机组初次送电调试时，当在完成以上数控器工作检查后，尚需按控制柜整流柜调试要求，进行轻载模拟试验，以确定整流柜主回路脉冲触发相序关系，和整流机组移相角所对应的初始定相角和最大限限角。

7.7短路模拟试验检查

整流机组初次送电调试时，为保证机组送电一次性成功，一般均应在轻载模拟试验检查后，在创造条件进行机组短路模拟试验检查。

按控制柜整流柜调试要求，进行短路模拟试验。

在手动状态下确定直流反馈、交流反馈信号检测数据正确，调整好各通道参数设置数值。

自动状态下验证确定反馈PI参数，稳定性能。

7.8机组运行参数记录保存

对应每套机组在完成以上7.6和7.7项后，需填写并保存好机组运行参数表（见附表1）。

各机组数据均实时保存在工作通道数控器中，若仅更换一台备用通道数控器，可无需设置及调试，在热备用状态下，可直接从工作数控器中自动复制全部数据。

但若主备两台数控器全部同时损坏、更换，则需按原保存好的该机组运行参数表，进行确认再次设置确认。

8维护及注意事项

8.1维护维修

JM810数控器具有强大的自检功能，以及内外故障自动处理功能，当为双通道热备用工作时，即使工作数控器发生故障，系统将自动进行无扰动切换到备用通道，完全不影响整流机组直流输出供电。

用户可切断故障数控器电源部分，按前述要求进行标准化更换，并按7项调试使用检查投运。

对确定有内部故障的JM810数控器（面板内部故障指示灯亮，不能复位时），一般采用整机返修方式，由我厂进行专业检查处理。

8.2注意事项

1)严禁在不满足本产品使用条件下，长期运行本产品。

2)设备要进行可靠接地保护。

3)严禁数控器各端口，施加非额定工作电压及控制电源

4)在线投退数控器时，要保证投退数控器在停电状态。妥善放置好所拔出插头，插入时要确认

正确方可插入。

附表1：

整流机组JM810数控器参数设置表

测试记录人： 年 月 日 注：

直流反馈量程：对应直流传感器量程

直流修正系数：用于修正显示值。计算方法如下：

直流修正系数目标值= 当前直流修正系数 *

交流修正系数：用于修正交流工程值，使其与直流工程值保持一致。

目标显示值

当前显示值