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西門子S7-200 PLC在均勻化著色電源中的應(yīng)用

3．著色電源系統(tǒng)組成及工作原理簡(jiǎn)介

　　為實(shí)現(xiàn)上述的輸出波形及滿足工藝要求，設(shè)計(jì)的均勻化著色電源原理如圖2所示。均勻化著色電源主要由主回路和控制部分組成。

　　圖2 均勻化著色電源原理圖

　　3．1主回路

　　主回路包括進(jìn)線斷路器，整流變壓器TM，三相全控整流橋A組、B組，電抗器，逆變部分等。整流變壓器TM付邊采用雙繞組的形式，一組Y接法，連到一整流橋A組，另一組Δ接法，連到另一整流橋B組。整流橋各自整流后經(jīng)電抗器濾波，再逆變，然后并聯(lián)輸出。

　　圖3 逆變電路

　　圖3是其中一組逆變部分的主電路圖，如圖所示，當(dāng)主臂晶閘管V1、V4導(dǎo)通時(shí)，電流經(jīng)電抗器L、主臂晶閘管V1，流向負(fù)載，然后從主臂晶閘管V4流回，此時(shí)負(fù)載承受的是正向電壓、電流，當(dāng)要使負(fù)載承受反向電壓、電流時(shí)，首先應(yīng)關(guān)掉主臂晶閘管V1、V4的控制脈沖，然后控制輔助晶閘管V11、V14導(dǎo)通，使電容C1、C2放電再反向充電，強(qiáng)迫關(guān)斷主臂晶閘管V1、V4，接著關(guān)掉輔助晶閘管V11、V14的控制脈沖，再控制主臂晶閘管V2、V3導(dǎo)通，這時(shí)電流經(jīng)電抗器L、主臂晶閘管V2，流向負(fù)載，然后從主臂晶閘管V3流回，此時(shí)負(fù)載承受的就是反向電壓、電流。要使負(fù)載從承受反向電壓、電流轉(zhuǎn)換到承受正向電壓、電流，其原理一樣，先關(guān)掉主臂晶閘管V2、V3的控制脈沖，然后控制輔助晶閘管V12、V13導(dǎo)通，使電容C1、C2放電再反向充電，強(qiáng)迫關(guān)斷主臂晶閘管V2、V3，接著關(guān)掉輔助晶閘管V12、V13控制脈沖，再控制主臂晶閘管V1、V4導(dǎo)通，就完成了負(fù)載從承受反向電壓、電流到承受正向電壓、電流的轉(zhuǎn)換。主臂晶閘管和輔助晶閘管的導(dǎo)通是通過PLC發(fā)出的逆變脈沖來(lái)控制的，由于負(fù)載承受正向電壓、電流向反向電壓、電流轉(zhuǎn)換，或由反向轉(zhuǎn)換到正向，都是在極短的時(shí)間內(nèi)完成（一般只有幾百個(gè)微秒），因此PLC的選型和編程設(shè)計(jì)將直接關(guān)系到整個(gè)逆變部分的正常工作和輸出波形的準(zhǔn)確性。

　　3．2控制部分

　　控制部分包括A組、B組整流調(diào)節(jié)單元，逆變脈沖觸發(fā)單元，信號(hào)接口電路，可編程邏輯控制器PLC和觸摸屏等。

　　A組、B組整流調(diào)節(jié)單元主要功能是按照PLC發(fā)出的給定信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)三相全控整流橋輸出的電流，其內(nèi)部包括PI調(diào)節(jié)電路、移相觸發(fā)電路、功放電路等。

　　逆變脈沖觸發(fā)單元主要是接收PLC的逆變脈沖，對(duì)逆變脈沖再進(jìn)行調(diào)制、功放后控制逆變部分的主臂晶閘管和輔助晶閘管準(zhǔn)確可靠的導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)P處理和C處理的波形輸出。

　　信號(hào)接口電路主要功能是對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行整理變換，以滿足各個(gè)單元對(duì)信號(hào)的需求。

　　可編程邏輯控制器PLC選用西門子的S7-200 CPU226 DC/DC/DC 和一模擬量擴(kuò)展模塊EM235組成。PLC作為本電源系統(tǒng)的核心控制器件，主要完成下列功能：

　?。?）開、停機(jī)控制；

　?。?）運(yùn)行流程控制；

　?。?）逆變部分晶閘管的導(dǎo)通控制；

　?。?）整流給定控制；

　　（5）電源裝置狀態(tài)量的采集；

　　（6）模擬量采集；

　?。?）設(shè)置、顯示參數(shù)的計(jì)算；

　　（8）與觸摸屏通訊。