GGAj02—K型产品培训指南

GGAj02-K型产品（MVC-196微机电压自动控制器）培训指南第1页共18页GGAj02—K型产品（MVC—196微机电压自动控制器）培训指南引言电除尘器供电电源自动控制设备，自80年代开始应用微处理器和8位单片机等微机控制技术以来，技术水平已有了显著提高。我公司引进美国GE公司技术开发成功的DAVC控制器，以其优异的性能，成为这种设备的典型代表，受到广大用户的好评。随着电除尘控制机理应用研究的进一步深入，单片机技术、特别是16位单片机技术的发展，以及智能电除尘器控制系统（IPC）的广泛应用，用户对更高性能微机控制设备的期望和需求更加迫切。在这种情况下，我们公司以高起点、高性能为基点，开发出新一代电除尘器微机控制供电设备——K型产品。K型产品的核心MVC196控制器作为DAVC升级换代产品，吸收了包括DAVC在内的国内、外最新控制技术的精华，应用了我们最新的研究成果。该产品的开发在立足“全数字化技术特征、高精度火花响应控制、独创性控制功能、网络化设计概念”的四大基础上，其目标是开发出具有世界先进水平的产品。一、K型产品（MVC196）的主要技术特点1、采用高速、高性能、大容量真16位单片机为控制核心本产品采用了Intel公司高性能的CHMOS16位单片机——80C196KB为主控芯片。该单片机内部总线为16位，并集成了A/D、高速I/O、PWM、串行通讯口、定时/计数器等接口电路。功能强大，指令效率高，速度快，为K型产品的性能提高提供了保证。2、数字化控制程度大幅度提高利用80C196KB的多路A/D及扩展电路，扩展为15路A/D，对模拟信号输入采用高速、高分辨率采样，特别是对二次电压、电流瞬时GGAj02-K型产品（MVC-196微机电压自动控制器）培训指南第2页共18页值进行连续采样，为实现检测电压峰值、谷值检测存贮波形，软件检测火花提供了保证。3、独家采用硬件和软件双重火花检测控制技术DAVC采用的软硬件配合浮动火花检测技术是一个很好的检测技术。本产品在兼容该项技术基础上，开发出纯软件检测火花新技术，该技术重点检测非常微弱的火花信号和火花先兆信号。在闪络控制中实现无冲击不关断软控制，电场电压恢复很快，损失极小。设备可在高火花频率（每分钟500次）下安全、稳定运行。4、扩充并完善了多种控制方式将控制方式扩充为全波供电、双半波间歇供电、单半波间歇供电三大模式，每种模式均有10种运行方式。对全波供电而言，新提供“火花率设定控制方式”，设备将稳定运行在设定的火花率之下。对间歇供电而言，不仅提供了双半波、单半波两种模式，还提供了充足的占空比调节范围。5、自动检测动态VI曲线族测试动态VI曲线族相对于检测普通VI曲线具有更丰富的信息量。动态的意思是动态地快速检测；曲线族的意思是同时检测出VI有关的三组曲线（包括平均值、电压峰值、电压谷值三组曲线），这三组所包含的信息可用于准确判断电场放电状态、反电晕发生以及分析反电晕程度。6、采集并存贮电压、电流波形设备自身具有与“数字存贮示波器”相似的瞬间单次波形记录贮存功能和重复波形记录刷新功能。自动捕捉火花放电瞬间的电压、电流波形并自动刷新、自动记录正常运行时的电压、电流波形。在IPC上位机上可调看实时的电压、电流波形和火花放电波形。通过远程网络技术，技术人员可以远距离在线将设备所有特性参数调试至最佳状GGAj02-K型产品（MVC-196微机电压自动控制器）培训指南第3页共18页态，并随时观测电压、电流波形。7、具有特殊的保护功能在完善的短路、开路、过流、偏励磁、超油温检测等基础上，具有特殊的超电压限压和过载限流措施。硬件看门狗电路可以在强干扰情况下自复位运行。8、IPC的一个功能强大的子系统K型作为IPC一个功能强大的子系统，具有完善的网络系统控制功能，所有参数可以在上位机上设定（参数分一级、二级参数），IPC可监控MVC196的实时运行状态，可将控制参数渗透到每一项控制内容，结合其波形采集存贮等特点，可实现远距离在线精确调试。9、人机接口界面友好采用216字符液晶显示器显示参数、控制状态，所有参数修改采用功能键输入，取消DAVC中所用的拨码开关方式，所有参数保存在EEPROM，掉电时不丢失。调试时，用手提电脑运行“MVC196在线调试系统”，可以进行参数修改，波形显示、曲线显示等在线调试功能。10、集成度、可扩充性提高MVC196控制器自身带光隔离通讯单元、触发单元，无须外置通讯板和触发板，另外，还预留可扩展的A/D、I/O口以备特殊应用之用。二、K型主回路及工作原理图1、主回路工作原理图主回路图参见《使用说明书》图4。主回路原理图包括设备主回路、操作控制电路和辅助电路（如冷却风机）等几个部分。交流380V电源经断路器（QF1）接通，由反并联晶闸管V1、V2交流调压后，送至整流变压器初级，再经升压、整流输出直流负高压。R9和R7分别为直流高压侧电流取样电阻和电压取样电阻。电流和电压取样讯号送至MVC196控制器，由微处理机系GGAj02-K型产品（MVC-196微机电压自动控制器）培训指南第4页共18页统进行运算处理后，输出讯号控制晶闸管的导通角，形成闭环的自动电压控制系统。主电路中其它主要器件作用如下：R1、C1为晶闸管阻容吸收电路。压敏电阻RV1～RV6：吸收浪涌过电压。阻尼电阻R6：对火花放电电流起缓冲作用，并阻尼高压输出回路中LC分布参数引起的寄生振荡。电阻R5：高压取样电阻。电流互感器TA1：提供一次电流测量和一次电流过流信号。继电器KA1、KA7：根据用户需要可选变压器油温超温报警继电器或瓦斯继电器。选用变压器油温超温报警继电器时，当变压器油温超过80℃时，KA7吸合，柜面上的报警指示灯亮。当油温超过85℃时，KA1吸合，其接点KA1.2将油温讯号送入MVC196控制器，关断调压晶闸管，设备跳闸报警。当整流变压器配用瓦斯继电器时，“轻瓦斯”讯号和“临界油温”讯号并联；“重瓦斯”讯号和“危险油温”讯号并联。KA3为停机报警继电器。当设备因故障需停机时，KA3吸合，电铃HA1得电，同时使中间继电器KM2和KM1断开，关断可控硅SCR并切断可控硅SCR触发电路。KA4为远程启动继电器。当用户有选用IPC系统，需在远方进行启动操作时，KA4吸合，KM1、KM2吸合，设备进入运行状态。KA5为跳闸报警继电器。当设备产生偏励磁、可控硅故障、过电流等故障时，KA5吸合，断路器分励线圈得电跳闸，切断主电源。2、需要注意的问题K型主回路的进线方式采用断路器，取消了交流接触器，这给主回路的启动、停止、故障处理过程带来了新的特点，这需引起大家的注意。GGAj02-K型产品（MVC-196微机电压自动控制器）培训指南第5页共18页K型主回路的停机过程分为“停机”、“跳闸”两种，分别具有不同意义：“停机”是指断开可控硅触发信号，停止运行。“跳闸”是指不仅断开可控硅触发信号，而且断开断路器开关，切断电源。“跳闸”动作，而其它故障时，只做“停机”动作。3、结构上采用铜排连接，使柜内布局更为简洁并降低温升。三、MVC196工作原理1、主要器件简介1.180C196kB80C196KB单片机是Intel公司MCS96系列中的一种高性能CHMOS16位单片机，CHMOS芯片耗电少，是一种新工艺。80C196KB内部总线为16位，可直接进行16位的运算。80C196KB的主要特点有：◆集成了强大功能的外设装置：如A/D、高速I/O、标准I/O、全双工串行口脉冲调制输出、定时器/计数器、Watchdog等。◆CPU通用寄存器（232个）均可实现累加器运算，消除了一般CPU累加器的瓶颈效应。◆有一套效率更高，执行速度更快的指令系统。1.293LC6693LC66为串口EEPROM，掉电可保存，用于存贮设备运行参数。1.3MAX706MAX706为CPU外围监视电路，用于电源掉电检测、看门狗自复位电路和复位电路。1.4PSD311PSD311是一种可编程单片机通用外围接口芯片，它将EPROM、GGAj02-K型产品（MVC-196微机电压自动控制器）培训指南第6页共18页RAM、PLD和地址锁存器等外围器件集成在一块芯片内，通过编程来组合不同的逻辑。2、MVC196控制器的结构控制器内部由主控板与综合板两块双面印制板组成。主控板除了单片机与外围芯片，还包括216字符液晶显示器驱动电路、功能键输入电路、串行通讯光隔驱动电路、看门狗自复位电路等。综合板主要包括稳压电源、过零脉冲信号产生、各路模拟信号输入处理电路、火花检测电路、I/O接口、可控硅光隔触发电路等。控制器外部与取样信号板配套使用。3、MVC196控制器原理方框图参见《使用说明书》图2。方框图体现了控制各部分单元电路之间的连接关系。4、电路原理分析4.1主控板主要电路分析①单片机系统D1（80C196KB）是一个16位的单片机，D2（PSD311）是可编程外围接口芯片，代替了只读存储器EPROM、地址译码器、地址锁存器的功能，D4（62256）是外置的RAM，这几个芯片组成了一个基本的单片机系统；D10（93LC66）作为串行EEPROM，作为重要设定参数的存贮器，可以永久保存数据。②I/O接口电路该板采用2块I/O芯片D6和D7（8255），D6的A口用于键的输入和开关量的输入，B口和C口用于216字符液晶显示器的驱动；D7的B口用于开关量的输出和信号板A/D信号输入多路开关N8（4051）的控制，A口和C口留着扩展之用。GGAj02-K型产品（MVC-196微机电压自动控制器）培训指南第7页共18页③光隔串行通讯驱动电路。D11和D12（MAX485）是一个重要的芯片，负责将通讯电平从TTL转化为RS485驱动电平。N1、N2、N3（H11L1）起光电隔离作用。④D/A输出电路D8（AD558）是一个D/A变换器，其作用是将数字量转化为模拟量，输出电压作为火花检测电平，在综合板上火花检测电路起重要作用，该电压的高低随运行电流的高低自动变化。⑤复位与自复位电路D19（MAX706）是一个复位/自复位专用芯片，它能产生上电复位信号与手动复位信号。另外，它还有一个看门狗电路，当单片机系统万一受干扰终止运行时，它能自动将系统重新复位后投入正常运行。⑥过零中断、火花中断、输入电路和触发信号产生电路本系统有过零中断（EXINT）和火花中断（HSI0）两个重要的外部中断信号。D13A驱动发光管V14亮表示发生了电流冲击型火花；D13B是触发脉冲发生器，但触发信号输出要受很多条件限制：D17A、D18A等芯片就是起封锁触发信号输出的作用。4.2综合板主要电路分析①A/D输入电路80C196KB有八路A/D输入通道，其中ACH0~ACH6共七路输入信号如下：ACH0：二次电流平均值ACH1：二次电压平均值ACH2：一次电流平均值ACH3：一次电压平均值ACH4：二次电压瞬时值GGAj02-K型产品（MVC-196微机电压自动控制器）培训指南第8页共18页ACH5：二次电流瞬时值ACH6：二次电流峰值ACH7的输入由N8（4051）多路开关切换成8路A/D输入。以上模拟信号均由运放作相应的处理。N6（LM339）是火花检测的比较器；N1A（LM348）作为电流峰值取样，其余电路原理比较简单。②光隔开关量输出开关量输出的光隔器件N11、N12、N13、N14采用MOC3041，输出后可直接驱动220V的中间继电器，这些开关量输出为：启动、跳闸等。③光隔开关量输入N10（TLP5214）是一个四路光耦合器，其作用为将开关量隔离输入。开关量信号有主回路合闸触点和变压器故障（油温或瓦斯）报警输入触点。④光隔SCR触发电路N15、N16（4N39）是光控可控硅。来自变压器2组19V电源，相位相反，正好作为同步信号，光控可控硅导通产生触发信号直接触发主回路中可控硅的G、K极。（这一部分电路有高电压，调试时应注意）⑤过零脉冲电路N5A和N5B（LM348）作为线性整流器对电网同步信号进行线性整流；N6A（LM339）