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)組成及工作原理簡介
為實現(xiàn)上述的輸出波形及滿足工藝要求，設(shè)計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，當主臂晶閘管V1、V4導(dǎo)通時，電流經(jīng)電抗器L、主臂晶閘管V1，流向負載，然后從主臂晶閘管V4流回，此時負載承受的是正向電壓、電流，當要使負載承受反向電壓、電流時，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，這時電流經(jīng)電抗器L、主臂晶閘管V2，流向負載，然后從主臂晶閘管V3流回，此時負載承受的就是反向電壓、電流。要使負載從承受反向電壓、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)出的逆變脈沖來控制的，由于負載承受正向電壓、電流向反向電壓、電流轉(zhuǎn)換，或由反向轉(zhuǎn)換到正向，都是在極短的時間內(nèi)完成（一般只有幾百個微秒），因此PLC的選型和編程設(shè)計將直接關(guān)系到整個逆變部分的正常工作和輸出波形的準確性。
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)出的給定信號來調(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，對逆變脈沖再進行調(diào)制、功放后控制逆變部分的主臂晶閘管和輔助晶閘管準確可靠的導(dǎo)通，從而實現(xiàn)P處理和C處理的波形輸出。
信號接口電路主要功能是對各種信號進行整理變換，以滿足各個單元對信號的需求。
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：
（1）開、停機控制；
（2）運行流程控制；
（3）逆變部分晶閘管的導(dǎo)通控制；
（4）整流給定控制；
（5）電源裝置狀態(tài)量的采集；
（6）模擬量采集；
（7）設(shè)置、顯示參數(shù)的計算；
（8）與觸摸屏通訊。
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