青島市建設(shè)安裝股份有限公司（山東青島266042）朱慧麗青島綠環(huán)工程有限公司（山東青島266042）張青山本文介紹用工控機(jī)對強(qiáng)電壓和大電流進(jìn)行間接測量的方法、控制系統(tǒng)中測試誤差的修正補(bǔ)償，以及設(shè)計過程中對系統(tǒng)安全性、可靠性的考慮等電壓傳感器電流傳感器固態(tài)繼電器干擾測拭誤差根據(jù)客戶要求改造原碳化硅爐，使其功率恒定。被測模擬信號有4種：高壓側(cè)交流電壓10kv，高壓側(cè)交流電流0~300a，整流側(cè)直流電壓100~300v，整流側(cè)直流電流~15ka.以往高電壓和大電流一般利用直測法，而間接測試法因為測試精度較差沒有得到廣泛應(yīng)用。然而隨著傳感器技術(shù)和測控技術(shù)的發(fā)展，以工控機(jī)為中心的控制系統(tǒng)中采用間接法有明顯的優(yōu)點(diǎn)：工控機(jī)以工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)專門為惡劣的工作環(huán)境設(shè)計、制造，以高穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場，具有高度抗震、抗沖i、防塵、耐高溫、抗電子輻射等能力；（2）利用工控機(jī)強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)處理功能可以對測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，使測量的精度比在一般系統(tǒng)中使用直接測量法的精度還要高；（3）由于引人到工控機(jī)控制系統(tǒng)的信號較弱，對工控機(jī)控制系統(tǒng)的安全性、可靠性和人身安全都有利，并減小了強(qiáng)信號對弱信號的干擾；（4）設(shè)計是在原有的設(shè)備上進(jìn)行技術(shù)改造，能盡量利用原有的設(shè)備，投資少，施工方便。

1電流和電壓的采集1.1高壓側(cè)交流電壓的采集方法），再經(jīng)kv20a/p型電壓傳感器和kz-.5v交直流真值轉(zhuǎn)換器，變?yōu)楣た貦C(jī)a/d板kh9212所需的05v的標(biāo)準(zhǔn)信號送入工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

1.2高壓側(cè)交流電流的采集方法先將0300a的大電流經(jīng)交流電流互感器lfcd-10-300/5變換為0~5a的電流信號，再經(jīng)電流傳感器kts5a/p和交直流真值轉(zhuǎn)換器kz―5v轉(zhuǎn)換為05v的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號供給a/d板kh9212使用后，送入工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

1.3整流側(cè)直流電壓的采集方法將電壓傳感器kv20a/p直接與負(fù)載相并聯(lián)，被測電k的范圍在0-300v之間（實際使用電壓范圍在160290v之間），測試原理與高壓側(cè)交流電壓測試基本相同，送入工控機(jī)（ipc-610p）a/d板kh9212進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的05v標(biāo)準(zhǔn)電壓直流輸出信號直接通過rmes=50獲取，因為此時輸出i.是0~100ma直流電流，民取30kq（負(fù)載電阻一般在12數(shù)量級對原設(shè)備的工作幾乎無影響）。

1.4整流側(cè)直流電流的采集方法先通過直流互感器zlf-ic將015ka的強(qiáng)電流轉(zhuǎn)換為0~5a的電流信號，再將此05a電流線穿過kt5a/p的感應(yīng)孔，變換為0~100ma的弱電流直流信號。最后通過rms=5n變?yōu)?~5v的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號輸人到a/d板，數(shù)字化后輸入工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2真實數(shù)據(jù)的恢復(fù)，誤差計算及其修正補(bǔ)償2.1真實數(shù)據(jù)的恢復(fù)一般現(xiàn)場的大物理量都需要經(jīng)過數(shù)次轉(zhuǎn)換，最后變換為5v標(biāo)準(zhǔn)電壓信號送人工控機(jī)a/d板進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換。工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的部分工作就是恢復(fù)現(xiàn)場的真實數(shù)據(jù)。

假設(shè)經(jīng)n次變換才得到0~5v的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，而每次變換系數(shù)為ch，（i為1，2，3，n，這里n并不一定有量綱），則總變換系數(shù)為chzc.h，。ch：r"ch=nrh，實際測量數(shù)據(jù)為rhx（5）v.例如，對高壓側(cè)交流電壓的測試變化過程為高壓10kv電壓互感器變換系數(shù)為rh，=10kv/100v=100；經(jīng)電阻r，將電壓變換為電流信號，變換系數(shù)電壓傳感器和交直流真值轉(zhuǎn)換器，變換系數(shù)rh，=顯然，只要工控機(jī)對從a/d板采樣的數(shù)據(jù)乘以ch便可得到實際測量值。

2.2誤差計算及其修正補(bǔ)償2.2.1系統(tǒng)誤差5的計算計算公式：其中s，為各變換過程中產(chǎn)生的絕對誤差。

例如，對于高壓側(cè)交流電壓的測試，電壓互感器的最大誤差s，=±10kvx.5%=±50v，電壓傳感器的最大誤差52=±10kvx.l%=±lv，x控機(jī)的最大誤差s戶±l/2xlkw（22-1）=±1.22v，則系統(tǒng)的最大誤5=v5，2+522+532=51.00v，而系統(tǒng)的相對誤差僅為丨3 2.22誤差的修正補(bǔ)償在上述系統(tǒng)誤差的計算過程中，前n-1級產(chǎn)生的誤差在工控機(jī)控制中是可以減小的，只要充分利用控機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能，就可以做到這一點(diǎn)。

主要方法是根據(jù)實際的測試數(shù)據(jù)來對變換系數(shù)進(jìn)行修正具體過程是利用精度很高的儀表測出在第一級變換前不同輸人物理量的數(shù)值和所對應(yīng)的第n-1級變換的輸出物理量數(shù)值，前者除以后者即為前n-1級的變換系數(shù)（不包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器），計算不同輸人物理量的變換系數(shù)ch.最后計算其算術(shù)平均值作為變換系統(tǒng)的變換系數(shù)。顯然，這種方法各級變換的線性度越好，則其修正補(bǔ)償?shù)男Ч苍嚼硐?。若設(shè)輸人物理量3軟件組成軟件利用北京亞控公司的組態(tài)王5.1軟件編寫，組態(tài)王軟件提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)計工具，能夠快速便捷地進(jìn)行圖形維護(hù)和數(shù)據(jù)采集、計算、報表。

4系統(tǒng)的安全性和可靠性為使系統(tǒng)安全可靠地工作，系統(tǒng)采用兩種操作方式，即自動操作與手動控制操作。且均采用帶有光電隔離器件的元器件，使兩者基本上互不影響，利用切換開關(guān)選擇操作方式。另外，利用合理的接地方式和保護(hù)措施可有效防止各種干擾信號源對系統(tǒng)c作的影響。

實4.1線間藕合干擾及抑制導(dǎo)線間的互相干擾是通過3種耦合方式產(chǎn)生的：電容性耦合或稱電耦合是兩回路電場相互作用的結(jié)果；電感性耦合或稱磁耦合是兩回路磁場相互作用的結(jié)果；）由電場和磁場組合而成的耦合稱為電磁耦合或輻射。

抑制干擾采用以下方法：遠(yuǎn)離技術(shù)，強(qiáng)信號線與弱信號線不用同一根電纜走線；屏蔽與接地，采用屏蔽技術(shù)和合理的接地可抑制干擾，同時又可保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。采用并聯(lián)一點(diǎn)接地可防止因地電位不等而引起的環(huán)流噪聲干擾和地電流而引起電路間的耦合。

另外，整個系統(tǒng)的地線還須設(shè)有安全接地和企屬件接地，這樣可防止設(shè)備中的強(qiáng)電流通過感應(yīng)或纟a緣擊穿使殼體帶很高的電壓，損壞設(shè)備甚至造成人身傷亡。

4.2尖峰脈沖干擾及抑制r業(yè)現(xiàn)場的干擾很多，對系統(tǒng)危害最大的是nlm的尖峰干擾。它是一種隨機(jī)干擾，疊加在電網(wǎng)正弦波t的尖峰電壓，幅度在50~4000v之間，持續(xù)時間為微秒量級內(nèi)，具體幅度和持續(xù)時間取決于不同的用t設(shè)備及用電設(shè)備的通斷速度，這種干擾也會波及到系統(tǒng)的其它地方。抑制辦法是在各交流電源，各電路的輸人端并接合適的k敏電阻，其原理是當(dāng)尖峰脈沖到來時，壓敏電阻呈低阻，尖峰電流通過壓敏電阻而保證設(shè)備安全。中國儀器儀表雜志編輯部mm歡迎大家踴躍投稿造行業(yè)協(xié)會等笮位協(xié)辦。

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