大电流晶闸管整流自动升降电流给定的方法

徐斌

【摘 要】我们在利用大型晶闸管整流设备用于电解化工行业时，我们一般通过输出稳定的直流电流来电解化合物溶液。通常情况下，我们需要操作人员根据实际需求调整直流电流输出值以满足生产和工艺需求。操作人员的手动给定电流值往往速率不平均且伴有误操作的可能性。所以，我们需要自动化设备来代替人工操作以实现最优的运行环境。

【关键词】大电流晶闸管；自动升降电流；给定方法

通常情况下，用户升直流电流时，需要手动输入目标电流值。升电流的同时会伴随着导通角的上升。當导通角达到120°时，直流电流将无法继续上升。此时就需要用户手动调节有载调压器以实现有载升压。待升压动作完成后，导通角将会降低。之后用户可继续增加直流电流直至达到目标电流值。同理用户需要降直流电流时会伴随着导通角的下降。当导通角达到用户预设定的最低导通角时（运行导通角过低会影响整流效率），用户需要手动调节有载调压器以实现有载降压。待降压动作完成后，导通角将会上升。之后用户可继续减少直流电流直至达到目标电流值。综上所述，直流电流的升降伴随着大量的手动调节，存在着一定的安全隐患。

该方法能完全实现由PLC完成整个直流电流给定调整。我们假设该整流系统是由一台整流变压器为一台整流器供电。另外我们还需要西门子200PLC（如CPU226）一台、数字稳流控制器一台和西门子触摸屏（型号任意）一块。

实现过程：1、当用户需要自动升电流时，可按下自动升电流按钮和自动有载升压按钮，并提前设定好系统运行最大导通角、系统运行最大直流电流值、自动升电流速率和目标电流值。以上工作完成后，直流电流将按照所设定的速率逐步增加。同时当运行导通角大于最大运行导通角时，有载调压器也会自动完成升压动作。2、当用户需要自动降电流时，可按下自动降电流按钮和自动有载降压按钮，并提前设定好系统运行最小导通角、系统运行最小直流电流值、自动降电流速率和目标电流值。以上工作完成后，直流电流将按照所设定的速率逐步减少。同时当运行导通角小于最小运行导通角时，有载调压器也会自动完成降压动作。

具体方案实施如下：

1 自动升电流程序段

如图1所示：

该程序段使用条件包括：1、PLC运行—Always_On：SM0.0为1。2、整流器运行—V1001.3为1。3、用户设定自动升电流—V910.5为1。4、用户未设定自动降电流—V910.6为0。5、给定输入数字控制器的电流值小于用户自动升降电流目标值。6、当前数字稳流控制器导通角小于用户设置的最大运行导通角—VW1052< VW814。7、当前整流器输出直流电流小于等于用户设置的最大运行直流电流值—VW1050<=VW800。根据程序段显示当且仅当以上6个条件同时满足时，自动升电流逻辑才能形成。条件满足后程序将根据用户所设定的自动升电流速率（VW822）增加数字稳流控制器的直流电流设定值（VW868）。这个逻辑由T180接通延时定时器完成。

2 自动降电流程序段

如图2所示：

该程序段使用条件包括：1、PLC运行—Always_On：SM0.0为1。2、整流器运行—V1001.3为1。3、用户未设定自动升电流—V910.5为0。4、用户设定自动降电流—V910.6为1。5、给定输入数字控制器的电流值大于用户自动升降电流目标值。6、当前数字稳流控制器导通角大于用户设置的最小运行导通角—VW1052>VW816。7、当前整流器输出直流电流大于等于用户设置的最小运行直流电流值—VW1050=>VW802。根据程序段显示当且仅当以上6个条件同时满足时，自动降电流逻辑才能形成。条件满足后程序将根据用户所设定的自动降电流速率（VW824）减少数字稳流控制器的直流电流设定值（VW868）。这个逻辑由T181接通延时定时器完成。

3 有载升压操作程序段

如图3所示：

有载自动升压条件包括：1、用户设定有载自动升电压—V910.3为1。2、当前数字稳流控制器导通角大于用户设置的最大运行导通角—VW1052>VW814。3、有载自动降电压继电器—Q0.5为0。根据程序段显示当且仅当以上3个条件同时满足时，有载自动升电压逻辑才能形成。条件满足后，有载自动升压继电器将保持3秒的置1状态。

4 有载降压操作程序段

如图4所示：

有载自动降压条件包括：1、用户设定有载自动降电压—V910.4为1。2、当前数字稳流控制器导通角小于用户设置的最小运行导通角—VW1052

5 自动升电流逻辑梯形图

如图5所示：

6 自动降电流逻辑梯形图

如图6所示：

综上所述，当整流系统是一台整流变压器为一台整流器供电时，该方法实现了直流电流给定调整完全由PLC完成。用户只需设定目标直流电流值，而PLC将会按照用户提前设定的直流电流升降速率来达到目标值。整个升降电流过程中所伴随的有载电压升降操作也由PLC自动完成。由此通过这些设计用户将轻松地完成自动升降电流功能。最终基本实现自动化设备代替人工操作以实现最优的运行环境。