热工电源系统的检修和维护.ppt

热工电源系统的检修与维护 八、机柜 现场控制站的机柜内部均装有多层机架，以供安装电源、控制器模件和各种I／O模件之用。其外壳均采用金属材料(如钢板或铝材)，活动部分(如柜门与机柜主体)之间保证有良好的电气连接，使其为内部的电子设备提供完善的电磁屏蔽。为保证电磁屏蔽效果，也为了操作人员的安全，还要求机柜可靠接地，接地电阻应小于4Ω。 ⒊输入信号要求 一般的脉冲输人都是电压脉冲，PI模块对电平范围和脉冲宽度是有一定要求的，脉冲电平过低或脉冲的宽度过窄(包括正脉冲和负脉冲)都不合理，有可能导致PI不能识别该脉冲。 八、机柜 现场控制站的机柜内部均装有多层机架，以供安装电源、控制器模件和各种I／O模件之用。其外壳均采用金属材料(如钢板或铝材)，活动部分(如柜门与机柜主体)之间保证有良好的电气连接，使其为内部的电子设备提供完善的电磁屏蔽。为保证电磁屏蔽效果，也为了操作人员的安全，还要求机柜可靠接地，接地电阻应小于4Ω。 为保证柜内电子设备的散热降温，一般柜内均装有风扇，以提供强制风冷气流。机柜顶部与风扇之间加有防止异物落入的网格。为防止灰尘侵入，在与柜外进行空气交换时，最好采用正压送风，将柜外低温空气经过滤网过滤后压入柜内。在环境恶劣的场合(如灰尘多、潮湿或有腐蚀性气体的场合)，往往需要提供密封式机柜，冷却空气仅在柜内循环，通过机柜外壳与外界交换热量，因此在这种机柜外壳上增设了许多纵向的散热叶片。 为保证在特别冷或热的室外环境下正常工作，还需要为这种密封式机柜设计专门的空调装置，以保证柜内温度维持在正常值。 许多分散控制系统的机柜内设有温度自动检测装置，当机柜内温度超过正常范围时，产生报警信号，该信号可以接入操作员监控界面以便监视。 九、电源 电源通常放在机柜的最上层 (如Symphony)或最下层(如T-XP)，高效、稳定、无干扰的交流供电系统是现场控制站正常工作的重要保证，而要做到这一点，首先需保证供给现场控制站的交流电源的稳定可靠，一般采取以下几种措施： ①每一现场控制站均采用双相交流电源供电，两相互为冗余； ②如果附近有经常开关的大功率用电设备，应采用超级隔离变压器，将其初级、次级绕组间的屏蔽层可靠接地，能很好地隔离共模干扰； ③若电网电压波动很严重，应采用交流电子调压器，快速稳定输入电压； ④为了保证控制的连续性，应装设不间断供电电源UPS。 DCS系统中的主要电源设备是AC/DC转换设备，主要包含三种类型：线性电源、开关电源和不间断供电电源UPS，其中线性电源现在已经基本不再使用。 ㈠线性电源 线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路及保护电路等，如图11-25所示。 线性电源是先将交流电经过工频变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压，要得到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压，这种电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小(可以达到5mV)，而且没有开关电源具有的干扰与噪声。 但是，它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，而且电压反馈电路是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的散热片。这种电源不适合计算机等设备的需要，将逐步被开关电源所取代。 ㈡开关电源 开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路及保护电路等，如图11-26所示。 开关电源各部分的功能如下所述。 (1)输入滤波 消除电网(如电动机的启动、电器的开关)和雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。 (2)整流滤波 将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。 (3)逆变器 通过控制变压器的原边的通断，等价于将原边的直流电平变成高频交流电平，然后通过高频变压器，起到将输出部分与输人电网隔离的作用。同时，每开关一次就将一份能量传递到副边(开关型电源变换的机理)。 (4)输出整流滤波器 将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。 (5)控制电路 检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。调制振荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的稳定。 (6)保护电路 当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。 ⑺辅助电源 为控制电路和保护电路供电。 开关电源是将交流电先整流成直流电，再将直流电逆变成交流电，再整流输出所需要的直流电压。这样开关电源省去了线性电源中的变压器，以及电压反馈电路。而开关电源中的逆变电路完全是数字调整，同样能达到非常高的调整精度。 开关电源的主要优点有体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20％～3