安科瑞 邱紅
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇 江陰 214405
摘要：在電爐溫控柜中，當(dāng)加熱器處于加熱狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生諧波，此時(shí)普通的功率變送器若無法準(zhǔn)確測得所需電參量將會(huì)導(dǎo)致溫控系統(tǒng)誤動(dòng)作，造成嚴(yán)重后果。本文介紹一種BD-4E智能電量變送器，在有諧波干擾時(shí)能準(zhǔn)確測量系統(tǒng)各項(xiàng)電參量，并轉(zhuǎn)換為多路模擬量信號輸出給各控制單元，以保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。
關(guān)鍵字：電爐溫控柜、諧波、智能電量變送器
1、概述
近年來隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對環(huán)境及能源問題認(rèn)識日益加深，現(xiàn)代工業(yè)朝著節(jié)能與環(huán)保的大方向發(fā)展，在這種趨勢推動(dòng)下，燃燒爐已經(jīng)*退出歷史舞臺，而電爐在這方面的優(yōu)勢使得其在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。因此實(shí)現(xiàn)我國電爐的自動(dòng)化，達(dá)到控制爐溫，提高成品率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排已成為近幾年來一項(xiàng)重要的研究課題。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)體系越來越數(shù)字化、智能化和集成化，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備日益趨向于自動(dòng)化控制管理。而在自動(dòng)控制領(lǐng)域中，溫度檢測與控制占有很重要的地位，具有獨(dú)立工作的溫度檢測與控制系統(tǒng)的電爐溫控柜越來越被人們關(guān)注。
2、電爐溫控柜的組成以及工作原理
為了方便維修與檢驗(yàn)，電爐溫控柜內(nèi)每一個(gè)加熱器的控制回路均是獨(dú)立控制，一次回路是由空氣開關(guān)、SCR電力調(diào)整器、BD-4E智能電量變送器、PT100和工業(yè)電爐的加熱元件部分組成（如圖1），當(dāng)溫控柜處于加熱狀態(tài)時(shí)，由智能電量變送器BD-4E測量當(dāng)前電氣回路功率，將轉(zhuǎn)換的4-20mA數(shù)字信號反饋給SCR電力調(diào)整器，SCR電力調(diào)整器然后與所設(shè)定的恒定功率進(jìn)行比較運(yùn)算，運(yùn)算后的數(shù)字結(jié)果再由調(diào)節(jié)儀進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，變成脈沖控制信號來控制可控硅導(dǎo)通角大小，從而調(diào)節(jié)主回路加熱元件功率大小，使電爐的溫度穩(wěn)定保持在設(shè)定溫度的工作狀態(tài)。
圖1電爐溫控柜控制回路圖
電爐溫控柜二次輔助回路（如圖2）主要由指示燈、按鈕、開關(guān)、溫度報(bào)警器等組成，實(shí)現(xiàn)超溫報(bào)警、運(yùn)行和停止指示、本地或者遠(yuǎn)程啟動(dòng)、停止加熱等功能。
圖2電爐溫控柜二次輔助回路圖
在電爐溫度控制過程中，由于可控硅在不斷調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率輸出，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生諧波干擾變送器的功率測量，使SCR電力調(diào)整器接收到錯(cuò)誤的數(shù)字信號而誤調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率，zui終導(dǎo)致溫控柜無法正常運(yùn)行。因此，一個(gè)在諧波干擾下能正確測量功率的變送器在溫控柜系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。
3、BD-4E智能電量變送器的特點(diǎn)
BD-4E智能電量變送器具有如下特點(diǎn)：是一款高性價(jià)比的變送器，采用ADE7858高精度、三相電能計(jì)量IC，內(nèi)置多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)字積分器、基準(zhǔn)電壓源電路及所有必需的信號處理電路，實(shí)現(xiàn)總(基波和諧波)有功/無功/視在功率測量和有效值計(jì)算，以及基波有功/無功功率測量和有效值計(jì)算真有效值測量，在有諧波干擾下正確的測量各項(xiàng)電力參數(shù)；且各相均具有系統(tǒng)校準(zhǔn)功能，即有效值偏移失調(diào)校正、相位校準(zhǔn)和增益校準(zhǔn)；同時(shí)它替代了過去的電流、電壓、功率、 功率因數(shù)、有功電度、無功電度等一系列變送器，可大大降低系統(tǒng)成本, 方便現(xiàn)場布線，提高系統(tǒng)的可靠性；還可與其他廠家的控制模塊掛在同一485總線上，且便于計(jì)算機(jī)編程，用戶可輕松地構(gòu)建自己的測控系統(tǒng)。其主要的功能與技術(shù)指標(biāo)如下：
輸入信號：三相交流電壓、電流 輸入頻率：45～65Hz；
電壓量程： 100V、220V、380V、450V可選；
電流量程： 1A、2A、（20A、50A、100A、200A、500A、1000A 須外置電流傳感器）等可選；
過載能力：1.2倍量程輸入可正確測量；瞬間電流10倍/1秒，瞬間電壓2倍/1秒；
模擬量輸出：zui多可帶4路模擬量信號輸出；
通訊輸出數(shù)據(jù)：三相相電壓Ua、Ub、Uc；三相電流Ia、Ib、Ic；有功功率P、無功功率Q，功率因數(shù)PF，分相有功功率Pa、Pb、Pc，分相無功功率Qa、Qb、Qc；吸收、釋放有功電度，感性、容性無功電度 ；
輸出接口：RS-485 二線制，標(biāo)準(zhǔn) MODBUS-RTU協(xié)議；
通訊速率（Bps）：1200、2400、4800、9600、19200、38400；
輔助電源采用AC/DC 85-265V供電，使用時(shí)無需擔(dān)心電源電壓波動(dòng)影響。
4、結(jié)論
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們的環(huán)保意識以及安全意識將會(huì)越來越高，電爐溫控系統(tǒng)將會(huì)越來越普及。此電爐溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合自動(dòng)化發(fā)展的方向，使電爐能夠安全運(yùn)行；同時(shí)BD-4E智能電量變送器在諧波干擾下能給調(diào)整器提供準(zhǔn)確的模擬量信號，使其控制電爐內(nèi)溫度，提高了電爐的可靠性和安全性。
參考文獻(xiàn)：
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[2]雷建軍 朱華 關(guān)于Fuzzy-pid的電阻爐溫度控制系統(tǒng)[J] 微計(jì)算機(jī)信息，2003
作者簡介：
邱紅（1990－），女，本科，工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)
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