CN111010750A

CN111010750A - 一种减小电加热负荷冲击的控制方法

Info

Publication number: CN111010750A
Application number: CN201911378386.9A
Authority: CN
Inventors: 宋超; 郎茂坤; 杨波; 汪涛
Original assignee: Hengli Eletek Co ltd
Current assignee: Hengli Eletek Co ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-04-14

Abstract

本发明公开了一种减小电加热负荷冲击的控制方法，包括电源控制系统、分时错峰触发系统、加热系统与报警保护系统,所述电源控制系统包括塑壳断路器QF1、交流接触器KM1、两位带灯旋钮SA、交流电流互感器TA与交流电流表A；所述分时错峰触发系统包括上位机系统、控制系统PLC与固态继电器SSR；所述加热系统包括热电偶TC和加热电阻丝R；所述报警保护系统包括报警灯HA、中间继电器KA。优点在于：本发明利用控制系统PLC程序计算的分时时间，延迟输出PWM控制信号，分时触发多回路的固态继电器SSR接通主电路，并加以报警保护及指示。

Description

一种减小电加热负荷冲击的控制方法

技术领域

本发明涉及电加热控制技术领域，尤其涉及一种减小电加热负荷冲击的控制方法。

背景技术

加热控制系统是辊道炉功率输出及温度控制的核心系统，根据功率输出的触发控制方式不同，辊道炉的电加热方式可分为以下两种。

调压控制方式主要使用电力调整器SCR，其运用交流-交流变换器的原理，将晶闸管开关器件串接在交流电源和交流负载之间，接收模拟电压/电流信号，控制相控角α改变晶闸管开关器件的通、断状态，控制负载上的电压波形，从而控制负载的交流电功率。此种方式已广泛应用于锂电粉体材料烧结辊道炉，但其缺陷是产生谐波干扰和无功功率，功率因素在0.58-0.75之间，对配电系统产生污染，因此在投用前必须配置大容量谐波处理及无功补偿装置，直接增大投入成本，降低经济性。

全压控制方式主要使用固态继电器SSR，其运用固态继电器无机械触点、无噪音、开关速度快的特点，接收PWM/模拟控制信号，控制加热主电路的导通和关断时间，以全压方式调节输出功率。此种方式也广泛应用于锂电粉体材料烧结辊道炉，但其在多回路大功率加热时，因其开关特性会产生较大的电流波动，对配电系统产生负荷电流冲击。

为了减少设备运行对配电系统产生污染，减小负荷冲击，降低投用成本及设备造价，现有必要发明一种减小电加热负荷冲击的控制方法，并兼有报警保护指示装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种减小电加热负荷冲击的控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种减小电加热负荷冲击的控制方法，包括电源控制系统、分时错峰触发系统、加热系统与报警保护系统,所述电源控制系统包括塑壳断路器QF1、交流接触器KM1、两位带灯旋钮SA、交流电流互感器TA与交流电流表A；所述分时错峰触发系统包括上位机系统、控制系统PLC与固态继电器SSR；所述加热系统包括热电偶TC和加热电阻丝R；所述报警保护系统包括报警灯HA、中间继电器KA。

在上述的一种减小电加热负荷冲击的控制方法中，所述塑壳断路器QF1的二次侧接入固态继电器SSR主电路的输入端，所述固态继电器SSR主电路的输出端输出穿过交流电流互感器TA与交流接触器KM1主触点的输入端连接，所述交流电流互感器TA二次信号与交流电流表A连接，所述交流接触器KM1主触点的输出端与加热电阻丝R的一端连接，所述加热电阻丝R另一端与零线连接。

在上述的一种减小电加热负荷冲击的控制方法中，所述热电偶TC与控制系统PLC的热电偶信号输入端连接，所述控制系统PLC晶体管输出端与入固态继电器SSR的触发控制信号输入端连接，所述控制系统PLC数字量输出端与入中间继电器KA的线圈连接。

在上述的一种减小电加热负荷冲击的控制方法中，所述中间继电器KA的常闭触点与两位带灯旋钮SA常开触点的一端串联，所述两位带灯旋钮SA常开触点的另一端与交流接触器KM1线圈的一端串联，所述交流接触器KM1线圈的另一端与零线连接，所述两位带灯旋钮SA的指示灯并联接入交流接触器KM1线圈的两端。

在上述的一种减小电加热负荷冲击的控制方法中，所述中间继电器KA的常开触点与报警灯HA的一端串联，所述报警灯HA的另一端与零线连接。

与现有的技术相比，本发明优点在于：本发明利用控制系统PLC程序计算的分时时间，延迟输出PWM控制信号，分时触发多回路的固态继电器SSR接通主电路，并加以报警保护及指示。

1、将不同回路固态继电器SSR的PWM输入控制信号在同一控制周期内分时触发，错开加热回路导通时间，减小多回路电流同时输出累积造成的负荷冲击；

2、加热主电路输出电流可通过交流电流互感器TA与交流电流表A指示，可用作判断加热输出状态；

3、中间继电器KA起到超温偏差保护及报警指示作用，如果固态继电器SSR击穿常通或者其他原因造成热电偶TC检测到的实际温度高于设定温度，可通过中间继电器KA自动切断交流接触器KM1主触点，防止加热过度并通过报警灯指示报警，同时可在上位机系统实现报警事件记录，并且在超温偏差恢复后，自动吸合交流接触器KM1主触点。

附图说明

图1为本发明提出的一种减小电加热负荷冲击的控制方法的控制电路图；

图2为本发明提出的一种减小电加热负荷冲击的控制方法中的分时计算框图；

图3为本发明提出的一种减小电加热负荷冲击的控制方法中的效果对比波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-3，一种减小电加热负荷冲击的控制方法，包括电源控制系统、分时错峰触发系统、加热系统与报警保护系统,电源控制系统包括塑壳断路器QF1、交流接触器KM1、两位带灯旋钮SA、交流电流互感器TA与交流电流表A；分时错峰触发系统包括上位机系统、控制系统PLC与固态继电器SSR；加热系统包括热电偶TC和加热电阻丝R；报警保护系统包括报警灯HA、中间继电器KA；其中，塑壳断路器QF1的二次侧接入固态继电器SSR主电路的输入端，SSR主电路的输出端输出穿过交流电流互感器TA接交流接触器KM1主触点的输入端，交流电流互感器TA二次信号接交流电流表A，交流接触器KM1主触点的输出端接加热电阻丝R一端，加热电阻丝R另一端接零线。热电偶TC接入控制系统PLC热电偶信号输入端，控制系统PLC晶体管输出端接入固态继电器SSR触发控制信号输入端，控制系统PLC数字量输出端接入中间继电器KA的线圈。中间继电器KA的常闭触点与两位带灯旋钮SA常开触点的一端串联，两位带灯旋钮SA常开触点的另一端与交流接触器KM1线圈的一端串联，交流接触器KM1线圈的另一端接零线，两位带灯旋钮SA的指示灯并联接入交流接触器KM1线圈的两端。中间继电器KA的常开触点与报警灯HA的一端串联，报警灯HA的另一端接零线；

参照图2，本发明的分时计算框图。预先在上位机系统设定两个回路的输出MV限幅值H1、H2，控温程序PID运算采集热电偶TC的检测温度PV和上位机系统设定的目标温度SP，如果计算得出的MV输出值大于MV限幅值，将以MV限幅值输出；如果计算得出的MV输出值小于MV限幅值，将以计算出的MV值输出。开启分时触发模式时，在两个回路的设定MV限幅值H1+H2≤100％的条件下分时控制有效，分时触发回路的PWM延时输出时间△T＝H1×T，T为PWM的周期时间。

图1中两位带灯加热旋钮打开后，交流接触器KM1线圈得电，控制系统PLC程序采样运算，旋钮指示灯亮，表示当前加热开启。分时触发模式开启前，控制系统PLC程序正常输出PWM信号触发回路1、回路2的固态继电器，通过交流互感器TA及交流电流表A可监控回路1、回路2的输出电流是同时变化的。分时触发模式开启后，控制系统PLC程序输出回路2的PWM信号将按△T时间与回路1的PWM信号分时输出，固态继电器SSR在同一周期内不同时段触发，不存在时间重合，因此回路1、回路2的加热电流不会叠加，通过交流互感器TA及交流电流表A可监控回路1、回路2的输出电流是交替变化的，效果如图3所示，分时错峰后的负载总电流峰值是分时错峰前的50％。

当热电偶TC检测到的温度PV高于上位机系统设定温度SP+超温偏差上限值时，控制系统PLC程序停止MV输出并输出数字量信号驱动中间继电器KA线圈得电，中间继电器KA常闭触点断开切断图1中交流接触器KM1线圈，交流接触器KM1主触点断开切断加热主电路，同时中间继电器KA常开触点吸合接通报警灯HA发出超温报警指示，并由上位机系统完成输出事件记录。

进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种减小电加热负荷冲击的控制方法，包括电源控制系统、分时错峰触发系统、加热系统与报警保护系统,其特征在于，所述电源控制系统包括塑壳断路器QF1、交流接触器KM1、两位带灯旋钮SA、交流电流互感器TA与交流电流表A；所述分时错峰触发系统包括上位机系统、控制系统PLC与固态继电器SSR；所述加热系统包括热电偶TC和加热电阻丝R；所述报警保护系统包括报警灯HA、中间继电器KA。

2.根据权利要求1所述的一种减小电加热负荷冲击的控制方法，其特征在于，所述塑壳断路器QF1的二次侧接入固态继电器SSR主电路的输入端，所述固态继电器SSR主电路的输出端输出穿过交流电流互感器TA与交流接触器KM1主触点的输入端连接，所述交流电流互感器TA二次信号与交流电流表A连接，所述交流接触器KM1主触点的输出端与加热电阻丝R的一端连接，所述加热电阻丝R另一端与零线连接。

3.根据权利要求1所述的一种减小电加热负荷冲击的控制方法，其特征在于，所述热电偶TC与控制系统PLC的热电偶信号输入端连接，所述控制系统PLC晶体管输出端与入固态继电器SSR的触发控制信号输入端连接，所述控制系统PLC数字量输出端与入中间继电器KA的线圈连接。

4.根据权利要求1所述的一种减小电加热负荷冲击的控制方法，其特征在于，所述中间继电器KA的常闭触点与两位带灯旋钮SA常开触点的一端串联，所述两位带灯旋钮SA常开触点的另一端与交流接触器KM1线圈的一端串联，所述交流接触器KM1线圈的另一端与零线连接，所述两位带灯旋钮SA的指示灯并联接入交流接触器KM1线圈的两端。

5.根据权利要求1所述的一种减小电加热负荷冲击的控制方法，其特征在于，所述中间继电器KA的常开触点与报警灯HA的一端串联，所述报警灯HA的另一端与零线连接。