CN113589751B - 一种电阻式电加热管多路使用控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电阻式电加热管多路使用控制装置及方法，装置包括：PLC可编程控制器、电参仪表、电流互感器、接触器模块以及n路电加热管；PLC可编程控制器分别与电参仪表和接触器模块连接，PLC可编程控制器用于采集电参仪表的电流实际值，并根据电流实际值产生控制信号；电流互感器还与接触器模块以及电加热管供电主电路连接，电流互感器用于检测每一路电加热管的电流信号；电参仪表与所述电流互感器连接，电参仪表用于接收电流信号，并将电流信号换算成电流实际值；接触器模块包括多个交流接触器，每一个所述交流接触器与一路电加热管连接，交流接触器用于控制电加热管的运行或者停止。本发明的装置能够对供电变压器进行保护。

Description

一种电阻式电加热管多路使用控制装置及方法

技术领域

本发明涉及电阻式电加热管控制领域，特别是涉及一种电阻式电加热管多路使用控制装置及方法。

背景技术

随着国家倡导“零排放”指导思想，能源利用逐步倾向于清洁能源。对于加热类能源利用既性能稳定又不受全天候影响的能源方式是电直接转热。

电阻式电加热管是利用焦耳效应原理产生热量，电流通过电阻时，电阻对电流有阻碍作用，而电流要克服电阻的阻碍就要做功，因为能的转化是靠做功来衡量的，所以电流能做多少功，就有多少热量产生。这就是电阻式电加热管的加热原理。

民用、工业行业中使用电阻式电加热管加热都是直接给电加热管供电，特别是大功率电加热管运行时，未考虑电加热管运行过程中出现故障时对变压器造成影响或损坏。电加热管的电阻值是固定的，当供电电压发生变化时，其运行电流也相应发生变化(供电电压降低电流减小、供电电压升高电流增大)，且三相供电的电加热管如果有一相电阻烧坏，其它两相电流变化不大，但这样长期运行会造成变压器偏相运行，如果电加热管电功率很大，出现这种情况会损坏变压器。

例如，油田对于稠油开采主要就是通过加热的方式降低稠油的粘度，而目前性价比最高的电加热方式是采用电阻式电加热管。随着稠油开采过程中需求热量越来越多，电加热的需求电功率越来越大，及现场变压器增容受限，根据热量需求一般是采用多组电加热管投入加热，而同时投入电加热管电功率需求较大及电加热管出现缺相运行时都会对供电变压器造成影响，甚至造成损坏，容易造成加热装置的误报警。

发明内容

本发明的目的是提供一种电阻式电加热管多路使用控制装置及方法，以解决现有技术中同时将多路电阻式电加热管投入使用，会对供电变压器造成损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电阻式电加热管多路使用控制装置，包括：PLC可编程控制器、电参仪表、电流互感器、接触器模块以及n路电加热管，n为电加热管的个数；

所述PLC可编程控制器分别与所述电参仪表和所述接触器模块连接，所述PLC可编程控制器用于采集所述电参仪表的电流实际值，并根据所述电流实际值产生控制信号以控制所述接触器模块；

所述电流互感器还与所述接触器模块以及电加热管供电主电路连接，所述电流互感器用于检测每一路所述电加热管的电流信号；

所述电参仪表与所述电流互感器连接，所述电参仪表用于接收所述电流信号，并将所述电流信号换算成所述电流实际值；

所述接触器模块包括多个交流接触器，所述交流接触器的个数与所述电加热管的个数相等；每一个所述交流接触器与一路所述电加热管连接，所述交流接触器用于控制所述电加热管的运行或者停止。

可选的，所述交流接触器具体包括线圈和三个主触点；

所述PLC可编程控制器与所述线圈连接，所述线圈分别与所述主触点连接；任一所述主触点连接每一路电加热管的A相、B相或C相；所述线圈根据所述控制信号控制主触点的闭合和断开。

一种电阻式电加热管多路使用控制方法，所述方法应用于上述电阻式电加热管多路使用控制装置，所述电阻式电加热管多路使用控制方法包括：

启动第一路电加热管，经过时间t后，判断所述第一路电加热管能否正常运行；

若所述第一路电加热管不能正常运行，关闭对应的交流接触器；

若所述第一路电加热管能正常运行，经过时间t₁后，启动下一路电加热管，使每路电加热管逐个投入使用；

当所有电加热管均投入使用后，计算电加热管的运行总电流；

将所述运行总电流与实际运行总电流对比，判断所有电加热管是否安全运行；

若电加热管不能安全运行，确定电加热管出现故障，并关闭所有交流接触器；

若电加热管能安全运行，无动作。

可选的，所述启动第一路电加热管，经过时间t后，判断所述第一路电加热管能否正常运行，具体包括：

获取第一路电加热管的第一实际电流值；所述第一实际电流值为所述第一路电加热管运行前的电流值；

启动所述第一路电加热管，并获取所述第一路电加热管的第二实际电流值；所述第二实际电流值为所述第一路电加热管运行时间t后的电流值；

将所述第二实际电流值与所述第一实际电流值作差，得到第一电流变化值；

根据所述第一电流变化值判断所述第一路电加热管是否正常运行。

可选的，所述第一实际电流值包括每一路电加热管的运行前A相电流、运行前B相电流和运行前C相电流；所述第二实际电流值包括每一路电加热管的运行后A相电流、运行后B相电流和运行后C相电流。

可选的，所述将所述第二实际电流值与所述第一实际电流值作差，得到第一电流变化值，具体包括：

将所述运行后A相电流与所述运行前A相电流作差，得到A相电流变化值；

将所述运行后B相电流与所述运行前B相电流作差，得到B相电流变化值；

将所述运行后C相电流与所述运行前C相电流作差，得到C相电流变化值。

可选的，所述根据所述第一电流变化值判断所述第一路电加热管是否正常运行，具体包括：

将所述A相电流变化值分别与A相运行电流最小值和A相运行电流最大值进行比较；

将所述B相电流变化值分别与B相运行电流最小值和B相运行电流最大值进行比较；

将所述C相电流变化值分别与C相运行电流最小值和C相运行电流最大值进行比较；

所述A相电流变化值不在第一设定范围内且所述B相电流变化值不在第二设定范围内且所述C相电流变化值不在第三设定范围内，确定当前投入使用的电加热管不能正常运行；

所述A相电流变化值在所述第一设定范围内且所述B相电流变化值在所述第二设定范围内且所述C相电流变化值在所述第三设定范围内，确定当前投入使用的电加热管能正常运行；所述第一设定范围为[A相运行电流最小值,A相运行电流最大值]，所述第二设定范围为[B相运行电流最小值,B相运行电流最大值]，所述第三设定范围为[C相运行电流最小值,C相运行电流最大值]。

可选的，所述当所有电加热管均投入使用后，计算电加热管的运行总电流，具体包括：

所述运行总电流为A相运行总电流、B相运行总电流或者C相运行总电流；

根据公式I_A总＝I_A正常*C确定所述A相运行总电流；其中C为投入使用的电加热管数量；I_A总为A相运行总电流；I_A正常为A相正常电流；

根据公式I_B总＝I_B正常*C确定所述B相运行总电流；其中，I_B总为B相运行总电流；I_B正常为B相正常电流；

根据公式I_C总＝I_C正常*C确定所述C相运行总电流；其中，I_C总为C相运行总电流；I_C正常为C相正常电流。

可选的，所述将所述运行总电流与实际运行总电流对比，判断所述电加热管是否安全运行，具体包括：

所述实际运行总电流为A相实际运行总电流、B相实际运行总电流或者C相实际运行总电流；

将所述A相运行总电流进行放大，确定A相运行总电流最大值和A相运行总电流最小值；

将所述B相运行总电流进行放大，确定B相运行总电流最大值和B相运行总电流最小值；

将所述C相运行总电流进行放大，确定C相运行总电流最大值和C相运行总电流最小值；

所述A相实际运行总电流不在第四设定范围内且所述B相实际运行总电流不在第五设定范围内且所述C相实际运行总电流不在第六设定范围内，确定电加热管出现故障，并关闭所有接触器；

所述A相实际运行总电流在所述第四设定范围内且所述B相实际运行总电流在所述第五设定范围内且所述C相实际运行总电流在所述第六设定范围内，确定所述电加热管安全运行；所述第四设定范围为[A相运行总电流最小值,A相运行总电流最大值]，所述第五设定范围为[B相运行总电流最小值,B相运行总电流最大值]，所述第六设定范围为[C相运行总电流最小值,C相运行总电流最大值]。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明通过对第一路电加热管运行后进行判断当前电加热管是否能够安全运行，若不能安全运行，则关闭对应交流接触器，且不能将下一路电加热管投入使用；在确定能够安全运行之后将下一路电加热管投入运行，再次判断当前电加热管是否能够安全运行，直至每一路电加热管均投入运行，避免了所有电加热管同时投入使用，会对供电变压器造成损坏的问题，从而对供电变压器进行保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电阻式电加热管多路使用控制装置的原理图；

图2为本发明提供的一种电阻式电加热管多路使用控制方法的流程图。

符号说明：1-PLC可编程控制器；2-电参仪表；3-交流互感器；4-交流接触器；5-电加热管；6-电加热管供电主电路。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电阻式电加热管多路使用控制方法及装置，以解决现有技术中同时将多路电阻式电加热管投入使用，会对供电变压器造成损坏的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

PLC可编程控制器通过控制程序控制交流接触器的运行并通过标准信号(4-20mA)或485通讯采集电参仪表的电流值，根据交流接触器运行时的电流变化判断电加热管是否正常，从而判断交流接触器是运行还是停止。

图1为本发明提供的一种电阻式电加热管多路使用控制装置的原理图，如图1所示，一种电阻式电加热管多路使用控制装置，包括：PLC可编程控制器1、电参仪表2、电流互感器3、接触器模块以及n路电加热管5，n为电加热管5的个数。

所述PLC可编程控制器1分别与所述电参仪表2和所述接触器模块连接，所述PLC可编程控制器1用于采集所述电参仪表2的电流实际值，并根据所述电流实际值产生控制信号以控制所述接触器模块。PLC可编程控制器1根据采集的数据，通过相应的公式计算及数据的比较，准确判断出电加热管5的电流变化是否正常并生成控制信号，控制相应的交流接触器运行或停止。

所述电流互感器3还与所述接触器模块以及电加热管供电主电路6连接，所述电流互感器3用于检测每一路所述电加热管5的电流信号。电流互感器3检测三相动力主线路的电流实际值，将电流实际值转换为电流换算信号(0-5A)，然后通过电流信号电路反馈给电参仪表2。电流互感器3安装在三相动力主线路中，当三相动力主线路有电流产生时，电流互感器3就会输出相应的电流信号，此电流信号标准值是0-5A。电流互感器3根据变比确定电流实际值，例如：电流互感器3的变比是150/5，就是电流互感器3输出电流信号为1A时、其检测的三相动力主线路的实际电流是30A，电流互感器3输出电流信号为4A时、其检测的三相动力主线路的实际电流是120A。

所述电参仪表2与所述电流互感器3连接，所述电参仪表2用于接收所述电流信号，并将所述电流信号换算成所述电流实际值。电参仪表2接收电流互感器3反馈的电流换算信号(0-5A)，将电流换算信号转换为电流实际值，并将电流实际值通过标准信号(4-20mA)或485通讯传输给PLC可编程控制器1。

所述接触器模块包括多个交流接触器，所述交流接触器的个数与所述电加热管5的个数相等；每一个所述交流接触器与一路所述电加热管5连接，所述交流接触器用于控制所述电加热管5的运行或者停止。交流接触器的作用是主触点闭合时对三相电加热管供电，主触点断开时停止对三相电加热管供电。

在一个具体实施方式中，所述交流接触器具体包括线圈和三个主触点。

所述PLC可编程控制器1与所述线圈连接，所述线圈分别与所述主触点连接；线圈通电后生磁、磁力带动主触点闭合，反之，线圈断电失磁、磁力消失主触点断开。任一所述主触点连接每一路电加热管5的A相、B相或C相；所述线圈根据所述控制信号控制主触点的闭合和断开。

多路电加热管5的运行顺序，以三路电加热管5为例：三路电加热管5定义为第一路电加热管、第二路电加热管、第三路电加热管(每路电加热管5电功率相同)，启动顺序：先启动第一路电加热、延时后启动第二路电加热、再延时后启动第三路电加热。根据电加热管5动作顺序开发出电加热管多路使用时综合保护控制系统即电阻式电加热管多路使用控制装置，以满足电加热管5在任何运行情况都不会对供电变压器或电器件造成影响或损坏。

图2为本发明提供的一种电阻式电加热管多路使用控制方法的流程图，如图2所示，一种电阻式电加热管多路使用控制方法，所述方法应用于上述电阻式电加热管多路使用控制装置，所述电阻式电加热管多路使用控制方法包括：

步骤201：启动第一路电加热管，经过时间t后，判断所述第一路电加热管能否正常运行；若能，执行步骤203；若不能，执行步骤202。

在一个具体实施方式中，所述步骤201，具体包括：

获取第一路电加热管的第一实际电流值；所述第一实际电流值为所述第一路电加热管运行前的电流值。

启动所述第一路电加热管，并获取所述第一路电加热管的第二实际电流值；所述第二实际电流值为所述第一路电加热管运行时间t后的电流值。

将所述第二实际电流值与所述第一实际电流值作差，得到第一电流变化值。

根据所述第一电流变化值判断所述第一路电加热管是否正常运行。

其中，所述将所述第二实际电流值与所述第一实际电流值作差，得到第一电流变化值，具体包括：

将所述运行后A相电流与所述运行前A相电流作差，得到A相电流变化值。

将所述运行后B相电流与所述运行前B相电流作差，得到B相电流变化值。

将所述运行后C相电流与所述运行前C相电流作差，得到C相电流变化值。

其中，所述根据所述第一电流变化值判断所述第一路电加热管是否正常运行，具体包括：

将所述A相电流变化值分别与A相运行电流最小值和A相运行电流最大值进行比较。

将所述B相电流变化值分别与B相运行电流最小值和B相运行电流最大值进行比较。

将所述C相电流变化值分别与C相运行电流最小值和C相运行电流最大值进行比较。

当所述A相电流变化值小于所述A相运行电流最小值或者所述A相电流变化值大于所述A相运行电流最大值时，或者当所述B相电流变化值小于所述B相运行电流最小值或者所述B相电流变化值大于所述B相运行电流最大时，或者当所述C相电流变化值小于所述C相运行电流最小值或者所述C相电流变化值大于所述C相运行电流最大值时，确定当前投入使用的电加热管不能正常运行。

当所述A相电流变化值大于或者等于所述A相运行电流最小值且小于或者等于所述A相运行电流最大值，且当所述B相电流变化值大于或者等于所述B相运行电流最小值且小于或者等于所述B相运行电流最大值，且当所述C相电流变化值大于或者等于所述C相运行电流最小值且小于或者等于所述C相运行电流最大值，确定当前投入使用的电加热管能正常运行。

其中，所述第一实际电流值包括每一路电加热管的运行前A相电流、运行前B相电流和运行前C相电流；所述第二实际电流值包括每一路电加热管的运行后A相电流、运行后B相电流和运行后C相电流。

步骤202：关闭对应的交流接触器。

步骤203：经过时间t₁后，启动下一路电加热管，使每路电加热管逐个投入使用。

步骤204：当所有电加热管均投入使用后，计算电加热管的运行总电流。

在一个具体实施方式中，所述步骤204，具体包括：

所述运行总电流为A相运行总电流、B相运行总电流或者C相运行总电流。

根据公式I_A总＝I_A正常*C确定所述A相运行总电流；其中C为投入使用的电加热管数量；I_A总为A相运行总电流；I_A正常为A相正常电流。

根据公式I_B总＝I_B正常*C确定所述B相运行总电流；其中，I_B总为B相运行总电流；I_B正常为B相正常电流。

根据公式I_C总＝I_C正常*C确定所述C相运行总电流；其中，I_C总为C相运行总电流；I_C正常为C相正常电流。

步骤205：将所述运行总电流与实际运行总电流对比，判断所有电加热管是否安全运行；若不能，执行步骤206；若能，执行步骤207。

在一个具体实施方式中，所述步骤205，具体包括：

所述实际运行总电流为A相实际运行总电流、B相实际运行总电流或者C相实际运行总电流。

将所述A相运行总电流进行放大，确定A相运行总电流最大值和A相运行总电流最小值。

将所述B相运行总电流进行放大，确定B相运行总电流最大值和B相运行总电流最小值。

将所述C相运行总电流进行放大，确定C相运行总电流最大值和C相运行总电流最小值。

将所述A相实际运行总电流分别与所述A相运行总电流最大值和所述A相运行总电流最小值进行比较。

将所述B相实际运行总电流分别与所述B相运行总电流最大值和所述B相运行总电流最小值进行比较。

将所述C相实际运行总电流分别与所述C相运行总电流最大值和所述C相运行总电流最小值进行比较。

步骤206，确定电加热管出现故障，并关闭所有交流接触器。当所述A相实际运行总电流大于所述A相运行总电流最大值或者小于所述A相运行总电流最小值时，或者当所述B相实际运行总电流大于所述B相运行总电流最大值或者小于所述B相运行总电流最小值时，或者当所述C相实际运行总电流大于所述C相运行总电流最大值或者小于所述C相运行总电流最小值时，确定电加热管出现故障，并关闭所有交流接触器。

步骤207，无动作。当所述A相实际运行总电流小于或者等于所述A相运行总电流最大值且大于或者等于所述A相运行总电流最小值时，且当所述B相实际运行总电流小于或者等于所述B相运行总电流最大值且大于或者等于所述B相运行总电流最小值时，且当所述C相实际运行总电流小于或者等于所述C相运行总电流最大值且大于或者等于所述C相运行总电流最小值时，确定所述电加热管安全运行。

下面根据一个具体实施方式，对本发明的电阻式电加热管多路使用控制方法进行说明。

电阻式电加热管多路使用控制方法应用在电加热管启动过程中和电加热管启动完成后持续运行中。

三相电加热管供电方式是三相电源，三相电源分别为:A相、B相、C相。

启动第一路电加热管，经过时间t后，判断所述第一路电加热管能否正常运行。t为每路电加热启动时间。

第一路电加热管运行时，先确认第一路电加热管运行前和运行后的实际电流值，在通过运行后和运行前的电流变化确定第一路电加热管的三相电流是否正常，从而判断第一路电加热管是继续运行还是停止。

当第一路电加热管投入运行前，检测第一路电加热管运行前A相电流、第一路电加热管运行前B相电流以及第一路电加热管运行前C相电流,在第一路电加热管投入运行经t后，检测第一路电加热管运行后A相电流、第一路电加热管运行后B相电流以及第一路电加热管运行后C相电流，确定第一路电加热管A相电流变化值、第一路电加热管B相电流变化值以及第一路电加热管C相电流变化值，第一路电加热管A相电流变化值为第一路电加热管运行后A相电流与第一路电加热管运行前A相电流之差，第一路电加热管B相电流变化值为第一路电加热管运行后B相电流与第一路电加热管运行前B相电流之差，第一路电加热管C相电流变化值为第一路电加热管运行后C相电流与第一路电加热管运行前C相电流之差；此时，如果第一路电加热管A相电流变化值小于第一路电加热管运行A相电流最小值或者大于第一路电加热管运行A相电流最大值，或第一路电加热管B相电流变化值小于第一路电加热运行B相电流最小值或者大于第一路电加热管运行B相电流最大值，或第一路电加热管运行C相电流变化值小于第一路电加热管运行C相电流最小值或者大于第一路电加热运行C相电流最大值，则表示第一路电加热管不能正常运行，执行步骤202，关闭对应的交流接触器，使第一路电加热管停止运行；如果第一路电加热管A相电流变化值在第一路电加热运行A相电流最小值与第一路电加热运行A相电流最大值之间，且第一路电加热管B相电流变化值在第一路电加热运行B相电流最小值与第一路电加热运行B相电流最大值之间，且第一路电加热管C相电流变化值在第一路电加热运行C相电流最小值与第一路电加热运行C相电流最大值之间，则表示第一路电加热管能正常运行，执行步骤203，继续投入运行同时C加1。

第一路电加热管运行t₁后，在启动第二路电加热管前，先确认当前电加热管的实际电流，然后经t后确定实际电流的变化情况，在通过第二路电加热管运行后和运行前的实际电流差确定第二路电加热管的三相电流是否正常，从而判断第二路电加热管是继续运行还是停止。t₁为下一路电加热管启动前当前电加热管的运行时间。

当经t₁后，启动第二路电加热管，检测第二路电加热管运行前A相电流、第二路电加热管运行前B相电流以及第二路电加热管运行前C相电流，在第二路电加热管投入运行经t后，检测第二路电加热管运行后A相电流、第二路电加热管运行后B相电流以及第二路电加热管运行后C相电流，确定第二路电加热管A相电流变化值、第二路电加热管B相电流变化值以及第二路电加热管C相电流变化值，第二路电加热管A相电流变化值为第二路电加热管运行后A相电流与第二路电加热管运行前A相电流之差，第二路电加热管B相电流变化值为第二路电加热管运行后B相电流与第二路电加热管运行前B相电流之差，第二路电加热管C相电流变化值为第二路电加热管运行后C相电流与第二路电加热管运行前C相电流之差。此时，如果第二路电加热管A相电流变化值小于第二路电加热管运行A相电流最小值或者大于第二路电加热管运行A相电流最大值，或第二路电加热管B相电流变化值小于第二路电加热管运行B相电流最小值或者大于第二路电加热管运行B相电流最大值，或第二路电加热管C相电流变化值小于第二路电加热管运行C相电流最小值或者大于第二路电加热管运行C相电流最大值，则表示第二路电加热管不能正常运行，执行步骤202，关闭对应的交流接触器，使第二路电加热管停止运行；如果第二路电加热管A相电流变化值在第二路电加热管运行A相电流最小值与第二路电加热管运行A相电流最大值之间，且第二路电加热管B相电流变化值在第二路电加热管运行B相电流最小值与第二路电加热管运行B相电流最大值之间，且第二路电加热管C相电流变化值在第二路电加热管运行C相电流最小值与第二路电加热管运行C相电流最大值之间，则表示第二路电加热管能正常运行，执行步骤203，继续投入运行同时C加1。

第二路电加热管运行t₁后，在启动第三路电加热管前,先确认当前电加热管的实际电流，然后经t后确定实际电流的变化情况，在通过第三路电加热管运行后和运行前的实际电流差确定第三路电加热管的三相电流是否正常，从而判断第三路电加热管是继续运行还是停止。

当经t₁后，启动第三路电加热管，检测第三路电加热运行前A相电流、第三路电加热运行前B相电流以及第三路电加热运行前C相电流，在第三路电加热管投入运行经t后，检测第三路电加热管运行后A相电流、第三路电加热管运行后B相电流以及第三路电加热管运行后C相电流，确定第三路电加热管A相电流变化值、第三路电加热管B相电流变化值以及第三路电加热管C相电流变化值，第三路电加热管A相电流变化值为第三路电加热管运行后A相电流与第三路电加热管运行前A相电流之差，第三路电加热管B相电流变化值为第三路电加热管运行后B相电流与第三路电加热管运行前B相电流之差，第三路电加热管C相电流变化值为第三路电加热管运行后C相电流与第三路电加热管运行前C相电流之差。此时，如果第三路电加热管A相电流变化值小于第三路电加热管运行A相电流最小值或者大于第三路电加热管运行A相电流最大值，或第三路电加热管B相电流变化值小于第三路电加热管运行B相电流最小值或者大于第三路电加热管运行B相电流最大值，或第三路电加热管C相电流变化值小于第三路电加热管运行C相电流最小值或者大于第三路电加热管运行C相电流最大值，则表示第三路电加热管不能正常运行，执行步骤202，关闭对应的交流接触器，使第二路电加热管停止运行；如果第三路电加热管A相电流变化值在第三路电加热管运行A相电流最小值与第三路电加热管运行A相电流最大值之间，且第三路电加热管B相电流变化值在第三路电加热管运行B相电流最小值与第三路电加热管运行B相电流最大值之间，且第三路电加热管C相电流变化值在第三路电加热管运行C相电流最小值与第三路电加热管运行C相电流最大值之间，则表示第二路电加热管能正常运行，执行步骤204。

待所有电加热管运行后，根据每根电加热管的正常电流值(固定值)和电加热管根数确定电加热管运行总电流，然后把运行总电流放大一定的范围，再跟实际总电流做比较，如果比较的值偏差过大就会判断出运行中的电加热管有出现故障的情况存在。

待所有电加热管都运行一次后，根据公式I_A总＝I_A正常*C确定所述A相运行总电流；其中C为投入使用的电加热管数量；I_A总为A相运行总电流；I_A正常为A相正常电流。

根据公式I_B总＝I_B正常*C确定所述B相运行总电流；其中，I_B总为B相运行总电流；I_B正常为B相正常电流。

根据公式I_C总＝I_C正常*C确定所述C相运行总电流；其中，I_C总为C相运行总电流；I_C正常为C相正常电流。

将所述A相运行总电流、所述B相运行总电流以及所述C相运行总电流进行放大，确定A相运行总电流最大值和A相运行总电流最小值、B相运行总电流最大值和B相运行总电流最小值以及C相运行总电流最大值和C相运行总电流最小值。A相运行总电流最大值为A相运行总电流与总电流最大设定值之和，B相运行总电流最大值为B相运行总电流与总电流最大设定值之和，C相运行总电流最大值为C相运行总电流与总电流最大设定值之和，A相运行总电流最小值为A相运行总电流与总电流最小设定值之差，B相运行总电流最小值为B相运行总电流与总电流最小设定值之差，C相运行总电流最小值为C相运行总电流与总电流最小设定值之差。

当A相实际运行总电流小于A相运行总电流最小值或者大于A相运行总电流最大值，或当B相实际运行总电流小于B相运行总电流最小值或者大于B相运行总电流最大值，或C相实际运行总电流小于C相运行总电流最小值或者大于C相运行总电流最大值时，所有电加热管停止运行。

本发明主要应用在“双空心杆地面循环加热装置”工艺中，循环加热装置热源分为：电加热和天然气加热。而随着热量需求越来越高，需配置的电加热管电功率就越来越高。但现场的供电变压器都偏低，造成了设备在现场使用时对电力负荷的变化要求越来越严格。在设备使用时不仅要保证正常运行，还需考虑设备运行过程中有意外情况出现时对现场供电系统的影响，介于这种情况设计出“电阻式电加热管多路使用控制装置及方法”，通过实时检测电加热管5运行的电流变化，然后通过电流不同的变化来控制电加热管5的运行，减少加热装置运行时对变压器造成影响及避免加热装置误报警。本发明的优点如下：

(1)需求电加热管功率过大时，把电加热管5分为若干个小的电功率，然后运行时逐个投入使用，避免对供电变压器的冲击，造成变压器供电能力波动。

(2)电加热管5长时间使用时会老化，运行时会出现某一相无电流或电流升高，如果在运行过程中不能实时检测电加热管5的性能，当出现某一相电流很小或很大都会造成供电变压器偏相运行，不及时停止电加热管5运行会对变压器或加热装置内的电器件造成损坏。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电阻式电加热管多路使用控制装置，其特征在于，包括：PLC可编程控制器、电参仪表、电流互感器、接触器模块以及n路电加热管，n为电加热管的个数；

所述PLC可编程控制器分别与所述电参仪表和所述接触器模块连接，所述PLC可编程控制器用于采集所述电参仪表的电流实际值，并根据所述电流实际值产生控制信号以控制所述接触器模块；

所述电流互感器还与所述接触器模块以及电加热管供电主电路连接，所述电流互感器用于检测每一路所述电加热管的电流信号；

所述电参仪表与所述电流互感器连接，所述电参仪表用于接收所述电流信号，并将所述电流信号换算成所述电流实际值；

所述接触器模块包括多个交流接触器，所述交流接触器的个数与所述电加热管的个数相等；每一个所述交流接触器与一路所述电加热管连接，所述交流接触器用于控制所述电加热管的运行或者停止；

所述电阻式电加热管多路使用控制装置的控制方法包括：

启动第一路电加热管，经过时间t后，判断所述第一路电加热管能否正常运行；

若所述第一路电加热管不能正常运行，关闭对应的交流接触器；

若所述第一路电加热管能正常运行，经过时间t₁后，启动下一路电加热管，使每路电加热管逐个投入使用；

当所有电加热管均投入使用后，计算电加热管的运行总电流；

将所述运行总电流与实际运行总电流对比，判断所有电加热管是否安全运行；

若电加热管不能安全运行，确定电加热管出现故障，并关闭所有交流接触器；

若电加热管能安全运行，无动作。

2.根据权利要求1所述的电阻式电加热管多路使用控制装置，其特征在于，所述交流接触器具体包括线圈和三个主触点；

所述PLC可编程控制器与所述线圈连接，所述线圈分别与所述主触点连接；任一所述主触点连接每一路电加热管的A相、B相或C相；所述线圈根据所述控制信号控制主触点的闭合和断开。

3.一种电阻式电加热管多路使用控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-2任一所述的电阻式电加热管多路使用控制装置，所述电阻式电加热管多路使用控制方法包括：

启动第一路电加热管，经过时间t后，判断所述第一路电加热管能否正常运行；

若所述第一路电加热管不能正常运行，关闭对应的交流接触器；

若所述第一路电加热管能正常运行，经过时间t₁后，启动下一路电加热管，使每路电加热管逐个投入使用；

当所有电加热管均投入使用后，计算电加热管的运行总电流；

将所述运行总电流与实际运行总电流对比，判断所有电加热管是否安全运行；

若电加热管不能安全运行，确定电加热管出现故障，并关闭所有交流接触器；

若电加热管能安全运行，无动作。

4.根据权利要求3所述的一种电阻式电加热管多路使用控制方法，其特征在于，所述启动第一路电加热管，经过时间t后，判断所述第一路电加热管能否正常运行，具体包括：

获取第一路电加热管的第一实际电流值；所述第一实际电流值为所述第一路电加热管运行前的电流值；

启动所述第一路电加热管，并获取所述第一路电加热管的第二实际电流值；所述第二实际电流值为所述第一路电加热管运行时间t后的电流值；

将所述第二实际电流值与所述第一实际电流值作差，得到第一电流变化值；

根据所述第一电流变化值判断所述第一路电加热管是否正常运行。

5.根据权利要求4所述的一种电阻式电加热管多路使用控制方法，其特征在于，所述第一实际电流值包括每一路电加热管的运行前A相电流、运行前B相电流和运行前C相电流；所述第二实际电流值包括每一路电加热管的运行后A相电流、运行后B相电流和运行后C相电流。

6.根据权利要求5所述的一种电阻式电加热管多路使用控制方法，其特征在于，所述将所述第二实际电流值与所述第一实际电流值作差，得到第一电流变化值，具体包括：

将所述运行后A相电流与所述运行前A相电流作差，得到A相电流变化值；

将所述运行后B相电流与所述运行前B相电流作差，得到B相电流变化值；

将所述运行后C相电流与所述运行前C相电流作差，得到C相电流变化值。

7.根据权利要求6所述的一种电阻式电加热管多路使用控制方法，其特征在于，所述根据所述第一电流变化值判断所述第一路电加热管是否正常运行，具体包括：

将所述A相电流变化值分别与A相运行电流最小值和A相运行电流最大值进行比较；

将所述B相电流变化值分别与B相运行电流最小值和B相运行电流最大值进行比较；

将所述C相电流变化值分别与C相运行电流最小值和C相运行电流最大值进行比较；

所述A相电流变化值不在第一设定范围内且所述B相电流变化值不在第二设定范围内且所述C相电流变化值不在第三设定范围内，确定当前投入使用的电加热管不能正常运行；

所述A相电流变化值在所述第一设定范围内且所述B相电流变化值在所述第二设定范围内且所述C相电流变化值在所述第三设定范围内，确定当前投入使用的电加热管能正常运行；所述第一设定范围为[A相运行电流最小值,A相运行电流最大值]，所述第二设定范围为[B相运行电流最小值,B相运行电流最大值]，所述第三设定范围为[C相运行电流最小值,C相运行电流最大值]。

8.根据权利要求3所述的一种电阻式电加热管多路使用控制方法，其特征在于，所述当所有电加热管均投入使用后，计算电加热管的运行总电流，具体包括：

所述运行总电流为A相运行总电流、B相运行总电流或者C相运行总电流；

根据公式I_A总＝I_A正常*C确定所述A相运行总电流；其中C为投入使用的电加热管数量；I_A总为A相运行总电流；I_A正常为A相正常电流；

根据公式I_B总＝I_B正常*C确定所述B相运行总电流；其中，I_B总为B相运行总电流；I_B正常为B相正常电流；

根据公式I_C总＝I_C正常*C确定所述C相运行总电流；其中，I_C总为C相运行总电流；I_C正常为C相正常电流。

9.根据权利要求8所述的一种电阻式电加热管多路使用控制方法，其特征在于，所述将所述运行总电流与实际运行总电流对比，判断所述电加热管是否安全运行，具体包括：

所述实际运行总电流为A相实际运行总电流、B相实际运行总电流或者C相实际运行总电流；

将所述A相运行总电流进行放大，确定A相运行总电流最大值和A相运行总电流最小值；

将所述B相运行总电流进行放大，确定B相运行总电流最大值和B相运行总电流最小值；

将所述C相运行总电流进行放大，确定C相运行总电流最大值和C相运行总电流最小值；

所述A相实际运行总电流不在第四设定范围内且所述B相实际运行总电流不在第五设定范围内且所述C相实际运行总电流不在第六设定范围内，确定电加热管出现故障，并关闭所有接触器；

所述A相实际运行总电流在所述第四设定范围内且所述B相实际运行总电流在所述第五设定范围内且所述C相实际运行总电流在所述第六设定范围内，确定所述电加热管安全运行；所述第四设定范围为[A相运行总电流最小值,A相运行总电流最大值]，所述第五设定范围为[B相运行总电流最小值,B相运行总电流最大值]，所述第六设定范围为[C相运行总电流最小值,C相运行总电流最大值]。

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