CN210323235U - 用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，所述矿热炉低压补偿电容柜设置有多个补偿支路，该测控模块包括：模数转换器，其采集电容电压信号和各个补偿支路的电容电流信号并进行模数转换处理；单片机，其与所述模数转换器连接；通讯模块，其与所述单片机连接并与后台通讯；多个继电器，所述多个继电器的至少一部分中的各个继电器分别与设置于各个补偿支路中的接触器连接从而控制各个补偿支路接通或断开，所述多个继电器分别与所述单片机连接；电源，其为所述矿热炉低压补偿电容柜测控模块供电。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿热炉领域，更具体地，涉及一种用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块。
背景技术
矿热炉低压补偿装置中每只电容柜在低补正常工作时，控制系统需采集每台电容柜内每路补偿支路的工作电流、短网电压、柜内实时温度；同时控制系统需要控制每个支路的投入和切除，还要设计输出单元模块。目前市面上没有直接适用的产品，通常的解决方案有如下两种：第一种方式是将电容柜内的温度信号、电压信号、电流信号和控制系统输出信号通过电缆线的方式和控制单元相连接。该方式的问题在于现场施工接线放线工作量大繁琐，容易发生接线错误。第二种方式是利用市面现有的主从控制产品，三相电容柜设置三套控制从站搭配一套控制主站来完成。例如运用西门子S7-300控制配置主控制站，外加三相电容柜增设三套ET200M从站，主站除CPU外还采集一次、二次电压电流等信号；从站则完成每相多台电容柜内的投切输出信号、温度信号、电流信号采集。该方式控制系统减少了主控制柜和从控制柜之间的很多控制电缆；但系统结构复杂，成本高昂，每相电容控制从站接线至每台电容柜内线路多，每只电容柜接线都不相同，系统容易出现故障排查困难。
实用新型内容
本实用新型的目的是至少解决上述问题之一，该目的通过以下技术方案实现：
本实用新型提出一种用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，所述矿热炉低压补偿电容柜设置有多个补偿支路，包括：
模数转换器，其采集电容电压信号和各个补偿支路的电容电流信号并进行模数转换处理；
单片机，其与所述模数转换器连接；
通讯模块，其与所述单片机连接并与后台通讯；
多个继电器，所述多个继电器的至少一部分中的各个继电器分别与设置于各个补偿支路中的接触器连接从而控制各个补偿支路接通或断开，所述多个继电器分别与所述单片机连接；
电源，其为所述矿热炉低压补偿电容柜测控模块供电。
根据本实用新型的优选的实施方式，所述模数转换器采集温度信号并进行模数转换处理。
根据本实用新型的进一步优选的实施方式，所述测控模块内置有与所述模数转换器连接的温度传感器。
根据本实用新型的进一步优选的实施方式，所述测控模块内置有多个小电流互感器，各个小电流互感器分别与多个补偿支路中的其中一个补偿支路连接，以检测各个补偿支路的电流信号，所述多个小电流互感器与所述模数转换器连接。
根据本实用新型的进一步优选的实施方式，多个补偿支路中的各个补偿支路分别设置有工作电流互感器，所述工作电流互感器分别与多个小电流互感器中的各个小电流互感器连接。
根据本实用新型的进一步优选的实施方式，所述测控模块内置分压电路，用于检测电容电压信号，所述分压电路与所述模数转换器连接。
根据本实用新型的进一步优选的实施方式，所述通讯模块包括RS-485通讯接口。
根据本实用新型的进一步优选的实施方式，所述测控模块设置有拨码开关，用于设定所述测控模块的通讯地址。
根据本实用新型的进一步优选的实施方式，所述模数转换器是CS5463型AD芯片。
根据本实用新型的进一步优选的实施方式，所述单片机是STC12LE5A60S2型单片机。
本实用新型的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块为集合了检测柜内温度、回路工作电流、工作电压以及控制回路投切的高集成度的一体化控制模块，其结合检测多种信号和控制真空接触器为一体，检测信号除了电容电压和各个支路电容电流外，还可以检测柜内的实时温度，为用户提供更全面的信息。每个电容柜配备一个该专用测控模块，统一每个电容柜内的接线，主控系统与每台电容柜通讯完成信号采集和控制；无需控制电缆，安装施工方便，电容柜接线安装工作量低，降低控制系统成本。测控模块的通讯地址为手动拨码开关设定，无需软件设置，当专用控制模块出现故障时，只需降新的模块地址拨码拨好，替换旧的模块即可完成维护。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本实用新型实施方式的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本实用新型的实施方式，提出一种用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块。本实用新型的测控模块包括：模数转换器，其采集电容电压信号和各个补偿支路/补偿回路的电容电流信号并进行模数转换处理；单片机，其与模数转换器连接，从而能够对模数转换器输出的电流信号和电压信号进行运算分析处理；通讯模块，其与单片机连接并与后台通讯，从而能够将经过单片机处理的电流信号和电压信号发送至后台并从后台接收相应的操作命令；多个继电器，继电器的数量至少与低压补偿电容柜的补偿支路的数量相等，使得每个继电器与设置于各个补偿支路中的接触器、例如真空接触器连接，从而通过继电器的开合控制相应的补偿支路的接通或断开，优选地，设置两个备用继电器；电源，其为矿热炉低压补偿电容柜测控模块供电，预选地，采用DC10-30V稳压电源。
根据本实用新型的优选的实施方式，本实用新型的测控模块内置有温度传感器，例如PT100，模数转换器与温度传感器连接从而能够采集温度信号并进行模数转换处理，并通过单片机将温度信号数据发送至后台供后台判断低压补偿电容柜内的实时温度是否处于合理区间。替代地，温度传感器可以布置在测控模块外部的低压补偿电容柜的适当位置处，并通过电缆连接至模数转换器。
本实用新型的测控模块优选地用于不超过6个补偿支路的矿热炉低压补偿电容柜。图1示出了根据本实用新型的优选实施方式的用于具有6个补偿支路的矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，该测控模块的单片机采用8位STC单片机STC12LE5A60S2，模数转换器采用2通道24位电表AD芯片CS5463，通讯模块包括RS-485通讯接口，并且采用8路继电器输出的冗余设计，其中6个继电器分别控制6路补偿支路的投切，另外两个继电器备用。因此，根据本实施例的测控模块具有8个数字量输出点、模拟量电流输入6路、电压输入1路、温度输入1路。RS-485通讯接口能够与后台通信，使得后台工作人员能够根据需要将操作指令经由RS-485通讯接口发送到单片机STC12LE5A60S2进行处理后发送给相应的继电器，从而通过继电器的开合操作实现相应补偿支路的投切。AD芯片CS5463能够采集经隔离处理的电压信号和6路电流信号以及温度信号，经过模数处理后发送至单片机STC12LE5A60S2进行CPU分析运算处理，并通过RS-485通讯接口发送至后台，后台工作人员可以判断接收到的信号数据从而能够通过RS-485将操作指令发送至单片机STC12LE5A60S2，单片机STC12LE5A60S2分析接收到的操作指令并可以向相应的继电器发出控制命令来控制相应的补偿支路上的真空接触器从而实现相应补偿支路的投切。
根据本实用新型的优选的实施方式，测控模块内置有与模数转换器连接的6个小电流互感器，各个小电流互感器分别与6路补偿支路中的其中一个补偿支路连接，以检测各个补偿支路的电流信号。相应地，6路补偿支路中的各个补偿支路分别设置有一个工作电流互感器，每个工作电流互感器分别与一个小电流互感器连接。本实用新型的小电流互感器的量程为0-100mA，工作电流互感器的量程为0-5A。根据本实用新型的优选的实施方式，测控模块内置变压器和分压电路，用于检测电容电压信号，分压电路与所述模数转换器连接。
根据本实用新型的优选的实施方式，测控模块设置有拨码开关，用于设定所述测控模块的通讯地址。测控模块在低压补偿电容柜中的安装采用标准轨道式安装，接线采用可拆卸式接线端子。当需要对测控模块进行更换时，将新的测控模块用拨码开关设置成相应的地址并替换旧的测控模块即可完成维护。优选地，测控模块设置有与继电器的数量对应的LED，用于指示相应继电器的输出状态。测控模块内的PCB板防护涂成加厚，所有器件为宽温工业级别，工作温度：-25～65℃，相对湿度≤90％，环境大气压85～106kPa。通讯接口RS-485光电隔离，通讯协议采用Modbus-RTU，数据均使用通讯读取，数据更新可以在0.6-1秒之间设定。优选地，根据现场使用环境，本实用新型的测控模块可以设置看门狗，提高抗电磁干扰能力，受强干扰产生故障时能立即自动复位，保持原设计参数不出错。
根据本实用新型的进一步优选的实施方式，单片机可以预先设定电流阈值、电压阈值和温度阈值，当电流、电压或温度达到设定的阈值时，单片机自动控制继电器开合实现相应补偿支路的投切。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，所述矿热炉低压补偿电容柜设置有多个补偿支路，其特征在于，包括：
模数转换器，其采集电容电压信号和各个补偿支路的电容电流信号并进行模数转换处理；
单片机，其与所述模数转换器连接；
通讯模块，其与所述单片机连接并与后台通讯；
多个继电器，所述多个继电器的至少一部分中的各个继电器分别与设置于各个补偿支路中的接触器连接从而控制各个补偿支路接通或断开，所述多个继电器分别与所述单片机连接；
电源，其为所述矿热炉低压补偿电容柜测控模块供电。
2.根据权利要求1所述的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，其特征在于，所述模数转换器采集温度信号并进行模数转换处理。
3.根据权利要求2所述的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，其特征在于，所述测控模块内置有与所述模数转换器连接的温度传感器。
4.根据权利要求1所述的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，其特征在于，所述测控模块内置有多个小电流互感器，各个小电流互感器分别与多个补偿支路中的其中一个补偿支路连接，以检测各个补偿支路的电流信号，所述多个小电流互感器与所述模数转换器连接。
5.根据权利要求2所述的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，其特征在于，多个补偿支路中的各个补偿支路分别设置有工作电流互感器，所述工作电流互感器分别与多个小电流互感器中的各个小电流互感器连接。
6.根据权利要求1所述的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，其特征在于，所述测控模块内置分压电路，用于检测电容电压信号，所述分压电路与所述模数转换器连接。
7.根据权利要求1所述的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，其特征在于，所述通讯模块包括RS-485通讯接口。
8.根据权利要求2所述的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，其特征在于，所述测控模块设置有拨码开关，用于设定所述测控模块的通讯地址。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，其特征在于，所述模数转换器是CS5463型AD芯片。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块，其特征在于，所述单片机是STC12LE5A60S2型单片机。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201921150015.0U CN210323235U (zh) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | 用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201921150015.0U CN210323235U (zh) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | 用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块 |
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Family
ID=70124739
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110244154A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-09-17 | 无锡北科自动化科技有限公司 | 用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块 |
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2019
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110244154A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-09-17 | 无锡北科自动化科技有限公司 | 用于矿热炉低压补偿电容柜的测控模块 |
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