l 引言

一般來說。大功率直流電源裝置的系統主要由高壓隔離開關、高壓斷路器、有載調壓器、平波電抗器、整流變壓器、晶閘管整流裝置、控制系統、交流互感器、直流互感器、直流母線刀開關、綜合測量裝置及純水冷卻裝置或者風機等部分組成．系統構造復雜、體積龐大，維修和維護極為不便。因此，實時掌握和了解直流電源系統的工作狀況顯得極為重要。所以，設計大功率直流電源智能監測系統對電源裝置進行監測和保護是必要的。

2 電解錳電源的監控系統設計

2．1 系統總體設計

采用西門子公司的S7—200可編程控制器和TD200文本顯示器，設計電解金屬錳直流電源的監控系統。670 V／26 kA電解錳電源采用三相橋式全控晶閘管整流，非同相逆并聯的主電路形式。該電源檢測系統采用可編程控制器（PLC）作為控制的核心器件，將大功率直流電源設備與通訊網絡連接，檢測和指示故障位置。PLC以其品種多樣的擴展模塊（如模擬量擴展模塊、通信模塊）為實現采集、上傳數據提供便利。智能檢測系統的基本構成如圖1所示。

該電源檢測系統中，PLC、開關量單元、模擬量單元、通信單元和TD200文本顯示單元構成了模塊的主控單元，還有現場變換與執行單元，用于實現電源設備強電與弱電之間的隔離，把相應的故障或運行參數的信號變換為開關量或隔離后的模擬量信號送入PLC，根據PLC的輸出進行報警和執行跳閘等操作，TD200文本顯示器用于顯示現場電源系統的運行狀態，以便于工作人員調試和應用。

2．2 系統控制工作原理

三相橋式全控整流電源裝置的被控對象主要是高壓開關斷路器、移相觸發電路的觸發角度、水冷卻器的啟停，被檢測對象主要是水冷卻器是否有故障、整流變壓器油溫是否過高、輕重瓦斯是否超標、晶閘管整流器的器件是否失效、橋臂是否過熱等。整流電源裝置通過控制面板上的合閘按鈕將點動信號送入PLC的數字輸人點后，通過PLC內部的自保持程序使電源合閘并到位后，PLC將解除對整流裝置觸發脈沖的封鎖，這樣可通過給定旋鈕調節給定電壓的大小，改變觸發角度，改變輸出電壓的大小。高壓分閘信號送入PLC后，首先應該封鎖整流裝置的觸發脈沖，然后延時數秒，再自動分閘。基于PLC的電氣控制系統對大功率直流電源系統的控制思路，仍然與繼電器一接觸器控制系統是一致的，只是在控制手段上采用了先進的控制設備。圖2所示為三相橋式全控整流由源裝置最大系統的PLC硬件設計原理圖。

3 PLC控制程序

程序塊選用子程序流程圖，它是由故障檢測子程序、模擬量采集子程序、顯示子程序等幾個程序塊組成。部分子程序圖如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

4 結語

基于PLC控制的電解電源系統實現所要求的技術性能，利用TD200文本顯示器可以直接顯示報警內容，方便現場操作人員的維修與調試。系統已經投入運行，運行狀態良好，為操作人員對電解電源操作和實時監控帶來極大便利，達到了預期的控制要求。