一種高精度特種電源監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電源監控技術領域，具體涉及一種高精度特種電源監控系統。
【背景技術】
[0002]最近十幾年來，用于科研領域的大型加速器需要大量高精度、高可靠性、大功率電源，在醫療領域也需要大量高精度、高可靠性、大功率電源，此類電源輸出電流從幾十安培至幾千安培不定，輸出電壓從1伏特至幾千伏特不定，此類電源是一種非標的特種電源，非標設備的顯著特點就是設計、生產周期長，成本高，電源的設計難度高；另外，以往的模擬特種電源已開始被數字電源逐步取代，那么與其對應的數字化監控系統的更新換代是必然趨勢。模擬特種電源監控系統存在以下幾個方面的缺點:
[0003](1)可靠性方面:模擬特種電源監控系統不能滿足電源對高精度、高可靠性的要求，模擬特種電源的連鎖保護與邏輯控制運用了大量模擬器件，其抗干擾能力差，易誤報故障，器件容易損壞，可靠性差。
[0004](2)兼容性方面:模擬特種電源與其監控系統的配置、連接是強耦合模式，每一臺電源需要單獨開發監控系統，當電源的拓撲結構發生變化時，需要改變硬件配置才能實現監控系統的兼容，可移植性差、成本高。
[0005](3)交互性方面:模擬特種電源監控系統大多采用儀表與指示燈顯示方式，其人機交互靈活性差，監控器件分散不統一，不直觀，相關參數的整定和開關量的操作需要單獨設置鍵盤或者模擬開關，電源監控系統的價格，性價比不高，且調試不便、調試難度高。
【實用新型內容】
[0006]為了解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種高精度特種電源監控系統。
[0007]本實用新型所采用的技術方案為:一種高精度特種電源監控系統，包括觸摸屏、可編程控制器PLC、模擬量模塊、通訊轉換器、主控板、與可編程控制器PLC相連接的開關器件和故障檢測單元、與模擬量模塊相連接的模擬量檢測單元；所述觸摸屏與可編程控制器PLC之間通過通訊線連接，所述可編程控制器PLC與主控板通過通訊轉換器進行連接；觸摸屏:實現人機交互功能，用于高精度特種電源模擬量值、故障狀態以及電源運行狀態的展示；可編程控制器PLC:實現與觸摸屏、主控板的通訊，并實現電源內部的邏輯控制及連鎖保護功能，實現模擬量值的處理并傳送到觸摸屏以顯示；通訊轉換器:用于可編程控制器PLC與主控板通訊時進行的轉換；模擬量模塊:與外部模擬量檢測單元進行連接，將相應的模擬量值傳送到可編程控制器PLC，可編程控制器PLC將處理后的模擬量值傳送到觸摸屏顯示并傳送到主控板。
[0008]進一步地，所述故障檢測單元包括，用于變壓器過溫故障檢測的溫度傳感器、用于整流器過溫故障檢測的溫度傳感器、用于電抗器過溫故障檢測的溫度傳感器、用于逆變器過溫故障檢測的溫度傳感器、用于電源缺水故障檢測的水流傳感器、用于快熔故障檢測的快速熔斷器、綜合了 IGBT故障檢測功能的IGBT驅動板、用于負載故障檢測的負載故障傳感器。
[0009]進一步地，所述模擬量檢測單元包括，用于采集輸出電流參數的DCCT、用于采集交流進線電壓值的三相電壓變送器、用于采集支路電流的電流傳感器與支路電流檢測板、用于采集輸出電壓的電壓傳感器與輸出電壓檢測板。
[0010]進一步地，所述通訊轉換器為RS485/RS232通訊轉換器。
[0011]進一步地，所述開關器件包括用于電源啟動與停機的合分閘繼電器、合分閘斷路器；用于電源軟啟動的軟啟繼電器、軟啟斷路器、軟啟電阻；用于電源緊急停機的緊停按鈕；用于電源放電的放電繼電器、放電斷路器、放電電阻。
[0012]進一步地，還包括狀態提示單元，所述狀態提示單元與可編程控制器PLC相連接。
[0013]進一步地，所述狀態提示單元包括用于電源運行與停止狀態提示的綠色指示燈，用于電源故障狀態提示的聲光報警器。
[0014]進一步地，還包括功率模塊，所述功率模塊與主控板相連接。
[0015]進一步地，所述功率模塊由儲能電容，疊形母排，IGBT水冷板、IGBT、IGBT驅動板構成。
[0016]本實用新型的有益效果為:可以有效地實現高精度特種電源的數字化、高精度、高穩定性，高可靠性，提高人機交互性，高精度特種電源監控系統的數字化可以減少模擬器件的使用數量、降低電源的設計難度、縮短設計周期、降低生產成本，同時實現了此類電源的智能化和自動化。
【附圖說明】
[0017]圖1是一種高精度特種電源監控系統結構示意圖。
[0018]圖中:1、觸摸屏；2、可編程控制器PLC ;3、模擬量模塊；4、通訊轉換器；5、主控板；
6、開關器件；7、故障檢測單元；8、模擬量檢測單元；9、狀態提示單元；10、功率模塊。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，一種高精度特種電源監控系統，包括觸摸屏1、可編程控制器PLC2、模擬量模塊3、通訊轉換器4、主控板5、與可編程控制器PLC2相連接的開關器件6和故障檢測單元7、與模擬量模塊3相連接的模擬量檢測單元8 ;觸摸屏1與可編程控制器PLC2之間通過RS485通訊線連接，可編程控制器PLC2與主控板5通過RS485/RS232通訊轉換器進行連接；觸摸屏1實現人機交互功能，進行電源控制模式選擇、電源啟動與停機操作、電源電流值給定操作，用于高精度特種電源模擬量值、故障狀態以及電源運行狀態的展示；可編程控制器PLC2實現與觸摸屏1、主控板5的通訊，并實現電源內部的邏輯控制及連鎖保護功能，實現模擬量值的處理并傳送到觸摸屏1以顯示；通訊轉換器4用于可編程控制器PLC2與主控板5通訊時進行數據格式的轉換；模擬量模塊3與外部模擬量檢測單元8進行連接，將相應的模擬量值傳送到可編程控制器PLC2，可編程控制器PLC2將處理后的模擬量值傳送到觸摸屏1顯示并傳送到主控板5。
[0020]開關器件6包括:用于電源啟動與停機的合分閘繼電器、合分閘斷路器，用于電源軟啟動的軟啟繼電器、軟啟斷路器、軟啟電阻，用于電源緊急停機的緊停按鈕，用于電源放電的放電繼電器、放電斷路器、放電電阻。
[0021]故障檢測單元7包括用于變壓器過溫故障檢測的溫度傳感器、用于整流器過溫故障檢測的溫度傳感器、用于電抗器過溫故障檢測的溫度傳感器、用于逆變器過溫故障檢測的溫度傳感器、用于電源缺水故障檢測的水流傳感器、用于快熔故障檢測的快速熔斷器、綜合了 IGBT故障檢測功能的IGBT驅動板、用于負載故障檢測的負載故障傳感器。
[0022]模擬量檢測單元8包括用于采集輸出電流參數的DCCT、用于采集交流進線電壓值的三相電壓變送器、用于采集支路電流的支路電流傳感器與支路電流檢測板、用于采集輸出電壓的輸出電壓傳感器與輸出電壓檢測板。
[0023]該系統還包括狀態提示單元9、功率模塊10，狀態提示單元9與可編程控制器PLC2相連接，狀態提示單元9包括用于電源運行與停止狀態提示的綠色指示燈，用于電源故障狀態提示的聲光報警器；功率模塊10中的IGBT驅動板通過光纖與主控板5相連接，依據觸摸屏1輸入的電流給定值輸出相應的PWM控制脈沖，控制功率模塊10中的IGBT器件以一定的占空比開通關斷IGBT器件，輸出與觸摸屏1的電流給定中值相對應的輸出電流值。
[0024]下面對本實用新型的監控原理做進一步說明:
[0025]啟動與停機原理，其啟動原理為:按下觸摸屏1界面上開機按鈕，觸摸屏1通過通訊發送開機命令至可編程控制器PLC2，可編程控制器PLC2通過通訊器轉換器4發送開機命令至主控板5，主控板再發送開機信號至可編程控制器PLC2，可編程控制器PLC2再控制開關器件6中的軟啟繼電器，軟啟繼電器連接軟啟斷路器，軟啟斷路器連接軟啟電阻先實現電源的軟啟動，軟啟動完成后，可編程控制器PLC2再控制合分閘繼電器，合分閘繼電器連接合分閘斷路器，實現了高精度特種電源的啟動過程；其停機原理為:按下觸摸屏1界面關機按鈕，觸摸屏1發送關機命令至可編程控制器PLC2，可編程控