動態(tài)無功補償控制系統(tǒng)改造

　　1.前言
　　　隨著可控硅控制技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，電力系統(tǒng)無功補償技術(shù)取得了很大的發(fā)展。在使用電弧爐、軋鋼機(jī)等無功功率波動較大的場合，經(jīng)常采用靜止型動態(tài)無功補償裝置，用以提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抑制供電系統(tǒng)的過電壓和諧波，改善其動態(tài)特性，提高供電系統(tǒng)的功率因素。武鋼熱軋廠無功補償系統(tǒng)已運行二十多年，其控制單元及功率單元中部分元器件已出現(xiàn)老化，導(dǎo)致設(shè)備事故增加，影響了生產(chǎn)。有必要利用先進(jìn)的計算機(jī)控制技術(shù)及電力電子技術(shù)對其控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。
　　2、可控硅功率裝置的改造

　　　以前的可控硅體積大，不如現(xiàn)在的輕便，當(dāng)可控硅需要更換時相對而言要困難些�，F(xiàn)有的脈沖功放板與SIMADYN D控制器在配套銜接上比較困難。現(xiàn)用的電氣柜及柜內(nèi)元件看上去都比較陳舊。對功率裝置進(jìn)行改造，保留原整流變壓器不變，新、老系統(tǒng)之間的切換如圖1所示，用交、直流接觸器完成，這種辦法的好處是，當(dāng)一套系統(tǒng)運行時，另一套系統(tǒng)完全與電源相隔離，便于檢修。
　　3、SIMADYN D控制器
　　 SIMADYN D控制器成功地用于國內(nèi)外多套大型可控硅交、直流調(diào)速系統(tǒng)�？刂破饔蓹C(jī)箱和模塊組成，用戶可根據(jù)不同的控制要求靈活選定相應(yīng)的模塊來構(gòu)成相應(yīng)的控制系統(tǒng)。開發(fā)軟件為STRUC G，運行在SCO UNIX環(huán)境下，可提供大量而豐富的功能模塊，用以完成I/O檢測、邏輯控制、數(shù)字運算、開/閉環(huán)調(diào)節(jié)、系統(tǒng)診斷等功能，給系統(tǒng)設(shè)計和軟件編制帶來極大的方便。
　　3.1機(jī)箱
　　　機(jī)箱是SIMADYN D的硬件基礎(chǔ)，用于插裝各種模板，并可提供一或兩個內(nèi)部通訊總線，以實現(xiàn)模板之間的內(nèi)部通訊，機(jī)箱內(nèi)帶有向模板供電的電源，電源機(jī)箱共有二槽、六槽、十二槽、二十四槽四種機(jī)箱可供選擇。本系統(tǒng)采用一套SR12.3十二槽機(jī)箱。
　　3.2微機(jī)板（CPU）　
　　 　微機(jī)板是SIMADYN D中最重要的硬件板，用于全部系統(tǒng)軟件及應(yīng)用軟件的存儲和運算，依據(jù)微機(jī)板所使用的微處理器的不同，微機(jī)板可分為兩大類，即32位微機(jī)板（P32）及16位微機(jī)板（P16）。目前，32位微機(jī)板主要有PM4，PM3，PT32，16位微機(jī)板主要有PM16、PT20M及PT20G，在一個機(jī)箱中，只要插槽位置足夠使用，最多可同時插入8塊微機(jī)板，32位微機(jī)板可與16位微機(jī)板在同一機(jī)箱內(nèi)混合使用，每一種微機(jī)板自帶接口，輸入輸出口及所能實現(xiàn)的控制功能均有不同，可依具體應(yīng)用選用。
　　　本系統(tǒng)機(jī)箱內(nèi)插PG16CPU一塊，該CPU為16位處理器板，可完成開/閉環(huán)控制、各種運算，與功率單元連接構(gòu)成可控硅控制系統(tǒng)，內(nèi)存容量512K RAM，用于存放實時數(shù)據(jù)，可插MS48 512K FUSH存儲器子模塊，用于存放用戶程序；板上帶有RS-485串行接口；有與外圍連接的I/O接口，可接數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出和脈沖譯碼信號；七段數(shù)碼顯示器用作故障和錯誤碼顯示，板上帶有復(fù)位按紐。在本系統(tǒng)中PT20G CPIJ完成電流調(diào)節(jié)控制、脈沖的產(chǎn)生及形成。

　　 本系統(tǒng)機(jī)箱內(nèi)還選用PM4微機(jī)板一塊，該CPU為32位處理器板，可完成開/閉環(huán)控制、各種運算，內(nèi)存容量4M RAM，用于存放實時數(shù)據(jù)，可插MS52M FIASH存儲器子模塊，用于存放用戶程序；板上帶有RS-485串行接口；有與外圍連接的I/O接口，可接數(shù)字量輸入/輸出：七段數(shù)碼顯示器用作故障和錯誤碼顯示，板上帶有復(fù)位按紐。在本系統(tǒng)中PM4微機(jī)板完成加法器、濾波器、無功調(diào)節(jié)器、抗浪涌調(diào)節(jié)器、PID調(diào)節(jié)器及多回路比較器的功能，并且完成與OP2操作面板通訊的任務(wù)。
　　　SE20.2為接口板，實現(xiàn)功率變換裝置和微機(jī)板的連接，接口板SA60連接同步信號。
　　3.3輸入/輸出板
　　　輸入輸出板用于過程信號及監(jiān)測信號的輸入或輸出，與外部的繼器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等相連，目前，主要的輸入輸出板有EM11、EB11、IT41及EA12可供選用。本系統(tǒng)選用IT41數(shù)字量/模擬量輸入/輸出板二塊。每塊IT41可連接4路模擬量輸入、4路模擬量輸出、20個數(shù)字量輸入、16個數(shù)字量輸出。
　　3.4通訊板
　　　 通訊板用于SIMADYN D與其它設(shè)備或系統(tǒng)的通訊，以及其它SIMADYN D系統(tǒng)之間的通訊，通訊協(xié)議有USS、SINEC L2-DR、L2-FMS及SINEC H1。SIMADYN D在上述通訊網(wǎng)中既可作為主站，又可作為從站使用，目前主要的通訊板有：CS12、CS13、CS14、CS22、CS61、CSH11及CS7可供選用，如使用CS7通訊板，一定要附加通訊子板，目前，共有三種子板可供選用：SS4、SS5、SS52。本系統(tǒng)選用CS7通訊處理板，CS7通訊板內(nèi)裝有SS4通訊子板二塊；一塊SS4通訊子板用于連接OP2操作面板，另一塊接編程器。
　　3.5OP2操作面板
　　　on操作面板用來手動設(shè)定Isin¢給定信號、抗浪涌調(diào)節(jié)器的手動設(shè)定值、電流偏置信號。通過OP2操作面板，操作人員還可設(shè)置系統(tǒng)的時間，選擇操作方法等等。
　　3.6STRUC G軟件
　　　選用目前功能最強(qiáng)的編程軟件，其特點在于所有編輯工作均為圖形化，且包容量大。STRUC G包括了以下軟件：基于SCO UNIX3.0版以上操作系統(tǒng)、對所有微機(jī)板的圖形編輯軟件和表格形式的編輯軟件IBS G，基于Windows3.1的服務(wù)軟件RCOP4.2和IBS。
　　　主要功能包括：
　　　　※用于開閉環(huán)控制、通訊及數(shù)學(xué)邏輯運算的控制軟件
　　　　※用于確定硬件配置的系統(tǒng)軟件
　　　　※用于啟動、在線調(diào)試及診斷的服務(wù)軟件
　　　　控制軟件選用SIEMENS公司提供的功能塊（FB），主要有：
　　　　※閉環(huán)控制功能塊
　　　　※大功率直流傳動控制功能塊
　　　　※數(shù)學(xué)運算功能塊
　　　　※邏輯運算功能塊
　　　　※輸入輸出功能塊
　　　　※通訊功能塊
　　　　※信號轉(zhuǎn)換功能塊
　　　　※診斷服務(wù)功能塊
　　　　這些功能塊是SIEMENS公司在各種工程應(yīng)用中的結(jié)晶，完全可以滿足本系統(tǒng)的要求。
　　4、控制系統(tǒng)功