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BD-4E智能电量变送器在电炉温控柜中的应用


BD-4E 智能电量变送器在电炉温控柜中的应用
安科瑞 陈静燕 江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405 摘要:在电炉温控柜中,当加热器处于加热状态时系统会产生谐波,此时普通 的功率变送器若无法准确测得所需电参量将会导致温控系统误动作,造成严重 后果。本文介绍一种 BD-4E 智能电量变送器,在有谐波干扰时能准确测量系统 各项电参量,并转换为多路模拟量信号输出

给各控制单元,以保证系统能够正 常运行。 关键字:电炉温控柜、谐波、智能电量变送器 1、概述 近年来随着社会的发展,人们对环境及能源问题认识日益加深,现代工业 朝着节能与环保的大方向发展,在这种趋势推动下,燃烧炉已经彻底退出历史 舞台,而电炉在这方面的优势使得其在工业上得到了广泛应用。因此实现我国 电炉的自动化,达到精确控制炉温,提高成品率,实现节能减排已成为近几年 来一项重要的研究课题。 随着信息技术的发展,现代工业体系越来越数字化、智能化和集成化,现 代机械设备日益趋向于自动化控制管理。而在自动控制领域中,温度检测与控 制占有很重要的地位,具有独立工作的温度检测与控制系统的电炉温控柜越来 越被人们关注。 2、电炉温控柜的组成以及工作原理 为了方便维修与检验,电炉温控柜内每一个加热器的控制回路均是独立控 制,一次回路是由空气开关、SCR 电力调整器、BD-4E 智能电量变送器、PT100 和工业电炉的加热元件部分组成(如图 1),当温控柜处于加热状态时,由智 能电量变送器 BD-4E 测量当前电气回路功率,将转换的 4-20mA 数字信号反馈给 SCR 电力调整器,SCR 电力调整器然后与所设定的恒定功率进行比较运算,运算 后的数字结果再由调节仪进行 D/A 转换,变成脉冲控制信号来控制可控硅导通

角大小,从而调节主回路加热元件功率大小,使电炉的温度稳定保持在设定温 度的工作状态。

图 1 电炉温控柜控制回路图 电炉温控柜二次辅助回路(如图 2)主要由指示灯、按钮、开关、温度报 警器等组成,实现超温报警、运行和停止指示、本地或者远程启动、停止加热 等功能。

图 2 电炉温控柜二次辅助回路图

在电炉温度控制过程中,由于可控硅在不断调节系统功率输出,系统会产 生谐波干扰变送器的功率测量,使 SCR 电力调整器接收到错误的数字信号而误 调节系统功率,最终导致温控柜无法正常运行。因此,一个在谐波干扰下能正 确测量功率的变送器在温控柜系统中起着至关重要的作用。 3、BD-4E 智能电量变送器的特点 BD-4E智能电量变送器具有如下特点:是一款高性价比的变送器,采用 ADE7858高精度、三相电能计量IC,内置多个模数转换器(ADC)、数字积分器、 基准电压源电路及所有必需的信号处理电路,实现总(基波和谐波)有功/无功/ 视在功率测量和有效值计算,以及基波有功/无功功率测量和有效值计算真有效 值测量,在有谐波干扰下正确的测量各项电力参数;且各相均具有系统校准功 能,即有效值偏移失调校正、相位校准和增益校准;同时它替代了过去的电 流、电压、功率、 功率因数、有功电度、无功电度等一系列变送器,可大大降 低系统成本, 方便现场布线,提高系统的可靠性;还可与其他厂家的控制模块 挂在同一485总线上,且便于计算机编程,使你轻松地构建自己的测控系统。其 主要的功能与技术指标如下: 输入信号:三相交流电压、电流 输入频率:45~65Hz; 电压量程: 100V、220V、380V、500V 可选; 电流量程: 1A、2A、5A(20A、50A、100A、200A、500A、1000A 须外置电流传 感器)等可选; 过载能力:1.2 倍量程输入可正确测量;瞬间电流 10 倍/1 秒,瞬间电压 2 倍/1 秒; 模拟量输出:最多可带 4 路模拟量信号输出; 通讯输出数据:三相相电压 Ua、Ub、Uc;三相电流 Ia、Ib、Ic;有功功率 P、 功率因数 PF、各相有功功率 Pa、Pb、Pc;吸收、释放有功电度,感性、容性无 功电度 ; 输出接口:RS-485 二线制,标准 MODBUS-RTU 协议; 通讯速率(Bps):1200、2400、4800、9600、19200、38400; 辅助电源采用 AC/DC 85-265V 供电,使用时无需担心电源电压波动影响。 4、结论

随着信息技术的发展,人们的环保意识以及安全意识将会越来越高,电炉 温控系统将会越来越普及。此电炉温控系统设计符合自动化发展的方向,使电 炉能够安全运行;同时 BD-4E 智能电量变送器在谐波干扰下能给调整器提供准 确的模拟量信号,使其精确控制电炉内温度,提高了电炉的可靠性和安全性。
参考文献: [1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4 [2]雷建军 朱华 关于 Fuzzy-pid 的电阻炉温度控制系统[J] 微计算机信息,2003 作者简介:


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