摘要：介紹一種用于鋁電解整流設備過程控制的數(shù)字控制系統(tǒng)（PSR）。該系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、精度高、響應快的特點。實際應用表明，PSR系統(tǒng)完全可以滿足鋁電解生產(chǎn)對可控硅整流設備的要求。 關鍵詞：可控硅整流器；控制系統(tǒng)；PSR 　　中鋁廣西分公司（PGCA）鋁電解整流系統(tǒng)經(jīng)過改造后，現(xiàn)由5臺56KA，1150VDC整流機組并聯(lián)組成。每臺機組由露天開關設備、降壓變壓器、整流變壓器，諧波濾波裝置及整流器組成。 　　PGCA160的所有整流器為三相全控橋式整流器。每臺整流器均有6個橋臂（A+、A-、B+、B-、C+、C-），除5＃機組因承擔改造初期全系列直流回路續(xù)流任務而有特殊設計外，其他機組每個橋臂均由12個可控硅元件并聯(lián)而成，共用一組R、C換相吸收回路；整流器交流側為中間進線，有并聯(lián)壓敏電阻保護；其中同相的兩個橋臂（A+、A-）有溫度保護功能，每個與SCR串聯(lián)的快熔均可實現(xiàn)狀態(tài)在線監(jiān)測。 　　主要依靠安裝在現(xiàn)場的3臺控制柜來實現(xiàn)對整流設備的有效監(jiān)控?？刂乒窬哂薪涣髋潆姟⒗^電保護、模擬屏操作及系統(tǒng)DI/DO、AI/AO輸入輸出功能。最核心的部件是可編程高速處理裝置（PHSC），簡稱PSR。本文著重介紹其硬件、軟件、系統(tǒng)組成及實際運行情況。 [b]1 PSR系統(tǒng)的主要功能 [/b]　?。?）對整流機組各部分的工作狀態(tài)和工作參數(shù)進行實時監(jiān)控；同時對控制回路相關設備進行狀態(tài)監(jiān)測。 　　（2）對機組交、直流測的模擬量進行采樣分析和處理。包括控制用交流反饋電流，交、直流電壓及降壓變壓器油溫、整流變壓器油溫、純水水溫等。 　?。?）對機組狀態(tài)進行判別，以決定是否能投入運行；正常狀態(tài)時控制整流器可控硅元件的觸發(fā)。 　?。?）對機組運行狀態(tài)進行分析，故障狀態(tài)下具有自動保護功能。除了傳統(tǒng)保護外，尚有機組同步電壓低保護、PSR系統(tǒng)故障保護等。 　?。?）可實現(xiàn)直流回路續(xù)流功能，以確保設備平穩(wěn)安全。對因公共故障（如逆流保護、直流開路、緊急跳閘和網(wǎng)側電壓低、頻率低等）造成整個系統(tǒng)跳閘，可啟動續(xù)流功能。 2 PSR系統(tǒng)組成 2.1PSR系統(tǒng)電源配置 　　系統(tǒng)由3路電源供給，其中2路220VDC直流電源，1路帶整流裝置的220VAC交流電源，通過DC/DC電源轉換裝置，分別供24VDC/48VDC電源給PSR控制、觸發(fā)系統(tǒng)及外圍輸入輸出設備。電源配給如圖1。其中的冗余電源電路可確保PSR系統(tǒng)及整流器觸發(fā)電源安全、可靠。 2.2PSR系統(tǒng)硬件組成 ⑴標準控制箱的主要插板模塊。 處理單元PPC322AE； [align=left]通用處理器 PMA324 BE； 可控硅門觸發(fā)控制單元 GD B021 BE； 數(shù)字監(jiān)測設備 CS A465 AE； Comb I / O模塊 UAC 326 AE； PSR電源模塊 KUC 321 bAE。[/align][align=left]⑵ 通過Arcnet總線連接的外圍設備。 控制面板（cont r ol panel ） AFC 094 AE； 繼電器輸出信號（r el ay out put） ARC 093A； 整流機組信號測量模塊 UAC 346 AE； 數(shù)字量輸入模塊 UFC 092 AE； 現(xiàn)場總線I/O耦合器 UPC 090 AE； 熔斷器監(jiān)測設備 USB 030 AE。[/align][align=left]　　2. 3 PSR系統(tǒng)的特性 　?、?處理速度非常高； 　?、?允許把一個項目的程序分成若干塊， 以不同的 　　處理速度來獨立運行，以適應不同的權限要求； 　?、?不同用戶程序段之間的切換速度非?？?； 　　⑷ 具有專門用于大功率整流器的特殊功能塊； 　　⑸ 易于增加處理單元，以提高系統(tǒng)處理能力； 　?、?通過插入相應模塊，可擴充輸入/ 輸出通道； 　　⑺ 使用遠端外圍設備，系統(tǒng)設備價格比較低廉； 　?、?采用冗余系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)安全、可靠性； 　　⑼ 具有系統(tǒng)自診斷能力。 　2. 4 PSR系統(tǒng)軟件的特點[/align][align=left]　　程序流程與功能塊一一對應，所有程序塊形式完全一致，使得應用程序界面十分友好；語言結構簡單和系統(tǒng)化，用戶可在不同的內(nèi)存區(qū)為信號分配存貯單元；控制器內(nèi)存分配與每個設備的物理地址一一對應；用戶應用程序可用FUPLA軟件工具在PC機上直接編寫；調試期間程序在線修改也可在PC機上完成；功能塊庫可根據(jù)需要進行擴充。 3 整流系統(tǒng)的特性及運行效果 3.1整流系統(tǒng)特性 　　⑴續(xù)流操作功能。當220KV系統(tǒng)失壓后，PSR系統(tǒng)將啟動續(xù)流功能，使全部整流機組主開關跳閘，停止系統(tǒng)直流輸出；同時開辟無障礙通道，自然釋放電解系列存貯的能量。避免了改造前同等狀況下會對整流設備造成沖擊損壞的不良后果。 　?、瓶煽毓栌|發(fā)脈沖的不對稱性幾乎為零。對脈沖放大器LTC743輸出脈沖進行測試，同一橋臂的、不同光纖傳輸控制信號的兩個元件的脈沖不對稱度僅為0.025°電氣角，遠遠小于技術要求的1°電氣角。而原來采用的模擬控制、觸發(fā)系統(tǒng)的脈沖不對稱度普遍在2°～3°電氣角，甚至有時在4°電氣角以上。 　　⑶系統(tǒng)動態(tài)響應快。PSR系統(tǒng)調試程序模擬電流給定值出現(xiàn)擾動時，控制系統(tǒng)應快速響應并控制。實測表明，投入運行的PSR控制系統(tǒng)動態(tài)響應時間60ms，優(yōu)于要求值100ms。與模擬控制、觸發(fā)系相當，動態(tài)效果非常好。 　?、日鳈C組非特征諧波明顯改善。實測結示，改造后的系統(tǒng)產(chǎn)生的非特征諧波有明顯改善；改造前的模擬控制整流系統(tǒng)產(chǎn)生的非特征諧波進行較，3次、4次、6次等非特征諧波的值下降為原20％～30％，效果非常明顯。直流電流靜態(tài)偏差小。 　?、捎捎谙到y(tǒng)控制精度高，穩(wěn)流效果好，電流偏差小于1％，符合運行要求。 　?、视捎诳煽毓栌|發(fā)脈沖的對稱性高，故獲得技術要求高的均流系數(shù)。 　?、巳糁鞣答佒绷麟娏餍盘杹G失，備用反饋信自動快速切換。 　　⑻當主PSR系統(tǒng)與機組PSR通信中斷時，機能單獨正常工作。 　?、椭C波補償裝置可自動投（ON）、切（OFF） 　?、蜗盗蠯AH調節(jié)模式。 ⑾整流系統(tǒng)功率MW調節(jié)模式（帶時限）。H⑿系列直流回路開路保護。 ⒀系列直流過流保護。 ⒁直流電壓接地報警。 3.2運行效果 　　S系統(tǒng)投入運行以來，一直保持平穩(wěn)、安全運PHC行，動作時靈敏、準確、可靠。特別是針對系統(tǒng)公共故障設計的續(xù)流功能發(fā)揮了極大的作用，在幾次電力系統(tǒng)故障造成PGCA整流設備全部跳閘停電的情況下，整流設備或元件無一受到損壞。同時，改造后的整流設備運行性能穩(wěn)定，噪音明顯下降，從而極大的改善了運行人員的工作環(huán)境。S系統(tǒng)成功運行。[/align]