青岛市建设安装股份有限公司（山东青岛266042）朱慧丽青岛绿环工程有限公司（山东青岛266042）张青山本文介绍用工控机对强电压和大电流进行间接测量的方法、控制系统中测试误差的修正补偿，以及设计过程中对系统安全性、可靠性的考虑等电压传感器电流传感器固态继电器干扰测拭误差根据客户要求改造原碳化硅炉，使其功率恒定。被测模拟信号有4种：高压侧交流电压10kV，高压侧交流电流0~300A，整流侧直流电压100~300V，整流侧直流电流~15kA.以往高电压和大电流一般利用直测法，而间接测试法因为测试精度较差没有得到广泛应用。然而随着传感器技术和测控技术的发展，以工控机为中心的控制系统中采用间接法有明显的优点：工控机以工业级标准专门为恶劣的工作环境设计、制造，以高稳定性广泛应用于工业现场，具有高度抗震、抗冲i、防尘、耐高温、抗电子辐射等能力；（2）利用工控机强有力的数据处理功能可以对测试的数据进行加工，使测量的精度比在一般系统中使用直接测量法的精度还要高；（3）由于引人到工控机控制系统的信号较弱，对工控机控制系统的安全性、可靠性和人身安全都有利，并减小了强信号对弱信号的干扰；（4）设计是在原有的设备上进行技术改造，能尽量利用原有的设备，投资少，施工方便。

　　1电流和电压的采集1.1高压侧交流电压的采集方法），再经KV20A/P型电压传感器和KZ-.5V交直流真值转换器，变为工控机A/D板KH9212所需的05V的标准信号送入工控机进行数据处理。

　　1.2高压侧交流电流的采集方法先将0300A的大电流经交流电流互感器LFCD-10-300/5变换为0~的电流信号，再经电流传感器KTS/P和交直流真值转换器KZ―5V转换为05V的标准电压信号供给A/D板KH9212使用后，送入工控机进行数据处理。

　　1.3整流侧直流电压的采集方法将电压传感器KV20A/P直接与负载相并联，被测电K的范围在0-300V之间（实际使用电压范围在160290V之间），测试原理与高压侧交流电压测试基本相同，送入工控机（IPC-610P）A/D板KH9212进行数据处理的05V标准电压直流输出信号直接通过Rmes=50获取，因为此时输出I.是0~100mA直流电流，民取30kQ（负载电阻一般在12数量级对原设备的工作几乎无影响）。

　　1.4整流侧直流电流的采集方法先通过直流互感器ZLF-IC将015kA的强电流转换为0~的电流信号，再将此0电流线穿过KT/P的感应孔，变换为0~100mA的弱电流直流信号。后通过RmS=5n变为0~5V的标准电压信号输人到A/D板，数字化后输入工控机进行数据处理。

　　2真实数据的恢复，误差计算及其修正补偿2.1真实数据的恢复一般现场的大物理量都需要经过数次转换，后变换为5V标准电压信号送人工控机A/D板进行模-数转换。工控机进行数据处理的部分工作就是恢复现场的真实数据。

　　假设经n次变换才得到0~5V的标准电压信号，而每次变换系数为ch，（i为1，2，3，n，这里n并不一定有量纲），则总变换系数为chzc.h，。ch：r"ch=nrh，实际测量数据为rhx（5）V.例如，对高压侧交流电压的测试变化过程为高压10kV电压互感器变换系数为rh，=10kV/100V=100；经电阻R，将电压变换为电流信号，变换系数电压传感器和交直流真值转换器，变换系数rh，=显然，只要工控机对从A/D板采样的数据乘以ch便可得到实际测量值。

　　2.2误差计算及其修正补偿2.2.1系统误差5的计算计算公式：其中S，为各变换过程中产生的误差。

　　例如，对于高压侧交流电压的测试，电压互感器的大误差S，=±10kVx.5=±50V，电压传感器的大误差52=±10kVx.l=±lV，X控机的大误差S户±l/2xlkW（22-1）=±1.22V，则系统的大误5=V5，2+522+532=51.00V，而系统的相对误差仅为丨3 2.22误差的修正补偿在上述系统误差的计算过程中，前n-1级产生的误差在工控机控制中是可以减小的，只要充分利用控机的数据处理功能，就可以做到这一点。

　　主要方法是根据实际的测试数据来对变换系数进行修正具体过程是利用精度很高的仪表测出在级变换前不同输人物理量的数值和所对应的第n-1级变换的输出物理量数值，前者除以后者即为前n-1级的变换系数（不包括模数转换器），计算不同输人物理量的变换系数ch.后计算其算术平均值作为变换系统的变换系数。显然，这种方法各级变换的线性度越好，则其修正补偿的效果也越理想。若设输人物理量3软件组成软件利用北京亚控公司的组态王5.1软件编写，组态王软件提供了丰富的快速应用设计工具，能够快速便捷地进行图形维护和数据采集、计算、报表。

　　4系统的安全性和可靠性为使系统安全可靠地工作，系统采用两种操作方式，即自动操作与手动控制操作。且均采用带有光电隔离器件的元器件，使两者基本上互不影响，利用切换开关选择操作方式。另外，利用合理的接地方式和保护措施可有效防止各种干扰信号源对系统C作的影响。

　　实4.1线间藕合干扰及抑制导线间的互相干扰是通过3种耦合方式产生的：电容性耦合或称电耦合是两回路电场相互作用的结果；电感性耦合或称磁耦合是两回路磁场相互作用的结果；）由电场和磁场组合而成的耦合称为电磁耦合或辐射。

　　抑制干扰采用以下方法：远离技术，强信号线与弱信号线不用同一根电缆走线；屏蔽与接地，采用屏蔽技术和合理的接地可抑制干扰，同时又可保证系统的安全运行。采用并联一点接地可防止因地电位不等而引起的环流噪声干扰和地电流而引起电路间的耦合。

　　另外，整个系统的地线还须设有安全接地和企属件接地，这样可防止设备中的强电流通过感应或纟A缘击穿使壳体带很高的电压，损坏设备甚至造成人身伤亡。

　　4.2尖峰脉冲干扰及抑制r业现场的干扰很多，对系统危害大的是NlM的尖峰干扰。它是一种随机干扰，叠加在电网正弦波t的尖峰电压，幅度在50~4000V之间，持续时间为微秒量级内，具体幅度和持续时间取决于不同的用t设备及用电设备的通断速度，这种干扰也会波及到系统的其它地方。抑制办法是在各交流电源，各电路的输人端并接合适的K敏电阻，其原理是当尖峰脉冲到来时，压敏电阻呈低阻，尖峰电流通过压敏电阻而保证设备安全。中国仪器仪表杂志编辑部mM欢迎大家踊跃投稿造行业协会等笮位协办。

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