[实用新型]一种铝电解槽控机的槽压采集装置

说明书

技术领域

本实用新型属于自动控制技术领域，具体涉及一种结构简单、抗干扰能力强、运行安全可靠的大型预焙铝电解槽槽控机的槽压采集装置。

背景技术

铝行业中的大型预焙铝电解槽应用“铝电解生产计算机控制系统”，其主要方式是采用“电解局域网- 监控管理级—现场控制级”三级分布式结构，处于“现场控制级”的下位机（槽控机）是担负着电解槽生产中打壳下料、阳极升降、系统电流和槽电压采集、数据通信、安全保护等功能，其中用于实现槽电压采集的CPU模块对电解槽生产的控制至关重要。

“铝电解生产计算机控制系统” 位于“现场控制级”的下位机（槽控机）的主要控制来自于其逻辑部件——CPU模块，其主要功能是通过将直接从电解槽母线得到的直流电压转换为脉冲，并采集脉冲频率的方式进行电解槽的槽电压实时采样，采样范围为0-100VDC，槽电压隔离可靠、测量精度高、抗干扰能力强。

虽然该CPU模块具有如此高的测量精度和强大抗干扰能力，但实际应用中发现存在着不容忽视的致命缺陷：

1、电流采集通道与电压采集通道（VFC模块）共用隔离电源电路，造成相互干扰，应用中出现电压波动很大时，电流大幅度波动的情况。

2、电压采集通道（VFC模块）采用外部电源的方式，虽然槽控机有输入输出隔离电路，但当雷雨天时遭遇雷击的情况，强大的放电电流仍然能击穿隔离电路，经外部电源回路到CPU模块，从而彻底击坏整个逻辑电路造成停机，更严重的导致整个控制系统通信中断，除损失大量的备件外，同时造成电解人员极大劳动量，造成的经济损失难以估算，雷击事故在铝电解行业时有发生，因此解决此重大问题价值和意义重大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、抗干扰能力强、运行安全可靠的大型预焙铝电解槽槽控机的槽压采集装置。

本实用新型的目的是这样实现的，包括VFC模块、CPU模块，所述VFC模块与CPU模块信号连接，所述VFC模块与隔离电源模块电性连接，所述VFC模块与CPU模块的电源接口间开路。

本实用新型通过将VFC模块的工作电源独立出来，由外部电源变为内部工作电源，同时切断VFC模块与CPU模块中的电源连接，从而达到了VFC模块和CPU模块各自有自己内部的工作电源，解决了VFC模块采用外部电源时遭遇雷击而损坏CPU模块的问题，运行更加可靠。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的VFC模块逻辑图；

图3为本实用新型的逻辑连接框图；

图中：1-VFC模块，2-CPU模块，3-隔离电源模块，4-电流采集模块，5-隔离电源模块，6-DC-DC隔离电源模块、7-CPU模块电压采集通道的电源Vcc接口、8-VFC模块电源接口。

具体实施方式

  下面对本实用新型作进一步说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换，均落入本实用新型保护范围。

  如图1所示，本实用新型包括VFC模块1、CPU模块2，所述VFC模块1与CPU模块2信号连接，所述VFC模块1与隔离电源模块3电性连接，所述VFC模块1与CPU模块2的电源接口间开路。

  本实用新型还包括电流采集模块4，所述电流采集模块4与隔离电源模块5电性连接，所述隔离电源模块3与隔离电源模块5相互独立工作。

  所述隔离电源模块3和/或隔离电源模块5为DC-DC隔离电源模块。

  所述VFC模块1与CPU模块2中电压采集通道的电源Vcc接口间开路。

本实用新型工作原理和工作过程：

本实用新型通过将VFC模块的工作电源独立出来，由外部电源变为内部工作电源，同时切断VFC模块与CPU模块中的电源连接，从而达到了VFC模块和CPU模块各自有自己内部的工作电源，解决了VFC模块采用外部电源时遭遇雷击而损坏CPU模块的问题，运行更加可靠。另外，采用VFC模块与电流采集模块工作电源不同源，从而避开电流采集模块与VFC模块相互干扰，提高了整体的抗干扰能力，增强了检测数据的精度和可靠性；进一步采用VFC模块与CPU模块中电压采集通道的电源Vcc接口间开路方案，系统抗雷击和抗干扰性能更好，提高了系统的运行安全系数；电流采集模块与VFC模块连接的隔离电源模块采用DC-DC隔离电源模块，解决了依赖外部电源的弊病，有效的避免了雷击的发生，而且更加安全可靠。

分别选用优质可靠的MORNSUN  F0505S-1W  DC-DC隔离电源模块，作为作为VFC模块1和/或电流采集模块4的工作电源；同时在CPU板上加装独立的F0505S-1W  DC-DC隔离电源模块，并且切断VFC模块1与CPU模块2中电压采集通道的电源Vcc接口，CPU模块2就不需VFC模块1提供电源，避免了雷雨天雷击电流从VFC模块1窜入CPU板而烧毁CPU模块2，提高了系统的安全系数；VFC模块1与电流采集模块4分别与不同的内部隔离电源连接，避免了相互干扰造成测量精度降低和可靠性。工作时，从电解槽母线得到的直流电压经VFC模块1转换为脉冲输入CPU模块2，并经采集脉冲频率的方式进行电解槽的槽电压实时采样，从而达到精确、可靠的控制电解槽的生产。