智能冷却

2024-06-02

智能冷却（精选4篇）

智能冷却篇1

0 引言

目前,国内传统工程机械冷却装置大多采用普通冷却风扇,普通风扇通过皮带与发动机输出轴直接连接,不能根据被冷却温度变化调节转速,温度得不到有效控制,因此能耗很大,又不能满足温度部件的最佳温度工作区。少数工程机械冷却装置采用液压马达驱动的温控风扇,虽然可以根据温度进行调节转速,但受到液压驱动本身效率低,并且电设备冷却特性与传统机械冷却特性有所不同,很难同时满足所有各个部件处于最佳温度工作区。尤其是电传动工程机械,本身温度部件增加很多,如电机、电动机及各控制器等,各部件的温度参数直接影响其效率、安全等重要性能,各个温度部件的最佳温度工作区又不一样。

当前以低碳节能、绿色环保为经济主题,电传动工程机械冷却的高效性是节能降耗的重要指标。使用传统机械或液压驱动冷却风扇,无法满足电传动工程机械冷却的大负荷、高效率、低消耗的要求。随着智能化技术在工程机械上的应用,同时电传动工程机械容易得到电能资源,故本文设计了一种智能控制电驱动的温控风扇和泵独立冷却系统是节能降耗、提高冷却效率,满足各温度部件不同冷却要求的理想技术。

1 系统组成

工程机械冷却系统设计的合理与否会很大程度上影响其工作效率和寿命,因此,为保证各部件正常工作,必须对这些在高温条件下工作的部件加以冷却。电驱动工程机械的冷却系统与传统的工程机械有很大的不同,传统的工程机械冷却对象主要是发动机、变速箱、侧减速器和中冷器等机械热源部件,冷却液温度一般在100℃以上,使用的冷却系统基本上都是采用发动机自带水泵冷却发动机,液压系统冷却利用空气冷却。如图1所示,工程机械智能冷却系统装置由1辅助功率控制器、2独立电路温度传感器、3电源逆变器、4出水管路、5止回阀、6副水箱、7出水管路、8独立电路冷却器、9止回阀、10发电机、11作液压油冷器、12发动机、13水泵电机、14电动水泵和15止回阀等部件组成。

2 系统控制原理

工程机械中各热源部件工作温度不同,对冷却散热要求也不同,尤其是电子器件和工作液压油所需冷却温度较低,所以对辅助功率控制器、电源逆变器、发电机、工作液压油冷却器进行独立的冷却。

该智能冷却系统由电动水泵驱动冷却液循环,经过冷却管路连接的辅助功率控制器、电源逆变器、发电机、工作液压油冷却器串行循环,回到独立电路冷却器在冷却风扇的作用下对高温冷却液进行冷却。在辅助功率控制器冷却液出口和电源逆变器冷却液入口之间安装温度传感器,检测冷却液的温度状态信息,并将温度状态信息传递至发动机ECM,经过信号转换处理传递至水泵电机控制器来控制电动水泵驱动电机的转速,同时温控风扇转速满足不同工况下的冷却需要。采用集成式散热器,即独立电路冷却器、发动机散热器、空冷器三散热器一体并联安装,集中布置在冷却风扇的后侧,这样有利于强化低温冷却水路散热能力,保证低温电子部件在其许可温度范围内工作、可以提高冷却系统冷却效率,减小空间布置。

3 具体实施方式

如图2所示,工程机械智能冷却系统包括传统设备冷却回路和电设备冷却回路。两个冷却回路有独立的电扇、风扇执行电机、散热器、冷却泵、温度采集单元。

传统设备冷却回路实施方式:温度采集单元采集发动机水温、歧管进气温度、工作液压油温度信息,转化为数字信号上传CAN网络。根据分析结果调节PWM的输出的占空比,将PWM信息传给控制PWM放大级,通过PWM放大级控制电机和冷却泵;电机驱动风扇,吹散热器散失冷却液热量,降低冷却液温度;电泵使冷却液在管路里循环流动;通过调节控制器输出PWM的占空比就可以实现对风扇转速和冷落回路的流速的调节,即调节散热的快慢,满足传统设备的冷却要求。

电设备冷却回路实施方式:温度采集单元采集发电机水温、电动机水温、控制器及辅助电源水温信息,转化为数字信号上传CAN网络。之后的实施方式与传统设备冷却实施方式相同。

4 结语

本文研究的工程机械智能冷却系统,与传统机械或液压驱动工程机械相比,节能减排效果明显,尤其冬季的冷却控制可以借助自然温度冷却平衡,大大减少两个风扇运行量,实现节能目的,具有低碳绿色的经济与社会双重效益。智能控制的电机驱动独立冷却系统中的两个冷却回路独立安装,可以合理利用工程机械上的空间,导线布置比流体管路布置简单容易。

参考文献

[1]李淑廷.工程机械电液驱动智能冷却系统的研究.山东农业大学,2007(05)

[2]朱一德.论筑路机械冷却装置液压驱动系统的设计.中国新技术新产品,2012(03)

智能冷却篇2

济宁三号煤矿主胶带机传动设备多种多样, 其中耦合器、CST两种传动设备由于散热量大, 必须对其加以冷却。传统的风冷方式噪音大、冷却效果不好。因此, 目前济宁三号煤矿井下5部需要冷却的胶带机全部采用了水冷方式, 从矿井供水管中引取冷却水至水冷器, 耦合器、CST使用的高压液力油脂经过在水冷器中冷却, 再回到设备中循环, 而冷却后的水直接排入废水沟中, 造成了很大的水资源浪费。

为了建设节约型矿井, 实现节支降耗, 按照规定要尽可能地提高冷却水的使用效率, 具体的指标:水冷器的出水孔与进水孔的水温相差要在10 ℃以上。为实现这个目标, 只能人为地调节冷却水阀门的开度大小, 以控制冷却水的水量。但这样做有一个非常大的缺陷, 因为耦合器、CST这些传动设备的发热量不是固定不变的, 当其空载时发热量最小, 当其启动过程及重载时发热量就会增大, 正常运行时, 煤量越大, 发热量越大。如果以其空载时的发热量来控制冷却水的阀门开度, 那么当重载时, 设备就有可能因为过热而造成内部橡胶密封机构受损, 大大降低其使用寿命, 严重时甚至会烧毁设备。所以靠人为调节阀门根本无法有效控制冷却水进出水温差, 大量的冷却水被浪费, 增加了矿井的吨煤成本, 增大了矿井的资源消耗。为此, 笔者对原有的冷却系统进行了改造, 研制了一种胶带机传动设备智能冷却系统, 解决了冷却水流量多少的问题, 降低了冷却水的消耗。

1 系统改造总体思路及技术原理

系统改造总体设计思路:根据传动设备内的液压油脂温度来调节供其冷却用的冷却水流量, 温度升高时冷却水流量增加, 温度降低时冷却水流量减少。

为此, 笔者首先对市场上的温控产品做了详尽的考察。在市场上, 很早就有温控阀的存在。温控阀是流量调节阀在温度控制领域的典型应用, 其基本原理:通过控制换热器、空调机组或其它用热 (冷) 设备、一次热 (冷) 媒入口流量, 以达到控制设备出口温度的目的。当负荷产生变化时, 通过改变阀门开启度调节流量, 以消除负荷波动造成的影响, 使温度恢复至设定值。温控阀总体可分为自力式温控阀和电动温控阀。但是适合矿井使用的防爆、耐高压、耐腐蚀的温控阀在市场上根本没有, 而且市场上的温控阀大部分用于散热、暖通设备, 要求的阀门与温度的关系与所需要的正好相反, 因此, 要另外想办法解决这个问题。

参考温控阀尤其是电动温控阀的原理, 使用了如下的方法来进行系统的设计。首先要在耦合器油路中安装可靠的温度传感器, 主要目的是用来监测传动设备中油脂的温度。通过监测温度, 还要有一个防爆电动球阀, 将其安装在矿井进水管与水冷器进水管之间, 通过调节电动球阀的开度, 动态地控制冷却水的水量, 由于是线性地调节冷却水的水量, 且矿井的水压较大, 因此不能使用电磁阀。安装完成后, 具体的控制要依靠胶带机PLC控制系统来进行智能判断和处理。这个过程需要通过修改程序来实现, 通过判断胶带机传动设备内的油脂温度, 以判断是否开关冷却水的阀门, 进而控制冷却水的流量, 达到动态调节传动设备温度的目的。

2 系统研制方案

改造前的冷却系统结构如图1所示。胶带机传动设备的水冷直接从矿井供水管中引取冷却水至水冷器, 使用时由工人将闸阀打开, 耦合器、CST使用的高压液力油脂经过在水冷器中冷却, 再回到设备中循环, 而冷却后的水直接排入废水沟中, 造成了很大的水资源浪费。

按照前面所述的改造的总体思路, 从3个方面来逐步完成系统的改造, 改造后的智能冷却系统结构如图2所示。

(1) 在耦合器中安装可靠的温度传感器

为了确保系统的稳定运行, 需要选择模拟量的温度传感器进行取样, 只有实时知道设备的实际温度, 才能据此判断需要进行控制电动阀的操作。开关量温度传感器的一个重要缺点是很难判断温度传感器是否故障失灵, 而模拟量传感器由于可以实时地将温度显示出来, 因此可以非常灵活方便地对其进行试验。

温度传感器有4种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器 (RTD) 和IC温度传感器。在选用时要考虑3个参数:耐腐蚀、防爆、耐震动。经过多年的工作经验, 结合现场的实际情况, 选用了Pt100系列的模拟量温度传感器。

Pt100系列的模拟量温度传感器非常可靠, 它是一种热电阻温度传感器, 其电阻阻值是随着温度变化而变化的。

由于CST软启动装置使用的就是Pt100温度传感器, 经过5年多的应用, 没有出现过故障, 可靠性非常高, 适合煤矿井下的恶劣环境, 因此, 笔者使用了Pt100温度传感器, 将其安装在耦合器的液压油路中, 用于测量传动设备温度。

(2) 在水冷器的进水侧安装电动球阀

经过分析, 在矿井恶劣的水质条件及强大的水压下, 为了灵活调节阀门的大小, 必须使用电动球阀而不能用电磁阀。电磁阀相对于电动球阀而言故障率高, 维修不方便, 且耐压系数小。系统选用的电动球阀为山东金科星机电有限公司生产的DFH20/7矿用本质安全型电动球阀。

DFH20/7矿用本质安全型电动球阀是一种由球体旋转而开闭水路的新型电动阀门, 适用于煤矿井下具有瓦斯、煤尘爆炸危险及水质差、水压范围广的自动化防尘、防灭火装置作水路自动控制开关。它的优点是使用的供水压力范围广 (0～7 MPa) , 不受泥沙、污水影响, 供水通径大, 工作过程中通电时间短, 工作稳定可靠。在此之前, 济宁三号煤矿井下主胶带输送机使用的超温洒水保护一直依靠这种电动球阀来控制洒水, 故障率低、动作可靠, 可以承受井下恶劣的环境。

但这种球阀像市场上绝大多数的球阀一样, 有个很大的缺点, 即只能开闭, 而不能线性调节其开度。为此, 利用球阀的开关时间与其输出流量呈线性关系的特点进行控制。该种电动球阀从全开到全闭或从全闭到全开需要的时间一样, 都是12 s, 而且这个时间与其开度呈线性关系。因此, 可以利用这一特点, 需要多大的开度只需要让其开、关多少时间即可, 例如需要冷却水达到一半流量, 则只需要将电动球阀打开6 s即可。

在将其安装在水冷器进水侧时, 还考虑了应急情况的发生, 即当电动球阀发生故障无法打开时, 必须有可靠的备用管路来为传动设备供水降温, 为此, 为电动球阀平行安装了一套备用管路, 用手动闸阀控制, 平时关闭, 当电动球阀故障时, 将备用闸阀开启, 照样为设备降温, 这样可以有效地避免故障影响。

但备用闸阀必须人为打开, 而胶带机司机或检修工无法知道何时应该打开备用阀门, 因此, 制定了应急措施:当胶带机控制系统通过返回数据判断出智能冷却系统出现问题时 (温度超高) , 可以直接将报警信息反馈到胶带机操作台上, 并接入胶带机语音预警系统, 借此来提醒现场工作人员前去处理。

(3) 依靠胶带机控制系统实现智能冷却

传感器和电动球阀安装成功后, 必须使用可靠的PLC控制系统来使其做到智能运行, 为此, 安装了AB LOGIX5500系列PLC胶带机控制系统, 通过添加修改专门的智能冷却系统程序, 以实现所需的控制。

智能冷却系统的运行流程如图3所示。

考虑到模拟量信号的波动, 必须对温度信号加以延时再反馈给控制器, 这样可以得到较为准确的数据, 避免了电动球阀的误动作。

3 结语

胶带机传动设备智能冷却系统研制成功后, 已应用于济宁三号煤矿井下北边胶带机中。经过一年的使用, 效果非常良好, 完全满足了水冷要求, 解决了冷却水流量控制的问题, 降低了冷却水的消耗, 达到了预期的目标, 证明对胶带机的传动设备实现智能冷却系统是完全可行的。

经过对系统的程序进行反复修改完善, 系统的运行已经非常稳定, 冷却水的流量控制完全与设备温度相对应, 成正比关系, 在遇到意外事件时, 系统也能及时发出报警, 避免了事故的发生。具体的经济效益如表1所示。

从表1可以看出, 仅北边胶带机一年就节约冷却水量为43 200 m3, 节约资金21.6万元/a, 为降低矿井的吨煤成本做出了重大的贡献。而从长远来看, 系统带来的长期社会效益是无法估算的。

参考文献

[1]贾锦霞, 彭绍艳, 武冬梅.浅析智能温控阀与自力式温控阀应用[J].建设科技, 2007, 10 (9) .

[2]徐宝萍, 付林, 狄洪发.温控阀的节能效果测试分析[C]//全国暖通空调制冷2006年学术年会论文集, 2007, 合肥.

[3]耿文学.可编程控制器原理、使用及应用实例[M].北京:电子工业出版社, 1990.

智能冷却篇3

随着计算机技术、控制技术、通讯技术和显示技术的迅猛发展, 越来越多的广电发射机房采用由工业计算机或可编程序控制器组成的集数据采集、过程控制和信息传送于一体的监控网络, 对广播电视发射设备的运行情况进行实时监控, 对广电发射机房实行自动化控制、检测和管理, 从而进一步提高机房的工作效率和管理水平, 更好地服务于广大人民群众的收听和收看。根据江苏省广播电视科技发展“十五”规划的要求, 广播电视发射设备要努力做到自动化运行和管理, 因此, 2004年扬州电视发射机房实施了计算机实时监控系统的建设, 可在工程的建设中, 却出现了一种奇怪的现象, 即电视发射系统负载风机每天24小时做无意义的工作, 这不仅增加了机房的能耗与噪音, 而且大大缩短了负载风机的使用寿命。后经相关技术资料的查证, 发现是负载风机控制系统设计缺陷所致, 为了解决这一问题, 同时也是为了使负载风机控制系统能够适应主备机共用一副天线工作模式和机房自动化管理的需要, 本人经过反复观察、分析与研究, 成功的设计出一套负载风机智能化控制系统。

1对负载风机非正常工作现象的分析

负载风机出现24小时无意义工作现象其实在机房计算机实时监控系统未建之前就有, 只不过负载风机那时工作时间不是24小时, 而是12小时, 其原因主要在两个方面, 一是作为共用一副天线的主备发射机, 24小时内主备机是能换工作的, 控制负载风机的发射机24小时内只工作12小时;二是那时机房发射机的开机、关机以及主备机倒换, 均由人工来完成, 正常情况下, 发射机关闭后, 值班人员会把发射机的总电源开关关闭, 在这种情况下, 负载风机会随着总电源开关的关闭而停止工作。因此, 那时负载风机虽然每天工作12小时, 但不太会引起大家的注意。然而, 计算机实时监控系统的建设, 在电视发射机的开机、关机以及主备机倒换等方面的工作, 由原来的人工操作变成计算机实时监控系统自动完成, 这种自动控制功能的运行, 又是需要发射机处于待机状态作为前提条件的, 也就是说, 发射机的总电源开关必须要始终处于开通状态, 计算机实时监控系统方能正常运行。所以只要机房计算机实时监控系统运行, 就必然出现负载风机24小时工作的现象。经相关技术资料的查证, 原负载风机控制系统中, 负载风机的工作电源是经发射机总电源开关后就直接供给的, 在这种情况下, 一旦控制负载风机的发射机进入待机状态, 负载风机就会开始工作, 显然出现上述两种怪现象的根本原因主要还是负载风机控制系统在设计上存在缺陷所致。同时这种对负载风机采用单机控制方式的设计, 对共用同一负载的主备机来说, 在负载功能的应用上将必然无法形成互动, 因此, 负载风机原控制系统的设计, 除造成上述现象外, 也没能满足电视发射系统主备机共用一副天线工作模式的需要, 更不符合电视发射机房管理向智能化方向发展的必然趋势。

2系统设计原则及可行性分析与方案

2.1设计原则

1.先进性。系统的设计要符合电视发射机房管理未来发展的趋势, 实现负载风机控制智能化。

2.合理性。在系统的设计上, 既要与整个电视发射系统形成协调的整体, 又要使系统功能具有独立性。

3.低成本。在系统设计中, 在不影响原有设备工作性能的基础上, 应充分利用现有设备中各种有利条件, 努力降低建设陈本。

4.易维护。在确保系统功能实现的前提下, 系统结构在最大化优化的基础上, 应再尽量简化, 以便于系统的应用与维护。

5.通用性强。该系统不仅要适合电视发射系统的单机工作模式, 而且也要适合主备机共用一副天线的工作模式, 同时还要适用于所有电视发射机生产厂家生产的电视发射机。

2.2实现负载风机控制与主备机倒换同步方案的可行性分析

1.方案可行性分析

在同轴开关中, 用于主备机倒换自锁的微动开关共有两组, 每组各有两个独立的控制单元, 每个控制单元有三个触点, 它们分别是常开触点, 转换触点, 常闭触点。其工作方式是, 当微动开关翘板动作时, 常开触点与常闭触点的状态进行翻转, 即原来的常开触点转为闭合, 而常闭触点转为断开。在常规情况下, 实现主备机倒换自锁和天线位置指示灯的控制功能, 只需用到两组微动开关中各一控制单元即可, 剩下的两个控制单元一般作为同步信号干触点输出或备份之用。这里我们可以利用两个备份控制单元与主备机倒换同步的特点, 实现负载风机控制与主备机倒换同步的目的, 具体方法是, 将主备机送来的负载风机工作电源, 分别相应接到两个备份控制单元的转换触点上, 再将负载风机同时分别与两个备份控制单元的常开触点相连接, 这样就可实现负载风机控制与主备机倒换同步的功能。即当主机输出在负载上时, 负载风机工作与否就受主机控制;而当备机输出在负载上时, 负载风机工作与否就受备机控制。见图1所示。

2.控制原理分析

从图1中可以清楚的看到, 当天线位置倒换开关S打到主机位时, 220V经K1的2、3触点供同轴开关驱动电机工作, 当主机输出转到天线上, 备机的输出转到假负载上时, 同轴开关的驱动臂触动微动开关翘板, 微动开关动作, K1的2、3触点断开, 同轴开关驱动电机停止工作, 1、2触点闭合主机位指示灯点亮, 表示此时主机的输出已经在天线上;与此同时K2的1、2触点闭合, 负载风机的供电选择了备机, 从而实现了负载风机控制与主备机倒换同步的目的。即通过同轴开关系统的倒换, 备机的输出与负载相连的同时, 负载风机的控制就选择了备机。

当天线位置倒换开关S打到备机位时, 220V经K3的2、3触点供同轴开关驱动电机工作, 当备机输出转到天线上, 主机输出转到假负载上时, 同轴开关的驱动臂触动微动开关翘板, 微动开关动作, K3的2、3触点断开, 同轴开关驱动电机停止工作, 1、2触点闭合备机位指示灯点亮, 表示此时备机的输出已经在天线上;同时K4的1、2触点闭合, 负载风机的供电选择了主机, 同样也实现了负载风机控制与主备机倒换同步的目的。即通过同轴开关系统的倒换, 主机的输出与负载相连的同时, 负载风机的控制就选择了主机。

从上述的分析情况来看, 利用同轴开关的微动开关之间同步的特点, 实现负载风机控制与主备机倒换同步, 其方案显然是完全可行的。

2.3负载风机智能化控制系统设计方案

实现负载风机控制与主备机倒换同步, 在负载风机智能化控制系统设计中, 只是解决了负载风机在什么情况下受谁控制的问题, 接下来还需要解决负载风机在什么情况下工作的问题。要解决这一问题, 还需要从发射机上入手。从电视发射机的工作原理可知, 一旦发射机的功放开始工作, 就意味着发射机已经进入发射工作状态, 发射机的这一工作特征, 正好可以用来解决负载风机在什么情况下工作的问题, 其具体方法是, 将主备发射机功放的工作电源分别与同轴开关微动开关K2、K4的转换触点2脚相连, 在这种情况下, 只要输出在负载上的发射机的功放进入工作状态, 就是该发射机向负载风机发出工作指令, 负载风机便可开始合理的工作, 这样就构成了完整的负载风机智能化控制系统。如图2所示。

3系统介绍

3.1系统工作原理

从图2中可以看出, 主备发射机共用一副天线, 两台发射机的输出与天馈线系统之间的倒换, 需要通过同轴开关来实现。图中的K2, K4分别是同轴开关倒换系统两个微动开关的两个独立的控制单元, 其负载风机智能化控制系统的工作原理, 可通过同轴开关对主备发射机的两次倒换以及两台发射机的相应工作状态来分别加以说明。

1.主备机倒换开关打到主机位时。经过同轴开关倒换系统倒换, 主机的输出被转换到天线上, 而备机的输出同时被转换到了假负载上, 此时的同轴开关的微动开关K4的1、2触点断开, K2的1、2触点闭合。在这种情况下, 如果主机得到母板控制发出的开机指令, K6动作, K6的3、4触点闭合, KB动作, 主机功放得到工作电源, 主机进入发射工作状态。但由于同轴开关的微动开关K4的1、2触点已处于断开状态, 主机功放的工作电源却无法提供给负载风机, 当然负载风机也就自然不可能工作;然而, 此时当备机得到母板控制发出的开机指令后, K5动作, K5的3、4触点闭合, KB动作, 备机功放得到工作电源, 备机进入发射工作状态, 其发出的电磁波功率全部被假负载吸收。同时由于同轴开关的微动开关K2的1、2触点处于闭合状态, 备机功放的工作电源可直接通过微动开关K2的1、2触点提供给负载风机, 使负载风机同步进入工作状态, 为假负载的正常工作及时的提供冷却服务, 确保假负载的安全运行。

2.主备机倒换开关打到备机位时。经过同轴开关倒换系统倒换, 备机的输出被转换到天线上, 而主机的输出被转换到了假负载上, 此时的同轴开关的微动开关K2的1、2触点断开, K4的1、2触点闭合。在这种情况下, 如果备机得到母板控制发出的开机指令, K5动作, K5的3、4触点闭合, KB动作, 备机功放得到工作电源, 备机进入发射工作状态。同样由于同轴开关的微动开关K2的1、2触点已处于断开状态, 备机功放的工作电源一样也无法提供给负载风机, 当然负载风机也就自然不可能工作;然而, 此时当主机得到母板控制发出的开机指令后, K6动作, K6的3、4触点闭合, KB动作, 主机功放得到工作电源, 主机进入发射工作状态, 其发出的电磁波功率全部被假负载吸收。同样由于同轴开关的微动开关K4的1、2触点处于闭合状态, 主机功放的工作电源可直接通过微动开关K4的1、2触点提供给负载风机, 负载风机会同步进入工作状态, 为假负载的正常工作及时的提供冷却服务, 确保了假负载的安全运行。

3.2系统运行效果

通过主备发射机的两次倒换, 以及两台发射机相应的工作状态下的分析来看, 负载风机智能化控制系统不仅消除了负载风机24小时无意义工作的现象, 使负载风机按照电视发射系统的实际需要而工作, 而且在负载风机控制上实现了主备机之间的有效互动, 整个负载风机智能化控制过程运行流畅。从该系统建成以来的工作状况来看, 其运行安全、可靠、稳定。

3.3系统特点

负载风机智能化控制系统从设计结构以及实际应用情况来看, 具有如下特点。

1.通用性强。由于整个负载风机智能化控制系统, 主要是利用了电视发射机的共同特性和同轴开关倒换系统的基本硬件条件, 通过合理的搭建而构成, 整个系统的设计无需发射机以及同轴开关倒换系统提供任何特殊的条件, 所以, 本系统的设计可以适用于所有电视发射机生产厂家生产的电视发射机。同时, 本系统就电视发射系统而言, 不仅适用于电视发射系统主备机共用一副天线的工作模式, 同样也适用于电视发射系统的单机工作模式。因此该系统具有极强的通用性。

2.可靠性高。本系统智能化控制逻辑关系严谨、简练、流畅, 必然条件为发射机的共有特性, 同时基本结构简单, 因此, 运行起来安全、可靠、稳定。

3.成本低。该系统的构建, 除了利用了同轴开关微动开关的两个控制单元外, 无需增加任何器件。

4系统功能独立。由于该系统在负载风机控制方面采用的是被动式的控制方式, 所以运行中对电视发射机的技术性能不会产生任何影响。

5.具有先进性。该系统不仅实现了负载风机控制的智能化, 而且在总体设计上符合电视发射机房管理未来发展的趋势。

3.4系统设计的技术关键点

在该系统的设计中, 由于主备机提供的220V控制电源分别经过同轴开关的两个微动开关, 而后直接送到同一负载风机, 为了防止微动开关长期工作后工作触点发生常闭故障, 如果此时主备发射机提供的220V电源不是三相电中的同一相, 那样就会导致两路控制电源之间非对称短路的后果。因此, 在主备发射机功放电源中提取负载风机工作电源时, 一定要注意选择同相, 以防上述事故的发生。

4结束语

假负载是电视发射机的一个重要附属设备, 是吸收终端全部功率且无反射的全匹配负载。在发射机日常维护检测或者调试时, 为了避免天馈系统性能对发射机产生影响, 同时也为了避免电波对其他电台造成干扰, 发射机的输出端一般均接在假负载上。所以说, 机房发射机负载风机长期处于无意义的工作状态, 不仅增加了机房的能耗与噪音, 缩短了负载风机的使用寿命, 而且直接影响到发射机日常维护保养工作的正常进行。负载风机智能化控制系统的成功设计与应用, 除彻底终极了负载风机24小时无意义工作的现象外, 还实现了主备机在负载风机控制上的有效互动, 为日后发射机日常维护保养工作提供了极大的方便, 同时也为今后电视发射机房管理, 向智能化方向发展创造了有利条件。

摘要：本文对电视发射机房在计算机实时监控系统建设中, 假负载冷却风机 (以下简称负载风机) 出现24小时无意义工作的现象, 做了深入细致的分析;同时针对原负载风机控制系统设计上存在的问题, 并结合主备机共用一副天线的现状以及机房计算机实时监控管理系统的需要, 设计了一套负载风机智能化控制系统。从设计原则到设计方案以及系统工作原理等方面, 做了详细的介绍, 并对系统设计中的技术要点做了重点提示与说明。

关键词：电视发射机,负载风机,智能化控制系统

参考文献

智能冷却篇4

1.1 主变传统冷却器控制系统的结构原理和基本功能

主变传统冷却器控制系统是由交流接触器、中间继电器、时间继电器、负荷电流继电器和温度继电器等独立元件通过导线连接在一起实现逻辑控制的。基本功能有以下几点:

1) 在工作状态的冷却器, 其控制回路的交流接触器始终处于励磁状态, 油泵、风扇运转。2) 当主变负荷电流或油温达设定值时, 负荷电流继电器或温度继电器励磁, 使处于辅助状态冷却器的油泵、风扇运转。3) 当运行中冷却器 (包括工作状态、辅助状态) 电机故障 (油流继电器动作或热继电器动作) 及工作电源消失时, 故障冷却器退出, 自动投入备用冷却器。4) 实现油泵和风机双路交流电源供电切换、交流供电电源故障告警发信、控制系统故障告警发信功能。5) 当冷却器发生故障时, 发信或跳闸。

1.2 主变传统冷却器控制方式的问题和不足

传统冷却器控制系统主要存在以下问题和不足, 不能满足无人值班变电站的要求:1) 由继电器、接触器等独立元件构成的控制回路, 逻辑功能简单, 不能实现冷却器工作电源的自动定时轮换投切, 在无人值班后, 仍需运行人员到现场进行人工手动切换, 增加运行人员的维护量。2) 控制回路接线复杂, 元件繁多, 当回路故障后, 查找故障点十分麻烦, 运行人员需从监控站赶到事故站后才能查找故障点, 增加了消除故障的时间, 不利于主变的安全运行。3) 上传信号仅限于诸如风扇故障等简单信号, 在监控站无法实现对冷控系统各个电机、油泵运行工况的实时监测。4) 不具备智能接口, 无法实现远程在线监视功能, 一旦冷却器发生故障, 运行人员无法第一时间判断故障性质, 且在运行人员无法第一时间赶到现场时, 增加了安全运行的危险。另外, 控制回路中的接触器存在着触点易烧结及因长期通电而易烧毁的问题, 为主变的安全运行带来隐患。

2 主变冷却器智能检测控制系统

2.1 冷却器智能控制系统工作原理

智能冷却器控制系统采用冗余双PLC结合人机界面技术实现主变冷控系统的智能检测和控制。冗余双PLC, 两PLC相互监测互为备用, 其中一个故障PLC故障时冷却器控制系统仍可以正常工作, 大大提供高了系统的可靠性[1]。系统根据主变油温、负荷电流信号, 以一定的逻辑关系, 给复合开关发送通断指令, 来控制冷却器的投切, 并实时监测其运行状态, 及时发现潜在故障。其工作原理图如图1。

2.2 智能冷却器控制系统可以实现如下功能

智能冷却器控制系统采集主变油温、负荷电流信号、断路器辅助接点通断、电源工作状态、油泵风机运行状态等信号, 通过PLC逻辑编程控制, 可以实现冷却的投退、状态切换、工作电源故障发信及自动切换、冷却器故障发信或跳闸等传统冷却器控制方式的所有基本功能。另外还能实现人机交互、远程报警功能。

智能冷却器控制系统相较传统控制方式有以下优点:

1) 可通过PLC编程整定实现冷却器工作电源的定时 (按月) 轮换投切, 减少维护量, 满足变电站无人值班要求。

2) 智能冷却器控制系统由PLC给复合开关发送通断指令, 实现控制功能, 省去了繁杂的元件和复杂的接线, 大大降低了回路故障率, 提高了主变运行可靠性。

3) 有备智能接口, 在监控站能实现对冷控系统各个电机、油泵运行工况的实时监测, 一旦冷却器发生故障, 运行人员可以第一时间判断故障性质, 为故障处理赢得了时间, 提高了主变运行可靠性, 符合无人值班要求。

4) 智能冷却器控制系统可以实时检测冷却器的运行状态, 及时发现潜在故障。极大的提高了主变运行的可靠性和经济性, 并满足变电站无人值班要求。

5) 系统采用复合开关代替接触器进行冷却器投切, 利用复合开关投切瞬间, 可控硅过流接通, 而正常运行时采用磁保持触点导通的特点, 限制涌流, 解决了接触器触点易烧结及线圈因长期通电而易烧毁的问题。

另外, 智能冷却器控制系统可以通过人机交互设定、修改各种整定数值, 方便操作。

3 主变冷却器智能检测控制系统存在的不足

主变冷却器智能检测控制系统的应用, 大大减少了运行人员的设备维护工作量, 满足无人值班的要求, 加快了无人值班改造的进度。但在运行中也发现了它自身的不足:

1) 可能出现意外动作, 当运行人员同时触摸显示屏的多个点时, PLC会同时执行多个指令, 导致程序紊乱, 出现意外动作。建议厂家改良触摸屏, 只能用触摸笔实行单点触控。