一種鋁電解控制系統(tǒng)的高可靠性信號分配器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鋁電解控制系統(tǒng)的高可靠性信號分配器，包括光電轉(zhuǎn)換模塊（1）、VFC模塊（2）、隔離模塊（3）、信號分配板（4）、控制模塊（5），所述光電轉(zhuǎn)換模塊（1）通過信號分配板（4）與控制模塊（5）信號連接，所述隔離模塊（3）通過VFC模塊（2）與控制模塊（5）信號連接，所述光電轉(zhuǎn)換模塊（1）與開關(guān)電源模塊（6）電性連接，所述VFC模塊（2）和隔離模塊（3）與開關(guān)電源模塊（7）電性連接。本實用新型為光電轉(zhuǎn)換模塊獨立供電，從而提高光電轉(zhuǎn)換模塊的電源穩(wěn)定性、降低信號輸出共模紋波噪聲，達(dá)到多路輸出模塊負(fù)載平衡、光電轉(zhuǎn)換模塊輸出穩(wěn)定的目的，使信號分配器信號輸出穩(wěn)定、控制系統(tǒng)運行安全可靠。
【專利說明】—種鋁電解控制系統(tǒng)的高可靠性信號分配器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種結(jié)構(gòu)簡單、信號輸出穩(wěn)定、系統(tǒng)安全安全可靠的鋁電解控制系統(tǒng)的高可靠性信號分配器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，計算機自動控制技術(shù)已成為現(xiàn)代大型鋁電解槽生產(chǎn)過程控制和管理必不可少的自動化裝備，是當(dāng)代鋁冶金技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。國際先進(jìn)的高效鋁電解槽的電流效率突破了 95 %，噸鋁直流電耗已低于1300kw.h。鋁行業(yè)中的大型預(yù)焙鋁電解槽應(yīng)用“鋁電解生產(chǎn)計算機控制系統(tǒng)”，其主要方式是采用“電解局域網(wǎng)一監(jiān)控管理級一現(xiàn)場控制級”三級分布式結(jié)構(gòu)，而其中“系統(tǒng)信號分配器”是關(guān)鍵設(shè)備。
[0003]“鋁電解生產(chǎn)計算機控制系統(tǒng)”中信號分配器至每個區(qū)的第一臺槽控機采用光纜連接通信，具有抗干擾性強、擴(kuò)展性好、通信準(zhǔn)確、穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸率高的性能，充分考慮了防雷的要求。位于管理級與控制級之間的信號分配器，用于將整流送來的系列電流和電壓模擬信號(4?20mA)轉(zhuǎn)換為線性頻率脈沖信號后送管理機；同時，將系列電流脈沖信號隨網(wǎng)絡(luò)總線電纜送至各槽控機。
[0004]信號分配器是整個鋁電解計算機控制系統(tǒng)中的重要核心設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著控制系統(tǒng)中系列電流、系統(tǒng)電壓的模擬/數(shù)字量轉(zhuǎn)換、電信號/光信號轉(zhuǎn)換、以及電信號隔離分配和通信聯(lián)絡(luò)傳輸任務(wù)，一旦出現(xiàn)故障將致使全部電解槽控制受影響造成通信和數(shù)據(jù)傳輸中斷，進(jìn)而造成整個鋁電解生產(chǎn)控制失效，嚴(yán)重地影響了電解槽通電啟動進(jìn)行和正常槽的生產(chǎn)，同時造成電解人員極大勞動量，造成的經(jīng)濟(jì)損失難以估算。雖然，針對信號分配器的穩(wěn)定運行采取了諸如信號隔離、電源防雷等措施，但是，在鋁電解生產(chǎn)控制中仍然存在部分控制區(qū)或者全部控制區(qū)域會中斷失去上下位機通信，從而造成控制失效的重大問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、信號輸出穩(wěn)定、系統(tǒng)安全安全可靠的鋁電解控制系統(tǒng)的高可靠性信號分配器。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，包括光電轉(zhuǎn)換模塊、VFC模塊(電壓頻率轉(zhuǎn)換器模塊)、隔離模塊、信號分配板、控制模塊，所述光電轉(zhuǎn)換模塊通過信號分配板與控制模塊信號連接，所述隔離模塊通過VFC模塊與控制模塊信號連接，所述光電轉(zhuǎn)換模塊與開關(guān)電源模塊電性連接，所述VFC模塊和隔離模塊與開關(guān)電源模塊電性連接。
[0007]本實用新型采取為光電轉(zhuǎn)換模塊獨立供電，從而提高光電轉(zhuǎn)換模塊的電源供應(yīng)的穩(wěn)定性、降低信號輸出共模紋波噪聲，達(dá)到多路輸出模塊負(fù)載平衡、光電轉(zhuǎn)換模塊輸出穩(wěn)定的目的，解決了信號分配器造成的通信中斷問題，使得信號分配器的信號輸出穩(wěn)定、可靠，實現(xiàn)了鋁電解控制系統(tǒng)通信的免維護(hù)，避免了鋁電解生產(chǎn)中因控制系統(tǒng)故障造成的巨大損失，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。進(jìn)一步在多個光電轉(zhuǎn)換模塊與信號分配板間采用多股銅芯鍍錫電纜直接信號連接，替換傳統(tǒng)端子排連接，從而減少中間信號衰減，也可靈活聯(lián)結(jié)各光電轉(zhuǎn)換模塊，可在特殊要求時進(jìn)行不同方式的信號輸出，以實現(xiàn)安全應(yīng)急通信，提高控制系統(tǒng)的通信應(yīng)變能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0009]圖2為傳統(tǒng)信號分配器邏輯連接框圖；
[0010]圖3為本實用新型的邏輯連接框圖；
[0011]圖中:1-光電轉(zhuǎn)換模塊，2-VFC模塊,3-隔離模塊,4-信號分配板,5-控制模塊，6-開關(guān)電源模塊、7-開關(guān)電源模塊、8-銅芯鍍錫電纜。
【具體實施方式】
[0012]下面對本實用新型作進(jìn)一步說明，但不以任何方式對本實用新型加以限制，基于本實用新型教導(dǎo)所作的任何變換，均落入本實用新型保護(hù)范圍。
[0013]如圖1、3所示，本實用新型包括光電轉(zhuǎn)換模塊1、VFC模塊2、隔離模塊3、信號分配板4、控制模塊5，所述光電轉(zhuǎn)換模塊I通過信號分配板4與控制模塊5信號連接，所述隔離模塊3通過VFC模塊2與控制模塊5信號連接，所述光電轉(zhuǎn)換模塊I與開關(guān)電源模塊6電性連接，所述VFC模塊2和隔離模塊3與開關(guān)電源模塊7電性連接。
[0014]所述光電轉(zhuǎn)換模塊I與信號分配板4間和/或VFC模塊2、隔離模塊3與開關(guān)電源模塊7間采用銅芯鍍錫電纜直接信號連接。
[0015]所述信號分配器具有至少兩個光電轉(zhuǎn)換模塊I，各光電轉(zhuǎn)換模塊I與信號分配板4間采用多股銅芯鍍錫電纜直接信號連接。
[0016]所述開關(guān)電源模塊6為MW-RID-65A型高精度開關(guān)電源，所述MW-RID-65A型開關(guān)電源為臺灣銘纟韋聞精度開關(guān)電源。
[0017]所述控制模塊5與開關(guān)電源模塊7電性連接。
[0018]本實用新型工作原理和工作過程:
[0019]本實用新型通過為光電轉(zhuǎn)換模塊獨立供電，而對于防雷、隔離模塊電路針對其消耗功率較大的特性，用另一路電源供給控制系統(tǒng)的隔離、VFC和/或控制模塊。從而提高光電轉(zhuǎn)換模塊的電源供應(yīng)的穩(wěn)定性、降低信號輸出共模紋波噪聲，達(dá)到控制系統(tǒng)多路輸出模塊的負(fù)載平衡和光電轉(zhuǎn)換模塊輸出穩(wěn)定的目的，解決了傳統(tǒng)信號分配器共用電源造成的通信中斷問題，使得信號分配器的信號輸出穩(wěn)定、可靠，實現(xiàn)了鋁電解控制系統(tǒng)通信的免維護(hù)，避免了鋁電解生產(chǎn)中因控制系統(tǒng)故障造成的巨大損失，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。進(jìn)一步在多個光電轉(zhuǎn)換模塊與信號分配板間采用多股銅芯鍍錫電纜直接信號連接，替換傳統(tǒng)端子排連接，從而減少了中間信號的衰減，也可靈活聯(lián)結(jié)各光電轉(zhuǎn)換模塊，可在特殊要求時進(jìn)行不同方式的信號輸出，以實現(xiàn)安全應(yīng)急通信，提高控制系統(tǒng)的通信應(yīng)變能力。
[0020]選用臺灣銘緯高精度開關(guān)電源MW-RID-65A作為光電轉(zhuǎn)換模塊I的單獨供電電源，其具有隔離的兩路DC+12V和DC+5V輸出，輸出紋波系數(shù)小，能適應(yīng)光電轉(zhuǎn)換模塊I的工作電源要求；原信號分配器電源作為功率較大的VFC模塊2、隔離模塊3和控制模塊5的工作電源，從而滿足光電轉(zhuǎn)換模塊I電源功率的需求，獨立供電后相比又能降低信號輸出共模紋波噪聲，提高光電轉(zhuǎn)換模塊I的信號穩(wěn)定性。光電轉(zhuǎn)換模塊I采用1.5mm2多股銅芯鍍錫電纜直接連接分配板4以代替?zhèn)鹘y(tǒng)端子排連接，實現(xiàn)與控制模塊5的信號連接，從而減少中間信號的衰減，也可靈活聯(lián)結(jié)各光電轉(zhuǎn)換模塊，可在特殊要求時進(jìn)行不同方式的信號輸出，以實現(xiàn)安全應(yīng)急。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁電解控制系統(tǒng)的高可靠性信號分配器，包括光電轉(zhuǎn)換模塊(1)、VFC模塊(2)、隔離模塊(3)、信號分配板(4)、控制模塊(5),所述光電轉(zhuǎn)換模塊(I)通過信號分配板(4)與控制模塊(5)信號連接，所述隔離模塊(3)通過VFC模塊(2)與控制模塊(5)信號連接，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換模塊(I)與開關(guān)電源模塊(6)電性連接，所述VFC模塊(2)和隔離模塊(3)與開關(guān)電源模塊(7)電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號分配器，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換模塊(I)與信號分配板(4)間和/或VFC模塊(2)、隔離模塊(3)與開關(guān)電源模塊(7)間采用銅芯鍍錫電纜直接信號連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的信號分配器，其特征在于所述信號分配器具有至少兩個光電轉(zhuǎn)換模塊(I)，各光電轉(zhuǎn)換模塊(I)與信號分配板(4)間采用多股銅芯鍍錫電纜直接信號連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號分配器，其特征在于所述開關(guān)電源模塊(6)為MW-RID-65A型高精度開關(guān)電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號分配器，其特征在于所述控制模塊(5)與開關(guān)電源模塊(7)電性連接。
【文檔編號】G05B19/418GK203630594SQ201320817297
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】楊葉偉, 熊自勇, 師彥東, 周朝元 申請人:云南云鋁涌鑫鋁業(yè)有限公司