GGAj02—K型产品培训指南

1、GGAj02-K型产品（MVC-196微机电压自动控制器）培训指南GGAj02K型产品（MVC196微机电压自动控制器）培训指南 引言 电除尘器供电电源自动控制设备，自80年代开始应用微处理器和8位单片机等微机控制技术以来，技术水平已有了显著提高。我公司引进美国GE公司技术开发成功的DAVC控制器，以其优异的性能，成为这种设备的典型代表，受到广大用户的好评。 随着电除尘控制机理应用研究的进一步深入，单片机技术、特别是16位单片机技术的发展，以及智能电除尘器控制系统（IPC）的广泛应用，用户对更高性能微机控制设备的期望和需求更加迫切。在这种情况下，我们公司以高起点、高性能为基点，开发出新一代电除

2、尘器微机控制供电设备K型产品。K型产品的核心MVC-196控制器作为DAVC升级换代产品，吸收了包括DAVC在内的国内、外最新控制技术的精华，应用了我们最新的研究成果。该产品的开发在立足“全数字化技术特征、高精度火花响应控制、独创性控制功能、网络化设计概念”的四大基础上，其目标是开发出具有世界先进水平的产品。 一、K型产品（MVC-196）的主要技术特点 1、采用高速、高性能、大容量真16位单片机为控制核心 本产品采用了Intel公司高性能的CHMOS 16位单片机80C196KB为主控芯片。该单片机内部总线为16位，并集成了A/D、高速I/O、PWM、串行通讯口、定时/计数器等接口电路。功能

3、强大，指令效率高，速度快，为K型产品的性能提高提供了保证。 2、数字化控制程度大幅度提高 利用80C196KB的多路A/D及扩展电路，扩展为15路A/D，对模拟信号输入采用高速、高分辨率采样，特别是对二次电压、电流瞬时值进行连续采样，为实现检测电压峰值、谷值检测存贮波形，软件检测火花提供了保证。 3、独家采用硬件和软件双重火花检测控制技术 DAVC采用的软硬件配合浮动火花检测技术是一个很好的检测技术。本产品在兼容该项技术基础上，开发出纯软件检测火花新技术，该技术重点检测非常微弱的火花信号和火花先兆信号。 在闪络控制中实现无冲击不关断软控制，电场电压恢复很快，损失极小。设备可在高火花频率（每分钟

4、500次）下安全、稳定运行。 4、扩充并完善了多种控制方式 将控制方式扩充为全波供电、双半波间歇供电、单半波间歇供电三大模式，每种模式均有10种运行方式。对全波供电而言，新提供“火花率设定控制方式”，设备将稳定运行在设定的火花率之下。对间歇供电而言，不仅提供了双半波、单半波两种模式，还提供了充足的占空比调节范围。 5、自动检测动态V-I曲线族 测试动态V-I曲线族相对于检测普通V-I曲线具有更丰富的信息量。动态的意思是动态地快速检测；曲线族的意思是同时检测出V-I有关的三组曲线（包括平均值、电压峰值、电压谷值三组曲线），这三组所包含的信息可用于准确判断电场放电状态、反电晕发生以及分析反电晕程度

5、。 6、采集并存贮电压、电流波形 设备自身具有与“数字存贮示波器”相似的瞬间单次波形记录贮存功能和重复波形记录刷新功能。自动捕捉火花放电瞬间的电压、电流波形并自动刷新、自动记录正常运行时的电压、电流波形。在IPC上位机上可调看实时的电压、电流波形和火花放电波形。通过远程网络技术，技术人员可以远距离在线将设备所有特性参数调试至最佳状态，并随时观测电压、电流波形。 7、具有特殊的保护功能 在完善的短路、开路、过流、偏励磁、超油温检测等基础上，具有特殊的超电压限压和过载限流措施。硬件看门狗电路可以在强干扰情况下自复位运行。 8、IPC的一个功能强大的子系统 K型作为IPC一个功能强大的子系统，具有完

6、善的网络系统控制功能，所有参数可以在上位机上设定（参数分一级、二级参数），IPC可监控MVC-196的实时运行状态，可将控制参数渗透到每一项控制内容，结合其波形采集存贮等特点，可实现远距离在线精确调试。 9、人机接口界面友好 采用2´16字符液晶显示器显示参数、控制状态，所有参数修改采用功能键输入，取消DAVC中所用的拨码开关方式，所有参数保存在EEPROM，掉电时不丢失。调试时，用手提电脑运行“MVC-196在线调试系统”，可以进行参数修改，波形显示、曲线显示等在线调试功能。 10、集成度、可扩充性提高 MVC-196控制器自身带光隔离通讯单元、触发单元，无须外置通讯板和触发板，另

7、外，还预留可扩展的A/D、I/O口以备特殊应用之用。 二、K型主回路及工作原理图 1、主回路工作原理图 主回路图参见使用说明书图4。 主回路原理图包括设备主回路、操作控制电路和辅助电路（如冷却风机）等几个部分。交流380V电源经断路器（QF1）接通，由反并联晶闸管V1、V2交流调压后，送至整流变压器初级，再经升压、整流输出直流负高压。R9和R7分别为直流高压侧电流取样电阻和电压取样电阻。电流和电压取样讯号送至MVC-196控制器，由微处理机系统进行运算处理后，输出讯号控制晶闸管的导通角，形成闭环的自动电压控制系统。主电路中其它主要器件作用如下： R1、C1为晶闸管阻容吸收电路。 压敏电阻RV1

8、RV6：吸收浪涌过电压。 阻尼电阻R6：对火花放电电流起缓冲作用，并阻尼高压输出回路中LC分布参数引起的寄生振荡。 电阻R5：高压取样电阻。 电流互感器TA1：提供一次电流测量和一次电流过流信号。 继电器KA1、KA7：根据用户需要可选变压器油温超温报警继电器或瓦斯继电器。选用变压器油温超温报警继电器时，当变压器油温超过80时，KA7吸合，柜面上的报警指示灯亮。当油温超过85时，KA1吸合，其接点KA1.2将油温讯号送入MVC-196控制器，关断调压晶闸管，设备跳闸报警。当整流变压器配用瓦斯继电器时，“轻瓦斯”讯号和“临界油温”讯号并联；“重瓦斯”讯号和“危险油温”讯号并联。 KA3为停机报警

9、继电器。当设备因故障需停机时，KA3吸合，电铃HA1得电，同时使中间继电器KM2和KM1断开，关断可控硅SCR并切断可控硅SCR触发电路。 KA4为远程启动继电器。当用户有选用IPC系统，需在远方进行启动操作时，KA4吸合，KM1、KM2吸合，设备进入运行状态。 KA5为跳闸报警继电器。当设备产生偏励磁、可控硅故障、过电流等故障时，KA5吸合，断路器分励线圈得电跳闸，切断主电源。 2、需要注意的问题 K型主回路的进线方式采用断路器，取消了交流接触器，这给主回路的启动、停止、故障处理过程带来了新的特点，这需引起大家的注意。 K型主回路的停机过程分为“停机”、“跳闸”两种，分别具有不同意义： “停

10、机” 是指断开可控硅触发信号，停止运行。“跳闸” 是指不仅断开可控硅触发信号，而且断开断路器开关，切断电源。“跳闸”动作，而其它故障时，只做“停机”动作。 3、结构上采用铜排连接，使柜内布局更为简洁并降低温升。 三、MVC-196工作原理 1、主要器件简介 1.1 80C196kB 80C196KB单片机是Intel公司MCS -96系列中的一种高性能CHMOS 16位单片机，CHMOS芯片耗电少，是一种新工艺。 80C196KB内部总线为16位，可直接进行16位的运算。 80C196KB的主要特点有： 集成了强大功能的外设装置：如A/D、高速I/O、标准I/O、全双工串行口脉冲调制输出、定时

11、器/计数器、Watchdog等。 CPU通用寄存器（232个）均可实现累加器运算，消除了一般CPU累加器的瓶颈效应。 有一套效率更高，执行速度更快的指令系统。 1.2 93LC66 93LC66为串口EEPROM，掉电可保存，用于存贮设备运行参数。 1.3 MAX706 MAX706为CPU外围监视电路，用于电源掉电检测、看门狗自复位电路和复位电路。 1.4 PSD311 PSD311是一种可编程单片机通用外围接口芯片，它将EPROM、RAM、PLD和地址锁存器等外围器件集成在一块芯片内，通过编程来组合不同的逻辑。 2、MVC-196控制器的结构 控制器内部由主控板与综合板两块双面印制板组成。

12、 主控板除了单片机与外围芯片，还包括2´16字符液晶显示器驱动电路、功能键输入电路、串行通讯光隔驱动电路、看门狗自复位电路等。 综合板主要包括稳压电源、过零脉冲信号产生、各路模拟信号输入处理电路、火花检测电路、I/O接口、可控硅光隔触发电路等。 控制器外部与取样信号板配套使用。 3、MVC-196控制器原理方框图 参见使用说明书图2。 方框图体现了控制各部分单元电路之间的连接关系。 4、电路原理分析 4.1 主控板主要电路分析 单片机系统 D1（80C196KB）是一个16位的单片机，D2（PSD311）是可编程外围接口芯片，代替了只读存储器EPROM、地址译码器、地址锁存器的功能，

13、D4（62256）是外置的RAM，这几个芯片组成了一个基本的单片机系统；D10（93LC66）作为串行EEPROM，作为重要设定参数的存贮器，可以永久保存数据。 I/O接口电路 该板采用2块I/O芯片D6和D7（8255），D6的A口用于键的输入和开关量的输入，B口和C口用于2´16字符液晶显示器的驱动；D7的B口用于开关量的输出和信号板A/D信号输入多路开关N8（4051）的控制，A口和C口留着扩展之用。 光隔串行通讯驱动电路。 D11和D12（MAX485）是一个重要的芯片，负责将通讯电平从TTL转化为RS-485驱动电平。N1、N2、N3（H11L1）起光电隔离作用。 D/A输

14、出电路 D8（AD558）是一个D/A变换器，其作用是将数字量转化为模拟量，输出电压作为火花检测电平，在综合板上火花检测电路起重要作用，该电压的高低随运行电流的高低自动变化。 复位与自复位电路 D19（MAX706）是一个复位/自复位专用芯片，它能产生上电复位信号与手动复位信号。另外，它还有一个看门狗电路，当单片机系统万一受干扰终止运行时，它能自动将系统重新复位后投入正常运行。 过零中断、火花中断、输入电路和触发信号产生电路 本系统有过零中断（EXINT）和火花中断（HSI0）两个重要的外部中断信号。D13-A驱动发光管V14亮表示发生了电流冲击型火花；D13-B是触发脉冲发生器，但触发信号输

15、出要受很多条件限制：D17-A、D18-A等芯片就是起封锁触发信号输出的作用。 4.2 综合板主要电路分析 A/D输入电路 80C196KB有八路A/D输入通道，其中ACH0ACH6共七路输入信号如下： ACH0：二次电流平均值 ACH1：二次电压平均值 ACH2：一次电流平均值 ACH3：一次电压平均值 ACH4：二次电压瞬时值 ACH5：二次电流瞬时值 ACH6：二次电流峰值 ACH7的输入由N8（4051）多路开关切换成8路A/D输入。 以上模拟信号均由运放作相应的处理。N6（LM339）是火花检测的比较器；N1-A（LM348）作为电流峰值取样，其余电路原理比较简单。 光隔开关量输出

16、开关量输出的光隔器件N11、N12、N13、N14采用MOC3041，输出后可直接驱动220V的中间继电器，这些开关量输出为：启动、跳闸等。 光隔开关量输入 N10（TLP521-4）是一个四路光耦合器，其作用为将开关量隔离输入。开关量信号有主回路合闸触点和变压器故障（油温或瓦斯）报警输入触点。 光隔SCR触发电路 N15、N16（4N39）是光控可控硅。来自变压器2组19V电源，相位相反，正好作为同步信号，光控可控硅导通产生触发信号直接触发主回路中可控硅的G、K极。（这一部分电路有高电压，调试时应注意） 过零脉冲电路 N5-A和N5-B（LM348）作为线性整流器对电网同步信号进行线性整流；

17、N6-A（LM339）作为比较器产生与电网同步的过零脉冲，脉冲宽度为800±20mS。 电源电路 本控制器稳压电源有+5V、+15V、-15V三组。交流电源220V输入，经变压器变压、整流滤波后，由三端稳压集成电路7805、7815、7915稳压后输出。 5、MVC-196控制器的操作与显示功能 5.1 液晶显示 本机采用2行16字符显示器，在运行时显示运行参数、状态或故障类型；在参数设定时，显示参数设定状态和设定值。显示的参数和状态的意义详见下表： 显 示 参 数 一 览 表显示参数单位说 明U1V一次电压有效值I1A一次电流有效值U2kV二次电压平均值I2mA二次电流平均值Umk

18、V二次电压峰值SP次/分每分钟火花率MODE无运行方式IL%电流极限值UL%电压上限值MAN%手动设定值RP无上升率SP-SET次/分火花率设定值ST%火花放电初始值END%火花放电后快升阶段终了值INC%火花放电后快升阶段每半波增量OFF1，0火花时是否有关断。OFF1：关一个半波；OFF0：不关断HI-LEV%高火花比较电平RATEkV，A设备容量ADDR设备通讯地址显 示 状 态 一 览 表显 示意 义ORIGINAL PARAMETER OK！源参数检查正确USE DEFAULT PARAMETER使用缺省值RATE 072kV 1.0A设备容量：72kV 1.0AREMOTE远控状态

19、LOCOAL本地状态SCR ALARM可控硅报警SYSTEM FAIL系统故障LOAD SHORT负载短路LOAD OPEN负载开路OVER CURRENT过电流BIAS ALARM偏励磁故障EEPROM HAS A ERROR参数存贮器(EEPROM)有一个错误HIGH OIL TEMP油温超限 5.2 操作按键 本机共有+、 -、 设定、 设定、 自动/手动、 复位 六个按键，每个按键的主要作用如下： +、 - ：用于参数修改时的增、减；显示屏的切换；显示方式的切换等。 设定 、设定 ：用于参数设定功能。 自动/手动 ：手动与自动运行状态的切换。 复位：系统的复位或重新启动。控制器上电后按

20、复位键，系统将自动投入运行；运行过程按复位键，输出电压降为0，此时设备可安全停机。如果不停机，设备将自动再次进入运行状态；设备自动跳闸报警时，按复位键，解除报警状态。 5.3 参数显示 本机参数显示采用分屏显示方式，显示可分为两个不同阶段。控制器从复位至运行为第一阶段，称为初始阶段；正常运行时为第二阶段，称为运行阶段。这两个阶段显示的内容有所不同。第一阶段主要是逐屏显示本机所有设定参数；第二阶段主要显示运行数据和主要设定参数。以下是这两阶段显示内容的说明： 第一阶段（初始阶段）采用逐屏显示方式，逐屏显示内容如下： 第一屏：参数自检结果报告。第二屏：设备容量值（kV、mA）；通讯地址；本地/遥控

21、状态。第三屏：电流极限值；电压上限值；手动设定值；上升率。第四屏：火花率设定值；运行方式。 第五屏：火花响应；初值；终值；增量；关断半波数；高火花比较电平。第六屏开始转入正常显示：一次电压；二次电压；一次电流；二次电流。 第二阶段（正常运行阶段）采用分屏显示方式，显示时可选择“定屏”显示或“巡屏”显示方式。“定屏”时固定显示某一屏内容，“巡屏”时，巡回显示各屏内容。以下是各屏显示内容：第一屏：一次电压、二次电压、一次电流、二次电流平均值；第二屏：二次电压峰值、每分钟火花率、运行方式；第三屏：电流极限值、电压上限值、手动设定值、上升率；第四屏：火花率设定值、本地或遥控状态；第五屏：火花响应初值、

22、终值、增量、关断半波数、高火花比较电平。 5.4 操作键的使用 第一阶段（初始阶段）本机将逐屏显示参数，每屏显示停留一段时间，如果你想尽快跳到下一屏，可按+键。这将加快从“复位”到“运行”的速度。 在第二阶段（运行阶段），如果处于“定屏”显示时，按+或-可切换至另一屏显示。 同时按下+ -键可在“定屏”显示方式和“巡屏”显示方式之间切换。 注意：定屏显示时光标在第一个字符上闪烁，“巡屏”显示时光标在第二个字符上闪烁。这两个特征请予牢记。这两个特征也是与下面提到的设定屏相区别的重要之处！ 按手动/自动可实现设备运行“手动”与“自动”状态的切换。“自动”指示灯亮表示现处于自动状态，反之处于手动状态

23、。 本机参数的设定分为一级参数和二级参数设定。一级参数为普通参数，二级参数为高级参数。按设定进入一级参数设定，按设定 II进入二级参数设定，为了保护二级参数不被随意修改，本机设定了口令保护方式，输入口令正确才能进入二级参数设定。 一级参数设定方法：在正常显示（“定屏”或“巡屏”显示）时，按设定即可进入一级参数设定状态。光标在闪烁的参数是正在待修改的参数，此时按+或-可调整参数，修改完按设定可进入下一个参数修改。如果该参数不需要修改，直接按设定可跳到下一参数。本屏所有参数修改后会自动进入下一个屏，各屏修改后自动返回正常显示状态。请注意识别正常显示时两个重要特征，以免再次进入设定状态。但如果再次进

24、入设定状态，多次按设定也能退出。 二级参数设定方法与一级参数设定方法类似。在正常显示时，按设定 即可进入二级参数设定状态，只是显示屏会提示你输入口令。输入正确口令后，按设定键即可进入第一个参数修改。修改方法和注意事项与点完全一致。注意：参数设定后一定要退回正常显示状态！ 在第一阶段（初始阶段）时，也可以进入设定。当显示某一屏内容需要修改时，可立即按下设定键进入设定。设定修改方法与 、点相同，该屏所有参数设定完后自动回到分屏显示过程中。一级参数修改不需要输入口令，二级参数修改需要输入口令。5.5 参数设定的保存与保护本机参数修改设定后自动存入可记忆存贮器保存，掉电不丢失，可长期保存，即使出现意外

25、故障，设备可以自动检测出来，并将设备缺省值调出代替出错的参数，以保证系统的安全性。如果设备使用缺省值，显示器会显示提示信息。5.6 参数设定与上位机遥控的关系设备可以设定为本地/遥控两种状态。一旦设定为“遥控”状态，本机可接受上位机的控制，所有参数的修改权归上位机。运行中本地将不能进入设定状态，但开机第一阶段的设定功能仍然有效。一旦上位机退出运行一段时间后本机将自动恢复本地设定功能。如果设备设定为“本地”状态，上位机将无法与本机通讯。 5.7 通讯地址的设定上位机与本机通讯时，除将“本地/遥控”设定为“遥控”外，还需要设定每台设备的通讯地址，通讯地址设定范围为015，在同一条通讯总线上的每台设

26、备通讯地址不能相同。通讯地址的设定要根据IPC系统的设计确定，同一条通讯总线的设备台数最多为16台。注意！初始阶段第二屏显示的内容（设备容量值；通讯地址；本地/遥控状态）用户不要试图修改，以免引起系统故障，确实需要修改时，请与制造厂技术人员联系。5.8 上位机可实现的功能 上位机可读取本机的全部信息，包括运行数据和设定参数；可对一级参数和二级参数进行修改设定；唯一不能修改是设备总容量、通讯地址和和本地/遥控状态。 上位机可命令本机自动绘制动态U-I曲线族。 上位机可读取本机运行电压、电流瞬时波形和火花实时波形。 上位机可对本设备实现远方启动/停机操作。5.9 控制方式的选用本设备具有全波供电、

27、双半波间歇供电、单半波间歇供电三大模式，每种模式均有10种运行方式。 全波供电模式全波供电方式分为方式0、方式1方式9十种方式。各种方式对应关系如下表：方 式控制方式相关参数方式0火花跟踪控制上升率设定值方式1最高平均电压控制上升率设定值方式2火花率设定控制火花率设定值方式3临界火花控制上升率设定值方式4方式9待定义待定义注意：火花率设定值只对方式2（火花率设定控制）起作用，对其它方式不起作用。上升率对方式0、方式1、方式3起作用。 双半波间歇供电模式该模式具有2:2、2:4、2:6、2:8、2:10、2:12、2:14、2:16、2:18、2:20十种方式。 单半波间歇供电模式该模式具有1:

28、2、1:4、1:6、1:8、1:10、1:12、1:14、1:16、1:18、1:20十种方式。四、K型产品的现场调试 K型产品的现场调试的重点在火花检测灵敏度、火花响应特性等方面的调试，它与工厂内调试不同，重点是调试设备适应现场工况情况，调试时重点注意以下几点：1、工作电源检查检查+5V、±15V三组工作电源是否正常。2、过零脉冲检查过零脉冲是MVC-196控制器的重要信号，该脉冲宽度要求为800±20S，请检查时予以确认，如需校准请调节RP9。3、SCR触发电路检查通过二次电流波形检测，确认SCR触发电路工作正常、波形对称、没有偏励磁现象。4、运行参数与显示值校准检查显

29、示的运行参数（电压、电流值）是一项非常重要的工作，它不仅仅是显示的问题，实际上是一个人机对话的窗口。显示值校准之后，CPU内部处理的数据才会正确，才能保证电流极限、故障判断、火花检测等功能的正确实现。调整方法：让设备置于手动状态，将设备升压至某一接近火花但不发生火花的较高运行电压停住，然后调节以下电位器：调整RP2，使二次电压显示值与设备二次电压表值相同；调整RP3，使二次电流显示值与设备二次电流表值相同；调整RP4，使一次电流显示值与设备一次电流表值相同；调整RP5，使一次电压显示值与设备一次电压表值相同；5、硬件火花检测灵敏度调试MVC-196控制器具有软件和硬件双重火花检测功能，这两种检

30、测是相辅相成的。当硬件火花检测灵敏度比较迟钝时，软件火花检测仍仍较好地工作，但失去了双重火花检测的优越性。所以一定要强调注意硬件火花调试的重要性，绝不可因有软件检测而放弃了对硬件检测的注意。 调试时，用双踪示波器观察N6（LM339）比较器“+”、“-”两端的波形，“+”端的直流电平应是“-”电流峰值的1.2倍，否则调整RP1使之符合要求。6、软件火花检测软件火花检测由软件自动完成，一般情况下无需人工干预。但为了适应某些特殊需要，我们提供了“HI-LEV”参数供调试人员之用。“HI-LEV”参数是关于软件火花检测的一个综合参数，它起到类似检测灵敏度的作用。一般情况下，“HI-LEV”值为140（缺省值）。当“HI-LEV”值调整为120时，软件检测退出运行，这仅适用于厂内电阻性负载的调试，但不适用于现场电场