电流变换器在圆盘控制上的应用

许永钢，徐 冰；何 奎

(马钢股份公司三铁总厂 安徽马鞍山 243000)

烧结配料圆盘在马钢三铁烧结配料系统中主要用于匀矿物料输送，在配料中占较大的比重。目前在线使用的A、B机匀矿有12台配料圆盘，再生产中卡料、材料等物件对圆盘机械系统中盘面支撑架、减速机经常出现堵转，使设备损坏，每年机械设备故障达3台以上，人工倒料，增加检修维护成本，影响了正常配料，同时增加了备件成本消耗。

1 电流变换器的工作原理和特点及模拟量采集

1.1 工作原理

交流电流变换器，用于电力系统中将交流电流信号变换为直流电压信号和交流电压信号，可取代现行电流互感器。其特征在于把微型变压器嵌放到条状导体的中部构成电流变换元件，把补偿放大及交直流变换电路封装在电流变换元件的中部构成交流电流变换器。与现行电流互感器相比，具有体积小、重量轻、功耗低、可节约大量的铜线、硅钢和电能；制作工艺简单，精度高，功能强，使用方便安全；是对现行电流互感器的重大变革。产品广泛的应用在电力、电源、石化、油田、冶金、自控等各个需要电量测控的行业。

交流电流变换器，其特征在于一个比现行电流互感器的铁芯线圈小几个数量级的环形铁芯线圈与作为初级的导体构成微型变压器，这个微型变压器固定在条状导体的中部。

构成电流变换元件1、补偿放大电路2、交直流变换电路3电源电路4封装在电流变换元件的中部构成交流电流变换器。

工程上，通常把电流变换器可以直接将被测主回路交流电流或者直流电流转换成按线性比例输出的DC4-20mA(通过250Ω 电阻转换DC 1-5V或通过500Ω电阻 转换DC2-10V)恒流环标准信号，连续输送到接收装置(PLC系统及计算机上显示)。

1.2 工作特点

这次采用南京三盟SMI系列穿芯一体穿芯电流变换器以模拟信号的混合式智能变送器，与PLC 的模块之间是以传递4mA-20mA 模拟信号为主，然后在PLC系统中设定零点、量程和画面报警等。它只是为和现有PLC兼容而设计的，与常规模拟变送器相比，省去互感器，更高的测量精度，一体化电流变送器在应用中具有以下特点：

1)量程范围宽，量程比较大。

2)直接取代原有互感器变送器系统。

3)国际标准电流信号输出，直接连接PLC等，输出电流与负载无关。

4)电流输出，高过载能力，抗干扰能力强。

5)适合于远距离传输。

6)最高的性能价格比。

7)快速响应，无击穿现象。

8)初级与次级高度隔离。

9)外形小巧，安装方便。

10)节省大量成本，具有竞争力。

11) 维护简单方便。用万用表电流档可在现场电流变送器接线端子处或PLC控制柜内的接线端子处进行检测。这样检修人员可在相对较安全、对变送器维护方便等工作。

1.3 PLC模拟量控制技术

在PLC控制系统中采用罗克韦尔编程软件,可方便、可靠地用于逻辑控制。由于模拟量可转换成数字量，PLC可以方便进行处理被控量，反应被控系统状态和信息。该一体化电流变换器直接采集被测量，并能按一定量程将被测量转换成毫安信号量输出，快速、精确地传递到PLC模拟量模块中，通过模拟量模块获取设备运行电流信息，并能经受严酷环境考验，是监控保障设备运行的保证重要方法。

图1 SMI一体穿芯交流电流变送器接线图

一个完整的模拟量PLC控制过程是：用电流变换器采集信息，并把它变换成标准化电流信号送到模拟量输入模块；模拟量输入模块把标准的电信号转换成CPU可处理的数字信息，CPU按要求对信息进行处理，主要对各种功率电机采集运行电流数据，并通过趋势在画面上实时采集和报警功能，方便生产操作和监控。若缺少这些电流变换器对重要设备电流状态和对数值精确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。

2 SMI一体穿芯交流电流变换器在配料圆盘电机上的应用

应用电流变换器来测量圆盘电机工作电流有其独到之处，对于由于电流变化而造成的电流波动，我们通过在操作画面上进行数据显示，根据电机额定电流与实际工作电流之间的对比关系，在控制软件中不难实现，做出相应的报警信号，方便中控操作人员及时发现设备运转中出现突发情况，及时加以处置，避免设备事故扩大化。如此以来，可以使一体化电流变送器的应用扩展到各种高、低压电机上加以使用。应用前景良好。

图2 圆盘运行电流在画面上监控显示

圆盘电机功率是30 kW,额定电流56A.选用SMI60ACL-P2-01S60电流变换器安装使用。将电机动力线穿过电流变换器中间，并对该变送器进行供电。通过PLC系统采集到电流变换器发出去的毫安电流信号。

通过对模拟量的通道设置，与电流变换器的电流范围相匹配，当运行工作电流大于50A，画面出现电流报警信号，提醒操作人员注意现场设备运行状况是否卡料、堵异物等，当电流达到60时，发出停机命令。同时做出趋势进行实时查询。通过在A,B机配料匀矿圆盘电机线路中使用电流变换器检测器装置，将电流信号采集到中控画面，参与程序控制，在生产实际工作中发挥了很好的作用，降低设备故障率，降低备件成本和人工支出，实现了既定目标。

3 结束语

以上介绍了电流变换器的基本原理和其特点,并列举了在生产设备改造实际中的创新应用实例。从实例中我们可窥见一体化电流变换器无限的应用前景。一体化电流变换器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对自动化仪表提出的要求越来越高是其发展的强大动力,突飞猛进现代科学技术的则为其提供了坚强的后盾,我们相信在不懈地探索中,电流变换器的应用定会有新的飞跃。

[1] 何 衍，庆黎冰，黄海燕.工业生产过程控制[M].北京：化学工业出版社，2010