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谈万能自控系统集成器

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-12-20  来源:《电气&智能建筑》  作者:天津工业大学 成爱林
摘 要 文章简单介绍其万能自控系统集成器的性能、应用、效益及其发明的由来。
 
关键词 万能自控系统 集成器 超级驱动
 
1 概述
 
  文章所述该发明是一种逻辑自控系统通用、大型集成器件。集“万能控制器”与“超级驱动器”于一体,涵盖了两个发明专利,为国际先进技术。它可取代现今庞大、耗材、耗能、耗工、工作可靠性差的,强电、触点控制式的继电接触器控制系统,无需任何其它电器,使之电子化、万能化、集成化、绿色化、低碳化。
 
  整个控制与驱动系统的联接、调试、检修,都在这器件上完成,节省电器,节省电能,节省线材,省工省力,容积小,无弹簧、无触点、工作可靠、安全、长寿,便于用电脑集中监控管理等。不同的自控系统,只要联接相关智能控制端子、相关操控开关、工艺触点和指示等,不用交流接触器,接上电源和电机即可以工作。多电机的控制系统可用多路型、多块组合,将各COM(0)端子相联,即可实现扩展。比可编程逻辑控制器PLC简便、廉价得多。它是电力电子自控系统革命性的发明,是自控系统的重大、关键性、共性技术。集成器件分:单相、三相、单路型、多路型、通用型、专用型(均有样机)。
 
  其单相示意图如图1所示,三相示意图如图2所示。
85-1
85-2
 
  其系统的工作特点是“万能控制”和“超级驱动”。
 
2 所谓“万能控制”
 
  “万能控制”(由改进的发明专利“万能电子控制器”实现)。集成器引出有电源输入端“INPUT”(接220V或380V交流),输出端“OUTPUT”(与交流电源及负载串联),及许多能概括各基本控制功能要素的智能控制端子“CONTROL”:开、关、点动、禁开、禁关、延时、反控、com(0)等18个端子。控制端子与入、出高压相隔离,不电人,不打火,有短路保护。
 
  用以控制交流电机时,将输入端“INPUT”接220V或380V交流,输出端“OUTPUT”接220V或380V单相或三相交流电源,不用交流接触器可直接驱动单相或三相交流电动机。任何复杂的逻辑自控系统,只要连接各相关控制端子,便可以实现各种自动控制,无需其它任何中间电器。可借助电子开关,或光耦开关用电脑控制,控制电流小于0.15ma。由于智能化,其控制端子括了各种功能要素;各号输出端子可一端多用;各被控端子可同时接受多信号控制(与、或逻辑);所以没有它不能实现的,即使继电接触器控制系统无法实现的,它都可以实现,即“万能”(有操控样机)。
 
  一块单路的万能自控系统集成器,可以实现开、点、停控制,多处按钮相并联,便可以实现多处控制,数量不限;可以实现延时开、或延时关;可以实现液位自动控制,或自动抽水,或自动灌水;可以实现过热自仃、故障自仃;联接工艺触点可以实现各种工艺自控等。
 
  一块两路的万能自控系统集成器,可以实现多处正、反、停控制;延时、顺序控制;星形-角形启动控制;软启、软闭控制等。
 
  更多电机的控制系统,可以扩展,用多块、多路的集成器,将各个的COM(O)端子相联,即可实现相互关联控制。
 
  各种专用型自控系统集成器更加简便,接上电源和电动机,及相关工艺触点,微型开关钮便可以工作。如正、反转自控系统;星形-三角形降压启动自控系统;“针织园机自控系统”,“排、灌两用自控系统”等(均有样机)。
 
  有模拟量输入、数据计算并须常变更数椐的,可用模数转换电路、光耦开关接口等,用单片微电脑直接控制。
 
3 “超级驱动”的概念(有50安操控样机)
 
  其驱动环节用的是发明专利“一种双端电子开关电路”构成的“超级驱动器”,其“超级”的含义,就在于区别现有的驱动器(固态继电器),它的“驱动能力”超强;它的“控制功能”超多;其用途超广。而现有的固态继电器其驱动能力很不强,仅有“以较小控较大”的“继电控”功能,没有自控功能,用途单一。性能指标也都超现有的固态继电器,它是现有固态继电器的换代产品。
 
  (1)它的直接驱动电流可达几百安,而其控制电压只需2V,控制电流小于1ma(单相最大0,15ma;三相最大0,5ma),一般电子电路、集成片、晶体管输出的可编程控制器PLC,均可以直接用它驱动三相交流电动机。而用现有的驱动器件(固体继电器),其单相的控制电流需超20多毫安;三相的控制电流需超70多毫安,控制电压需5V~32V,其控制电路容积大,无法集成,使用麻烦。它的“驱动能力”比现有固体继电器强100倍以上,既省电、省料,又可集成;
 
  (2)它的“控制功能”,除“继电控”外,还有手控、软启动控、自停控、断相自仃功能;
 
  (3)它的“用途”除可作电力电子技术中通用的超大驱动器外,还可用微型开关,直接控制大功率电机、电器,如家用电器、建筑用电器等各行业用电器,其用途非常广泛。
 
4 效益分析
 
  (1)它集智能控制和驱动功能于一体,既“万能”,又有“超级驱动”能力;集成度高,通用性强,便于自动控制和微电脑控制;可以应用于各个行业的电器自控系统,交流接触器可以不用了。联结相关的微形工艺触点、传感器,经合理的联线,便可以实现相关自动控制,高度集约化、低碳化。如热水器控制系统,借助液位探测端子,温敏开关,便可以实现液位自控,温度自控并指示。其高度集成,性价比极高,用途广泛的创新器件,将可占领国际市场。
 
  (2)为普及应用,可制造常用型单路的、双路的,单相和三相的开、点、停开关盒,面上装有指示灯和微动按钮,一般的电机控制系统,联结好相关控制端子,接上电源和电机,便可使用。各种不同功能需要,以及与外部兼容等,可联结内部相关控制端子,或略添加电子电路即可,使用非常简便、安全,物美价廉,其应用市场非常广大。
 
  (3)可设计各种专用自控系统集成器,将庞大的电器控制系统集成化,智能化,节省电器,无弹簧、无触点控制,工作可靠性、安全性大大提高,按钮开关、工艺触点、行程开关等可微型化、体积小,寿命长,整个系统的联线、检修,就在模块上完成,省工、省力,省线材,省电,便于用电脑集中监控管理。降低生产成本,性价比大大提高,其销售量将骤增。
 
  (4)采用其系统集成器,既省去了强电系统的联线和电器,又不用软件工作设备、输入用电源和驱动用电源及中继器,而且扩展简便,易于普及应用。比之可编程控制器PLC简便得多,廉价得多,可以取代它。
 
  (5)各种粗笨、费材、费料、费电的继电接触器、中间继电器、延时继电器将逐步减少生产;各种粗笨的,要求绝缘材质高的,耗材、耗能的各种开关电器:按钮开关、工艺开关、行程开关、限位开关、过热继电器开关等均可微型化,低碳化,其损耗将大大减少。并将影响机器制造业更加精巧、智能、长寿、省电、安全、廉价。“万能自控系统集成器”将成为装备制造业电力自控系统不可缺部件,成为推动创新的源动力。
 
  (6)自控系统的集成化,或与微电脑、模数转换技术相结合,将革新电器装备制造业,可产生各种具有自主知识产权的新产品。将孕育造就出一批批创新人才,形成新的产业。
 
  (7)“万能自控系统集成器”用以作为自控系统的设计院、研究院所、作为关键部件,设计制作的设计、调试用器具,作为大专院校学生试验仪器,演示教具也非常有价值,有市场。
 
  综上所述,其“万能自控系统集成器”是自控系统革命性的发明,不仅具有本体价值,还具有衍生价值;不仅具有现实价值,还具有潜在价值;不仅具有当前价值,还具有未来价值;其社会效益和经济效益不可估量。
 
5 “万能自控系统集成器”发明的由来
 
  笔者给针识机电器作软启动控制改造时,看到其功率不大(几百瓦)、个儿不大、控制功能要求不多的机器,其电器及联线占容积不小:为三种自停及显示,为安全,用了一个较大个的36V降压变压器,三个低压中间继器、一个低压交流接触器;前后两处各设置一个开、点、停大按钮盒,其按钮操作费力、易损坏、联线繁而多;各工艺触点器件的个儿也都不小。见此情景,笔者决心将其强电控制系统电子化,并作“针织机电子控制系统”,取消交流接触器,中间继电器及降压变压器,前后两大个的开、点、停按钮,改成微动按钮,两处开/点/停按钮相并联,联线减少,操作轻便,安全、长寿、价廉;容积大大减小;具有了软启滑动功能;工作很可靠,共用电源的大修车间,电焊操作频繁,丝毫不受影响。实现了既提升产品质量,改善操作条件,而且大大降低成本,实现了“低碳化”。
 
  受其强电电子化成功的启发,又想到了搞通用的“万能电子控制器”,引出少数的智能控制端子,却可实现“万能”。克服了许多矛盾,征服了许多难点,“万能电子控制器”成功了,并获得发明专利授权。
 
  得寸进尺,又想到要再升级,融入驱动环节,搞通用的、大型的“万能自控系统集成器”。搞系统集成器的关键是,要求其驱动器的驱动能力要非常强,即控制电流要极小,驱动功率却很大,否则容积大,无法集成。于是,将其驱动环节溶入另一发明“一种双端电子开关电路”,将其再升级,搞成可集成的“超级驱动器”,它的驱动能力比现有的驱动器(固态继电器)强100多倍,进而形成了集“万能控制”、“超级驱动”功能于一体的“万能自控系统集成器”,优于要借助中继器驱动的可编程逻辑控制器PLC,达到了我的理想目标-国际先进。
 
 
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