JM820 稳流数字控制器使用说明书_20070629
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在 ZZX10 整流机组数字稳控柜中，对应每套整流机组 Y/△侧，分别采用由 JM820 稳控器构 成的两套完全独立的数字 PID 稳流调节控制系统，与之配套的机组饱和电抗器稳流控制系统功率 回路采用进口二极管整流及 IGBT 功率模块，结构简单、性能可靠。由此即可完成 Y/△两侧的 整流机组饱和电抗器相应控制绕组电流的自动调节控制功能，借以实现整个机组输出直流电流的 数字稳流控制。
用 12 位 AD 变换器，确保 0.5%以上的模拟量原始采集精度，辅以 16 位校准运算，使调节和上传 得数据精确可靠。 2) 数字 PI 调节运算与截流调节运算
JM820 稳控器采用可变参数的标准 PID 调节算法，稳流和截流双调节环并列运行，其参数均 独立在线可调。 3) 反馈管理
JM820 稳控器允许在线进行反馈切换，实现交、直流反馈方式无扰动切换。 4) 稳流控制开/闭环(手/自动)无扰动切换
表 1：JM820 稳控器端口配置表
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
名称
CTA CTB CTC CTN DFI DFM ASI APM VAP VAN IHC IHB ANM BIO CIO ASO DFO AFO
说明
交流 CT A 相输入 5A 交流 CT B 相输入 5A 交流 CT C 相输入 5A 三相 CT 内部星点 直流反馈 5V 直流反馈隔离地线 模拟给定输入 10V 模拟给定隔离地线 霍尔模拟电源+12V 霍尔模拟电源-12V 控制电流霍尔 50mA 位移电流霍尔 50mA 模拟接地 位移电流输出 0--+5V 控制电流输出 0--+5V 模拟给定输出 0--+5V 直流反馈输出 0--+5V 交流反馈输出 0--+5V
对外部模拟给定进行了积分处理，保证了给定的稳定性。 6) 在线参数修正
所有参数均通过人机界面或专用调试软件实现数字设定，支持在线调整、自动存取和掉电保 存。 7) HMI 操作安全管理
为保证系统闭环运行时的操作统一性，JM820 允许远程锁定(或解锁)就地操作器。锁定发生 后，HMI 通讯接口将不能对模块进行一般的写入操作。 8) 抗电磁干扰设计
附图： JM820 稳控器外形图 ……………………………………………………………………… 12
1
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JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
1 概述
JM820 饱和电抗器稳流数字控制器（以下简称 JM820 稳控器），是我厂最新开发的大容量二 极管整流装置饱和电抗器稳流控制系统中的数字稳流控制专用模块。它集模拟变换采集、数字稳 流运算、脉宽调制保护以及遥控、遥信等功能于一体，能独立输出 PWM 高频信号，控制 IGBT 回路调节控制电流。它是上一代模拟稳流控制系统的升级换代产品。
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JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
3) 模拟给定 为了适应用户改造项目及保持与模拟系统兼容，JM820 稳控器提供一个模拟给定信号接口。 模拟给定允许电压或电流输入，电压信号 0—10V，对应的模拟输出 0—5V，电流信号 0—20mA，对应模拟输出 0—2V。 模拟给定只能作为闭环(自动)给定。 4) 控制电流和位移电流检测 该通道按照霍尔直流传感器需求设计，所需的小型霍尔电流传感器规格为 50A/50mA，由 JM820 控制器提供传感器所需的±12V 工作电源。
JM820 饱和电抗器稳流数字控制器
使用说明书
九江整流器厂
二○○六年七月
九江整流器厂
JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
目
录
1 概述 …………………………………………………………………………………………… 1 2 产品特点 ……………………………………………………………………………………… 1 3 技术参数 ……………………………………………………………………………………… 2 4 工作原理……………………………………………………………………………………… 3
4.1 系统结构 ……………………………………………………………………………… 3 4.2 系统功能………………………………………………………………………………… 3 5 安装接线 …………………………………………………………………………………… 5 5.1 外形尺寸 ……………………………………………………………………………… 5 5.2 接线端子 …………………………………………………………………………… 5 6 JM820 人机界面操作指南 ………………………………………………………………… 6 6.1 概述 …………………………………………………………………………………… 6 6.2 菜单视图 ……………………………………………………………………………… 6 6.3 操作一般约定 ………………………………………………………………………… 6 6.4 界面显示与操作 ……………………………………………………………………… 7 6.5 其它说明………………………………………………………………………………… 9 6.6 操作示例 ……………………………………………………………………………… 9 7 调试使用 …………………………………………………………………………………… 10 8 维护及注意事项 …………………………………………………………………………… 11 8.1 维护维修………………………………………………………………………………… 11 8.2 注意事项………………………………………………………………………………… 11
2. PWM 脉冲输出 JM820 稳控器的输出脉冲为 20kHz 高频信号，提供 IGBT 栅极驱动控制使用。
3. 数字量输入检测及保护控制 JM820 稳控器提供 4 路干结点检测。检测电路提供+24V 检测电源，该电源负极为输入公共 端。 4 个输入信号分别是：脉冲封锁、控制 IGBT 保护、位移 IGBT 保护和一个快速备用通道。 其各自功能定义如下： 1) 脉冲封锁 脉冲封锁动作后，模块停止控制脉冲输出，转入备用状态，同时关闭运行信号。 备用状态下，JM820 根据监测到的控制电流，自动调整内部控制脉宽，内部的数字给定值也 在对机组输出进行跟踪，以实现稳流系统的无扰动切换。 2) IGBT 保护 控制、位移 IGBT 保护信号来自对应的驱动单元。检测到该信号后，控制器短时关闭对应的 脉冲输出，然后通过软启动来尝试恢复工作。
4) 外形尺寸：
165×115×103 mm3
5) 安装方式：
底板固定安装。
6) 直流反馈信号：
DC 0~5V
7) 交流反馈信号：
DC 0~5A , 0~1A
8) 外模拟给定信号： 0~20mA，
DC 0~1V，0~5V，0~10V
9) 开关量输入：
DC24V
10) 开关量输出：
继电器常开干接点
接点容量
序号
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
名称
RRN RER RLM HDI CPI BPI KLI DIM HCB HCA HCM PCB PCA PCM DPM BDP DPP CDP
说明
运行指示继电器输出 故障指示继电器输出 继电器输出公共端 高速数字输入 控制回路保护输入 位移回路保护输入 脉冲封锁输入 数字量输入隔离公共端 HMI 通讯 485 A 端 HMI 通讯 485 B 端 HMI 通讯 485 电缆屏蔽 PLC 通讯 485 A 端 PLC 通讯 485 B 端 PLC 通讯 485 电缆屏蔽 数字地 位移回路控制脉冲输出 +5V 数字电源 控制回路控制脉冲输出
JM820 稳控器的所有调试工作和运行控制都是通过数字通讯完成的，模块上有两个独立的通 讯口，它们功能设置完全等同，可分别与上位稳流 PLC 和专用 LCD 界面显示器（HMI）相连接 通信。
以 JM820 稳控器为中央控制单元核心，构成的整流所电解系列饱和电抗器全数字稳流系统， 具有稳流精度高、响应速度快、整体可靠性高、稳定性好、调压范围宽以及调试方便等显著优点， 是当前最新一代的先进数字稳流技术。
JM820 稳控器在稳流控制系统中，实时跟踪调整手动及自动状态时的各数字给定值，从而保 证，稳流控制方式在手动与自动控制状态间转换时，不会引起输出电流的变化波动。 5) 自动给定处理、保护及其无扰动切换
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JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
JM820 稳控器闭环(自动)给定支持内部数字及外部模拟给定两种方式，可实现两者间的扰动 切换。
AC220V/0.5A 或 DC24V/1A
11) PWM 触发脉冲：
2 路 20KHz 脉宽调制触发脉冲。
12) 自动稳流精度：
直流反馈
优于 0.5%。
交流反馈
优于 1%。
13) 自动最大超调：
10% （正常 30%负载变化）
14) 最大调节时间：
100 mS （正常 30%负载变化）
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4. 数字量输出 JM820 稳控器有两组继电器输出，使用三个接线端子，分别用于指示运行和故障。继电器输 出的极限容量为 1A，120AC 或 24VDC。 运行信号指示控制绕组脉冲工作。 故障信号指示保护电路动作或反馈异常，用户需要通过运行状态字来了解具体的故障来源。
5. 数字通讯功能 JM820 稳控器具有两套独立的通讯电路，它们的软硬件完全分离，可以拥有不同的站地址。 通讯物理层采用 RS485 协议。 根据本版设计需求，通讯口 HMI 与就地操作显示面板相连，地址固定为 2，通讯口 PC 与 PLC 或上位机相连，地址可通过 HMI 在就地屏上修改。
JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
15) 动态调节参数范围：
P 1～10000
I
1～10000
16) 数字通信：
串口 A，隔离 RS485。
串口 B，隔离 RS485。
4 工作原理
4.1 系统结构
JM820 稳控器电气结构原理图，如图 1 所示：
图 1 JM820 稳控器结构原理图
4.2 系统功能
JM820 稳控器产品可广泛应用于 220KV、110KV、35KV 电压及以下等级的电化学、电冶金 整流所的带饱和电抗器稳流的二极管的机组整流供电配套的自动化控制系统。
2 产品特点
1) 高精度模拟量采集和校准 JM820 稳控器借助先进的高速 DSP 控制芯片，采用高精度模拟器件构建模拟调理通道，使
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JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
5 安装接线 5.1 外形尺寸
JM820 稳控器外形尺寸图如附图所示。
5.2 接线端子
JM820 共有三组接线端，1—18 号一组，19—36 为一组，采用螺钉压接方式引线，37—39 号 端口为模块的交流电源，采用三针插座。其端口配置详情如表 1 所示。
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37
L
38
N
39
PE
220V 交流电源 L 线 220V 交流电源 N 线 系统屏蔽地，接大地
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6 JM820 人机界面操作指南 6.1 概述
JM820 人机界面采用 MD204L 文本操作显示器(以下简称 HMI)，配合应用软件，可提供 JM820 所有的操作、显示、报警、设定和管理功能，界面友好，易于使用。
1. 模拟部分 JM820 控制器共有 5 路模拟信号调理通道，对外部信号进行了阻抗转换、类型转换、幅值转 换或电气隔离等处理，提供内部的 DSP 使用或转发到其它模拟检测设备。 1) 交流反馈电流检测 模块允许直接将整流变压器原边 CT 的三相交流电流的信号接入，当每相的输入电流 5A 时， 输出 5V。 2) 直流电流检测 来自整流器输出电流传感器，可以是 0—5V 电压信号或是 0—20 mA 电流信号。电压输入时， 对应输出为 0—5V，输入阻抗为 10kΩ；电流输入时，输入阻抗为 200Ω，对应输出电压 0—4V。
标准化、一体化紧凑结构设计、加之严格的抗电磁干扰设计，适应于冶金化工恶劣现场环境 使用，可保证设备长期可靠运行。 9) 远程诊断及维护
与上位管理主机间数字通信，支持远程修改系统参数等远程诊断维护功能。
3 技术参数
1) 使用环境温度： －20~45℃
2) 使用环境湿度： ＜85%RH
3) 工作电源：
AC 220V±10%
用 12 位 AD 变换器，确保 0.5%以上的模拟量原始采集精度，辅以 16 位校准运算，使调节和上传 得数据精确可靠。 2) 数字 PI 调节运算与截流调节运算
JM820 稳控器采用可变参数的标准 PID 调节算法，稳流和截流双调节环并列运行，其参数均 独立在线可调。 3) 反馈管理
JM820 稳控器允许在线进行反馈切换，实现交、直流反馈方式无扰动切换。 4) 稳流控制开/闭环(手/自动)无扰动切换
表 1：JM820 稳控器端口配置表
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
名称
CTA CTB CTC CTN DFI DFM ASI APM VAP VAN IHC IHB ANM BIO CIO ASO DFO AFO
说明
交流 CT A 相输入 5A 交流 CT B 相输入 5A 交流 CT C 相输入 5A 三相 CT 内部星点 直流反馈 5V 直流反馈隔离地线 模拟给定输入 10V 模拟给定隔离地线 霍尔模拟电源+12V 霍尔模拟电源-12V 控制电流霍尔 50mA 位移电流霍尔 50mA 模拟接地 位移电流输出 0--+5V 控制电流输出 0--+5V 模拟给定输出 0--+5V 直流反馈输出 0--+5V 交流反馈输出 0--+5V
对外部模拟给定进行了积分处理，保证了给定的稳定性。 6) 在线参数修正
所有参数均通过人机界面或专用调试软件实现数字设定，支持在线调整、自动存取和掉电保 存。 7) HMI 操作安全管理
为保证系统闭环运行时的操作统一性，JM820 允许远程锁定(或解锁)就地操作器。锁定发生 后，HMI 通讯接口将不能对模块进行一般的写入操作。 8) 抗电磁干扰设计
附图： JM820 稳控器外形图 ……………………………………………………………………… 12
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JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
1 概述
JM820 饱和电抗器稳流数字控制器（以下简称 JM820 稳控器），是我厂最新开发的大容量二 极管整流装置饱和电抗器稳流控制系统中的数字稳流控制专用模块。它集模拟变换采集、数字稳 流运算、脉宽调制保护以及遥控、遥信等功能于一体，能独立输出 PWM 高频信号，控制 IGBT 回路调节控制电流。它是上一代模拟稳流控制系统的升级换代产品。
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3) 模拟给定 为了适应用户改造项目及保持与模拟系统兼容，JM820 稳控器提供一个模拟给定信号接口。 模拟给定允许电压或电流输入，电压信号 0—10V，对应的模拟输出 0—5V，电流信号 0—20mA，对应模拟输出 0—2V。 模拟给定只能作为闭环(自动)给定。 4) 控制电流和位移电流检测 该通道按照霍尔直流传感器需求设计，所需的小型霍尔电流传感器规格为 50A/50mA，由 JM820 控制器提供传感器所需的±12V 工作电源。
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录
1 概述 …………………………………………………………………………………………… 1 2 产品特点 ……………………………………………………………………………………… 1 3 技术参数 ……………………………………………………………………………………… 2 4 工作原理……………………………………………………………………………………… 3
4.1 系统结构 ……………………………………………………………………………… 3 4.2 系统功能………………………………………………………………………………… 3 5 安装接线 …………………………………………………………………………………… 5 5.1 外形尺寸 ……………………………………………………………………………… 5 5.2 接线端子 …………………………………………………………………………… 5 6 JM820 人机界面操作指南 ………………………………………………………………… 6 6.1 概述 …………………………………………………………………………………… 6 6.2 菜单视图 ……………………………………………………………………………… 6 6.3 操作一般约定 ………………………………………………………………………… 6 6.4 界面显示与操作 ……………………………………………………………………… 7 6.5 其它说明………………………………………………………………………………… 9 6.6 操作示例 ……………………………………………………………………………… 9 7 调试使用 …………………………………………………………………………………… 10 8 维护及注意事项 …………………………………………………………………………… 11 8.1 维护维修………………………………………………………………………………… 11 8.2 注意事项………………………………………………………………………………… 11
2. PWM 脉冲输出 JM820 稳控器的输出脉冲为 20kHz 高频信号，提供 IGBT 栅极驱动控制使用。
3. 数字量输入检测及保护控制 JM820 稳控器提供 4 路干结点检测。检测电路提供+24V 检测电源，该电源负极为输入公共 端。 4 个输入信号分别是：脉冲封锁、控制 IGBT 保护、位移 IGBT 保护和一个快速备用通道。 其各自功能定义如下： 1) 脉冲封锁 脉冲封锁动作后，模块停止控制脉冲输出，转入备用状态，同时关闭运行信号。 备用状态下，JM820 根据监测到的控制电流，自动调整内部控制脉宽，内部的数字给定值也 在对机组输出进行跟踪，以实现稳流系统的无扰动切换。 2) IGBT 保护 控制、位移 IGBT 保护信号来自对应的驱动单元。检测到该信号后，控制器短时关闭对应的 脉冲输出，然后通过软启动来尝试恢复工作。
4) 外形尺寸：
165×115×103 mm3
5) 安装方式：
底板固定安装。
6) 直流反馈信号：
DC 0~5V
7) 交流反馈信号：
DC 0~5A , 0~1A
8) 外模拟给定信号： 0~20mA，
DC 0~1V，0~5V，0~10V
9) 开关量输入：
DC24V
10) 开关量输出：
继电器常开干接点
接点容量
序号
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
名称
RRN RER RLM HDI CPI BPI KLI DIM HCB HCA HCM PCB PCA PCM DPM BDP DPP CDP
说明
运行指示继电器输出 故障指示继电器输出 继电器输出公共端 高速数字输入 控制回路保护输入 位移回路保护输入 脉冲封锁输入 数字量输入隔离公共端 HMI 通讯 485 A 端 HMI 通讯 485 B 端 HMI 通讯 485 电缆屏蔽 PLC 通讯 485 A 端 PLC 通讯 485 B 端 PLC 通讯 485 电缆屏蔽 数字地 位移回路控制脉冲输出 +5V 数字电源 控制回路控制脉冲输出
JM820 稳控器的所有调试工作和运行控制都是通过数字通讯完成的，模块上有两个独立的通 讯口，它们功能设置完全等同，可分别与上位稳流 PLC 和专用 LCD 界面显示器（HMI）相连接 通信。
以 JM820 稳控器为中央控制单元核心，构成的整流所电解系列饱和电抗器全数字稳流系统， 具有稳流精度高、响应速度快、整体可靠性高、稳定性好、调压范围宽以及调试方便等显著优点， 是当前最新一代的先进数字稳流技术。
JM820 稳控器在稳流控制系统中，实时跟踪调整手动及自动状态时的各数字给定值，从而保 证，稳流控制方式在手动与自动控制状态间转换时，不会引起输出电流的变化波动。 5) 自动给定处理、保护及其无扰动切换
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JM820 稳控器闭环(自动)给定支持内部数字及外部模拟给定两种方式，可实现两者间的扰动 切换。
AC220V/0.5A 或 DC24V/1A
11) PWM 触发脉冲：
2 路 20KHz 脉宽调制触发脉冲。
12) 自动稳流精度：
直流反馈
优于 0.5%。
交流反馈
优于 1%。
13) 自动最大超调：
10% （正常 30%负载变化）
14) 最大调节时间：
100 mS （正常 30%负载变化）
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4. 数字量输出 JM820 稳控器有两组继电器输出，使用三个接线端子，分别用于指示运行和故障。继电器输 出的极限容量为 1A，120AC 或 24VDC。 运行信号指示控制绕组脉冲工作。 故障信号指示保护电路动作或反馈异常，用户需要通过运行状态字来了解具体的故障来源。
5. 数字通讯功能 JM820 稳控器具有两套独立的通讯电路，它们的软硬件完全分离，可以拥有不同的站地址。 通讯物理层采用 RS485 协议。 根据本版设计需求，通讯口 HMI 与就地操作显示面板相连，地址固定为 2，通讯口 PC 与 PLC 或上位机相连，地址可通过 HMI 在就地屏上修改。
JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
15) 动态调节参数范围：
P 1～10000
I
1～10000
16) 数字通信：
串口 A，隔离 RS485。
串口 B，隔离 RS485。
4 工作原理
4.1 系统结构
JM820 稳控器电气结构原理图，如图 1 所示：
图 1 JM820 稳控器结构原理图
4.2 系统功能
JM820 稳控器产品可广泛应用于 220KV、110KV、35KV 电压及以下等级的电化学、电冶金 整流所的带饱和电抗器稳流的二极管的机组整流供电配套的自动化控制系统。
2 产品特点
1) 高精度模拟量采集和校准 JM820 稳控器借助先进的高速 DSP 控制芯片，采用高精度模拟器件构建模拟调理通道，使
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JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
5 安装接线 5.1 外形尺寸
JM820 稳控器外形尺寸图如附图所示。
5.2 接线端子
JM820 共有三组接线端，1—18 号一组，19—36 为一组，采用螺钉压接方式引线，37—39 号 端口为模块的交流电源，采用三针插座。其端口配置详情如表 1 所示。
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37
L
38
N
39
PE
220V 交流电源 L 线 220V 交流电源 N 线 系统屏蔽地，接大地
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JM820 饱和电抗器稳流数字控制器使用说明书
6 JM820 人机界面操作指南 6.1 概述
JM820 人机界面采用 MD204L 文本操作显示器(以下简称 HMI)，配合应用软件，可提供 JM820 所有的操作、显示、报警、设定和管理功能，界面友好，易于使用。
1. 模拟部分 JM820 控制器共有 5 路模拟信号调理通道，对外部信号进行了阻抗转换、类型转换、幅值转 换或电气隔离等处理，提供内部的 DSP 使用或转发到其它模拟检测设备。 1) 交流反馈电流检测 模块允许直接将整流变压器原边 CT 的三相交流电流的信号接入，当每相的输入电流 5A 时， 输出 5V。 2) 直流电流检测 来自整流器输出电流传感器，可以是 0—5V 电压信号或是 0—20 mA 电流信号。电压输入时， 对应输出为 0—5V，输入阻抗为 10kΩ；电流输入时，输入阻抗为 200Ω，对应输出电压 0—4V。
标准化、一体化紧凑结构设计、加之严格的抗电磁干扰设计，适应于冶金化工恶劣现场环境 使用，可保证设备长期可靠运行。 9) 远程诊断及维护
与上位管理主机间数字通信，支持远程修改系统参数等远程诊断维护功能。
3 技术参数
1) 使用环境温度： －20~45℃
2) 使用环境湿度： ＜85%RH
3) 工作电源：
AC 220V±10%