本发明涉及智能控制,具体为一种等离子发生器电源控制系统及其方法。
背景技术:
1、现有的等离子发生器电源管理架构主要由一个中央控制主站与多个分散的等离子发生器电源从站组成,依据预设的通信协议与主站进行信息交换。主站负责发送控制指令给从站,而从站则根据接收到的指令执行相应操作,并反馈执行状态给主站。
2、由于等离子发生器电源等大功率电器设备在运行过程中会产生强烈的电磁场,这种电磁环境对与之相连的弱电控制系统,即主站与从站之间的通信线路,构成了不可避免的干扰源,当电磁干扰达到一定程度时,它会严重扰乱控制信号的传输,导致通信质量的下降,进而影响主站对从站控制的准确性和稳定性,甚至引发误操作或系统故障。
3、因此,本发明提出了一种等离子发生器电源控制系统及其方法以解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种等离子发生器电源控制系统及其方法,解决了等离子发生器电源等大功率电器设备运行过程中产生的电磁场会对通信线路造成干扰,严重扰乱控制信号的传输,导致通信质量的下降,进而影响主站对从站控制的准确性和稳定性,甚至引发误操作或系统故障的问题。
2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种等离子发生器电源控制系统,包括:
3、控制器单元,用于负责获取指令,分析指令,并按指令要求发出控制信号,协调系统中各部分的工作;
4、电源管理单元,用于调节高频逆变电路,输出稳定的电源给等离子发生器;
5、电磁屏蔽与滤波单元,用于减少电磁辐射泄漏,防止电网干扰信号进入电源系统;
6、监控与反馈单元,用于实时监测等离子发生器电源的工作状态,并根据需求自动调节电源输出,确保电源的稳定性和安全性;
7、人机交互单元,用于方便操作人员对系统进行监控和操作;
8、冷却单元,用于对形成电弧的等离子发生器的阴极和阳极进行冷却,确保其在高温环境下稳定运行。
9、进一步的,所述控制器单元包括核心处理器和通信接口,核心处理器采用微控制器或数字信号处理器作为主控制器,用于负责整体系统的监控与控制;
10、通信接口集成rs-232、rs-485和can总线通信接口,用于方便和外部设备进行数据传输和指令接收。
11、进一步的,所述电源管理单元包括高频逆变电路模块和、电压与电流调节模块和电路保护模块,高频逆变电路模块用于将输入的低频交流电或直流电转换为高频交流电;
12、电压与电流调节模块采用pwm控制技术,用于对输出电压和电流的精确调节,以适应不同工况下的等离子发生需求;
13、电路保护模块用于电源在异常情况下能够迅速切断输出,保护设备安全。
14、进一步的,所述电磁屏蔽与滤波单元包括电磁屏蔽罩和滤波模块;
15、电磁屏蔽罩采用具有良好导电性能的金属材料制作电源外壳和内部关键部件的屏蔽罩,用于阻挡电磁辐射;
16、滤波模块分别设置在电源输入和输出端,用于减少高频噪声和谐波的传递,降低电磁干扰。
17、进一步的,所述监控与反馈单元包括传感器模块、信号调理与a/d转换模块和故障诊断与报警模块;
18、传感器模块包括温度传感器、电压传感器、电流传感器,用于实时监测电源系统的各项参数;
19、信号调理与a/d转换模块用于将传感器采集的模拟信号进行调理后,通过a/d转换器模块转换为数字信号,供控制器单元处理;
20、故障诊断与报警模块用于根据监控数据自动诊断故障并触发报警机制,提醒操作人员及时处理。
21、进一步的,所述人机交互单元包括触摸屏和显示屏;
22、触摸屏用于提供直观的操作界面,方便操作人员设置参数、查看状态信息;
23、显示屏用于显示电源系统的实时工作状态、电压、电流等关键参数。
24、进一步的,所述冷却单元采用闭式循环系统,由冷却水箱、冷却水泵、换热器及阀门、压力表、管路组成。
25、本发明还公开了一种等离子发生器电源控制方法,用于等离子发生器电源控制系统,具体包括以下步骤:
26、s1、启动与初始化:系统供电后,控制器单元进行自检和初始化设置,确保各单元处于正常工作状态;
27、s2、参数设置:通过人机交互单元,操作人员设置等离子发生器所需的电压、电流等参数;
28、s3、电源输出:控制器单元根据设置参数,通过电源管理单元调节高频逆变电路,输出稳定的电源给等离子发生器;
29、s4、实时监控:监控与反馈单元实时采集电源系统的各项参数,并通过显示屏展示给操作人员;
30、s5、故障处理:若电路发生过压或过流或短路的异常情况,系统立即启动保护机制,切断电源输出,并通过报警机制通知操作人员;
31、s6、通信控制:系统通过通信接口与外部设备进行数据交换,完成远程监控和控制。
32、有益效果
33、本发明提供了一种等离子发生器电源控制系统及其方法。与现有技术相比具备以下有益效果:
34、1、一种等离子发生器电源控制系统及其方法,通过设置电磁屏蔽与滤波单元,采用高导电材料制成的电磁屏蔽罩,不仅覆盖了等离子发生器电源本身,还特别针对其关键部件进行优化设计,形成有效的电磁屏蔽层,阻挡电磁辐射的扩散,以减少电磁辐射的泄漏,该针对性的设计思路,相比传统的一体式屏蔽罩,更能有效抑制特定频段的电磁干扰;在电源输入和输出端设置滤波器,减少高频噪声和谐波的传递,能够显著降低电源系统产生的电磁干扰,保护周围设备特别是通信线路的正常运行。
35、2、一种等离子发生器电源控制系统及其方法,通过采用高频逆变技术,将输入的低频交流电或直流电转换为高频交流电,满足等离子发生器对高频率、高稳定性的电源需求,能够有效提高电源效率,减少能量损耗;其次,通过传感器网络实时采集电源系统的各项参数,如电压、电流、温度等,并通过显示屏展示给操作人员,实时监控功能能够及时发现电源系统的异常情况;再者,当检测到过压、过流、短路等异常情况时,能够自动诊断故障类型并触发报警机制,提醒操作人员及时处理,能够有效避免故障扩大,保障电源系统的安全稳定运行。
36、3、一种等离子发生器电源控制系统及其方法,通过采用闭式循环冷却水系统对等离子发生器进行冷却,通过优化冷却水箱、冷却水泵、换热器等设备的配置和参数设置,提高了冷却效率并降低了能耗。这种设计不仅确保了等离子发生器在高温环境下的稳定运行,还符合节能环保的要求。
1.一种等离子发生器电源控制系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种等离子发生器电源控制系统,其特征在于:所述控制器单元包括核心处理器和通信接口,核心处理器采用微控制器或数字信号处理器作为主控制器,用于负责整体系统的监控与控制;
3.根据权利要求1所述的一种等离子发生器电源控制系统,其特征在于:所述电源管理单元包括高频逆变电路模块和、电压与电流调节模块和电路保护模块,高频逆变电路模块用于将输入的低频交流电或直流电转换为高频交流电;
4.根据权利要求1所述的一种等离子发生器电源控制系统,其特征在于:所述电磁屏蔽与滤波单元包括电磁屏蔽罩和滤波模块;
5.根据权利要求1所述的一种等离子发生器电源控制系统,其特征在于:所述监控与反馈单元包括传感器模块、信号调理与a/d转换模块和故障诊断与报警模块;
6.根据权利要求1所述的一种等离子发生器电源控制系统,其特征在于:所述人机交互单元包括触摸屏和显示屏;
7.根据权利要求1所述的一种等离子发生器电源控制系统,其特征在于:所述冷却单元采用闭式循环系统,由冷却水箱、冷却水泵、换热器及阀门、压力表、管路组成。
8.一种等离子发生器电源控制方法,其特征在于:用于如权利要求1-7任意一项所述的等离子发生器电源控制系统,具体包括以下步骤: