[实用新型]一种铝电解控制系统的高可靠性信号分配器

说明书

技术领域

本实用新型属于自动控制技术领域，具体涉及一种结构简单、信号输出稳定、系统安全安全可靠的铝电解控制系统的高可靠性信号分配器。

背景技术

  目前，计算机自动控制技术已成为现代大型铝电解槽生产过程控制和管理必不可少的自动化装备，是当代铝冶金技术发展水平的重要标志之一。国际先进的高效铝电解槽的电流效率突破了 95 %，吨铝直流电耗已低于1300kw.h。铝行业中的大型预焙铝电解槽应用“铝电解生产计算机控制系统”，其主要方式是采用“电解局域网—监控管理级—现场控制级”三级分布式结构，而其中“系统信号分配器”是关键设备。

 “铝电解生产计算机控制系统”中信号分配器至每个区的第一台槽控机采用光缆连接通信，具有抗干扰性强、扩展性好、通信准确、稳定、数据传输率高的性能，充分考虑了防雷的要求。位于管理级与控制级之间的信号分配器，用于将整流送来的系列电流和电压模拟信号（4～20mA）转换为线性频率脉冲信号后送管理机；同时，将系列电流脉冲信号随网络总线电缆送至各槽控机。

信号分配器是整个铝电解计算机控制系统中的重要核心设备之一，担负着控制系统中系列电流、系统电压的模拟/数字量转换、电信号/光信号转换、以及电信号隔离分配和通信联络传输任务，一旦出现故障将致使全部电解槽控制受影响造成通信和数据传输中断，进而造成整个铝电解生产控制失效，严重地影响了电解槽通电启动进行和正常槽的生产，同时造成电解人员极大劳动量，造成的经济损失难以估算。虽然，针对信号分配器的稳定运行采取了诸如信号隔离、电源防雷等措施，但是，在铝电解生产控制中仍然存在部分控制区或者全部控制区域会中断失去上下位机通信，从而造成控制失效的重大问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、信号输出稳定、系统安全安全可靠的铝电解控制系统的高可靠性信号分配器。

本实用新型的目的是这样实现的，包括光电转换模块、VFC模块（电压频率转换器模块）、隔离模块、信号分配板、控制模块，所述光电转换模块通过信号分配板与控制模块信号连接，所述隔离模块通过VFC模块与控制模块信号连接，所述光电转换模块与开关电源模块电性连接，所述VFC模块和隔离模块与开关电源模块电性连接。

本实用新型采取为光电转换模块独立供电，从而提高光电转换模块的电源供应的稳定性、降低信号输出共模纹波噪声，达到多路输出模块负载平衡、光电转换模块输出稳定的目的，解决了信号分配器造成的通信中断问题，使得信号分配器的信号输出稳定、可靠，实现了铝电解控制系统通信的免维护，避免了铝电解生产中因控制系统故障造成的巨大损失，其经济效益相当可观。进一步在多个光电转换模块与信号分配板间采用多股铜芯镀锡电缆直接信号连接，替换传统端子排连接，从而减少中间信号衰减，也可灵活联结各光电转换模块，可在特殊要求时进行不同方式的信号输出，以实现安全应急通信，提高控制系统的通信应变能力。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为传统信号分配器逻辑连接框图；

图3为本实用新型的逻辑连接框图；

图中：1-光电转换模块，2- VFC模块，3-隔离模块，4-信号分配板，5-控制模块，6-开关电源模块、7-开关电源模块、8-铜芯镀锡电缆。

具体实施方式

下面对本实用新型作进一步说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换，均落入本实用新型保护范围。

如图1、3所示，本实用新型包括光电转换模块1、VFC模块2、隔离模块3、信号分配板4、控制模块5，所述光电转换模块1通过信号分配板4与控制模块5信号连接，所述隔离模块3通过VFC模块2与控制模块5信号连接，所述光电转换模块1与开关电源模块6电性连接，所述VFC模块2和隔离模块3与开关电源模块7电性连接。

所述光电转换模块1与信号分配板4间和/或VFC模块2、隔离模块3与开关电源模块7间采用铜芯镀锡电缆直接信号连接。

所述信号分配器具有至少两个光电转换模块1，各光电转换模块1与信号分配板4间采用多股铜芯镀锡电缆直接信号连接。

所述开关电源模块6为MW-RID-65A型高精度开关电源，所述MW-RID-65A型开关电源为台湾铭纬高精度开关电源。

所述控制模块5与开关电源模块7电性连接。

本实用新型工作原理和工作过程：