蓄電池型長脈沖磁場裝置控制系統設計.pdf

1、華中科技大學脈沖強磁場中心建設了一套以蓄電池為儲能元件的長脈沖磁場裝置。蓄電池脈沖電源具有電壓穩(wěn)定、供電可靠等優(yōu)點,同時,蓄電池放電時間長,放電電流大,實驗中存在許多安全隱患。為實現蓄電池組的成功放電和正常運行,控制系統的穩(wěn)定性和可靠性顯得尤為重要。本文針對蓄電池放電實驗要求,設計了一套集觸發(fā)、監(jiān)控和保護為一體的控制系統,主要內容如下:
　　針對蓄電池型長脈沖電源系統的構成,進行了長脈沖電源控制系統需求分析,開展了控制系統功能和總

2、體結構設計,指出控制系統的主要功能體現在控制的實時性、可靠性和安全性等方面,總體結構由觸發(fā)控制系統、保護系統、充電機控制系統和數據采集系統等分系統構成。
　　詳細闡述了控制系統硬件部分的設計和實現。給出了觸發(fā)系統設計方案及具體實現電路,研制了一套穩(wěn)定可靠的觸發(fā)控制系統,實現了實驗主回路八路并聯直流晶閘管地有效導通;說明了保護工作原理及故障邏輯判斷,設計了基于數字芯片DSP和CPLD的保護系統,用于判斷放電實驗過程中可能出現的各種故

3、障并發(fā)出相應保護信號;采用西門子PLC300與充電機通信,為關斷電容器充電以關斷放電主回路;系統通過數據采集卡采集電流信號,送往PC機顯示波形,達到實時監(jiān)測放電電流的目的。
　　給出了控制系統各模塊軟件設計方案,分別詳述了底層軟件和上位機軟件的編程思想和設計步驟。底層軟件采用C語言和VHDL語言進行編程,實現觸發(fā)和保護控制功能;PLC控制軟件使用STEP7編程工具實現與充電機的通信功能;采用VisualC＃編程工具自主開發(fā)了整個控