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      TLYZKF-M系列智能動力控制器介紹

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      人氣:發表時間:2018-03-01 11:16:42【

       一、產品概述

      根據《國家戰略性新興產業發展規劃》,“十二五”期間,我國將大力扶持和發展的包括節能環保產業、新能源產業、新一代信息技術產業、生物產業、高端裝備制造業、新材料產業和新能源汽車產業等七大戰略性新興產業。其中,大力扶持和積極發展節能環保產業,可以積極應對全球氣候變化,適應產業綠色發展的國際趨勢,緩解當前我國由于資源環境造成的巨大國際壓力,解決我國面臨的越來越嚴重的能源危機,提高我國在能源管理、環境保護的國際地位,實現我國與世界各國的和諧發展。

      TLYZKF-M系列智能動力控制器由中船重工集團旗下的723研究所組織研發,巨川電氣生產制造。723所建于1968年,主要從事電子工程系統與設備的研制,是我國電子對抗系統和近程防御反導裝備研制生產的專業研究所。多年來,跟蹤世界先進技術,出色完成了多項國家重點工程項目。有數百臺套設備裝備于各類艦船,300多項科技成果獲得了國家、部(?。┘壀剟?,為我國的國防現代化建設做出了貢獻。

      巨川電氣TLYZKF-M系列智能動力控制器采用軍工科技的設計理念,以國家與行業的有關標準、規范和規定為依據,FPGA控制技術為核心,通過微電子技術、數據傳輸技術、軟件技術、液晶顯示技術等技術的應用,解決了傳統電機控制保護產品能耗高、對環境不良影響大以及分立元件多、接線復雜、調試麻煩、難以實現系統自動化和網絡化管理等問題,使電氣設計、生產和使用更加規范化和模式化,可大大增強各類建筑中常用的水泵、風機、空調等設備使用的安全性和可靠性,完全滿足民用建筑中各類電機常用的控制保護技術要求和現場工況要求。

      二、產品結構

      TLYZKF-M智能動力控制器主要由操作顯示器與控制模塊構成,兩者之間用數據電纜線鏈接。

      操作顯示器:采用人性化設計,具有一定的流線型,防止人的視覺疲勞,面板采用激光噴印技術,無污染,對環境有一定的環保作用。操作顯示器的深度只有44mm,在定制箱體時無需考慮因為它的附加深度,可節約箱體的整體空間??刂颇K有接線端子蓋保證接線的安全性及直觀性。用于直觀顯示當前的電機工作狀態并對系統進行控制操作,具有手動、自動工作模式。通過控制按鈕,可以設定系統工作狀態,實現的運行、停止等功能。

      控制模塊:分為主模塊與輔助模塊,它的作用是實現CPS的各種工作狀態和其它控制輸入信號的巡回檢測,保證CPS安全可靠地運行。模塊包括查詢CPS運行狀態觸點、控制線圈、消防信號、應急信號、自動信號、樓宇信號、消防栓等等的狀態,根據程序預先設定的流程進行操作。

      三、產品特點

      1、節能降耗效果明顯—節約能耗75%

      TLYZKF-M系列智能動力控制器是電力系統的末端控制電機的二次集成。由于產品的集中集成控制,與傳統的二次集成箱柜相比可以節約能耗75%以上。

      在傳統產品中,二次控制元器件中有許多元器件耗能。據估算信號指示燈,中間繼電器等的總能耗為55w左右,而我公司的TLYZKF-M模塊的能耗僅不到7w。

      2、節約材料人力—節約二次線40%/節省人力成本60%

      在成套接線中摒棄了原有的相關二次成套元器件如繼電器,電鈴,按鈕,指示燈,轉換開關等,可節約二次線40%。

      本產品接線簡易,降低了成套廠的設計人員,接線人員,檢驗人員的工作難度及工作強度,人力成本至少節省60%。

      3、安全性好

      1)電子低壓原理:集成模塊原理上可看成是由普通繼電器、定時器、計數器等組合而成的電氣控制系統,但內部的繼電器實際上是指存儲器中的存儲單元,稱為軟繼電器。

      2)故障率極低:由于集成模塊基本采用電子電路構成,沒有信號燈、控制轉換開關、普通繼電器、定時器、計數器等電氣控制元器件,大大減少了接點故障問題。在同類控制方式下,接點接線至少減少50%。

      4、可靠性高

      1)電子PCB板工藝穩定:首先采用SMT自動貼片技術,減少人為貼片故障率;其次集成模塊的電子線路板采用三防處理工藝手段和方法,可以防潮防鹽霧防霉。

      2)產品結構穩定:集成模塊兩者采用數據線連接方式,接口密封;同時材料為防火耐高溫材料分子。

      5、電磁兼容性能優

                 在控制模塊中主芯片控制采用FPGA的設計原理,可以直接實現對輸入信號的濾波處理。在建筑控制系統中,不可避免地會遇到干擾信號,各種的毛刺會導致電機的誤觸發,而FPGA由于是多線程同時工作的,并根據信號的特點,采取不同的濾波方式,提高了系統的可靠性。

      6、使用方便

      TLYZKF-M系列智能動力控制器根據實際控制的需求和對D303-2~3《常用電機控制電路圖》的整理,并將TLYZKF-M系列電機智能集成系統分為10種控制類型,便于設計人員對應相應的風機或水泵應用圖進行設計,并采用線號對應式接線方式,避免了原二次圖的并線,跨線,短接等復雜的接線方式,具有極強的應用性。

      在現階段成套的接線時,有中間繼電器,時間繼電器,線端子,控制按鈕及指示燈等等,它完全替代了以往成套接線方式,與接線圖對應,與相應的端子號相連接,極大地降低了二次控制接線的工藝難度。

      7、體積小,安裝方便,美觀

      TLYZKF-M系列智能動力控制器全部采用集中集成控制元件,在成套接線中摒棄了原有接線中的相關二次成套元器件,如繼電器,電鈴等;那么在箱內只有CPS和控制模塊,箱門上也沒有那么多顯示燈及控制按鈕,只剩下操作顯示器。從總體上無論體積,安裝方式及美觀程度上比老式產品提升很多。

      8.維護簡單

      產品采用模塊化結構,輕便和便于維護更換。 本產品的接線端子采用與元器件一一對應方式,非常方便工程維護人員的定期維護和故障查詢。

      四、產品基本功能

      1、人機界面

      顯示功能采用兩種顯示方式:LCD液晶顯示采用中文字幕顯示當前的運行狀態,并實時顯示各類的信號、運行、故障等。同時LED發光二極管無需操作,自動提示控制器的工作情況,可以初步判定當前是否工作,工作是否正常。極大的保證產品的可操作性,簡單方便。

      2、控制方案設定及操作功能:

      產品的顯示器上有明確的按鍵指示,包括方向鍵、確定鍵及復位鍵(←↑→↓■○)。通過按鍵的操作,可以在液晶顯示面板上設定進行手動操作電機的起??刂?,通過進入設置狀態可以進行參數設定,如延時起動,自動輪換、輪換時間等。以圖集為基礎,保證各種控制方案的可執行性及簡易性。

      3、信號觸點輸入,輸出

      新式的端子接線方式:在控制與保護模塊上直接標明輸入的信號端子號,例如CPS1 A1.A2  CPS1 05.08等。無需對線號進行編制或對照原理圖出接線圖,簡單快捷,不會出現人為的接線故障。如果在使用過程中出現故障后,可根據操作顯示器的故障原因對照相應的接線端子排查故障即可。

      1)在控制與保護模塊上直接標明輸入的信號端子號,例如CPS1 A1.A2 ;CPS1 05.08等。

      2)自帶自動信號輸入端口,例如液位信號SL1,SL2,SL3;樓宇信號K1,K2;消防信號F1,F2,F3等

      4、通信功能

      根據設計的需求,預留通信接口,可并入其它自動化控制系統或中心。

      5、安裝方式

      CPS控制保護開關裝在箱體內部,為主電路元器件; TLYZKF-M電機集成模塊分為兩部分:操作顯示器及控制與保護模塊構成 ,控制與保護模塊安裝在箱內,操作顯示器安裝在箱門上便于操作,兩者用數據電纜線鏈接。

      五、FPGA控制技術

      FPGA是Filed Programmable Gate Array 的縮寫,即現場可編程邏輯陣列。FPGA是在CPLD的基礎上發展起來的新型高性能可編程邏輯器件,它一般采用SRAM工藝,也有一些專用器件采用Flash工藝或反熔絲(Anti-Fuse)工藝等。FPGA的集成度很高,其器件密度從數萬系統門到數千萬系統門不等,可以完成極其復雜的時序與組合邏輯電路,適用于高速、高密度的高端數字邏輯電路設計領域。FPGA的基本組成部分有可編程輸入/輸出單元、基本可編程邏輯單元、嵌入式塊RAM、豐富的布線資源、底層嵌入功能單元、內嵌專用硬核等。

      采用FPGA數字運算操作的電子系統,專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的電機運行狀態。TLYZKF-M系列智能動力控制器及控制保護開關都易于使工業建筑控制系統形成一個整體,易于擴充其功能的原則設計。

      FPGA的芯片優勢主要體現在:

      1、先進工藝性

      采用90nmCMOS芯片加工工藝,目前比較成熟的CMOS的加工工藝為0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.13μm等。而采用90nmCMOS芯片加工工藝意味著如下方面進步:

      1)器件密度提高。 在相同的晶元尺寸上可以多集成一倍的晶體管,可以更好的完成復雜系統的設計,強有力地支持了FPGA的系統級應用。

      2)工作頻率提高。  某些高端FPGA的最高工作頻率可達500MHZ。高的工作頻率,配合高速I/O,使FPGA除了能適應傳統的數字系統設計需求,也能適用于高速數字系統設計,為FPGA在高速領域取代ASIC提供了技術上的支持。

      2、處理器內核

      電路設計主要有偏硬和偏軟兩種應用,偏硬的應用即數字硬件電路,其特點是要求信號實時或高速處理,處理調度相對簡單;FPGA已經逐步取代傳統數字硬件電路,成為偏硬部分的主要設計手段;偏軟的應用即數字運算電路,其特點是電路處理速度要求相對較低,允許一定的延遲,但是處理調度相對復雜,其主要設計手段是CPU或者DSP。FPGA內部嵌入CPU或DSP等處理器,使FPGA在一定程度上具備了實現軟硬件聯合系統的能力,FPGA正逐步成為SOC(System on chip)的高效設計平臺。

      3、硬件與結構化ASIC

      高端FPGA的另一個重要特點是集成了功能豐富的Hard IP Core(硬知識產權核)。通過Hard IP Core,FPGA正在逐步進入一些只有ASIC能完成的設計領域。

      結構化ASIC的形式多種多樣。例如某個成熟的FPGA設計,將其沒有使用的時鐘資源、布線資源等資源簡化或者省略,使FPGA成為滿足設計需求的最小配置,從而降低芯片面積,簡化設計,節約成本??傊?,市場趨勢是FPGA設計與ASIC設計技術進一步融合在一起。

      4、發展趨勢

      目前市場的競爭非常激烈,隨著低成本器件的不斷推陳出新,FPGA將滲透到數字電路的各個領域。FPGA的廣泛應用后,電路設計將逐步走向歸一化,一般電路系統將由單片機、CPU、DSP、FPGA/CPLD等主要器件構成。

      六、技術指標

      1、一般技術指標

      環境溫度

      使用時:0-55,儲存時:-20  -  +70

      環境濕度

      35%~89%RH(不結露)使用時

         

      JIS C0911 標準 10~55Hz 0.5mm(最大 2G)3 軸方向各 2h(但用 DIN 導軌安裝時 0.5G)

      JIS C0912 標準   10G3 軸方向各3次

      抗噪聲干擾

      用噪聲仿真器產生電壓為1000V噪聲脈沖寬度為1ms,周期為 30~100 Hz 的噪聲,在此噪聲干擾下工作正常

         

      AC1500V 1min

      絕緣電阻

      5MΩ以上(DC500V 兆歐表)

         

      第三種接地,不能接地時,亦可浮空

      使用環境

      無腐蝕性氣體,無塵埃

      2、電源技術指標            

      電源電壓

      AC100~260V

      允許瞬間斷電時間

      對于 10ms 以下的瞬間斷電,控制動作不受影響

      電源熔絲

      250V   2A

      電力消耗/(VA)

      7VA

      模塊電源

      DC7V、DC7V、DC12V

      有擴展部件

      DC5V    基本單元 290mA  擴展單元 100mA

      3、輸入輸出技術指標

      輸入電流

      32mA

      輸入響應時間

      60ms以內

      輸出響應時間

      60ms以內

      電路隔離

      機械隔離、光電耦合器隔離

      輸出控制

      繼電器觸點輸出

      七、設計選型

      TLYZK-M/116-133
      TLYZK-M/120-133
      TLYZK-M/220-133
      TLYZK-M/220-273
      TLYZK-M/225-273
      TLYZK-M/225-133
      TLYZK-M/216-133
      TLYZK-M/232-102
      TLYZK-M/416-104
      TLYZK-M/216-104
      TLYZK-M/1-18
      TLYZK-M/432-102
      TLYZK-M/332-102
      TLYZK-M/132-138
      TLYZK-M/125-138
      TLYZK-M/140-138
      TLYZK-M/232-138
      TLYZK-M/116-138
      TLYZK-M/425-138
      TLYZK-M/132-212
      TLYZK-M/150-215
      TLYZK-M/120-138
      TLYZK-M/225-138
      TLYZK-M/250-215
      TLYZK-M/216-138
      TLYZK-M/220-138
      TLYZK-M/325-138
      TLYZK-M/216-211
      TLYZK-M/132-142

      控制方式說明

      名稱控制方式說明

      1TLYZKF-M-10單臺風機或水泵控制器(單路基本控制,可一拖四控制) 

      2TLYZKF-M-11單臺風機或水泵控制器(單路控制) 

      3TLYZKF-M-12單臺星三角起動控制器、單臺自藕降壓起動控制器 

      4TLYZKF-M-13單臺軟起動控制器 

      5TLYZKF-M-21兩臺水泵相互備用直接起動控制器 

      6TLYZKF-M-22兩臺水泵星三角起??刂破?、自藕降壓起動控制器

      7TLYZKF-M-23兩臺水泵軟起起??刂破?nbsp;

      8TLYZKF-M-24可逆、雙速電機控制器 

      9TLYZKF-M-31三臺水泵直接起??刂破?nbsp;

      10TLYZKF-M-33三臺水泵軟起起??刂破?nbsp;

      具體見附件——模塊設計對應表。

      八、TLYZKF-M模塊與XLCPS配合在建筑領域中的應用

      TLYZKF-M控制模塊主要是針對民用建筑領域與XLCPS的配合使用,主要用于交流50Hz(60Hz)、額定電壓380V、電流自0.16A至100A的電力系統中,根據各類要求,對XLCPS進行控制。

      控制的建筑物內設備包括各類風機、水泵、空調、消防、照明等。

      風機類:單臺普通風機、單臺排風兼排煙風機、排煙風機、正壓送風機、新風機組、排風兼排煙雙速電機等。

      水泵類:單臺水泵、排水泵、計算機控制水泵、穩壓泵、消防穩壓泵、消火栓泵、噴淋泵、熱水循環泵、供(補)水泵、給水泵等。

      其他類:照明、電機可逆、普通防火卷簾門、雙速電機等。

      1、運行方式:

      1)啟動方式有:全壓啟動運行方式、軟啟動運行方式、星三角運行方式、自藕減壓運行方式。

      2)運行方式有:單臺運行、多臺運行(一用一備、自動輪換、兩用一備)。

      2、控制方式

      就地控制、兩地控制、樓宇控制、消防聯動控制、液位控制、消火栓箱控制等。

      3、設計應用舉例

      下圖為傳統的常用的雙速風機控制電路圖,它具有手動兩地和消防聯動的功能,符合D303-2~3《常用電機控制電路圖》SF-2,等同于新菱二次圖集的CPSC-243 


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