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DFCS001超速保護卡使用說明書

 

前言

 

DFCS001超速保護卡是為全電調(diào)控制系統(tǒng)DEH配套而專門設計的。該卡采用了Infineon16位單片機XC164CS芯片和高性能的可編程邏輯陣列CPLD構(gòu)成控制核心，采用16位高速串行A/D芯片配合XC164CS內(nèi)部高速工作單元采樣及處理轉(zhuǎn)速信號，提高了轉(zhuǎn)速的測量范圍及精度；同時卡件能輸出與轉(zhuǎn)速相對應的4～20mA標準信號及標準脈沖信號，并能在檢測到超速、功率、負荷不平衡的情況下，輸出相應開關(guān)量信號?？碾娫床糠植捎昧讼冗M的DC-DC隔離轉(zhuǎn)換器，確?？墓ぷ麟娫春凸╇婋娫吹某浞指綦x，使卡件的電源回路工作有效可靠，同時在硬件電路設計中對卡件供電進行了多級保護，并在初始化過程中將測速齒輪齒數(shù)、加速度限制值、電功率、中排壓力計算因子存入非易失性存儲器FRAM中，從而保證卡件可帶電插拔。

 

 

                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0—2     硬件簡介

 

1. DFCS001超速保護卡件

超速保護卡采用的是兩層印制板布線工藝，具有*的EMC抗干擾能力。板上主要元器件均采用進口元件。

1. CPU采用Infineon先進的16位單片機XC164CS，運算處理速度極快，

能達到20MHz的CPU頻率。該單片機功能強大、擴展性好，自恢復能力強。

1. 采用ALTERA公司先進的CPLD作為單片機的接口部件。該芯片可以將眾多

硬邏輯功能用軟件實現(xiàn)，訪問速度極快，同時通過該芯片豐富的I/O口，可簡化卡件電路，提高卡件的集成度，從而增強卡件可靠性。

1. 同時配置了磁阻式傳感器和電渦流傳感器信號采集處理電路，提高了卡件

的信號處理能力。

1. 采用16位A/D芯片配合XC164CS內(nèi)部高速工作單元對轉(zhuǎn)速傳感器信

號進行采樣及處理，有效的提高了轉(zhuǎn)速的測量范圍及精度，并實現(xiàn)了與轉(zhuǎn)速相對應的4～20mA標準信號輸出及與轉(zhuǎn)速相對應的標準脈沖信號輸出。

1. 內(nèi)設四路隔離標準4～20mA的模擬信號輸入通道，其中三路采集電功率信

號，一路采集中排壓力信號，四路信號經(jīng)A/D芯片轉(zhuǎn)換后同時送入CPU進行處理，通過判斷功率、負荷的平衡情況，來輸出相應的繼電器保護信號。

1. 顯示模塊由Microchip公司的8位單片機和Agilent的集成LED顯示

器等構(gòu)成，可實時顯示轉(zhuǎn)速，指示卡件運行狀態(tài)。

1. 采用雙路24VDC供電，任意一路電源故障，不影響模板正常工作，同時各

工作模塊均采用DC-DC隔離電源，模擬通道采用隔離運放，數(shù)字通道采用光隔處理，確?？鞴ぷ髂K的獨立性，使卡件的電源回路和信號處理通道在使用中更為安全可靠。

1. 超速保護卡由主卡和插接在其上的CPU卡、渦流信號處理卡、顯示卡構(gòu)成。

 

1. 超速保護卡件配套機箱組件
   1. 機箱采用19”的電磁屏蔽機箱及組件。機箱后面的接線端子統(tǒng)一焊接到電

源母板上，接線方便。

1. 卡件插入機箱時使用推拉式結(jié)構(gòu)，插拔十分方便。

0—3     功能簡介

 

1. 工作原理

DFCS001超速保護卡是通過采集前端磁阻或渦流轉(zhuǎn)速傳感器信號，計算出汽輪機轉(zhuǎn)速并判斷是否超限，同時對輸入的電功率及中排壓力信號進行計算并判斷功率、負荷平衡情況，從而控制繼電器是否輸出相應保護信號，卡件同時可輸出一路與轉(zhuǎn)速相對應的4～20mA標準信號及一路與轉(zhuǎn)速相對應的脈沖信號。通過面板上的指示燈及轉(zhuǎn)速顯示，可以實時了解卡件的工作狀態(tài)。

 

1. 操作功能簡介

1. 初始化

由面板的Speed/ALM按鈕和母卡上1、2號編碼盤組合使用，可設定測速齒輪齒數(shù)、加速度限制值、電功率、中排壓力計算因子并存儲在卡件所配的FRAM中，從而達到對卡件的初始化預置。

1. 傳感器選擇

該卡提供了磁阻式傳感器和電渦流傳感器選擇開關(guān)及跳線，可以通過其狀態(tài)選擇接入的傳感器類型。

1. 卡件功能選擇開關(guān)

本卡面板提供了103%、110%、114%、ACC-L、PLU指示燈報警功能，可通過面板撥碼開關(guān)的相應撥碼位來進行相應功能的切除屏蔽。

1. Speed/ALM按鍵

出現(xiàn)超速等報警后，可通過Speed/ALM按鍵在面板LED顯示屏上切換顯示速度和報警信息。

1. 面板指示燈

出現(xiàn)報警信息，通過面板上定義的各LED燈指示。

1. LED顯示屏

LED顯示屏實時顯示所測量的轉(zhuǎn)速。

 

1. 功率、負荷不平衡計算公式

 

電功率：  4～20mA    0～100%    三路

中排壓力：4～20mA    0～100%    一路

 

計算公式：中排壓力－電功率（3取中）﹥30%額定功率

動作對象：OPC動作（103%輸出繼電器）

 

0—4     使用說明

1. 跳線及撥碼S1設置

在使用超速保護卡之前，必須先根據(jù)使用的情況進行跳線及撥碼設置。同時要完成機箱的正確接線后，方可上電。跳線見表0-4-1。

表0-4-1

標號	1-2連接	3-2連接	說明
J10	將磁阻信號直接接入模擬處理電路	將渦流信號經(jīng)過子板處理后接入模擬處理電路	因為磁阻和渦流信號的不同特性，渦流信號要經(jīng)過子板處理后才可以接入模擬處理電路
J11	將子板信號直接引入數(shù)字處理電路	將信號經(jīng)模擬處理后引入數(shù)字處理電路	默認3-2連接，有更高的可靠性
J13	信號進入鎖相電路前2分頻	信號進入鎖相電路前4分頻	默認1-2連接
J14	信號4分頻后輸入給CPU	信號2分頻后輸入給CPU	大的分頻數(shù)可降低CPU的負荷，默認1-2連接
J15	倍頻信號8分頻后輸入給CPU	倍頻信號4分頻后輸入給CPU	大的分頻數(shù)可降低CPU的負荷，默認1-2連接

 

J11、J13、J14、J15跳線器設置用戶不得自行更改。

 

撥碼S1設置說明見表0-4-2。

表0-4-2

撥碼號	ON	OFF
1	110%功能投入	110%功能切除
2	無	無
3	無	無

 

2.   接口說明

1. 超速保護卡機箱

超速保護卡機箱是由電磁屏蔽機箱和背板端子以及卡軌組件組成。背板是一塊印刷電路板，所有超速保護卡件的插座均焊接在背板上。外部接線均通過背板上的接線端子接入。

1. 超速保護卡機箱外形圖見圖0-4-1。

DFCS001超速保護卡使用說明書