การใช้เซ็นเซอร์กระแส Hall ในการตรวจสอบระยะไกลอย่างต่อเนื่องชาร์จไอเอ็นจีของแบตเตอรี่ยูพีเอส
บทคัดย่อ: จากปรากฏการณ์ที่การชาร์จแบตเตอรี่ UPS แบบลอยตัวของแพลตฟอร์มไร้คนขับสูงเกินไปหลายครั้ง จึงได้แนะนำโครงสร้างและหลักการทำงานของระบบ UPSด้วยการใช้เซ็นเซอร์กระแส Hall และการกำหนดค่า DCS ทำให้สามารถติดตามการชาร์จแบตเตอรี่ UPS แบบลอยตัวและการแจ้งเตือนข้อผิดพลาดกระแสผิดปกติจากระยะไกลได้ ซึ่งส่งเสริมกระบวนการจัดการอัตโนมัติของแพลตฟอร์มไร้คนขับ
คำสำคัญ: เซ็นเซอร์กระแสฮอลล์;ยูพีเอส; แบตเตอรี่;ดีซีเอส
1 ภาพรวม
แท่นผลิตน้ำมันนอกชายฝั่งแบบอัตโนมัติได้รับการติดตั้งชุดอุปกรณ์ UPS ขนาด 20KVAนับตั้งแต่เริ่มใช้งานแพลตฟอร์ม กระแสประจุแบบลอยตัวของแบตเตอรี่ UPS สูงเกินไปหลายครั้ง ทำให้แบตเตอรี่อยู่ในสถานะอุณหภูมิสูงผิดปกติเป็นเวลานาน ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อการใช้งานปกติของ UPS ส่งผลร้ายแรงต่อความปลอดภัยของแหล่งจ่ายไฟของแท่นผลิตน้ำมัน และอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายหรือเกิดเพลิงไหม้ได้ และอาจมีอันตรายด้านความปลอดภัยที่มีขนาดใหญ่มากเพื่อหลีกเลี่ยงอุปกรณ์ที่อาจเกิดขึ้นและอันตรายด้านความปลอดภัยที่เกิดจากปัญหานี้ ได้มีการลงทุนต้นทุนคนและวัสดุจำนวนมาก เพิ่มความถี่ในการตรวจสอบแพลตฟอร์มไร้คนขับ และค่ากระแสลอยตัวของแบตเตอรี่ได้รับการตรวจพบเป็นประจำเพื่อตัดสินสถานะการทำงาน ของแบตเตอรี่ด้วยวิธีการทางเทคนิค สัญญาณกระแสประจุแบบลอยตัวของแบตเตอรี่จะถูกส่งไปยัง DCS ของห้องควบคุมกลางจากระยะไกล ซึ่งสะดวกสำหรับการตรวจสอบค่าปัจจุบันแบบเรียลไทม์และการแจ้งเตือนข้อผิดพลาดกระแสผิดปกติ
2 โครงสร้างและหลักการทำงานของยูพีเอส
2.1 โครงสร้างของยูพีเอส
อุปกรณ์ UPS ที่ติดตั้งบนชานชาลานั้นตั้งอยู่ในห้องสวิตช์ฉุกเฉินบนชั้นลอยของชานชาลา โดยมีความจุ 20kV · A ประกอบด้วยตู้ UPS สองตู้ ตู้ไฟฟ้าบายพาสหนึ่งตู้ ตู้กระจายโหลดหนึ่งตู้ และชุดแบตเตอรี่หนึ่งชุด ประกอบด้วยแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม 170 ก้อนชุดแบตเตอรี่ได้รับการติดตั้งในห้องแบตเตอรี่ และส่วนประกอบหลัก ได้แก่ วงจรเรียงกระแส อินเวอร์เตอร์ สวิตช์ถ่ายโอนไฟฟ้าสถิต แบตเตอรี่ และชิ้นส่วนอื่นๆ
1) วงจรเรียงกระแสเป็นองค์ประกอบที่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงวงจรเรียงกระแสถูกควบคุมโดยไมโครโปรเซสเซอร์ภายในเพื่อแก้ไขกระแสสลับจากตู้จ่ายไฟให้เป็นกระแสตรงคุณภาพสูง ซึ่งจะถูกกรองแล้วจ่ายให้กับอินเวอร์เตอร์และชาร์จก้อนแบตเตอรี่แบบลอยตัว
2) อินเวอร์เตอร์ตรงกันข้ามกับการทำงานของวงจรเรียงกระแส อินเวอร์เตอร์จะแปลง DC ที่แปลงโดยวงจรเรียงกระแสเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ และแหล่งพลังงานของมันจะมาจากวงจรเรียงกระแสหรือแบตเตอรี่กระแสไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ให้โหลดด้วยแรงดันไฟฟ้าคลื่นไซน์ AC คุณภาพสูง ทนทาน และเสถียรตามที่ต้องการ
3) สวิตช์ถ่ายโอนแบบคงที่ฟังก์ชันนี้มีไว้เพื่อป้องกันการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟทันที และอาร์คหน้าสัมผัสรีเลย์ การจุดระเบิด และปรากฏการณ์อื่นๆ ที่เกิดจากการสลับระหว่างกระแสปกติและกระแสบายพาสหลังจากที่ใช้สวิตช์แบบคงที่ เวลาการเปลี่ยนแปลงของสวิตช์ถ่ายโอนจะลดลงอย่างมากภายใน 0.2ms
4) ก้อนแบตเตอรี่ในกรณีที่แหล่งจ่ายไฟหลักหรือวงจรเรียงกระแสขัดข้อง แบตเตอรี่จัดเก็บจะทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายไฟสำรองและจ่ายพลังงานให้กับโหลดผ่านอินเวอร์เตอร์
2.2 หลักการทำงานของการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่ของระบบ UPS
กระบวนการชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ของระบบ UPS ก็เป็นกระบวนการแปลงพลังงานเช่นกันเมื่อแรงดันไฟฟ้าของกริดทำงานได้ตามปกติ พลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานเคมีของแบตเตอรี่แหล่งจ่ายไฟหลักจ่ายไฟให้กับโหลดและชาร์จแบตเตอรี่แผนภาพการชาร์จของแบตเตอรี่ระบบ UPS แสดงในรูปที่ 1;ในกรณีที่ไฟฟ้าขัดข้องกะทันหันของแหล่งจ่ายไฟหลัก พลังงานเคมีของแบตเตอรี่จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า และการคายประจุแบตเตอรี่จะจ่ายพลังงานให้กับโหลดที่สำคัญเพื่อลดผลกระทบต่อการผลิตแผนภาพการคายประจุแบตเตอรี่ของระบบ UPS แสดงในรูปที่ 2 หลังจากที่แบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว ความจุของแบตเตอรี่จะเพียงพอที่จะจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดที่ขับเคลื่อนโดย UPS เป็นเวลา 30 นาทีในเวลาเดียวกัน
3. การใช้เซ็นเซอร์กระแสฮอลล์ในการออกแบบการตรวจสอบระยะไกลของกระแสประจุแบบลอยตัวของแบตเตอรี่ UPS
3.1 หลักการทำงานของเซ็นเซอร์กระแสฮอลล์
เซ็นเซอร์กระแสฮอลล์ส่วนใหญ่ใช้กับการแยกและการแปลงสัญญาณ AC, DC, พัลส์และสัญญาณที่ซับซ้อนอื่น ๆด้วยหลักการฮอลล์เอฟเฟกต์ สัญญาณที่แปลงแล้วสามารถรวบรวมได้โดยตรงจากอุปกรณ์รับข้อมูลต่างๆ เช่น DCS, โฆษณา, DSP, PLC, เครื่องมือรองและอื่นๆมีข้อดีคือเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว ช่วงการวัดกระแสที่กว้าง ความแม่นยำสูง ความสามารถในการโอเวอร์โหลดที่แข็งแกร่ง ความเป็นเส้นตรงที่ดี ความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่งและอื่นๆ
3.2 พารามิเตอร์ทางเทคนิคของเซ็นเซอร์กระแสฮอลล์
พารามิเตอร์ | ดัชนี | ||
ฮอลล์เปิด / ฮอลล์ปิด | ห้องโถง | ||
เอาท์พุต | ค่าที่กำหนด | แรงดันไฟฟ้า: ± 5V/±4V | ปัจจุบัน: 4 ~ 20mA |
| แรงดันออฟเซ็ตเป็นศูนย์ (กระแส) | แรงดันไฟฟ้า: ± 20mV | ปัจจุบัน: ± 0.05mA |
| แรงดันออฟเซ็ต (กระแส) ดริฟท์ | แรงดันไฟฟ้า: ≤±1.0mV/℃ | ปัจจุบัน: ± 0.04mA/℃ |
| ความเป็นเชิงเส้น | ≤0.2%เอฟเอส | |
พลัง | กระแสตรง ±15V | กระแสตรง 24V | |
แบนด์วิธ | 0~20กิโลเฮิรตซ์ |
| |
เวลาตอบสนอง | ≤5us | ≤1ms | |
กำลังรับแรงอัด | อนุญาตให้ใช้ความถี่ไฟฟ้า Ac2500v ทนต่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างอินพุต เอาต์พุต และแหล่งจ่ายไฟ | ||
ระดับ | 1.0 | ||
สิ่งแวดล้อม | อุณหภูมิ | การทำงาน:-25°C~+70°:การจัดเก็บ:-40°C~+85°C | |
| ความชื้น | ≤95%RH สถานที่ที่ไม่มีการควบแน่นและก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน | |
| ระดับความสูง | ≤3500ม |
3.3 เซ็นเซอร์กระแสฮอลล์เชื่อมต่อกับ DCS
เซ็นเซอร์กระแสฮอลล์สามารถแปลงกระแสวงจรหลักที่วัดได้โดยตรงเป็นสัญญาณเอาท์พุตกระแส DC 4 ~ 20mA ในสัดส่วนเชิงเส้นเซ็นเซอร์กระแสฮอลล์ได้รับการติดตั้งที่พอร์ตด้านล่างของเบรกเกอร์แบตเตอรี่ของตู้จ่าย UPS ในห้องกระจายเหตุฉุกเฉิน ซึ่งสามารถแปลงกระแสประจุแบบลอยตัวของแบตเตอรี่ให้เป็นสัญญาณกระแส DC 4 ~ 20mA ที่สามารถรับได้ การ์ดอนาล็อก DCS
กำหนดช่องอินพุตแบบอะนาล็อก 4 ~ 20mA ที่เพิ่งเข้าถึงในคอมพิวเตอร์ด้านบนของห้องควบคุมกลาง เพื่อกำหนดค่าช่วงพารามิเตอร์ ค่าสัญญาณเตือน และแนวโน้มในอดีต และกำหนดให้กับตัวควบคุมที่เกี่ยวข้องใช้ซอฟต์แวร์กำหนดค่ารูปภาพเพื่อกำหนดค่าพารามิเตอร์ รูปภาพ และกราฟิก และติดตั้งโปรแกรมเพื่อให้ทราบฟังก์ชันการตรวจสอบระยะไกลของห้องควบคุมกลางของกระแสประจุแบบลอยตัวของแบตเตอรี่ UPSสุดท้ายนี้ ด้วยการเปรียบเทียบค่ากระแสประจุแบบลอยตัวของแบตเตอรี่ที่วัดที่ไซต์งานกับค่ากระแสประจุแบบลอยตัวที่แสดงบนอินเทอร์เฟซระหว่างเครื่องจักรกับ DCS เป็นการยืนยันว่าค่าที่รวบรวม DCS นั้นแม่นยำ
3.4 ผลการใช้งาน
ด้วยการเพิ่มเซ็นเซอร์กระแส Hall การรวบรวมกระแสประจุแบตเตอรี่ลอยของ UPS ของแพลตฟอร์มไร้คนขับเกิดขึ้น และการตรวจสอบออนไลน์ระยะไกลของกระแสประจุแบตเตอรี่ลอยโดย DC ทำได้โดยการวางสายเคเบิลและการกำหนดค่าห้องควบคุมกลาง ซึ่งเสริมความแข็งแกร่งให้กับการจัดการที่สำคัญ อุปกรณ์ของแพลตฟอร์มไร้คนขับ
ข้อมูลการทำงานของกระแสลอยของแบตเตอรี่จะถูกส่งไปยัง DCS จากระยะไกล ซึ่งช่วยให้บุคลากรที่ปฏิบัติหน้าที่ในห้องควบคุมกลางสามารถตรวจสอบค่ากระแสลอยของแบตเตอรี่ในครั้งแรกได้อย่างสะดวกในเวลาเดียวกันโดยการตั้งค่าพารามิเตอร์การเตือนเมื่อกระแสแบตเตอรี่ลอยผิดปกติจะส่งสัญญาณเตือนเพื่อรับข้อมูลในครั้งแรกและปล่อยให้มีเวลาเพียงพอสำหรับการรักษาฉุกเฉินโครงการลดความถี่ในการตรวจสอบแพลตฟอร์มไร้คนขับได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดต้นทุนคนและวัสดุในการจัดการแพลตฟอร์มไร้คนขับ หลีกเลี่ยงความเสียหายของแบตเตอรี่ที่เกิดจากกระแสน้ำที่ผิดปกติและแม้แต่ไฟไหม้ของแพลตฟอร์ม และส่งเสริมกระบวนการจัดการอัตโนมัติของ แพลตฟอร์มไร้คนขับ
4. บทสรุป
เซ็นเซอร์กระแส Hall ใช้ในการแปลงกระแสประจุแบบลอยตัวของแบตเตอรี่เป็นสัญญาณกระแส 4 ~ 20mA ที่การ์ดปริมาณอนาล็อก DCS สามารถรับได้ เพื่อส่งกระแสประจุแบบลอยตัวของแบตเตอรี่ UPS ไปยัง DCS จากระยะไกลผู้ปฏิบัติงานสามารถสังเกตค่ากระแสประจุแบบลอยตัวได้อย่างรวดเร็วและเป็นธรรมชาติบนหน้าจอการทำงานของ DCSโครงการนี้มีพื้นฐานทางทฤษฎีที่แข็งแกร่งและรากฐานด้านสภาพฮาร์ดแวร์ไม่เพียงแต่มีมูลค่าการใช้งานที่สูงมาก แต่ยังมีความสำคัญในการส่งเสริมในวงกว้าง ซึ่งมอบประสบการณ์อ้างอิงเชิงปฏิบัติสำหรับการตรวจสอบอุปกรณ์ภาคสนามแบบออนไลน์ในอนาคต
เวลาโพสต์: 17 ส.ค.-2022