本發(fā)明屬于相序檢測領(lǐng)域，具體涉及一種中頻加熱設(shè)備的三相交流相序檢測裝置及其檢測方法。

背景技術(shù)：

中頻加熱設(shè)備為加熱線圈配送的是中頻三相交流電，三相交流電相位互差120⁰，且具有相對的順序關(guān)系，同時三相電的頻率相同，電勢振幅相同。如確定任意一相為A相，那么B相相位應(yīng)滯后A相120⁰,C相相位滯后A相240⁰,或超前A相120⁰。

目前，中頻加熱設(shè)備不具備輸出相序檢測和保護功能，而輸出相序錯誤會對加熱線圈的正常運行造成嚴重損壞，因此三相輸出交流電的相序?qū)訜嵩O(shè)備來說非常重要?，F(xiàn)有的相序檢測技術(shù)多采用單片機和電路檢測三相電相位的順序，中頻加熱設(shè)備需要配置單片機及測量電路才能夠?qū)崿F(xiàn)輸出相序檢測，這樣會大大增加成本和復(fù)雜性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出，其目的是提供一種中頻加熱設(shè)備的三相交流相序檢測裝置及其檢測方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種中頻加熱設(shè)備的三相交流相序檢測裝置，包括PLC高速計數(shù)模塊，所述PLC高速計數(shù)模塊與相序檢測的PLC的 CPU模塊相連，所述PLC高速計數(shù)模塊信號端與信號轉(zhuǎn)換電路輸出端相連，所述信號轉(zhuǎn)換電路與檢測點相連并采集三相正弦信號，所述信號轉(zhuǎn)換電路由直流24V電壓供電。

所述信號轉(zhuǎn)換電路中包括與U相相連的Ⅰ號轉(zhuǎn)換電路、與V相相連的Ⅱ號轉(zhuǎn)換電路、與W相相連的Ⅲ號轉(zhuǎn)換電路。

所述Ⅰ號轉(zhuǎn)換電路包括依次串聯(lián)于U相、V相之間的二極管D1、I號光電耦合器、電阻R1，二極管D2兩端與Ⅰ號光電耦合器輸入端反向并聯(lián)，所述Ⅰ號光電耦合器輸出U相方波脈沖。

所述Ⅱ號轉(zhuǎn)換電路包括依次串聯(lián)于V相、W相之間的二極管D3、Ⅱ號光電耦合器、電阻R2，二極管D4兩端與Ⅱ號光電耦合器輸入端反向并聯(lián)，所述Ⅱ號光電耦合器輸出V相方波脈沖。

所述Ⅲ號轉(zhuǎn)換電路包括依次串聯(lián)于W相、U相之間的二極管D5、Ⅲ號光電耦合器、電阻R3，二極管D6兩端與Ⅲ號光電耦合器輸入端反向并聯(lián)，所述Ⅲ號光電耦合器輸出W相方波脈沖。

上述任意一種中頻加熱設(shè)備的三相交流相序檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟：

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開始初始化，將RS觸發(fā)器M0.0、M0.1脈沖定時器T1、T2置0。

（ⅱ）三相是否缺相

程序經(jīng)過初始化后首先檢測是否為三相方波信號，以此判斷三相電是否缺相，如果缺相進入步驟（ⅲ），如果不缺相進入步驟（ⅳ）。

（ⅲ）置缺相標志

如步驟（ⅱ）中三相方波信號缺少一相，則置標志位并返回步驟（ⅱ）并返回繼續(xù)檢測三相方波信號。

（ⅳ）檢測U相方波信號上升沿

檢測U相方波信號上升沿，如未檢測到U相方波信號上升沿，則返回繼續(xù)檢測U相方波信號上升沿直至檢測到U相方波信號上升沿，執(zhí)行步驟（ⅴ）、步驟（ⅷ）。

（ⅴ）置標志位flag1

對步驟（ⅳ）檢測到的U相方波信號上升沿置標志位flag1。

（ⅵ）置位RS觸發(fā)器M0.0、M0.1

標志位flag1同時觸發(fā)RS觸發(fā)器M0.0、M0.1。

（ⅶ）觸發(fā)脈沖定時器T1、T2

觸發(fā)器M0.0、M0.1分別觸發(fā)定時器T1、T2，并同時開始計時。

（ⅷ）檢測V、W相方波信號上升沿

步驟（ⅳ）中檢測到U相方波信號上升沿后，同時檢測V、W相方波信號上升沿。

（ⅸ）置標志位flag2、flag3

檢測到V、W相方波信號上升沿，則置標志位flag2、flag3。

（ⅹ）復(fù)位RS觸發(fā)器M0.0、M0.1

標志位flag2、flag3分別將RS觸發(fā)器M0.0、M0.1復(fù)位。

（ⅹ?。┟}沖定時器T1、T2停止計時

步驟（ⅹ）RS觸發(fā)器M0.0，M0.1復(fù)位后，定時器T1、T2同時停止計時。

（ⅹⅱ）讀取脈沖定時器T1、T2

分別讀取定時器T1、T2計時時長，并將時長存放在數(shù)據(jù)塊DB1.DBD0、DB1.DBD4中。

（ⅹⅲ）將T1、T2分別與周期T比例計算

將數(shù)據(jù)塊DB1.DBW0、DB1.DBW2分別除以周期T，周期T為當前頻率的倒數(shù)，并將計算結(jié)果分別存放在數(shù)據(jù)塊DB1.DBD8、DB1.DBD12中。

（ⅹⅳ）判斷結(jié)果是否正確

將步驟（ⅹⅲ）中數(shù)據(jù)塊DB1.DBD8、DB1.DBD12進行比較運算，結(jié)果正確執(zhí)行步驟（ⅹⅴ），結(jié)果不正確執(zhí)行步驟（ⅱ）。

（ⅹⅴ）置輸出標志位

比較運算結(jié)構(gòu)符合，則置輸出標志位。

步驟（ⅹⅳ）中數(shù)據(jù)塊DB1.DBD8中數(shù)據(jù)的正確范圍為0.25~0.4，且數(shù)據(jù)塊DB1.DBD12中數(shù)據(jù)的正確范圍為0.58~0.75。

本發(fā)明利用中頻加熱設(shè)備已配置的PLC模塊，通過信號轉(zhuǎn)換電路及檢測方法實現(xiàn)三相相序的檢測，無需增加其它復(fù)雜多余的檢測電路。彌補加熱設(shè)備相序保護功能，確保加熱線圈中頻供電安全。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明中檢測裝置的檢測原理圖；

圖2 是圖1中信號轉(zhuǎn)換電路的電路圖；

圖3 是本發(fā)明中檢測方法的方法流程圖；

其中：

1 信號轉(zhuǎn)換電路 2 PLC高速計數(shù)模塊

3 PLC的 CPU模塊 4 Ⅰ號轉(zhuǎn)換電路

5 Ⅱ號轉(zhuǎn)換電路 6 Ⅲ號轉(zhuǎn)換電路。

具體實施方式

以下，參照附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明：

如圖1所示，一種中頻加熱設(shè)備的三相交流相序檢測裝置，包括PLC高速計數(shù)模塊2，所述PLC高速計數(shù)模塊2與相序檢測的PLC的 CPU模塊3相連，所述PLC高速計數(shù)模塊2信號端與信號轉(zhuǎn)換電路1輸出端相連，所述信號轉(zhuǎn)換電路1與檢測點相連并采集三相正弦信號，所述信號轉(zhuǎn)換電路1由直流24V電壓供電。

所述PLC高速計數(shù)模塊2為西門子550。

所述PLC的 CPU模塊3為西門子1151。

如圖2所示，所述信號轉(zhuǎn)換電路1中包括與U相相連的Ⅰ號轉(zhuǎn)換電路4、與V相相連的Ⅱ號轉(zhuǎn)換電路5、與W相相連的Ⅲ號轉(zhuǎn)換電路6。

所述Ⅰ號轉(zhuǎn)換電路4包括依次串聯(lián)于U相、V相之間的二極管D1、I號光電耦合器、電阻R1，二極管D2兩端與Ⅰ號光電耦合器輸入端反向并聯(lián)，所述Ⅰ號光電耦合器輸出U相方波脈沖。

所述Ⅱ號轉(zhuǎn)換電路5包括依次串聯(lián)于V相、W相之間的二極管D3、Ⅱ號光電耦合器、電阻R2，二極管D4兩端與Ⅱ號光電耦合器輸入端反向并聯(lián)，所述Ⅱ號光電耦合器輸出V相方波脈沖。

所述Ⅲ號轉(zhuǎn)換電路6包括依次串聯(lián)于W相、U相之間的二極管D5、Ⅲ號光電耦合器、電阻R3，二極管D6兩端與Ⅲ號光電耦合器輸入端反向并聯(lián)，所述Ⅲ號光電耦合器輸出W相方波脈沖。

所述二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6均為FR107型二極管。

VCC為光電耦合器直流24V供電。

如圖3所示，上述任意一種中頻加熱設(shè)備的三相交流相序檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟：

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開始初始化，將RS觸發(fā)器M0.0、M0.1脈沖定時器T1、T2置0。

（ⅱ）三相是否缺相S2

程序經(jīng)過初始化后首先檢測是否為三相方波信號，以此判斷三相電是否缺相，如果缺相進入步驟（ⅲ），如果不缺相進入步驟（ⅳ）。

（ⅲ）置缺相標志S3

如步驟（ⅱ）中三相方波信號缺少一相，則置標志位并返回步驟（ⅱ）并返回繼續(xù)檢測三相方波信號。

（ⅳ）檢測U相方波信號上升沿S4

檢測U相方波信號上升沿，如未檢測到U相方波信號上升沿，則返回繼續(xù)檢測U相方波信號上升沿直至檢測到U相方波信號上升沿，執(zhí)行步驟（ⅴ）、步驟（ⅷ）。

（ⅴ）置標志位flag1，S5

對步驟（ⅳ）檢測到的U相方波信號上升沿置標志位flag1。

（ⅵ）置位RS觸發(fā)器M0.0、M0.1，S6

標志位flag1同時觸發(fā)RS觸發(fā)器M0.0、M0.1。

（ⅶ）觸發(fā)脈沖定時器T1、T2，S7

觸發(fā)器M0.0、M0.1分別觸發(fā)定時器T1、T2，并同時開始計時。

（ⅷ）檢測V、W相方波信號上升沿，S8

步驟（ⅳ）中檢測到U相方波信號上升沿后，同時檢測V、W相方波信號上升沿。

（ⅸ）置標志位flag2、flag3，S9

檢測到V、W相方波信號上升沿，則置標志位flag2、flag3。

（ⅹ）復(fù)位RS觸發(fā)器M0.0、M0.1，S10

標志位flag2、flag3分別將RS觸發(fā)器M0.0、M0.1復(fù)位。

（ⅹ?。┟}沖定時器T1、T2停止計時S11

步驟（ⅹ）RS觸發(fā)器M0.0，M0.1復(fù)位后，定時器T1、T2同時停止計時。

（ⅹⅱ）讀取脈沖定時器T1、T2，S12

分別讀取定時器T1、T2計時時長，并將時長存放在數(shù)據(jù)塊DB1.DBD0、DB1.DBD4中。

（ⅹⅲ）將T1、T2分別與周期T比例計算S13

將數(shù)據(jù)塊DB1.DBW0、DB1.DBW2分別除以周期T，周期T為當前頻率的倒數(shù)，并將計算結(jié)果分別存放在數(shù)據(jù)塊DB1.DBD8、DB1.DBD12中。

（ⅹⅳ）判斷結(jié)果是否正確S14

將步驟（ⅹⅲ）中數(shù)據(jù)塊DB1.DBD8、DB1.DBD12進行比較運算，結(jié)果正確執(zhí)行步驟（ⅹⅴ），結(jié)果不正確執(zhí)行步驟（ⅱ）。

（ⅹⅴ）置輸出標志位S15

比較運算結(jié)構(gòu)符合，則置輸出標志位。

步驟（ⅹⅳ）中數(shù)據(jù)塊DB1.DBD8中數(shù)據(jù)的正確范圍為0.25~0.4，且數(shù)據(jù)塊DB1.DBD12中數(shù)據(jù)的正確范圍為0.58~0.75。

本發(fā)明利用中頻加熱設(shè)備已配置的PLC模塊，通過信號轉(zhuǎn)換電路及檢測方法實現(xiàn)三相相序的檢測，無需增加其它復(fù)雜多余的檢測電路。彌補加熱設(shè)備相序保護功能，確保加熱線圈中頻供電安全。