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隔離與非隔離問(wèn)題系列

這里的隔離是指模擬量模塊的基準(zhǔn)電位點(diǎn)MANA 與地（也是PLC的數(shù)據(jù)地）隔離。隔離模塊MANA 與地M可以不連接,，以MANA 作為測(cè)量端的參考電位,；非隔離模塊MANA 與地M必須連接， 這樣地M 變?yōu)镸ANA作為測(cè)量端的參考電位,。隔離模塊的好處就是可以避免共模干擾,。如何知道模塊是否是隔離模塊，例如SM331模塊,，可以從模板規(guī)范中查到,。S7-300中只有一款SM334（SM355除外）模塊是非隔離的，此外CPU31XC集成的模擬量也是非隔離的,，共同特點(diǎn)就是模塊的輸出和輸入公用M端,。

同樣傳感器也有隔離與非隔離的問(wèn)題。通常非隔離的傳感器電源的負(fù)端與信號(hào)的負(fù)端公用一個(gè)端子,，例如傳感器有三個(gè)端子 L,， M 和S+，通過(guò)L,， M端子向傳感器供電,，S+，M為信號(hào)的輸出,，公用M端,。判斷傳感器是否隔離好還是參考手冊(cè)。隔離傳感器信號(hào)負(fù)端與地M可以不連接,，以信號(hào)負(fù)端作為信號(hào)源端的參考電位,。非隔離傳感器信號(hào)負(fù)端必須在源端（設(shè)備端）接地，以源端的地作為信號(hào)的參考電位,。

采用性能優(yōu)良的電源,，抑制電網(wǎng)引入的干擾

在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有*重要的地位,。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過(guò)PLC系統(tǒng)的供電電源（如CPU 電源,、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的?，F(xiàn)在,，對(duì)于PLC系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源,，而對(duì)于變送器供電的電源和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表的供電電源,，并沒(méi)受到足夠的重視,，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠,，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大,，抑制干擾力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾,、差模干擾,。所以，對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選擇分布電容小,、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)）的配電器,，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。

此外,，為了保證電網(wǎng)饋點(diǎn)不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電,，提高供電的安全可靠性,。并且UPS還具有較強(qiáng)的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源,。

②電纜選擇的敖設(shè)

為了減少動(dòng)力電纜輻射電磁干擾,，不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敖設(shè),，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào),，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠行敖設(shè)，以減少電磁干擾,。

③硬件濾波及軟件抗干擾結(jié)合措施

由于電磁干擾的復(fù)雜性,，要根本消除迎接干擾影響是不可能的，因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)時(shí),，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理,，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些措施：數(shù)字濾波和工頻整形采樣,，可有效消除周期性干擾,；定時(shí)校正參考點(diǎn)電位，并采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn),，可有效防止電位漂移,；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件標(biāo)志位,；采用間接跳轉(zhuǎn),，設(shè)置軟件陷阱等提高軟件結(jié)構(gòu)可靠性。

信號(hào)在接入計(jì)算機(jī)前,，在信號(hào)線與地間并接電容,，以減少共模干擾,；在信號(hào)兩*間加裝濾波器可減少差模干擾。對(duì)干較低信噪比的模擬量信號(hào),，常因現(xiàn)場(chǎng)瞬時(shí)干擾而產(chǎn)生較大波動(dòng),，若僅用瞬時(shí)采樣植進(jìn)行控制計(jì)算會(huì)產(chǎn)生較大誤差，為此可采用數(shù)字濾波方法,。

現(xiàn)場(chǎng)模擬量信號(hào)經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后變成離散的數(shù)字信號(hào),，然后將形成的數(shù)據(jù)按時(shí)間序列存入PLC內(nèi)存。再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理,，濾去噪聲部分獲得單純信號(hào),，可對(duì)輸入信號(hào)用m次采樣值的平均值來(lái)代替當(dāng)前值，但并不是通常的每采樣m次求一次平均值,，而是每采樣一次就與近的m－l次歷史采樣值相加,，此方法反應(yīng)速度快，具有很好的實(shí)時(shí)性,，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后用干信號(hào)顯示或回路調(diào)節(jié),，有效地抑制了噪聲干擾。

由干工業(yè)環(huán)境惡劣,，干擾信號(hào)較多,， I／ O信號(hào)傳送距離較長(zhǎng)，常常會(huì)使傳送的信號(hào)有誤,。為提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,，使PLC在信號(hào)出錯(cuò)倩況下能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并能排除錯(cuò)誤的影響繼續(xù)工作,，在程序編制中可采用軟件容錯(cuò)技術(shù),。

運(yùn)行

按鈕頭在供貨范圍之內(nèi)。從四個(gè)方向操縱時(shí),，它可按 4 × 90° 進(jìn)行調(diào)節(jié),。這些開(kāi)關(guān)也可從上面接近。

具有特殊按鈕盒的 3SE2243 和 3SE2257 開(kāi)關(guān)的按鈕頭頭部不能更換,。這些開(kāi)關(guān)可從兩側(cè)和上面接觸到,。

按鈕頭不在安全開(kāi)關(guān)的供貨范圍內(nèi)，必須從不同產(chǎn)品中單獨(dú)訂購(gòu)以滿足應(yīng)用要求,。請(qǐng)參見(jiàn)“附件",。

按鈕頭經(jīng)過(guò)編碼?？梢院?jiǎn)單地用手或輔助設(shè)備來(lái)分?jǐn)唷?/p>

半徑按鈕頭

帶半徑按鈕頭的安全開(kāi)關(guān)尤其適用于可旋轉(zhuǎn)的保護(hù)裝置,。通過(guò)可移動(dòng)的執(zhí)行鍵可接近很小的半徑。避免了因接近不**而造成的開(kāi)關(guān)和按鈕頭損壞。

鎖定裝置

一個(gè)用于安裝多 8 個(gè)掛鎖的鋼鎖插件可用于提供更高的安全性,。請(qǐng)參見(jiàn)“附件

因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源

模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗,、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便

,。
近幾年,開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A,、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A,。一般都可直接

裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度,。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
變換器DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)軌電車,、地鐵列車,、電動(dòng)車

的無(wú)級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果,。用直流斬波器代替變阻器

可節(jié)約電能(20~30)%,。

直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開(kāi)關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。通信電源的二次電源

DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開(kāi)關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3,。
隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開(kāi)關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),當(dāng)前已有一

些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高,。UPS不間斷電源(UPS)是計(jì)

算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠,、高性能的電源。
交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送到負(fù)載,。為

了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率

M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高,。
微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷,。目前在線式UPS的上海騰樺電氣設(shè)

備有限公司容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA,、lVA,、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品,。
變頻器電源變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果

,。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成

的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓,、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)

無(wú)級(jí)調(diào)速,。
上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世。八十年代初期,日本東芝公司將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中,。

至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上,。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),。國(guó)內(nèi)于90年代初期開(kāi)始研究變頻空

調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn),。
預(yù)計(jì)到2000年左右將形成,。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能

組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向,。焊機(jī)電源模塊高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能,、高效、省材的新型焊機(jī)

電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向,。
由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景,。逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-

AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高

頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用,。
由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路,、燃弧、開(kāi)路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性

問(wèn)題成為關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶關(guān)心的問(wèn)題,。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過(guò)對(duì)多參數(shù),、多信息

的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了當(dāng)前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg,。直流電源模

塊大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵,、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備,。

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（3）Buck－Boost電路——降壓或升壓斬波器,，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反,，電感傳輸,。（4）

Cuk電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui,，極性相反,，電容傳輸。
當(dāng)今軟開(kāi)關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍,，美國(guó)VICOR公司設(shè)計(jì)制造的多種ECI軟開(kāi)關(guān)DC/DC變換器,，其上海騰樺電氣設(shè)

備有限公司輸出功率有300W、600W,、800W等,，相應(yīng)的功率密度為(6.2、10,、17)W/cm3,，效率為（80～90）%。
日本TDK-Lambda公司上海騰樺電氣設(shè)備有限公司推出的一種采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的高頻開(kāi)關(guān)電源模塊RM系列,，其開(kāi)關(guān)頻率為

（200～300)kHz,，功率密度已達(dá)到27W/cm3，采用同步整流器（MOSFET代替肖特基二極管），使整個(gè)電路效率提高到90%,。
還有Sepic,、Zeta電路。上述為非隔離型DC-DC變換器電路,，隔離型DC-DC變換器有正激電路,、反激電路、半橋電路,、全橋

電路,、推挽電路。變換編輯AC/DC變換是將交流變換為直流,，其功率流向可以是雙向的,，功率流由電源流向負(fù)載的稱為“整流

"，功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變",。

AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,，因必須經(jīng)整流、濾波,，因此體積相對(duì)較大的濾波電容器是*的,，同時(shí)因遇

到安全標(biāo)準(zhǔn)（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC,、,、FCC、CSA）,，交流輸入側(cè)必須加EMC濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元

件,，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化，另外,，由于內(nèi),。
開(kāi)關(guān)電源的選用開(kāi)關(guān)電源在輸入抗干擾性能上,，由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（多級(jí)串聯(lián)）,，一般的輸入干擾如浪涌電壓

很難通過(guò)，在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標(biāo)上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢(shì),，其輸出電壓穩(wěn)定度可達(dá)(0.5～1）%,。
開(kāi)關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件，在選用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：電流選擇編輯因開(kāi)關(guān)電源工作效率高,，一般可達(dá)

到80%以上,，故在其輸出電流的選擇上，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量或計(jì)算用電設(shè)備的上海騰樺電氣設(shè)備有限公司吸收電流,，以使被選用的開(kāi)

關(guān)電源具有高的性能價(jià)格比,，通常輸出計(jì)算公式為：Is=KIf式中：Is—開(kāi)關(guān)電源的額定輸出電流；If—用電。
AC/DC變換按電路的接線方式可分為,，半波電路,、全波電路。按電源相數(shù)可分為,，單相,、三相、多相,。按電路工作象限又

可分為一象限,、二象限、三象限,、四象限,。幾大指標(biāo)編輯功率P=UI,是輸出電壓和輸出電流的乘積。
輸入電壓分交流輸入和直流輸入2種,。輸出電壓一般是直流輸出,，但也有交流輸出的。工作溫度隔離電壓：隔離就是將輸

出與輸入進(jìn)行電路上的分離,。有以下幾個(gè)作用：一,，電流變換；二,，為了防止輸入輸出相互干擾,；三，輸入輸出電路的信號(hào)

特性相差太大,，比如用弱信號(hào)控制強(qiáng)電的設(shè)備封裝尺寸有插針,，貼片的，和螺旋,。
輸出有單路輸出,，雙路輸出及多路輸出。電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器,，其特點(diǎn)是可為集

成電路（ASIC）,、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微處理器,、存儲(chǔ)器,、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。
一般來(lái)說(shuō),，這類模塊稱為負(fù)載點(diǎn)(POL)電源供應(yīng)系統(tǒng)或使用點(diǎn)電源供應(yīng)系統(tǒng)(PUPS),。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多，因此模

塊電源廣泛用于交換設(shè)備,、接入設(shè)備,、移動(dòng)通訊,、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子,、航空等,。
分類編輯按現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域，我們把電源模塊劃分如下：綠色電源模塊高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了

信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源模塊技術(shù)的迅速發(fā)展,。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開(kāi)關(guān)電源,*完成計(jì)算機(jī)電源換代,。
綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署

l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要

求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑,。
接著開(kāi)關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)入了電子,、電器設(shè)備領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源模塊,。就目前效率為

75%的200瓦開(kāi)關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源,。開(kāi)關(guān)電源模塊通信業(yè)的迅速發(fā)展*的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。
高頻小型化的開(kāi)關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流,。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-

直流(DC/DC)變換器稱為二次電源,。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。
當(dāng)前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開(kāi)關(guān)電源取代,高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱為開(kāi)關(guān)型整流器

SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化