6ES7512-1CK01-0AB0参数详细
近年来，随着社会发展，建筑物的不断扩建，以及电气电子设备的广泛应用，其冲击耐压水平也随之降低。雷电蕴含着巨大的能量，它的静电感应、电磁效应、热效应、力学效应等对建筑物和电气设备均会造成不同程度的影响，破坏力极强，因此，建筑物的防雷尤显重要。
１ 防雷
整体来讲防雷可分为防直击雷和防感应雷，也可以理解为内部防雷和外部防雷。整体的防雷设计中主要有以下几项措施：
（１）避雷针、带；
（２）引下线；
（３）接地体；
（４）屏蔽；
（５）均压等电位；
（６）减小接进耦合。
过电压的保护也属防雷范畴，应含概在内部防雷当中去。以上几项措失的设计方案已有较成熟的标准，本文不再详述，只重申几点应特别注意的问题。
１．１ 接闪装置的一般要求
①避雷针
针长１ｍ以下：圆钢为Ф≥１２ｍｍ；钢管为Ф≥２０ｍｍ；
针长１～２ｍ：圆钢为Ф≥１６ｍｍ；钢管为Ф≥２５ｍｍ；
烟囱上的针：圆钢为Ф≥２０ｍｍ；钢管为Ф≥４０ｍｍ
②避雷网（带）：圆钢为Ф≥８ｍｍ；扁钢为Ｓ≥４８ｍｍ２、Ｓ≥４ｍｍ；
③架空避雷线宜采用截面不小于３５ｍｍ２的镀锌钢绞线。
在布置接闪器时，可单独或任意组合采用滚球法避雷网。
１．２ 共用接地
在ＧＢ５９０５７－９４第六章：在工程的设计阶段，不知道信息系统的规模和具体位置的情况下，若预计将来会有信息系统，应在设计时将建筑物的金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然物件，金属管道配电的保护接地系统等与防雷装置组成一个共用接地系统，并在一些合适的地方预埋等电位联结板。
在ＧＢ５０２５－９４中第６．３．３条：
（１）每幢建筑物本身应采用共用接地系统；
（２）当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连接时，宜将其接地装置互相连接。
某些教程中也要求单独接地如信号地、逻辑地，它们实质指的是高频信号接地，在ＩＥＣ标准和ＩＴＶ相关标准中均不提倡单独接地。
共用接地的优点：
（１）在发生电位上升时，各处的地电位同时上升，基本不存在电位差；
（２）电磁兼容性好。
由于强电、弱电、高频和低频都等电位，且采用了分别屏蔽和分支接地线等方法，提高了电磁兼容的性能。
１．３ 等电位联结
在等电位联结中，对不能直接参加等电位连接的带电体和导体，如电源线、信号线、阴极保护输油管、燃气管等，使用电涌保护器，进行等电位联结。
１．４ 屏蔽
屏蔽是提高电磁兼容性的一项重要措施，在这里主要是利用法拉第笼，衰减对设备的电磁干扰，衰减的程度取决于网孔的密度，屏蔽层的厚度和选用的屏蔽材料有关，在设计屏蔽层的厚度时，其厚度好接近电磁波的波长，网孔的密度越大可靠性就越高，低频时宜选用高导磁材料，高频时优先选用铜材。据资料记载，当磁场感应强度ＢＭ＝０．０７ＧＳ时，无屏蔽计算机发生误动作；当ＢＭ＝２．４ＧＳ时，计算机发生性损坏。随着电子技术日益向高频率、高速度、宽频带、高精度、高可靠性、高灵敏度、高密度、大功率、小信号、运用和复杂化发展，因而电磁兼容性研究日益重要.
１．５ 信息系统雷击电磁脉冲分级保护
依据公式：Ｅ＝１－Ｎｃ／Ｎ
其中：
Ｎｃ——因直击雷和雷击电磁脉冲引起信息系统设备损坏的可接受大年平均雷击次数；
Ｎ——建筑物预计雷击次数（次／ａ）Ｎ＝ＫＮｇＡｅ。
总的防雷原则：整体防护、逐级保护、防护纵深。
（１）将大部分雷电流直接接闪引入地下泄散（外部保护）；
（２）将沿电力线、信号线、各种管道等侵入建筑物内部的各种形式的瞬态过电压通过不同的电涌保护器（过压保护器）导入大地内部保护；
（３）限制被保护设备上的电涌过电压（终端保护）。
此三道防线相互配合，各负其责，缺一不可，在设计时还应考虑被保护设备的相关标准和规定。
２ 电涌保护器
电涌保护器又称ＳＰＤ。目前国内低压配电系统中所使用的电涌保护器大多为金属氧化物避雷器（bbbbｌ Ｏｘｉｄｅ
ＳｕｒｇｅＡｒｒｅｓｔｅｒＭＯＡ）也称氧化物避雷。金属氧化物阀片是以氧化锌为主要成份，加入少量的铋、钴、铬、锰、锑等金属氧化物作为添加剂，经过混料、适粒、线型，在１０００℃以上的高温下烧制而成，形状呈圆饼形或环形，它有着优异的非线性物性，非线性系数α可低达０.０１～０.０４。当正常工作时本身只有微安级的漏电流，它对过电压响应时间非常快，通流能力也很高。
２.１ 电涌保护器两个主要参数的选择
标称放电流（通流容量）：根据５００５７－９４第二章和附表六规定，选择和后的雷电流，按全部雷电流的５０％入地泄散，其余电流平均分配的原则（包括第二级，应加支路）进行计算。
电压保护水平：电压保护水平是一个表征电涌保护器限制电压的性能参数，它是从一系列的推荐值的列表中选取出来的。针对每一只产品片面的，就可以理解为残压值越低越好。选用的保护水平值应低于被保护设备或线路耐冲击电压容值２２０Ｖ／３８０Ｖ三相系统各种设备耐冲击过电压值。
２.２ 总的设计应符合的原则
被保护设备耐冲击电压值＞ＳＰＤ电压保护水平值＞ＳＰＤ限制电压值＞ＳＰＤ１ｍＡ直流参考电压值＞ＳＰＤ高持续电压值＞电源大故障过压值＞电网正常波动值。
（１）ＴＮ－Ｃ－Ｓ系统；
（２）ＴＮ－Ｓ系统；
（３）ＴＴ系统
３ 电涌保护器在安装布置时应注意的几个问题
（１）安装的电涌保护器后一级应靠近被保护设备好＜１０ｍ；
（２）为使能量协调，多级使用时，开关型和限压型之间距离＞１０ｍ，限压型和限压型之间距离＞５ｍ
连接线应尽可能的短和直，连接长度应≤０.５ｍ，若环境有限制应采用凯文式连接电涌保护器（Ｖ型连接）
４ 问题探讨
当单极电涌保护器不能将入侵的冲击电流抑制到规定的保护电压以下时，就要采取含两级、三级或更多级的非线性电涌保护器。
有人认为，当入侵的冲击波Ⅰ加在Ｘ－Ｙ端上时，总是Ⅰ先导通，实际上是Ⅱ先导通。Ⅱ先导通主要是因为：雷击电流可以认为是恒流源，是由于行进波的原因第二级先导通。Ⅰ导通的条件为Ⅱ号电涌保护器的残压ＵＢＣ加上ＡＢ断线路的压降ＵＡＢ加在Ⅰ号电涌保护器上，致使Ⅰ号电涌保护器导通Ⅰ号导通电压要高于Ⅱ号导通电压。
1.引言
绕线机作为电子工业专用设备之一，在我国已生产和使用了多年，改革开放以来，我国元器件厂也引进了许多国外的绕线机。常见的有平行绕线机、环行绕线机及各种特种绕线机等。在绕制细微漆包线时，这些机器都会遇到共同的问题，如无法达到整齐排线，绕线张力无法控制等，特别是绕制0．1mm以下的一些音圈、传感器机芯等线圈时，问题尤为突出。针对这种情况，我们研制了这种适用于细微漆包线的绕线机，很好地解决了这个问题，用它绕制的磁电式测振传感器机芯线圈，张力稳定，线圈直流电阻一致性好，排线整齐，外观达到了“镜面”效果。
2.实现原理
与普通绕线机一样，精密绕线机的排线也是用步进电机来实现的，放线张力的控制也用了弹簧摩擦片张力器，但为了达到设计要求，有针对性地进行了许多改进，采用复合排线法，加装了张力指示仪，大大地改进了整机性能，提高了产品质量。
2．1放线张力
在绕制细微漆包线时，由于线径细，如果张力太大，就会将线拉长，使线圈的直流电阻增大。在成批生产中，张力的不稳定还会造成线圈与线圈之间较大的直流电阻差异，所以要严格控制张力。为此，在普通放线张力仪与宝石针之间加装了一个张力指示仪，它是一个机械式张力指示仪，通过指针刻度即可知道绕线张力是多少克，避免了操作工人凭经验调节所带来的偏差，张力指示仪的加装对减少高速绕线时产生的线的抖动也有好处。细线的放线张力器一般都是弹簧摩擦片式，经过细致调节完全可以满足要求。
2．2排线原理
绕细线线圈时一般采用两种排线方式，即自由排线和强制排线。这两种排线方法各有千秋，自由排线靠线的张力及摆动轮或摆锤的摆动来排线，导轮与线圈骨架之间的距离较远，只要调节得当，每匝线都能紧密排绕，完全可以使绕出的线圈达到“镜面”效果，但是调节起来比较困难，主要是机械方面的调试量太多；强制排线利用绕线主轴与排线轴的同步运动技术，使每绕一圈，排线机构步进一定的距离，一般是步进一个线径的距离，在电子数控技术发展的，实现起来并不困难，只要事先设置好绕线参数，不需要太多的调试即可绕线，但经过我们反复试验，强制排线方式用于高速绕制0．1mm以下的线圈时非常困难，经常出现乱绕现象。
新方案采用将两种方式复合，取其长补其短，以强制排线为主，自由排线为辅，宝石针与线圈骨架的距离拉大，控制系统根据这一距离和设定的绕线参数，计算出实际的排线参数，再根据实际调试加以修正，由于控制系统有掉电保护功能，对每一种规格的线圈，经过几次调整，都可以很快得到理想的绕线参数并保存。绕线时，宝石针的摆动与绕线主轴同步，不过其摆动幅度比单独采用强制排线时小，留出了一定的余地让自由排线来发挥其紧密排绕特长。
3.控制系统原理
如图1所示的以AT89C52单片机为中心构成的控制系统，由于程序存储器在单片机内部，四个口都可以作为I／O使用，大大简化了外围电路，提高了系统的可靠性。
3．1单片机电路
本系统的单片机电路是一典型的单片机小应用系统，四个口均未用作数据口或地址口，其中，P0口工作为基本输入输出方式，控制LED显示及EEPROM的读写，串行EEPROM电路用了一块X25045，它既能存储绕线参数，防止掉电丢失，又担当了监控CPU的看门狗。P1口工作在输出状态，控制主轴电机M1变频器，排线步进电机M2驱动器，电磁制动器和蜂鸣器。P2口专门控制4×4监控键盘，采用了常规的行列矩阵扫描原理。P3口用于操作按钮和绕线传感信号的输入，其中，计数传感信号连到外部中断INT0端，它是正确绕线的关键信号。复位电路和晶振电路比较简单，此处不再赘述。
3．2输出电路
输出部分主要包括主轴电机变频器控制、步进电机驱动器控制和LED显示驱动三部分。变频器控制占用了三个口线：启动、转动方向和第二速度选择，均通过小型直流继电器来切换。第二速度选择是在预停机时，使变频器运行在低速状态，以便计数到匝时直流电磁制动器能及时制动，从而达到准确停机的目的。步进电机驱动器控制信号有两个，即串行步进脉冲信号和方向信号，这两个信号都是TTL电平，由于驱动器内部有光耦隔离，故可以直接输出。驱动器在内部将串行步进脉冲进行环行分配，变成三相信号，显然，这种方式省了单片机的一个控制信号。LED显示器是主要的人机界面，由集成电路MC14499和74LS05来担当，MC14499是一款工作于串行方式的七段数码LED编码驱动接口电路，通过外串电阻来驱动共阴极发光二极管，仅通过CE、CLK和DATA三个信号与单片机接口，大大节省了口线资源。
3．3输入电路
输入信号包括操作按钮信号和绕线传感信号，由于这些信号均来自机器，拉线较长，为了防止干扰，有必要对其进行隔离和处理。图2所示即为按钮信号和传感信号处理电路，二者区别在于U2的选用，对按钮信号，U2选用光电耦合器TLP521－1，而对传感信号，U2应选槽型光电传感器。虽然三个传感信号电路相同，但其所起的作用却大不一样。排线零位信号由挡光片触发，是步进电机排线的坐标原点，每绕完一个线圈，都要回到原点对零，以消除由于步进电机丢步或丝杠反向间隙造成的积累误差。主轴零位信号用于主轴的**定位，保证每次都从某一位置开始绕线或每次都能停在某一固定位置，也由挡光片来触发。计数传感信号有两个作用，一是匝数计数，二是作为绕线主轴与排线轴的同步信号，它是一个中断输入信号，单片机收到这个信号就认为绕了一圈，步进电机应该连续走一个线径的距离，当然，单片机要将这个距离平均分配为十次走完，这个任务由装在主轴上的分频式码盘来完成。
绕线机控制系统的实时性很强，而且主程序与中断程序、中断程序与中断程序之间的嵌套比较复杂，因此，整个程序都用汇编语言编写和调试。在单片机中断资源的利用方面作了合理安排，如T0定时器用于步进电机调频脉冲，INT0外部中断用于匝数计数和同步控制等。具体的键盘扫描、LED显示、算术运算、中断处理等程序可参考有关资料，此处就不一一介绍了。
4.结束语
1.引 言
WSH_A型精密温度控制仪（以下简称：温控仪）是我们自主研发的一种以微型计算机为核心的智能三点温度控制仪器。温控仪可以与各种型号的热电偶配接，实现高精度的温度检测与控制。其检测精度为0.05％，控制精度可达0.1％，现已成功应用于半导体生产行业的温度控制中。在实际应用过程中，用户往往需要同时观察多台温控仪的运行状态并且记录运行数据供分析使用。
本文介绍的精密温度控制仪数据采集系统在Delphi7.0环境下实现了多台温控仪的监测、数据存储、温度曲线绘制、历史曲线、数据查询、报表等功能，大大方便了用户的管理要求，系统采用RS485通信，多可同时监测16台温控仪。
2.硬件结构及系统组成
2.1温控仪的硬件结构
温控仪的硬件结构及通信模块原理图如图1所示：
图1 温控仪功能原理图
在MAX485后加保护继电器输出，继电器采用系统电源5V供电，系统未上电或异常断电时断开通信模块与网络的连接，从而使整个网络更加稳定可靠[1]。
2.2系统组成
温控仪具有光电隔离的RS485通信接口模块，RS485具有传输距离远、抗干扰性好等特点，是工业现场中应用较多的一种通信方式[4]。输入给温控仪的三点温度模拟量经过温控仪内部功能模块转换后送给上位机的串口。系统的连接图如图2所示：
图2 通信系统结构图
上位机和温控仪的通信方式采用广播方式[4]。在运行过程中，上位机处于主动地位，温控仪被动接收到上位机发送的命令后，判断地址是否和本机地址相同，进而决定是否与上位机进行数据传输。上位机按照地址号顺序读完所有连接在总线上的温控仪称为一个读周期[1]。
3.通信协议的制定及通信实现
为了提高上位机的实时性，应尽量减小每个读周期的通信信息量，制定通信协议的重点是合理安排读命令字，使修改频率高的信息在每个读周期都进行传输，而修改频率低的信息只有在修改后才进行传输。
3.1设置命令字
温控仪数据采集系统需要检测的信息按更新频率分为：
〔1〕检测参数：一套设备中三个测点的当前温度值，温控仪当前运行段号、段运行时间、运行总时间，环境温度和设定温度、温控仪当前输出控制量以及部分开关量状态。这些参数修改频率高，应在每个读周期内进行传输。
〔2〕控制参数：PID控制参数、温度修正参数，采样时间，温度报警值，热电偶类型，以及根据工艺要求所设定的20段温度工艺曲线参数。这些参数修改频率低，在修改后才需要进行传输。
上位机和温控仪发送数据采用广播方式，上位机下传命令均为6个字节，其格式为：
[#]+[XX]（地址）+[XX]+$0D。
其中：第1字节为头字节，第2、3字节为温控仪地址，第4、5字节表示具体读取内容，如[RE]为读取当前温度值及控制量参数；[CT]为读取控制参数；[PI]为读取PID及修正参数；[LT]为读取20段温度工艺曲线参数。
3.2设置命令字优先级
设置[RE]为关键命令字，具有高优先级，在每个读周期中读取各温控仪的检测参数。在温控仪上传数据中设置一个状态标志位[X]，监视对应的温控仪有无控制参数修改，同时用来表示其它命令字的优先级。如果用户修改了温控仪的控制参数，则置状态标志位为1，相应读控制参数命令字的优先级变高，上位机发送读控制参数命令字，温控仪接收到上位机发送的读控制参数命令字并确定上传数据后复位状态标志位。
3.3通信过程
本系统在通信协议中设置关键命令字，把通信过程中常用的查询工作方式变为中断工作方式，大大提高了系统工作效率，通信过程的流程图如图3所示：
图3 通信流程图
3.4使用MSComm控件实现串口通信
MSComm控件是Visual Basic中提供的一个串口控件，使用简单、性能良好，编程时不需要考虑复杂的API函数，是串口通信中经常使用的控件。
MSComm提供了事件驱动方式和查询方式两种处理通信的方法。通信软件编写中，读命令字的发送比较简单，下位机返回数据的接收部分要谨慎处理，要根据实际情况选择是用事件驱动方式还是查询方式，事件驱动方式必需保证每次下位机返回的存放在接收缓冲区的数据长度等于RThreshold属性的设定值，以便激发OnComm（ ） 事件,如果下位机对上位机发送的不同命令返回的数据长度不同就必须选择查询方式接收数据[4]。
注意，用查询方式接收数据时，在向输出缓冲区发送完读命令后，设置适当时间的延时非常重要，一般可以用延时函数Sleep（ ）延时，并根据返回数据的长度设置合理的延时时间。
发送读命令并延时合适时间后，输入缓冲区就会返回对应此命令的数据，判断数据是否正确的条件有三个：数据头为[#]；数据尾为$0D；数据长度等于通信协议规定的长度。
4.系统功能及软件结构设计
4.1系统功能
本系统根据生产中用户的需求设计所要实现的功能。
〔1〕 实现对连接在总线上温控仪的工作状态的监测，温控仪的工作状态有检测状态、控制状态和故障状态。
〔2〕 参数读取：读取每个温控仪的检测参数和控制参数并实现数据库存储及实时三点温度曲线绘制。
〔3〕 实现历史数据查询并显示历史温度曲线功能。
〔4〕 实现报表及数据导出功能。
4.2软件结构设计
本系统的软件实现分为三部分：部分实现温控仪数据的读入、处理、传输；第二部分实现数据分类显示、存储、曲线绘制；第三部分实现历史数据及温度曲线查询、报表打印等功能。各部分的重点工作如下：
〔1〕 数据读入：根据对温控仪不同数据的读取频率的不同写成两个子过程ReadTemperature（）和ReadPIDQX（），ReadTemperature（）过程发送关键命令字，读检测参数，ReadPIDQX（）过程用来读取控制参数，子过程的形式参数是温控仪的地址。ReadTemperature（）子过程核心代码：
procedure ReadTemperature （adress1，adress2：byte）；
var
send_ReadTOrder：variant；//关键命令字用variant变量存储
wendu_bbbbbbbbbbb：bbbbbb；//上传的原始数据放在wendu_bbbbbbbbbbb字符串里
bbbbbLen，bbbbbb_dingwei：integer；//数据长度和wendu_bbbbbbbbbbb定位
Begin
send_ReadTOrder：= VarArrayCreate（[0,5], varByte）；
send_ ReadTOrder [0]：=$23； send_ ReadTOrder [3]：=$52；
send_ ReadTOrder [1]：=adress1； send_ ReadTOrder [4]：=$45；
send_ ReadTOrder [2]：=adress2； send_ ReadTOrder [5]：=$0D；
if Mainbbbb.MSComm.PortOpen then //如果串口已经打开，则发送读温度命令
begin
Mainbbbb.mscomm.InBufferCount：=0； //清空输入缓冲区
Mainbbbb.mscomm.OutBufferCount：=0；//清空输出缓冲区
Mainbbbb.MSComm.Output:= send_ReadTOrder； //向输出缓冲区发送读温度命令
sleep（600）；//适当延时
bbbbbLen：=Mainbbbb.MSComm.InBufferCount；//读入输入缓冲区里的返回数据长度
wendu_bbbbbbbbbbb：=Mainbbbb.MSComm.bbbbb；//直接以ASCII码形式接收数据
bbbbbb_dingwei：=pos（'＊',wendu_bbbbbbbbbbb）；//定位读入的字符串
state：＝copy（bbbbbb_dingwei,wendu_bbbbbbbbbbb）
if（bbbbbLen>＝50）&&（copy（bbbbbb_dingwei,wendu_bbbbbbbbbbb）='＊'）
&&（ copy（bbbbbb_dingwei+50，wendu_bbbbbbbbbbb）=' '） then//注意入口条件，尤其是（bbbbbLen>50）条件，50是通信协议中规定的返回数据的长度
Begin
If （state＝＝'1'）then
Begin
//发送ReadPIDQX（）并做相应数据处理
End else
……//处理数据并传输
End；
end；
〔2〕 数据显示及温度曲线绘制：数据显示部分使用工业控件Iocomp，曲线绘制采用Teechartpro6版本，数据库为Access2003。绘制温度曲线时，首先将温控仪储存的20段温度工艺曲线以红色画出来，三点检测温度曲线则以蓝、黄、绿三色画出。注意图像的缩放、托动等辅助功能不使用Teechart的自带功能，加两个Scrollbar控件，用Srollbar的postion属性控制时间轴（温度轴）的min属性实现时间轴（温度轴）的拖动，温度和时间轴的步长可以自由设置，实现曲线在时间轴（温度轴）上的缩放。系统的主界面如图4所示：
图4 系统主界面
〔3〕数据存取及历史数据查询：每个温控仪的历史数据记录按其运行时间查询，同时画出运行时的20段温度工艺曲线和三点的历史温度曲线。每次系统运行时，用getlocaltime（）函数取系统当前时间，格式为xxYxxMxxDxxHxxM作为数据库的表名，此次运行记录的数据都存在这个表里，这样非常方便用户的查询，选择仪表地址，就会在Listbox里显示此仪表的所有历史数据记录，选择要查询的表名显示记录的数据，同时将历史曲线画出，报表用Rave5制作[3]，历史数据也可以导出到Excel中编辑打印[2]。
5.结束语
本文所研制的实时数据采集系统配合WSH_A型精密温度控制仪已经应用在半导体芯片生产的温度控制中。在通信协议中设置关键命令字，把通信过程中通常使用的查询工作方式变为中断工作方式，结构的优化使系统运行稳定，实时性强。Teechart，Iocomp等第三方控件的灵活运用使界面显示曲线绘制更加，满足了用户需求，并取得了良好的经济效益。