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浪涌也叫突波,顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。
浪涌电流是电源或电气设备在接通时消耗的瞬时高输入电流。这是由于为电容器和电感器或变压器充电需要很高的初始电流。浪涌电流也称为接通浪涌或输入浪涌电流。
接通时,电源中的放电电容器提供低阻抗,当它们从零充电至大值时,允许大电流流入电路。这些电流可能高达稳态电流的20倍。即使它仅持续约10毫秒,它仍需要30到40个周期才能使电流稳定到正常工作值。如果没有限制,那么大电流除了会在电源线上产生电压骤降之外,还会损坏设备,并导致由同一电源供电的其他设备发生故障。
如何限制浪涌电流?
下面介绍4种限制浪涌电流的方法,其中两种常用的保护方法是:无源(其中电阻性限流装置与电源串联连接)和有源(有源),其使用由电阻器,开关装置和控制电路组成的电子电路。
1.串联电阻
对于小功率电源,电阻器与电源输入线串联连接。但是,由于高功耗和串联电阻的损耗导致效率低下,该方法不适用于较大的电源
2.NTC热敏电阻
该方法使用与电源输入线串联的负温度系数(NTC)电阻器。
在环境温度下,NTC器件显示出高电阻,而在接通电源时,高电阻会限制流入电路的浪涌电**。随着电流的流动,热敏电阻温度升高,从而大大降低了电阻。这稳定值小于1欧姆,并能够允许稳态电流流入电路。
3.并联电子开关
使用与热敏电阻或电阻并联的电子开关或继电器。当前的限制设备在启动时提供高电阻,此后开关被打开以使设备短路。该方法可确保热敏电阻能够冷却到其初始电阻,并准备好在电源故障和恢复时,或者在关闭设备然后立即将其关闭时,防止后续的浪涌。
4.有源电路
有源电路包括电阻器,晶体管,三端双向可控硅开关元件或晶闸管以及控制电路以驱动开关设备。这些适用于需要热重启功能的应用程序。
保护方法的选择取决于浪涌电流的频率,成本,设备功率水平,预期的可靠性和性能。NTC热敏电阻被广泛用作限制装置,并且与有源电路相比,由于其简单的设计和低成本而被,但是它具有一些缺点,使其不适合在天气条件下或敏感应用中使用
6ES7315-7TJ10-0AB0型号规格
220V4kW负载,工作电流约在18-23A,如果是热水器就是18A,电动机的话就有可能达到23A。对64A以下负载选用导线可参照下表。
这个表的特点是好记,从1-16m㎡的导线分别用10-4相乘就得出载**了。
表中数据是明敷状态,现在一般家用都需穿管,要把表中数据打7-8折。可见2.5m㎡铜线载**达28A,打7折也有19.6A,如果负载是热水器够用了,如果是电动机就要用4m㎡铜线了。
下面列出的国家标准中的数据
上半部分是铜线数据,下半部分是铝线数据。
表中A1、A2、B1、B2、C、D等是导线敷设方式的代号,含义如下表
其A1是指绝缘导线敷设在隔热墙中的导管内,这符合大多数家庭的实际情况,因此我们根据A1数据,2.5m㎡铜线载**是19.5A,4m㎡铜线载**是26A。
终得出如果4kW是热水器之类的电加热负载,用2.5m㎡铜线就行了,如果是电动机之类的象空调等4kW就要用4m㎡铜线了
变压器由线圈和铁芯构成用来改变电压的装置。变压器主要用在空调控制电路中,作用是将交流电源电压降至一定值后送入整流电路。
工作原理:初级线圈上通过变化的 电流,在次级线圈上会感应出相应的电势,感应电势的 高低与初、次级线圈的圈数有关,如果变压器次级线圈的 圈数(匝数)少于初级,则为降压变压器,反之为升压变压器。
公式为:
初级电压(U1)/次级电压(U2)=初级匝数/次级匝数
变压器只能改变电压不能增大电力。
变压器一般在初级线圈中串入了温度保险丝,当变压器线圈温度过高时熔断,可以起到保护作用。但熔断丝熔断后不可恢复,更换熔断丝又缺乏可操作性,因此一般采用更换变压器的方法,造成很大浪费。
目前公司研究所正在进行可恢复的温度保护器件的实验工作,并准备在部分产品上使用
一般地讲,对plc模拟量控制系统的要求都是看在某种典型输入信号下,其被控量变化的过程。例如,自动调节系统,就是看扰动作用引起被控量变化的过程;随动系统就是看被控量,如何克服扰动影响,跟随给定量的变化而变化的过程等。对每类系统被控量变化过程的共同要求是稳定性、快速性和准确性。即:稳、准、快。
(1)稳定性
稳定性一般指系统的被控量一旦偏离期望值,则应随时间的增长逐渐减小或趋于零。对于稳定的自动调节系统,其被控量因扰动而偏离期望值后,经过一个过渡时间,应恢复到原来的期望值;对于稳定的随动系统,被控量应能跟踪给定量的变化而变化。反之,不稳定的控制系统,其被控量偏离期望值后,将随时间的增长而发散。
所以,稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。稳定是所有控制系统首先要满足的要求。不稳定,被调节量变化不定,以至于产生振荡,那是不允许的。
(2)准确性
准确性是指当过渡过程结束后,被控量的稳态值与期望值的一致性。实际上,由于系统结构、外作用形式,摩擦、间隙等非线性因素的影响,以及受模拟量控制与数字量相互转换分辨率的限制,被控量的稳态值与期望值之间总会有误差,称为稳态误差。在实际上.完全没有这个误差是不可能的。
这个稳态误差小,则精度高。这个误差尽可能小,这也是对控制的基本要求。精度当然越高越好。但也要有个合适的“度”。一般来讲,合乎要求就可以了。
(3)快速性
除了稳定性、准确性,在多数情况下,还对过渡过程的形式和快慢有要求,一般称之为动态性能。快速性是指系统实际值偏离要求(设定)值时,系统能很快(过渡时间短)而又平稳地回到设定值
用plc来控制模拟量主要有三个特点:一是有误差,二是断续的,三是有时延。艾特贸易网简单介绍这三个特点,并对物理量在时间上、取值上的特点加以说明。 1.误差 模拟量在时间上、取值上是连续的。 对模拟量按一定时间间隔取值,称为采样。采样后得到的值即为离散量。显然,离散量在时间上是离散的,即只在采样的瞬间代表当时的模拟量值,其他时刻的模拟量的值不代表。但取值上是连续的。 用数值来逼近离散量,即求与实际的离散量接近的数字量,称为量化。量化后的离散量称为数字量。数字量在时间与取值上都是离散的。 PLC只能处理数字量,而要用它控制模拟量,必须先要对这些模拟量进行采样与量化。 正是要量化,所以量化后的值总是与模拟量的原值存在误差,但这个误差是可控的。办法靠选用合适的输入、输出模块的位数。如用8位输入模块,其量化的值只能是0到255(16进制FF)之间的整数。故其分辨率为256分之一。如果选的位数多,分辨率高精度也高。单位数多,模块也贵。高过16位时还要用双字指令处理,但这也将增加资源开销和处理时间。 误差可得到控制是一个重要的优点,只是这里也有一个合理的“度”,应在保证精度的要求下,力求减小位数。 2.断续 正是要采样,所以是断续的。只是在PLC I/O刷新时,输入模块才把实际值读入PLC;输出模块或输出点才把控制信号输给系统,并控制系统。只有在这时,才相当于它的采样开关合上,系统是闭合的。但这个闭合时间是很短暂的。而较长的时间是用在PLC运行程序、对采集到的数据进行处理。而这期间系统闭环是断开的。可见,PLC模拟量控制系统是典型的采样控制系统。 为了保证采样信号能较少失真地恢复为原来的连续信号,根据采样定理,采样频率一般应大于或等于系统频率的两倍。大频率是系统幅频特性上幅值为零时的频率。 3.时延 实际系统本身的惯性及动作传递也有个过程,有一定时延。用PLC进行控制,采样、信息处理及控制输出也有个过程,更有时延。在实施一个新一轮的控制作用后,不能指望立即就会有所反应。所以,不能因为一时不能得到所期望的反应,就一味地改变控制作用。那样,很可能使系统出现不稳定。再如,用PID控制,其运算间隔不应太短,如无特殊措施,其间隔起码要大于程序的扫描周期等。 以上三个特点,在确定控制算法、设计控制程序及选定控制参数时,必须要考虑。 |
模拟量的输入方法有两种。
1.用模拟量输入模块输入模拟量
把模拟量输入给plc简单的方法是,用模拟量输入模块(单元),简称AD单元。模拟量输入模块的功能是将模拟过程信号转换为数字格式。模拟量输入流程是通过传感器把物理量转变为电信号,这个电信号可能是离散性的电信号,需要通过变送器转换为标准的模拟量电压或电流信号,模拟量模块接收到标准的电信号后通过A/D转换,转变为与模拟量成比例的数字量信号,并存放在缓冲器里,待CPU读取模拟量模块缓冲器的内容,并传送到指定的存储区中待处理。
使用模拟量输入模块时,要了解其性能,主要的性能如下。
·模拟量规格:指可接受或可输出的标准电流或标准电压的规格,一般多些好,便于选用。
·数字量位数:指转换后的数字量,用多少位二进制数表达。位越多,精度越高。
·转换路数:只可实现多少路的模拟量的转换,路越多越好,可处理多路信号。
·转换时间:只实现一次模拟量转换的时间,越短越好。
·功能:指除了实现数模转换时的一些附加功能,有的还有标定、平均峰值及开方功能。
2.用采集脉冲输入模拟量
PLC可采集脉冲信号,可用于高速计数单元或特定输入点采集。也可用输入中断的方法采集。而把物理量转换为电脉冲信号也比较方便。
模拟量输出方法有三种。
1.用模拟量输出模块(单元)控制输出
为使控制的模拟量能连续、无波动地变化,好的办法是用模拟量输出模块。模拟量输出模块的功能是将数字输出值转换为模拟信号,简称DA单元。模拟量输出模块的参数有诊断中断、组诊断、输出类型选择(电压、电流或禁用)、输出范围选择及对CPU STOP模式的响应。
模拟量输出流程是:CPU把指定的数字量信号传送到模拟量模块的缓冲器中,模拟量模块通过D/A转换器,把缓冲器的内容转变为成比例的标准电压或电流信号,标准电压或电流驱动相应的执行器动作,完成模拟量控制。
使用模拟量输出模块时应按以下步骤进行:
[1]选用。要选性能合适的单元,既要与PLC型号相当,规格、功能也要一致,而且配套
的附件或装置也要选好。
[2]接线。模拟量输出模块可为负载和执行器提供电源。模拟量输出模块使用屏蔽双绞线
电缆连接模拟量信号至执行器。电缆两端的任何电位差都可能导致在屏蔽层产生等电
位电流,进而干扰模拟信号。为防止发生这种情况,应只将电缆一端的屏蔽层接地。
[3]设定。有硬设定及软设定。硬设定用DIP开关,软设定用存储区或运行相应的初始化
PLC程序。作了设定,才能确定要使用哪些功能,选用什么样的数据转换,数据存储
于什么单元等。一句话,没有进行必要的设定,如同没有接好线一样,模块也是不能
使用的。
2.用开关量ON/OFF比值控制输出
改变开关量ON/OFF比例,进而用这个开关量去控制模拟量,是模拟量控制输出简单的办法。这个方法不用模拟量输出模块,即可实现模拟量控制输出。不足的是,这个方法的控制输出是断续的,系统接收的功率有波动,不是很均匀。如果系统惯性较大,或要求不高,容许不大的波动时可用。为了减少波动,可缩短工作周期。
3.用可调制脉宽的脉冲量控制输出
有的PLC有半导体输出的输出点,可缩短工作周期,**模拟量输出的平稳性。用其控制模拟量,则是既简单又平稳的方法
良好的接地是plc安全可靠运行的重要条件。为了抑制干扰,PLC一般好单独接地,与其他设备分别使用各自的接地装置,如图a所示;禁止使用如图b所示把PLC与其他设备共用一个接地体的接地方式。
图 PLC的接地
为了防止电击和电气噪声引起的误动作,CPM2 PLC的接地端子必须接地,且使接地点尽量靠近PLC。同时,接地电阻要小于100Ω,接地线必须使用1.25 mm以上的电线。另外,PLC的CPU单元必须接地,若使用了I/O扩展单元等,则CPU单元应与它们具有共同的接地体,而且从任一单元的保护接地端到地的电阻都不能大于100Ω。
CPM2的接地线总是使用压线端子或单股线(替代绞合线),不能将裸露的绞合线直接接到端子板上,松散的绞合线容易引起短路和火灾。