大興安嶺西門子PLC模塊總代理

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上海隆彥自動(dòng)化科技有限公司 
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大興安嶺西門子PLC模塊總代理

大興安嶺西門子總代理

西門子6GK5793-4MN00-0AA6

步進(jìn)可調(diào)的穩(wěn)壓開關(guān)電源
{開關(guān)電源行業(yè)門戶網(wǎng)}：開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。由于擁有較高的效率和較高的功率密度，開關(guān)電源在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中的使用越來越普及。開關(guān)電源高頻化、模塊化和智能化是其發(fā)展方向。其中，步進(jìn)可調(diào)、實(shí)時(shí)顯示是開關(guān)電源智能化研究方向之一?，F(xiàn)設(shè)計(jì)開關(guān)電源，技術(shù)指標(biāo)為：輸出電壓30V至36V可調(diào)，zui大輸出電流2A，有過流保護(hù)功能，能對(duì)輸出電壓進(jìn)行鍵盤設(shè)定和步進(jìn)調(diào)整、步進(jìn)值1V，并能實(shí)時(shí)顯示輸出電壓和電流的開關(guān)穩(wěn)壓電源。
 
1 總體設(shè)計(jì)方案
    采用AT89S52單片機(jī)為控制核心，對(duì)普通的開關(guān)電源控制部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并通過軟件編程實(shí)現(xiàn)了對(duì)開關(guān)電源的智能控制。設(shè)計(jì)中采用隔離變壓器將市電變壓后通過整流濾波送至DC-DC升壓變換器，經(jīng)過一系列的控制整合電路之后可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)總體框圖如圖1．1所示。

1．1 DC-DC主回路拓?fù)?br />    采用UC3842和MAX4080構(gòu)成DC-DC轉(zhuǎn)換電路。UC3842是一塊功能齊全、較為典型的單端電流型PWM控制集成電路，內(nèi)包含誤差放大器、電流檢測比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準(zhǔn)電源和欠壓鎖定等單元。電流控制型升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路，外接元器件少、控制靈活、成本低，輸出功率容易做到100W以上。當(dāng)然，DC-DC轉(zhuǎn)換電路也可以采用成品模塊，若用PI公司生產(chǎn)的DPA-Switch設(shè)計(jì)開關(guān)電源具有集成度高、外圍電路簡單、發(fā)熱量少、性能指標(biāo)優(yōu)良。
   
    由UC3842設(shè)計(jì)的DC-DC升壓電路直接用誤差信號(hào)控制電感峰值電流，間接地控制PWM脈沖寬度，達(dá)到控制輸出端電壓的目的。開關(guān)管以UC3842設(shè)定的頻率周期開閉，使電感L儲(chǔ)存能量并釋放能量。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電感充電，把能量儲(chǔ)存在L中。當(dāng)開關(guān)截止時(shí)，L產(chǎn)生反向感應(yīng)電壓，通過二極管把儲(chǔ)存的電能釋放到輸出電容器中。輸出電壓由傳遞的能量多少來控制，而傳遞能量的多少由通過電感電流的峰值來控制。具體設(shè)計(jì)電路如圖1.2所示。

1．2 保護(hù)電路
    在大電流的情況下容易損壞芯片，所以需要對(duì)大電流的情況給予電路保護(hù)。設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)控制繼電器的通斷來控制電路中的電流，對(duì)輸出電路電流采樣，采樣值與額定值比較，反饋比較電路如圖1．3所示，當(dāng)電流大于2．5A時(shí)，則產(chǎn)生信號(hào)使單片機(jī)進(jìn)入中斷處理程序，使繼電器起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)DC-DC電路的斷電，從而達(dá)到保護(hù)電路的作用。單片機(jī)控制電路如圖1．4所示。該方案中單片機(jī)控制繼電器的吸合時(shí)間短，而且易于實(shí)現(xiàn)
 

                      {心中有空間,夢想就有可能}
                {西門子與客戶攜手,讓關(guān)鍵所在,逐一實(shí)現(xiàn)
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大興安嶺西門子總代理

PLC的發(fā)展與應(yīng)用階段劃分

（1）PLC的發(fā)展大體上可分為3個(gè)階段：

①形成期（1970―1974年）

在這一期間PLC以準(zhǔn)計(jì)算的面貌與用戶見面。在軟件上采用機(jī)器碼和匯編語言編寫應(yīng)用程序，在硬件上采用中小規(guī)模集成電路構(gòu)成系統(tǒng)。其功能于開關(guān)邏輯控制，且價(jià)格昂貴，只在一些大型生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線上使用。

②成熟期（1973―1978年）

在這一時(shí)期，一方面隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，出現(xiàn)了以微處理器為核心的新一代PLC，另一方面采用了梯形圖語言，通俗易懂。由此稱為PLC，且技術(shù)也日趨*。

③大發(fā)展時(shí)期（1977――至今）

由于PLC技術(shù)的發(fā)展始終保持兩個(gè)特點(diǎn)：一是繼承繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，二是應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)。所以隨著PLC應(yīng)用的擴(kuò)大，全面促進(jìn)了PLC的生產(chǎn)和研究，產(chǎn)品的品種也越來越多，需求量也越來越大，而且很受歡迎，PLC也成為工業(yè)控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備。國家已形成為重要產(chǎn)業(yè)。據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，世界PLC總銷售額1987年為25億美元，1988年為31億美元，比前一年增長24％。1989年為36億美元，比上一年增長16％。而且新的生產(chǎn)家不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度增加，價(jià)格也普遍下降。

據(jù)美國《控制工程》雜志統(tǒng)計(jì)，1984年美國注冊(cè)生產(chǎn)的廠家有48家，其中的有AB（Allen bradly）公司、GM（Gould Modicon）公司、TI儀器（Texas Instruments）公司、GE（General Electric）公司、西屋（Westen House）電氣公司等。

據(jù)日本《自動(dòng)化》雜志統(tǒng)計(jì)，1982年日本有40家工廠生產(chǎn)PC，其中的有三菱、日立、立石、夏普、安川、東芝、富士等公司。

據(jù)德國《工業(yè)電氣電子》雜志統(tǒng)計(jì)，1984年歐州有60家生產(chǎn)PLC的廠家，其中的有德國西門子公司、BBC公司、AEG公司及法國的TE公司等。

（2）隨著國外PLC技術(shù)的日益發(fā)展，其應(yīng)用也越來越廣泛，其范圍通?？煞殖晌宕箢愋?/span>

①順序控制

這是現(xiàn)今PLC應(yīng)用zui廣泛的領(lǐng)域，可以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制可以用于單機(jī)、多級(jí)群控制式生產(chǎn)自動(dòng)線控制。如：注塑機(jī)、印刷機(jī)械、組合機(jī)床、裝配生產(chǎn)線、包裝生產(chǎn)線、電鍍車間及電梯控制線路等等。

②運(yùn)動(dòng)控制

PLC制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)式伺服電機(jī)的單軸式多軸位置控制模塊。在多數(shù)情況下，PLC把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，模塊移動(dòng)一軸式數(shù)軸到目標(biāo)位置。當(dāng)每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?，確保運(yùn)動(dòng)平滑。運(yùn)動(dòng)的編程可用PLC的語言完成，通過編程器輸入。

③過程控制

PLC能控制大量的物理參數(shù)。例如:溫度、壓力、速度和流量。PID（Proportional-Integral-Derivative）模塊的提供使PLC具有了閉環(huán)控制的功能，即一個(gè)具有PID控制能力的PLC可用于過程控制。當(dāng)由于控制過程中某個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí)，PID控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定值上。

④數(shù)據(jù)處理

在機(jī)械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的PLC和計(jì)算數(shù)值控制（CNC）設(shè)備緊密結(jié)合的趨向。的日本FANUC公司推出的SYSTEM 10.11.12系列，已將CNC控制功能作為PLC的一部分。為了實(shí)現(xiàn)PLC和CNC設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞，該公司采用了窗口軟件，通過窗口軟件用戶可以自由編程，由PLC連至CNC設(shè)備使用。預(yù)計(jì)今后幾年CNC系統(tǒng)將變成以PLC為主體的控制和管理體系。