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西門子CPU312C中央控制單元/中國(guó)區(qū)代理商
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現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾是PLC控制系統(tǒng)中較常見(jiàn)也是易影響系統(tǒng)可靠性的因素之一,所謂治標(biāo)先治本,找出問(wèn)題所在,才能提出解決問(wèn)題的辦法。因此必須知道現(xiàn)場(chǎng)干擾的源頭。
(1)干擾源及一般分類
影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源,大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位,其原因是電流改變產(chǎn)生磁場(chǎng),對(duì)設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射;磁場(chǎng)改變產(chǎn)生電流,電磁高速產(chǎn)生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓疊加所形成。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響測(cè)控信號(hào),造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因),這種共模干擾可為直流,亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種干擾疊加在信號(hào)上,直接影響測(cè)量與控制精度。
(2)PLC系統(tǒng)中干擾的主要來(lái)源及途徑
a.強(qiáng)電干擾
PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,刀開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過(guò)輸電線路傳到電源原邊。
b.柜內(nèi)干擾
控制柜內(nèi)的高壓電器,大的電感性負(fù)載,混亂的布線都容易對(duì)PLC造成一定程度的干擾。
c.來(lái)自信號(hào)線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線,除了傳輸有效的各類信息之外,總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低,嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。
d.來(lái)自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯(cuò)誤的接地,反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),使PLC系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。
TI認(rèn)為在可穿戴設(shè)備中,電池通常非常小(例如100 mAh),設(shè)備又需要持續(xù)幾天甚至是幾個(gè)星期而又不用充電,因此功耗是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)考慮因素。因此,高功率轉(zhuǎn)換效率將是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要素。時(shí)尚的手腕式可穿戴設(shè)備要想保持其酷炫特點(diǎn),電子電路需要保持在極小的尺寸以內(nèi)。這推動(dòng)了高水平的包括電源管理IC在內(nèi)的全器件集成。此外,功率器件的占板面積和封裝應(yīng)做到盡可能小。另外,可穿戴設(shè)備可能采用新型電源,例如對(duì)太陽(yáng)能或熱能進(jìn)行能量采集。同時(shí),某些產(chǎn)品可能更傾向于非接觸式充電。這些非接觸式充電當(dāng)中包括了無(wú)線充電。
對(duì)于可穿戴電源目前存在的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),總結(jié)了以下五點(diǎn)。
1、在鋰電池過(guò)充或溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致起火,鋰電池的安全性問(wèn)題仍讓人擔(dān)憂的同時(shí),充電器應(yīng)具有幾乎所有類型的安全設(shè)計(jì),包括過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、短路保護(hù)和低溫充電等,甚至是在充電器IC及解決方案尺寸必須保持非常小的情況下也是如此。
2、因?yàn)榭纱┐髟O(shè)備中的電池較小,充電精度的需求提高使為這些小電池充電并非易事。充電器必須能夠提供更小的充電截止電流。換言之,充電器的精度應(yīng)該更高,達(dá)m*。例如,在智能手機(jī)系統(tǒng)中,2,000 mAh電池的正常充電電流為1.2 A(0.6 C),充電截止電流應(yīng)為正常充電電流的1/10~1/20,即120 mA~60 mA。然而在手環(huán)中,由于電池容量可能為100 mAh,正常充電電流將為60 mA,充電截止電流應(yīng)為6 mA~3 mA。滿足這種要求的充電器器件很難找到。
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