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一種程控高壓充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2009-12-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

PID調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)輸入的偏差值,按比例、積分和微分的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算,其運(yùn)算結(jié)果用以輸出控制,從而減小時(shí)滯,防止超調(diào),獲得穩(wěn)定的輸出數(shù)據(jù)。但由于被控對(duì)象的工作過程具有多樣性,使得PID參數(shù)的正確獲取較為復(fù)雜,需要通過反復(fù)調(diào)試,獲取盡可能多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后確定。PID控制在PLC中既可用PID硬件模塊實(shí)現(xiàn),也可用軟件實(shí)現(xiàn),應(yīng)根據(jù)實(shí)際的控制規(guī)模以及成本等因素選取。本采用的是S7-200系列的PLC,實(shí)際編程中直接使用PLC內(nèi)部的PID控制指令,主要解決過沖和振蕩兩個(gè)問題。
單相交流調(diào)壓模塊集同步變壓器、相位檢測(cè)電路、移相觸發(fā)電路和輸出可控硅于一體,當(dāng)改變控制電壓的大小,就可改變輸出可控硅的觸發(fā)相角,即實(shí)現(xiàn)單相交流電的調(diào)壓??紤]到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和負(fù)載在啟動(dòng)時(shí)一般都比其額定電流大幾倍,及晶閘管芯片抗電流沖擊能力較差等因素,在選取模塊電流規(guī)格時(shí)應(yīng)留出適當(dāng)裕量。阻性負(fù)載的模塊標(biāo)稱電流應(yīng)為負(fù)載額定電流的2倍;感性負(fù)載的模塊標(biāo)稱電流應(yīng)為負(fù)載額定電流的3倍。另外,調(diào)壓模塊的過電壓能力差,若模塊內(nèi)部未自帶過電壓保護(hù)線路,可以外接阻容吸收回路或壓敏電阻進(jìn)行保護(hù)。
光電隔離模塊的作用是將地和控制地分開,從而保護(hù)后端的模擬采樣等控制線路。選用時(shí)要選擇合適的頻帶范圍和驅(qū)動(dòng)能力,確保不影響正常的數(shù)據(jù)傳送。
按照模擬量隔離模塊的接線方式,其輸入端等效電阻和分壓器的低壓臂電阻并聯(lián),當(dāng)輸入端等效電阻不能明顯大于高壓分壓器的低壓臂電阻時(shí),就會(huì)影響到高壓分壓器的分壓比。除了選擇較大輸入阻抗的隔離模塊外,還可以使用運(yùn)放中間電路,利用其高輸入阻抗的特性進(jìn)行匹配,或者通過軟件校正。
2.3 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路
S7-200PLC支持多種通信協(xié)議,比如點(diǎn)到點(diǎn)接口協(xié)議(PPI)、多點(diǎn)接口協(xié)議(MPI)、Profibus協(xié)議、用戶定義的協(xié)議等。觸摸屏和PLC之間采用RS 485協(xié)議通訊,為避免實(shí)驗(yàn)過程中儲(chǔ)能電容放電產(chǎn)生的高壓脈沖干擾通過串行總線耦合到屏蔽間內(nèi)部,了針對(duì)RS 485協(xié)議的光電/電光轉(zhuǎn)換電路,實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的光纖傳輸。由于RS 485屬于半雙工協(xié)議,標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片都需要控制數(shù)據(jù)流方向,一般采用的方式是用一根信號(hào)線來控制,實(shí)現(xiàn)收發(fā)的切換,這種方式不但需要增加電路,還需要進(jìn)行編制。本采用的思路則巧妙的由硬件本身完成了接收和發(fā)送的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,電路簡(jiǎn)單,抗干擾能力強(qiáng),可靠實(shí)現(xiàn)了RS 485信號(hào)和TTL信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
1414T和2412T是一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的光電收發(fā)器件,最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5 Mb/s,傳輸距離超過1 km,完全滿足RS 485信號(hào)的傳輸要求。對(duì)于1414T光發(fā)射器必須提供足夠的正向驅(qū)動(dòng)電流才能發(fā)出所需光功率,而2412T是集電極開路輸出,通過一個(gè)上拉電阻即可獲得光信號(hào)經(jīng)光電二極管轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)。根據(jù)光電收發(fā)器件的電器特性,增加必要的驅(qū)動(dòng)、反向等電路后,系統(tǒng)能夠可靠進(jìn)行TTL信號(hào)的光纖傳送和轉(zhuǎn)換,從而實(shí)現(xiàn)RS 485信號(hào)的長(zhǎng)距離光纖傳輸。電路原理圖如圖3所示,其中Q1應(yīng)根據(jù)使用的串口通訊速度選取合適的開關(guān)管,并根據(jù)光纖的長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)R3的阻值,以改變光發(fā)射功率,確保光傳輸穩(wěn)定可靠。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/181144.htm

3 結(jié) 語
系統(tǒng)完全滿足要求,已經(jīng)應(yīng)用于多項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn),抗干擾能力強(qiáng),可靠性好。簡(jiǎn)單修改觸摸屏和PLC程序,可以配合不同指標(biāo)的高壓電源組成各種系統(tǒng),通用性好,使用范圍廣。通過修改通訊協(xié)議,還可以用計(jì)算機(jī)替代觸摸屏,將系統(tǒng)納入整個(gè)實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。系統(tǒng)中使用的RS 485光傳輸電路,可以廣泛用于高壓大電流場(chǎng)合,有效提高主控設(shè)備的抗干擾能力。


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