南宁西门子中国一级代理商交换机供应商

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引言

电子技术的发展，对电子仪器和设备提出了高的要求：性能上，加；功能上，不断增加；使用上，自动化程度越来越高；体积上，要日趋小型化。这使得具有众多优点的开关电源在计算机、通信、航天、彩色电视等方面得到了日益广泛的应用。但是，在开关稳压电源中，开关管工作在开关状态，其交变电压和电流会通过电路的元器件产生很强的尖峰干扰和谐振干扰。这些干扰严重地污染了市电电网，影响了邻近电子仪器及设备的正常工作；同时，由于这一缺点，使得开关电源无法应用于一些精密的电子仪器中，因此，尽量降低开关电源的电磁干扰，提高其使用范围，是从事开关电源设计考虑的问题[1]。

    本文应用了二端口网络的原理，对开关电源中直流EMI滤波器进行了分析，给出了直流EMI滤波器设计的一般方法及相关参数的计算方法。

1 基于二端口网络直流EMI滤波器的设计

目前广泛使用的开关电源，无论单桥式、推挽式、半桥式、全桥式都可以归纳为图1所示的形式[2]（以单相为例）。

由图1可以看出，通过对直流EMI滤波器的配置，可以改变电路的等效阻抗，进而达到预期的滤波效果。

直流EMI滤波器双端口网络模型如图2所示。其混合参数方程为

式中：g11为输入导纳；

g22为输出阻抗；

g12为反向电流增益；

g21为正向电压增益。

由式（1）可以等效出如图3所示的原理图。

直流EMI滤波器设计满足以下几项要求：

1）要保证滤波器在滤波的同时，不影响电源的带负荷能力；

2）对于输入的直流分量，要求滤波器尽量不造成衰减；

3）对于谐波分量，滤波器要有良好的滤波效果。

结合混合参数方程及等效原理图,由要求1）知，滤波器的输入导纳和输出阻抗要尽可能小，即

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g11=g22=0

    由要求2）知，低频时，反向电流增益g12和正向电压增益g21设计值要尽量为1，而输入导纳和输出阻抗要尽可能小,也即g12=g21=1，g11=g22=0；
由要求3）知，高频时，g11，g12，g21，g22都要尽可能地小。

以上的分析结论就是直流EMI滤波器设计的一般方法及滤波效果的评判标准。

2 实例分析

LC滤波器和四阶直流线路滤波器是工程实际中常用的滤波器,下面就以上面的结论分析其滤波效果。图4为LC滤波器原理图。

其混合参数方程为

对于直流分量，由于f趋向于0，对应有ω=2πf趋向于0；显然g11=g22=0；g12=g21=1。

对于谐波分量，

考虑到当ωL>10时，显然有g11=g12=g21=g22=0。分析系统的输入导纳和输出阻抗，要保输入导纳g11趋向于0，必然使得L取值很大；要保输出阻抗g22趋向于0，必然使得C取值同样很大，这给工程实际应用带来了局限性，这也正是LC滤波器的缺点。

    在工程实际中广泛应用的四阶直流线路滤波器其原理图如图5所示。

其混合参数方程为

如果令z=1/L1sg，则可以求得相应的参数如下：

g11=gz；g12=g21=z；g22=－L1sz。

下面分析此滤波器电压传递函数的幅频特性，滤波器的电压传递函数为

将参数g代入，应用MATLAB做出其对数幅频特性曲线如图6所示。

显然，在低频段输出电压的衰减较小，高频段的滤波效果比较明显。

由以析可以看出，由于此电路元件参数的选择范围较宽,因此较容易设计出满足设计要求，且适用于工程实际的滤波器。作者已将此电路应用到了为长沙某公司所设计的开关电源中。

设计要求为：

1）输入1000V的尖峰电压,大产生20A电流；

2）滤波器输出电流从0～2变化时，造成513V电压波动不过2％。
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据此设计要求可得到设计允许值为：

g11=20/1000=0.02；

g22=U/I=(513＊2％)/25=0.4。

终选定的参数值为：

L1=500μH；L2=140μH；R0=0.3Ω；

C1=470μF；C2=40μF。

将这组参数值代入式(3)得到:

g=5；z=0.003；

g11=gz=0.015；g12=g21=0.003；g22=0.2。

加入此滤波器前后开关电源输出电压波形如下图7所示。

3 结语

本文应用二端口网络原理，对开关电源EMI滤波器的设计要求进行了分析总结，得出了3条设计要求，它适合于任何滤波器的设计。从该设计要求出发，可以对现有的开关电源EMI滤波器性能进行分析。本文给出了一个应用该要求设计出的EMI滤波器，并用在了工程实际，运行结果表明该原理理论性与实践性均较好，具有通用性。

1.   引言
实际的工业自动化生产过程中，随处可见大量的涉及定长送料并加工的设备：早期的设备主要以机械定位为主，例如利用控制汽缸的有效行程实现定位，特点是：原理简单、设备成本及维护，但大的缺点就是精度不高、一致性差，目前以逐步淘汰；当前用的比较多的是以PLC或自制单板系统，控制步进电机实现，基本可以解决定位精度问题，但以PLC实现时，长度参数或动作延时等参数改变及调整时，几乎很难在现场实现，如果在系统中再加入“文本显示”，一方面增加了太多的成本，另一方面，开发难度也加大；以单板系统实现时，参数修改等人机交互固然可以设计进去，但开发费用大、开发周期长，并且系统的稳定性、性也需要经过长时间的考验；并且由于都不是的运动控制系统，当需要提升送料效率时，也会遇到诸多难题；因此，选择一个的运动控制系统，对于中小规模的设备厂商来讲，将是合适的选择。
2.   DMC110A控制器简介
科瑞特自动化DMC110A运动控制器采用“CPU+FPGA”主控，系统资源丰富、功能强大、使用简单：
24K存储空间：支持1024个参数，
IO接口充足：16个输入、8个输出，逻辑关系在程序中确定，功能可自定义；
高速：支持100KHz脉冲频率，标准的梯形加速曲线；
人机交互便捷：内嵌键盘模块、128×64点阵液晶显示，提供显示指令，用户可灵活控制显示；
内核模块：系统提供一套完整的指令系统，支持用户进行便捷的二次编程，对于非标数控系统，优越于G代码编程；
编程方便：可在PC机编程下载用户程序，或在键盘上直接编程；
3.   应用DMC110A的系统分析
相比较PLC编程或其他非的运动控制系统，如何控制步进电机快速的实现定长启停，将始终是软件开发的难点，并且经常被开发人员所忽视。往往是系统功能基本实现时，才发现控制步进电机运转只能保以较低的速度运行，速度提高，步进电机就会出现丢步的现象：而把这种现象的原因都归咎与电机力距不够，或驱动器性能不好。再加上需要在电机运转精度上反复验、改算法，结果很自然的延长了项目开发周期，或误了产品订单、或丧失了市场良机。
       相反，作为型的DMC系列运动控制器，科瑞特自动化集数年的运动控制经验，专注与运动控制理论与实践，解决以上问题就显得易如反掌：简单的速度指令可以灵活、的控制步进电机的起始速度、加速时间、速度（算法就勿劳控制器使用者费心）；简单的运动指令，可以、地控制步进电机旋转的角度（送料长度与电机旋转角度成正比）；简单方便的显示指令、及几种参数设置模式，可以便捷的实现人机交互：例如各种参数设置、显示运行状态及产品加工信息。
根据整机系统特性，计算出系统的脉冲系数，即：对应于步进电机设定好的细分、丝杆螺距，控制器发多少脉冲，系统运行单位长度（mm）。脉冲系数可以为小数。规定寄存器S1为脉冲系数。
规定设备要求的定长数值为寄存器S2;(长度单位，例如毫米，可以为小数)；
规定速度参数为：起始速度（S10），加速时间（S11）,速度（S12）
规定动作参数为：汽缸延时（S13）
4.   设定长度控制功能的实现
速度指令：SPEEDM／0201      变量值格式速度参数设置
说明：1.该指令对其后的运动有效；
         2.速度曲线为标准梯形加速；
         3.参数单位为脉冲频率，速度>1,速度<100000，加速时间越小(参见加速时间设置指令)，其速度曲线越陡峭；
运动指令：DRVIM /0115       相对地址/变量值单轴运动
说明：指令执行时，受控目标将沿单轴方向，移动#data（S#1）个脉冲数。
    相关指令实现：“
              FMOVM F0,S2
              FMULM F0,S1
              FMOVM M0,F0
              SPEEDM S10,S11,S12
              DRVIM M0
              PAUSE          ”

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5.   参数设置的实现
系统需要设置的参数共有6个：送料长度（S2）, 起始速度（S10），加速时间（S11）,速度（S12），汽缸延时（S13），脉冲系数（S1）；
脉冲系数由于为设备固有参数，一般不会轻易改变，并且防止意外修改，因此规定在有密码包含的参数设置模式中设置或改。
其它参数可能比较频繁的需要改动，因此在可视参数设置模式中设置或改；
制作可视参数液晶画面：
将这两个液晶画面分别下载至控制器参数画面‘0’、‘1’，并分别设置对应的寄存器序号为S2、S10、S11、S12(参数画面0)，S13、S20、S20、S20（参数画面1）。
使用：控制器待机状态下，按“Par”，即可进入可视参数设置模式，可以对五个可视参数进行设置。
在控制器待机状态下，按“Mode”，按“2”，输入密码“******”,即可进入密码保护参数设置模式，在此模式下可以对所以参数进行设置，在本实例中，可以对S1:脉冲系数进行设置；
6.   状态信息显示的实现
一般情况下，设备运行需要显示的信息主要有：送料长度、运行速度、加工数量、提示待机或工作中。制作以下图片：
将这两个图片分别下载至控制器状态画面‘0’、‘1’；
显示指令： DISY #data1, #data2, #data3 / #data1, S#2, #data3
说明：调用显示指令，用于显示程序运行中用户想要看到的信息。
#data1：显示格式；#data2或S#2：显示内容；#data3：显示位置。
显示格式：“0”显示整屏(DISY 0,X,0)；可以整屏显示4屏界面“X=0～3”；
“1”固定格式显示坐标值(DISY 1,0,0)；
“2”固定格式显示加工（完成）次数(DISY 2,S#2,0)；加工次数可以设置为M0－M15中的某个M型变量用户需要在程序的循环中用加一指令来维护；
“4”显示4个状态界面的某个单元内容（32个单元之一）(DISY 4, #data2,#data3)；
“6”在显示界面的“4～7”位置，显示S/M型参数的数值(DISY 6,S#2,#data3)；
“9”清屏(DISY 9,0,0)。
相关指令实现：“
       DISY 0,0,0
       DISY 6,M1,5
       DISY 6,S2,6
       DISY 6,S12,7
WAIT0:   JNB WAIT0,I0
       DISY 4,8,4
       INC M1
       ……       ”
7.   效果及结论
笔者已在珠三角地区使用科瑞特自动化DMC110A运动控制器完成了多例实践应用，总体来说：项目完成，充分发挥了步进电机的应有特性，系统工作、外观大方、，设备制造厂商可以将主要精力集中在提升机械性能上，相比PLC或单板系统来讲，优势为明显。

信号调理器是在自动化控制系统中对各种联络信号进行变送、转换、传输、运算。将各类传感器、仪表或变频器输出模拟信号，通过调理器调理整合成智能控制系统可统一规范的信号。因此有称它信号转换器、信号变换器、信号分配器，也有称信号变送器，我们总称它们为信号调理器。其主要与DCS、PLC等工业智能测控系统配合使用。用来完善和系统模拟I/O口功能，增强系统适用性和增强现场与远传信号的性。可满足用户本地监视与多路远程信号传输的需求。

在新的系统设计时除了要确保系统的性，满足所有的技术要求以及系统的性。同时也特别要考虑提高系统效率，降低系统成本。在老的系统的改造时也同样也考虑系统成本，做到又好又快又省才能确保竞争制胜。如在线如何通过一个传感器提供双路输出或多路输出，提供不同的设备又互相立的对同一采样点的采样方案。在系统设计时既可以大大的减少了一次传感器的应用数量又提高了系统的性，又确保系统采样的一致性，还大幅下降系统成本。所以一个好的设计方案蕴藏着无限的经济效益。选用MHM-04B型信号调理器就能做到又好又快又省务。

信号调理的电流输出模式是采用精密恒流有源方式，适宜信号远传，克服长线、接插件等接触电阻的变化对传输信号的影响和强抗干扰能力。若采用4-20mA输出则信号接收端就又增加连路甄别功能，当线路发生故障断开时回路电流则为零，所以增强系统性。信号调理器可与各种一次变送器配套，对各种模拟信号进行转换等。结构上采用了片状模块卡口式结构，可直接卡入标准DIN道轨安装，安装拆卸维护方便。可以多片紧凑叠合安装在标准道轨上节省或替代控制柜输入、输出的接线端子。MHM-04B型信调理器为有源输出型，并且单路输入，双路立输出。有电压输入型0-5v、1-5V，大电压可达DC500V，又有0-20mA、4-20 mA，大可达100 mA。输出有双路立0-5v、1-5v，0-20V又有0-10 mA 、4-20 mA、0-50 mA。输出形式也可以交替组合

1、 引言

随着社会经济的发展，工业的兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、性、性、节能性、性价比显得尤其重要。

目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC（可编程序控制器）系统集中控制和集中监测计量方式，有利于提高配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的稳定，还能减少运行人员的工作强度提，。

2、 继电器系统和PLC系统的比较

PLC（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制；而PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。

3、 集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例

在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。

3.1 PLC在集中控制中的地位

在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，提高配电系统的性，性和节能性。PLC系统框图如图2所示。

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PLC是整个系统的神经，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在电压以下，可以提高工作的性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以提高工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。另外，与继电器相比，PLC的免维护性高，工作寿命长。

3.2 PLC的I/O分配

10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以提高保护的性。

3.3 10KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计

配电系统是供电网的神经。配电系统的正常工作和我们的生活及工作秩序密不可分，这就要求它有高的性；配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操作和维护对工作人员的系数要求高、劳动强度低和设备的是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。

改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又；工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。

总之，采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大提高系统的自动化水平和性，同时加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降，提高了工作的效率，具有一定的推广意义。

确定选题
    进行工控论文的写作，要做的是选题，选题也就决定了写作的内容和范围。选题紧密结合自己的工作、业务范围，也就是选择自己熟悉的东西，这样写作效果才会好。此外选题的范围要确定，当然范围可大可小，这应根据实际情况而定。以写变频器有关的内容为例，工控论文的选题既可写“国产变频器的现状和未来”、 
“变频器在机械行业中的应用”、“日系变频器的评价与选择”这样一些很大的题目；也可以写“变频器在工业锅炉风机上的应用”、“明电舍变频器在恒压供水中的应”这样一些涉及面较小的题目；还可写“富士变频器控制端子应用中的有关问题”等涉及面很窄的题目。总之不在乎选题的大小，关键是你所写作的内容，要有较多的材料和数据，并要有深入的分析和研究，有自己特的见解，这样才能写出好的工控论文来。 
  
    然后进行资料的收集
    选题确定之后，就可进行相关资料的收集和整理了，要掌握与选题有关的资料。资料的来源大致有:项目实施的相关文件、记录，个人工作、笔记，与之有关的期刊和书籍，网上的相关内容等等；再就是深入生产现场了解情况。收料时尽量做到量多面广、详细具体，对收集来的资料还要进行整理和取舍，找出有的内容来。 
    其次开始进行写作
    写作要拟定出论文的标题和内容提纲。
    论文的标题很重要，读者往往根据标题决定是否阅读这篇论文，所以标题应确切，要能充分体现论文的内容和强调的问题。标题要简明、醒目，标题不宜太长，控制在15字以内。起草标题要多推敲，如果一时定不下来，则可多拟几个作比较，后到定稿时再选择。
    拟个提纲很有必要，提纲是对论文的计划和安排，通常应包括章节的标题和段落的主要内容。章节可根据内容安排，做到一个章节围绕一个主题论述；章节划分不应太多，否则会显得零乱，但太少又失去了划分章节的意义。在章节下面可分段叙述。提纲可使你对已收集到的资料如何利用做出安排，写作过程中可能还会对提纲进行局部修改，这是很正常的事。但有时也有例外，即不拟提纲就写作，如只论述一个问题或写较短的文章，或者个人的写作习惯等等。但养成先写提纲后写作的良好习惯。
    工控论文写作要遵循规定的文章层次结构，对于技术类期刊大多采用GB／T1．1一2000中规定的“层次划分”来撰写，即采用章(例：1 )、条(例：1．1 )、条(例：1．1．1 )和段(无编号)来进行文章层次划分。章、条在书写时要格，段则要缩退2格，并列叙述的内容可用a)、b)、c)分述。这种层次划分与上学术、技术期刊的层次划分是一致的。具体可参见:GB/T1.1--2000 《标准化工作导则 1部分:标准的结构和编写规则》。但有时不同的工控期刊在层次上会略有差别，因此投稿前参阅一下你要投稿的期刊。
    写作中应注意的问题 
    按提纲进行写作，开始写的称为初稿。万事开头难，初次写作的人常会在写作过程中碰到困难而中断写作，这是要克服的，如果写得不太顺利，可以采取先写自己认为写的内容，即不按提纲的顺序来写，先完成其余各章节、段的写作，以后再反过来写跳过的部分，初稿力争在较短的时间内把它写完，以保持写作思路的连贯性，初稿写作的时间不要拖得过长，否则会中断写作思路。
   写完初稿可以说是胜利即将在望， 对初学者来说已迈出了关键的一步，余下的工作就是在初稿的基础上再加工、完善了。这时可以把初稿暂时放几天，过几天再来进行修改、完善， 这样做比较容易发现错误和找出不足。初稿要经反复多次的核对、推敲、删改，才能后定稿。
   写作中要力求用准标点符号、计量单位一定要采用人民共和国法定计量单位，并要注意计量单位字母的大小写。
    插图和表格是工控论文的重要组成部分，，如电路原理、接线、仪表校验数据等，在用文字无法叙述清楚的时候，可用插图或表格来说明，这样可使读者一目了然。但是用文字能叙述清楚的，就不必再采用图表的形式了。
    还要做到论文写作规范化
    辛辛苦苦写出来的工控论文，不认真按科技文稿规范写作，可能就会白辛苦了。如果写作不规范，内容杂乱无章、没有和条理性、不分主次、只是一堆“材料”的堆砌，这样的稿件是很难被采用的。因此按照科技文稿规范化写作，对作者是大有好处的。因此应做到: 
    不用错别字和不规范的简化字，对于手工誊写的稿件，字不要潦草，不用国家已废止的非法定计量单位；论文标题要紧扣主题，有要求的还要附上英文标题；要有文摘和关键词；有插图或表格时要在正文的相应位置留出图框，并注明图号、或表号；插图要用正规作图画出来，不要徒手画草图；参考文献要列出，但参考文献应当是正规出版物，内部资料不用列出。
    后就是投稿了
    写作工控论文的目的肯定是给人看的，写完的论文该往哪儿投，这还是有讲究的。通常可投稿的地方有期刊、报纸、网站、会议、论文征集等等。并结合相关的征稿细则，对于期刊投稿前找本要投往的期刊看一看它的刊载内容。再看看自己所写论文的内容是否在征稿范围内?有的放矢的投稿被采用的可能性就大。还要注意不要一稿多投，但对于甲期刊也明确不采用的稿件是可以向乙期刊投的，而被乙期刊采用的例子也是很多的，因此投稿后一定要保留底稿。投稿可采用E-amil、投稿投稿、网上在线、磁盘投稿等方式，但有的期刊现仍采用手工誊写的稿件。 

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