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产品描述
6ES7214-2BD23-0XB8参数设置
本文将阐明为非隔离式开关电源(SMPS)选用电感器的基本要点。所举实例适合超薄型表面贴装设计的应用，像电压调节模块(VRM)和负载点(POL)型电源，但不包括基于更大底板的系统。
在达到预定的电压或电流限值时，控制集成电路将开关断开，从而使电感周围的磁场衰减，并使偏置二极管D1正向导通，从而继续向输出电路供给电流，直至开关再度接通。这一循环反复进行，而开关的次数由控制集成电路来确定，并将输出电压调控在要求的电压值上。
电感值对于在开关断开期间保持流向负载的电流很关键。所以必须算出保持降压变换器输出电流所必需的较小电感值，以确保在输出电压和输入电流处于较差条件下，仍能够为负载供应足够的电流。为确定较小的电感值，需要知道如下信息：
·输入电压范围
·输出电压及其规定范围
·工作频率(开关频率)
·电感器纹波电流
·运行模式：连续运行模式还是非连续运行模式
下列公式用于计算降压变换器所需的电感值。L1=Vo(1-Vo/(Vin-Von))/(f*dI)
连续运行模式下：dI < 1/2I
为了算出适用于电源整个运行条件的较小电感值，对参数值的选择必须能够保证在各项参数处于较不利组合的条件下，所选择的这一电感值仍能将纹波电流保持在特定的数值范围内。而针对降压型电源，其较不利组合条件为：输入电压和频率均处于各自的较低数值时。此外，还要将输出电压也取为其较小规定值，以确定能够保持正常调节功能所需的较低电感值。设计者可以按照自己所习惯的方式，对这些数值进行控制，以达到较差条件成立的状态。
按照表1中所列出的数据，较小电感值计算如下：
L1(min)=Vo(min)(1-Vo(min)/(Vin(min)-Von))/(f(min)·dI)
L1(min)=4.95V(1-4.95V/(20V-0.7V))/(693,000Hz * 0.5A)
L1(min)=10.6mh
因此，在这一具体应用中，电感器的电感值至少为10.6 mh，而其电流额定值也要在较低的20安培的工作电流之上，并保持足够的安全系数。而如果选择一个电感值低于此较小值的电感器，就将导致降压变换器可能无法在较大电流下将其输出电压保持在规定范围内。
将电感值确定以后，实际电感器的设计必须符合相关电气标准、系统尺寸和安装方式等限制。许多磁性元件供应商均提供各种型号的标准产品，可满足绝大多数的设计标准要求。但是，在设计中采用现货供应的标准产品，有可能导致电感器的性能和尺寸方面有所不足，并可能较终对产品的销售造成不利影响。而幸运的是，包括泰科电子CoEv 磁性组件部在内的一些供应商，能够提供必要的定制工程设计支持， 以满足将特定电感值、电气性能和外形限制要求结合在一款完全成熟的产品上，促进设计的较优化。充分利用了业界的专业技术，从而较大程度地缩短了设计和测试的时间，加速产品的上市。
近些年，随着人们审美意识增强和生活水平的提高，高档色织产品愈加受到人们喜爱。不仅仅真丝绸，化纤丝、人造丝、混纺纱和棉纱等也可采用色丝织造，这就促使纱筒染色工艺在色织行业获得广泛应用。一般纱筒染色前需要将外购的坯纱络成适合于筒子染色用的“松式筒子”供下道工序用，因此松式精密络筒机的需求日益增加。
国内现有的松式络筒机整机结构一般采用单锭集中传动方式，通常包括卷绕、导纱、超喂等几种运动，采用机械齿轮和凸轮机构完成，针对各种纱线不同的络筒工艺，设备调整比较困难；导纱机构采用的是槽筒和旋转翼片，对一些高档纱线易产生损伤；同时由于采用的是机械传动结构，卷绕速度不高。目前国外这种松式络筒机已经完全采用基于电子齿轮和电子凸轮的全数码卷绕结构，即单锭独立传动；卷绕、横动导纱、纱线超喂、张力补偿均采用单独电机控制，各电机之间的运动关系可通过参数设置进行描述，灵活应对各种特性的纱线卷绕工艺的需要；横动导纱采用的是“导纱器”，即俗称的“兔子头”，对纱线的损伤很小，特别适用于高档色织纱线的卷绕；另外由于各电机在机械上没有直接的传动连接，辅以高速精密运动控制软件算法，可以很方便地实现高速精密交叉卷绕，络纱速度远大于机械式松式络筒机，大大提高了络纱效率。
北京和利时电机技术有限公司通过和国内纺机集团合作，针对精密松式络筒机的工艺特点，在自身多年伺服和运动控制技术积累的基础上，在国内开发成功全面拥有自主知识产权的高速精密松式络筒机电气控制方案。整个方案具有良好的性能价格比，大大提升了国产松式络筒机的自动化水平，主要技术指标达到了国外同类设备的水平。
系统控制方案简介
以单锭控制为例，系统控制方案原理如图一所示，横动电机轴连接一个钢丝轮，通过钢丝轮的正反旋转驱动紧固在钢丝上导纱器左右移动，实现纱线的横动排线运动；卷绕电机直接驱动纱筒旋转，实现纱线的卷绕运动，上述横动和卷绕两个运动合成后即表现为纱线以螺旋线的形状来回卷绕在纱筒表面。张力补偿电机和超喂电机则主要用于控制纱线卷绕过程中的张力。
本方案中横动导纱电机采用了一台经过*特设计的超小惯量伺服电机，卷绕和超喂电机采用的也是专门设计定制的高速无刷直流电机，张力电机采用了一台普通步进电机。图中的“单锭控制驱动器”是和利时电机公司在自有开发的全数字永磁交流伺服驱动器的基础上，嵌入了精密络筒机高速电子导纱运动控制算法、卷绕无刷电机速度控制和纱线张力控制策略的**型电机驱动控制系统。整个系统结构简单，功能齐全，通过键盘或通信方式调整“单锭控制驱动器”内部存储器参数可以方便设置纱线卷绕成形的几何参数（满筒直径，收边幅度等），卷绕的线速度，卷绕比，往复动程长度，纱筒硬边修整的差动幅度、差动周期、差动凸轮曲线等各项工艺参数，同时具备RS232、RS485、CAN总线三种通信接口，可以很方便完成多锭联网控制，完全实现柔性化数码卷绕。主要技术参数列举如下：
可实现精密卷绕和数控分层卷绕两种功能；
卷绕比控制范围2.000～12.000；
横动伺服电机换向加速度高达8000r/s2，往复频率较大为800次/分钟，即每分钟1600次换向；
横动伺服电机具备动程自动找零功能，*外接零位传感器；
内嵌有卷绕、超喂和张力补偿三个电机的控制功能，可与变频器、直流无刷电机驱动器、步进电机驱动器方便接口，实现卷绕电机、超喂电机和张力补偿电机的控制；
具备空筒直径校准功能；
多种实时参数显示，如实际线速度、纱筒直径、往复频率等；
多种故障保护措施，如参数异常、电机超速、动程超差、硬件故障等；
实时工作参数具备掉电保护功能，如卷绕长度、卷绕直径等；
横动伺服电机控制简介
为了保证纱筒具备良好的染色性能，需要从开始卷绕到满筒之间任何直径点上，筒子上的纱线在空间上成立体交叉，彼此都不平行，保证每层纱线没有重叠，就是说需要对纱筒的卷绕比进行精密控制。所谓卷绕比，就是横动导纱钩每往复一次，纱筒卷绕的圈数。交叉卷绕有传统的槽筒卷绕（任意卷绕）、恒定卷绕比精密卷绕、数控分层卷绕三种形式，本方案主要实现了恒定卷绕比精密交叉卷绕和数控分层卷绕两种功能。
为了实现精密交叉卷绕，“单锭控制驱动器”通过实时采集卷绕电机反馈编码器脉冲信号计算其实时速度，根据精密卷绕工艺要求，用*特数控算法得出横动伺服电机的速度给定指令，以保横动伺服电机转速与卷绕电机转速按照卷绕比的定义保持一定关系，让纱线以空间螺旋线的形状往复绕在纱筒上。通过精密控制卷绕比，往复卷绕的纱线彼此交叉，不重叠，也就是说巧妙采用电子齿轮和电子凸轮取代机械齿轮和凸轮传动实现纱筒的精密卷绕。
为了实现精密卷绕的高速性能，需要横动伺服电机在做往复运动时，能够快速换向，这就要求伺服电机具备较高的转矩惯量比，为此对横动伺服电机进行了*特优化设计，以保电机转子惯量尽可能小。同时伺服驱动器的电机控制算法在高动态响应性方面也做了针对性的设计，采用PID控制结合模糊控制算法，保伺服电机速度在不产生超调的情况下，尽可能短时间内完成换向。
由于横动电机换向时，不论多快，都会因为换向加减速造成有硬边现象出现，按照机械式络筒机硬边原理，在“单锭控制驱动器”中嵌入了差动凸轮运动规律算法，周期性地实时变换横动导纱器的换向点，完成硬边功能。同时可以根据不同纱线特性，选择不同的差动凸轮曲线，设置差动周期和幅度。
除了采取差动电子凸轮算法硬边技术外，本方案还富有*创性地实现了导纱器较小换向弧长的控制算法，充分利用了DSP数字信号处理器高速运算能力，实时计算和修正横动导纱伺服电机与纱筒卷绕电机传动的凸轮曲线规律，保在任何卷绕转速和卷绕直径状态下，导纱器换向的弧长较小，较大限度地卷绕纱筒的硬边现象。
卷绕线速度控制简介
理论析，纱筒卷绕的线速度随纱筒的卷绕半径变化而变化，而线速度的变化直接引起卷绕张力的波动，从而会影响纱筒的成形质量和纱线的机械物理性能。如果外层纱的张力大于内层纱的张力，就容易产生筒子外层纱挤压内层纱的胀边现象；如果络纱过程中张力变化过大，也会造成纱线因络纱张力不同出现纱线拉伸率不同，这就要求在络筒过程中尽量减小张力及压力的波动。所以除保证恒定纱筒压力外，保卷绕速度相对稳定是控制张力波动的一项重要措施。
张力控制简介
精密卷绕加工时纱线张力的大小直接影响筒子卷绕的松紧度，从而影响筒子绕纱的容量和染色的难易，并影响纱线加工的断头率，因而各种精密卷绕络筒机都有纱线的张力控制环节，特别是供筒子染色用的纱线的加工张力，不宜过大，以获得松式卷筒，有利于染色。本方案除了采取措施保证相对恒定的纱线卷绕线速度外，还另外设计有一个张力递减调节装置，采用一个步进电机控制的张力调节杆。在线速度升程中，通过调节步进电机的转角状态，控制张力调节杆的角度，改变纱线通过的门栅夹持力度，以保证卷绕张力恒定；另外按照特殊纱筒“里紧外松”的工艺要求，可以根据纱筒卷绕半径调节张力杆的角度，保证卷绕纱筒小直径时卷绕张力大，大直径时卷绕张力小。
超喂电机控制简介
精密卷绕过程中纱线线速度肯定大于纱筒退绕线速度，张力值也因此增大，而过大的张力不但得不到优质纱筒，而且会增加纱线的断头，降低生产效率。因此，本方案采用了所谓“超喂”的办法，即送出纱线的速度大于卷取纱线的速度，将纱线卷绕时筒子“硬拖”纱线的状况改变成缓和地卷取纱线的状况，从而减少断头，获得满意的松式卷绕筒子。纱线在超喂滚筒上环绕的圈数取决于超喂量的大小，一般的超喂量控制值在1．02～1．06（一圈情况下）之间。
结论
精密络筒、络丝机器是纺织工艺中提高纺织品质量的关键设备，高速精密数码卷绕方案成功掌握了纱线高速精密卷绕工艺中的“KNOW HOW”，全部采用永磁电机驱动技术，机器能耗远远低于传统的变频电机传动设备。同时由于采用了柔性化数码控制技术，非常适合于高档织物的多品种、小批量纱筒生产，具有良好的社会经济效益。和利时电机技术公司开发的该创新解决方案涉及了电子控制，数字伺服电机和驱动、精密运动控制、和计算机网络通信等技术，是典型的高技术机电一体化控制方案，也是采用数字控制技术改造传统产业的典型案例。
经起毛机机械起毛后，可将纤维末端从纱线中均匀挑出，使织物表面被一层绒毛覆盖，从而获得柔软丰满的手感、增强保暖性、隐蔽织纹、增进美观等效果。
传统的起毛机采用纯机械式调速，机械结构较为复杂。较新的起毛机的六个回动机构独立传动，采用触摸屏+PLC+变频器调速方案，触摸屏、PLC、变频器之间用RS-485通信。这种方法使得起毛机的线路极其简洁，硬件廉，并且扩展了起毛机的功能。
欧姆龙整体解决方案及其优势：
起毛机有6个电机需要驱动，分别是前牵引电机、后牵引电机、锡林电机、逆针电机、顺针电机、出布电机，我们采用6台3G3MV型变频器来控制。主控单元采用CP1H通过RS-485串口控制6台变频器，CP1H作主站，6台3G3MV变频器作从站。我们选择NS10触摸屏作人机界面，通过HMI来设定工艺参数，并将工艺参数成组存储在PLC的用户数据区内，并且随时可以调用这些参数。由于牵引、顺针、逆针、大锡林由单独电机分别传动，因此可以实现在设备上实施磨针、包针布、自动引布等功能，也可在不同锡林转速、不同布速下随时实现零点起毛，使设备操作十分方便。更因信息交换是双向的，从而可以方便地改变从站变频器的很多参数，如本设备经常需要改变变频器启动时间，停车时间等参数。也可以通过RS-485串口监控电机运行状态，实现故障诊断功能，如本设备可以通过读参数值监控电机电流，来了解电机负荷情况。
PLC：CP1H
快速的处理器，执行基本指令只需0.1μs，特殊指令0.3μs以上
较大支持320点开关量
XA型内藏4入2出模拟量功能，分辩率1/12000
标准搭载4轴高速计数器功能（单相100kHz／相位50kHz）和4轴100kHz高速脉冲输出
标准搭载USB并联端口
串行通讯端口可自由选择RS-232C、RS-485（2端口）
支持Hostbbbb、NT bbbb、Compobus/S、DeviceNet、Profibus-DP、Controllerbbbb、EtherNet、协议宏、Modbus-RTU等多种通讯方式及串行PLC连接功能（较多9台）
支持CPM和CJ1系列PLC的扩展单元
丰富的指令用语，包括PID、浮点运算、三角函数等…
HMI：NS
内置以太网接口，同时支持Controller bbbb 网络
利用标签切换功能，可在同一画面中进行多达16种语言的切换
仅需从设备库中拖放智能控件，就可直接访问各种设备
可以在个人电脑上进行屏幕
图象文件（bmp、jpg）以32000色高分辨率显示
通过扩展视频卡显示视频画面，可调节显示窗口
通过宏可以自由地增加新的功能
可通过PT屏幕监控CS1/CJ1系列的梯形图状态
通过USB口屏幕画面可以硬拷贝输出至打印机
Inverter：3G3RV
实现力矩控制、零伺服功能、Droop功能；
多种自学习模式：
旋转型、静止型、线间电阻型自学习模式；
全领域全自动力矩提升功能；
恒转矩（CT）与递减转矩（VT）负载类型的便捷选择；
KEB-电机再生能量利用功能；
脉冲串输入输出功能；
自动节能功能；
内置PID控制器；
控制范围：1：1000；
内置RS485通信接口，支持多国现场总线；
功率范围：0.4KW～300KW
通信协议：MODBUS-RTU
MODBUS-RTU协议是工业自动化控制系统中比较常见的一种协议。该协议采用RS-485传输，主从半双工方式，波特率可在9600bps和19200bps之间选择，具有抗干扰能力强、传输速、传输距离远且造价低廉的优点，广泛地用于PLC与变频器的通信中。
只要在CP1H CPU 单元上安装・布线RS-422A/485 选件板（或RS-232选件板），通过软件开关操作，就能将CP1H作为Modbus-RTU的主站，来发送Modbus-RTU 的命令。如果在Modbus-RTU 简易主站用DM 固定分配区域中设定了Modbus 从站设备的从站地址、功能、数据，软件开关置ON后CP1H就可发出Modbus-RTU 指令，接收的应答也会被自动保存到DM 固定分配区域
**便携式音频系统级芯片(SoC)市场的良好企业—矽玛特(Sigmabbb)的STMP35xx系列产品，一直是MP3市场中的主流芯片之一，随着STMP36xx系列的推出，矽玛特不仅能够为播放器制造商同时提供音频和视频编解码功能，而且，与之前的系列或其他同类解决方案相比，在处理速度、存储能力、增值功能、用户界面等各个方面都有了极大的提高。在众多消费者要求产品要有更新功能而价格又更低的今日，STMP36xx解决方案为产品设计提供了新的可能。
与之前系列比较，STMP36xx系列的较大变化在于改用了配置有双缓存、嵌入式 SRAM 和一个集成存储管理单元的ARM926EJ-S CPU 作为*处理器。依靠ARM9提供的处理功率和强大功能，STMP36xx能够把功耗降至更低，并可以支持音频交叉衰减和后处理、MP3和bbbbbbs Media Audio(WMA)编码、静止和活动视频解码等许多新的先进功能。
与35xx相比，基于ARM9内核的STMP36xx 能够以三倍的功率进行处理，从而使额外的增值功能得以实现，如BT、Macromedia Flash、Java等软件，而且能够提升用户界面功能。加大的闪存能够实现更好的片上错误修正功能，使系统更加稳定、可靠，并更好地处理新一代NAND。
除此之外，为了较大限度地实现应用灵活性，STMP3600 集成了种类繁多的I/O外设，它几乎可以连接各种类型的闪存、ATA 驱动器、串行总线或智能 LCD。此外，它还可通过集成高速应用 UART 和 SDIO 控制器，实现与蓝牙和 WiFi 等高级应用的连接。其中包括一个带有耳机/扬声器|蜂鸣器放大器、8 通道高分辨率 ADC、大电流电池充电器、5V 线性电源|稳压器、带有嵌入式 PHY 的高速 USB 2.0 OTG和各种系统监测及基础设施系统的高分辨率音频编。诸如 ADC 或 DAC 数据流、SPDIF 等其他外设可共享一个集中的地址产生和功能，使之实现 AHB 的主机单独共享。
在视频功能方面，STMP36xx 系列能够实现每秒30帧的QCIF格式(分辨率为220x176或176x144)或每秒24帧的QVGA格式(分辨率为320x240)视频播放；在采用1.5英寸显示屏|显示器件时，电池寿命就可以达3.5 小时。同时，STMP36xx可以支持广泛的视频格式的编解码，包括MPEG4、H.264和WMV9。
在音频方面，STMP36xx系列对微软数字版权管理第10版(WMDRM10)及微软PlaysForSure 2.0版的支持是首先值得一提的。随着苹果 iTune 的内容业务实现了巨额的收入，整个业界都意识到内容市场的价值，纷纷采取了跟进的姿态。现在，对于播放器制造商甚至是零售商来说，产品的版权管理功能和标准的兼容变成一个重要卖点。STMP36xx 数字版权管理的功能正是对症。
此外，该系列产品支持的NAND闪存容量都达到了1GB以上，这一设计是专门考虑到市场上的主流播放器产品，尤其是2006年下半年的发展趋势。 在播放128kbps MP3音频所要求的功率仅小于<50mW。 而且，STMP36xx 能够完成更多格式的音频编解码，包括AIFF、Ogg Vorbis、AAC 标准选项，以及WMA 编码器。
STMP3600不但在系统设计上占优，更可以为消费者带来多的好处和更佳的享受。STMP36xx支持需要更大储器容量的播放列表，同时支持MTP播放列表。STMP36xx也改写了USB下载速度的，将MTP下载速度提高50%-**，而MSC下载速度也提高了20%-50%。无论是在添加了文件后还是没有更改的情况下，STMP36xx都能够实现更快的启动时间(boot time)。其轨到轨的播放速度也非常快，可实现PlaysforSure 2.0甚至DRM文件的无缝支持。
除了在音视频播放方面的优势以外，STMP36xx在播放器的其他功能性和时尚性方面也颇具看点。该系列能够支持FM功能，包括RDS、RBDS，可显示FM频道名称；支持蓝牙无线传输，支持JPEG和SMV(Sigmabbb Motion Video)格式，还支持大屏幕彩显，能够实现制造商的眩酷设计。
此外，STMP36xx解决方案可将锂电池充电时间缩短20%，从而能够延长电池寿命，或采用更为小巧/廉价的电池、在设计上可大幅缩小播放器的尺寸。当然，基于ARM926EJ-S的STMP36xx 还能够以其额外的处理速度支持更强、更复杂的用户界面，提高用户界面的反应速度。
由于矽玛特 STMP3600 高度的片上集成包括了一整套便携音频播放器所需的模拟元件，仅需很少的外部元件即可基于其上构建一个完整的系统(图2)，可节省多达 20% 的印刷电路板(pcb)占板空间。这个特点无疑将帮助制造商满足消费电子市场对体积更小、功能更丰富、成本更低的产品的需求，有助于客户以更低的整体系统成本，设计和开发出电池使用寿命更长、体积更小和具备更高处理能力的数字多媒体播放器，从而使 STMP36xx 系列成为闪存及硬盘数字多媒体播放器、PDA、机、手机、便携式视频播放器和数字像框应用的理想解决方案。
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