6ES7212-1BB23-0XB8代理订购

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 我国是世界上大气污染严重的国家之一，由于我国是以煤为主要能源的国家，大气污染以烟尘和为主的烟煤型污染，其中火电厂环境问题尤为严重。电除尘器将越来越受视。解决这一问题，就有必要对电除尘器振打控制部分进行研究分析，结合生产实际进行升级改造，从而提高电除尘器的性。我国由于起步晚，技术基础底子薄，要满足国家的环保指标，其治理量大面广时间短，目前国内有少数企业在研究电除尘器集散控制系统并开始应用例如福建龙净环保股份有限公司等，大多数集成国外产品和自主开发少部分产品。上例如瑞典Flakt公司、德国Lurgi公司、美国GE公司、EE公司等均在研究电除尘技术。通过总结长期实验研究成果和消化吸收国剑。技术和经验开发研制出一批结构新颖的电除尘器。

1.电除尘器振打控制系统结构分析

振打控制系统分为监控层，控制层，设备层三层。监控层由1台上位机组成，通过上位机可以在控制室监视现场设备的运行状况，并可以直接在上位机上启动现场设备；控制层由可编程控制器、空气开关、继电器、接触器、热继电器和电缆等组成，它接受并执行监控层的指令，是控制系统的重要组成部分；设备层是分布在现场的阀门、电机和检测仪表等。
改系统的监控层和控制层的任何一个出故障都会造成整个电厂的生产停机，给企业造成很大的损失。目前该电厂的电除尘器的振打控制系统控制层采用施耐德的PLC（非双机热备）作为主控制器，一台工控机作为监控层。在这种情况下如果监控层或控制层出现故障整个电厂的设备都的停机，给电厂造成不可沽量的损失。

2.系统控制系统的改进

针对上述对某电厂一的电除尘器的振打控制系统的分析，针对性的提出了解决方案。
（1）考虑到在电厂整个设备运行过程中电除尘器可以短时间停运和整个发电系统不停机的前提下：
a.种输入输出备用模块和一备用CPU，当系统控制系统故障时，可以在短时间内换掉故障的器件；
b.对监控层提出了热备用的方案，即采用再提供一台工控机，使它与原有的工控机并列运行，大幅度的提高了系统的性。
（2）基于现场工人对系统多年运行的经验，发现现有系统的运行方式比较简单并且工人的劳动强度大，自动化水平低。现有的控制系统只有自动和手动的控制方式且自动的控制方式较为简单，还需要人工手动操作。针对这种情况，由现场工人提出的控制方式，我们又重新编写了控制程序，提高了振动控制系统的自动化水平，达到了可无人值守。
a.自动：八个料仓按照一定的时序自动启停阀门和风机，将灰排出。操作人员不需要任何操作，故障时系统自动停机。
b.半自动：操作人员可以任意选取运行的需要运行的阀门并可设定运行的周期（八个料仓全部卸灰一次为一个周期），启劝后，系统按一定时序启停选取的阀门，达到运行周期时系统自动停止。
c.手动：操作人员可以任意启停任一台阀门。这种方式用于系统调试。
在正常情况下系统的运行处于自动控制状态下；当系统出现故障时，可切换止半自动的控制状态下运行，此时维修人员可以将故障的设备进行换。 [　3.软件设计

编程软件使用MODICON编程软件concept2.5。考虑到系统运行的稳定性，所有的功能和模拟量计算、累积、比较及逻辑判断均在PLC内完成，在正常工作条件下，可立对整个系统进行全自动控制，不需要上位机的参与。
软件由主程序和4个子程序（自动、半自动、手动、模拟量转换）组成。分别为自动、半自动、手动分配标志位，在主程序中循环检测三个标志位，检测到那个标志位置1则调用相应的子程序。这样程序运行。自动子程序按运行周期设置一个计时器，随着计时器的递增达根据时序依次启停阀门，达到排灰的目的。

4.结语

该电厂的电除尘器改造后，系统自动化程度大提高，降低了现场工人的工作量，同时工人误操作的几率下降，提高了系统的性。改进后的控制系统提供与全厂信息管理系统的接口，使得厂内管理层能随时掌握系统的运行状态，有利于全厂的调度。该系统自投运以来，用户反映良好，达到了预期的目标。

移动电话、智能电话、PDA以及媒体播放器等当今便携式消费类电子产品均拥有非常丰富的特性与功能。这些产品高、中、低端一应俱全，其性能水平和体积大小也各不相同。总体说来，便携式应用的尺寸越来越小、功能越来越丰富、性能也越来越高，但功耗却一直居高不下。

相关示例数不胜数，如过300万象素可拍照手机的高分辨率摄像头、电流过1A的单个高功率闪光灯LED或数码相机中的氙气闪光灯、智能电话或媒体播放器中的音频或功放系统，以及大多数便携式应用中均配备的高分辨率LCD显示屏等。

设计师面临着同时满足静态和动态电源管理需求的挑战。随着便携式产品的功能日益丰富，应用对单电源也提出了高的要求，从而导致电量消耗显著加大，电池使用寿命相应缩短。

另外，模拟与数字基带处理器单元、处理器主机，尤其是各种新推出的图形及音频处理器等，无论在性还是在集成度方面都在不断提升。随着产品功能的增多，IC的集成度也随之提升，因此需要多的电源轨，或在同样数量的电源轨上施加高的电源电流。

大多数便携式消费类产品均使用标准的锂离子电池(通常为单电池配置)。鉴于电池电量有限，制造商不得不在下列两种情况中做出决断，要么为用户提供功能丰富的应用但忍受较短的电池使用寿命，要么牺牲应用的功能丰富性而确保较长的电池使用寿命。但当今的消费者既希望获得产品，同时又要求电池具备长使用寿命。

便携式系统中的动态电压缩放(Vbat大于Vrail)

锂离子电池技术中常见的电压范围是4.2V~3.0V。新的电池或未来的化学技术一方面将实现高达4.5V的电压，另一方面需要将放电截止电压降低至3V。这就意味着可用的输入电压范围变得为宽泛了，因而也就可以在该范围内添加多的电压轨。

当今的系统电压轨通常3V(如处理器内核电源、I/O电源及内存电源)或5V。这些电压轨通常由分立LDO或低功率DC/DC转换器、多通道电源管理单元(PMIC)或模拟基带(ABB)单元等其他来源产生。电源管理设计为各种处理器提供了必要的电压轨、正确的电压及电流大小。如果应用切换到“关闭”或预定义的“省电”模式，通常情况下，所有的处理器及电源管理器件都会进入轻负载或待机模式。这样，电压电平将会降低，流耗也降至。在情况下，每个IC仅消耗几个uA的电流。上述情况是静态的，一旦电源管理设计完成，电压轨受到影响的可能性小。

近期推出的分立式低功率降压DC/DC转换器及高集成度多通道电源管理单元(PMIC)已经具备了串行I2C接口能力。随着串行接口在分立电源管理器件中的使用，将进一步减少对电压轨的影响。通过将软件工具、处理器控制功能与串行标准I2C接口相结合，数字单元与模拟电源管理IC之间实现了的信息交换。电压、电流以及功率的实时调整成为现实。另外，还可实现对电源管理及监控的软件控制，因而在现有的满负载到系统待机模式之间可以存在多种省电模式。

I2C接口有三种不同的速率选项：标准100kbps、快速400kbps以及高速3.4Mbps。利用分立式低功耗DC/DC转换器或PMU，设计师现在可以动态地调整分立电源管理器件的输出电压，进而调整任何处理器单元的内核供电电压。这种设计需要使用快速DC/DC转换器。例如，开关频率为3MHz以上的转换器可确保快速信号的瞬态响应。另外，低功耗DC/DC转换器或PMU应具备不同的工作模式，如PFM或强制PFM，以便通过自调节或通过I2C控制信号进入某项工作配置。

该设计可在不牺牲整体性能的情况下满足系统性能需求。因此使每种工作条件或处理器模式的功耗均实现，从而延长电池使用寿命、减少器件发热量并增强整体系统性能。

DC/DC转换器及具有I2C接口的电源管理IC

例如，单通道低功耗DC/DC转换器62350可支持所有三种I2C速度模式。采用微型12球栅芯片级封装(CSP)的降压转换器可在单个锂离子电池的输入电压范围内提供高达800mA的输出电流，效达90％。利用I2C接口可调整输出电压以支持新一代的处理器及具有12.5mV“微小步长”、小输出电压为0.6V的电源轨。可编程DC/DC转换器有助于延长3G智能电话、PDA、数码相机及其他便携式应用的电池使用寿命。

借助I2C接口降低功耗的另一种方法是采用像65020这样的器件。这种高度集成的PMIC具有六个输出信道、三个低功耗DC/DC转换器以及三个LDO，效达97%。

I2C可以动态地调整并测量通常为处理器内核供电的主DC/DC转换器的输出电压。另外两个DC/DC转换器可用于为I/O电源、存储器或其他电源轨供电。此外，通过I2C也可以使不同的构建块(如IC上所有三个LDO或DC/DC转换器)在“开/关”之间切换，以降低整个PMU的功耗及发热量。“关闭”不同的构建块也可动态降低静态电流的消耗。

另一种方法是使用DC/DC转换器的预设输出电压。62400是一款双通道的降压转换器，该器件不带I2C接口，但具有被称为“Easyscale”的单线接口。通过Easyscale，我们可以在运行过程中访问并改存储于器件EEPROM中的预定义输出电压。根据所选输出电压的范围(0.7V～6.0V)，电压步长(Voltage step)可小至25mV、50mV或100mV。

总之，动态电压测量可降低整体功耗、优化系统性能并延长电池使用寿命。可根据器件活动、工作模式以及温度变化等动态控制电压大小、频率及功率预算，以使电源系统灵活。

便携式系统中的降－升压DC/DC转换器(Vbat等于Vrail)

另一方面，摄像模块、音频放大器、内存卡以及其他子系统需要数倍于3.1V、3.3V或3.6V的电源电压。当电池电压过目标电压轨时，根据定义则电源功率级需要降低电池电压；反之，则升高电池电压。有多种解决方案都可解决 
这一难题，如SEPC、反向转换器(Flyback Converter)或级联式升、降压转换器。每种解决方案都各有其自身的优劣势，但都无法同时实现小的体积和的效率。

新解决方案是近期推出的一款高集成度降－升DC/DC转换器63000。该转换器具有4个组合了特控制设计的集成主电源FET。由于解决了现有解决方案的效率降低问题，当电池电压与输出电压相同或相近时(Vbat=Vrail)，优化后的效率可达96%。这意味着什么？，与现有解决方案相比，其效率提高了2%~6%；其次，为重要的是这种效率优势能够体现在整个电池电压范围内。

这样就实现了电池容量的大化利用，从而显著延长电池使用寿命，并终带来长的系统/应用工作时间及待机时间。

二个要讨论的重要问题是使体积小化，该款集成转换器采用3x3mm2 QFN封装，与2.2uH电感器的大小相同。为减少无源组件数，可预设输出电压(如3.3V)来使总体组件数减少到4个：IC+电感器+2个电容器。

本文小结

便携式应用的电源管理正向效、体积小、加灵活的方向发展。随着接口功能的推陈出新，新的控制方案、电源轨的快速控制、数字处理器及其模拟电源管理组件之间的通信都将实现的提升。

功率预算的实时调整、处理器省电方案的调整以及负载条件下电压轨的优化等都将使电池加智能化。这对于提高应用的使用时间以及延长电池使用寿命等都有帮助，并在用户使用系统所有功能的前提下显著延长待机时间、通话时间或播放时间。

．1 传感器

主轴传感器采用光电编码器，它的转子和织机主轴同轴固定，主轴回转时带动转子同速回转。传感器每隔α=0．5度产生一个脉冲，织机主轴每转一周，就会产生720个脉冲。图2中ti为i个脉冲的周期。零位触发(前止心)采用霍尔传感器，织机每转在固定转角位置产生一个定位脉冲，本系统采用它标志测试过程的起点，其波形如图3所示。张力传感器采用全桥应变式，其输出电压的高低正比于纱线张力大小，经标定后，测出电压即可换算出纱线张力。

数据采集卡实现将传感器输出的电压信号转变为数字量，此数字量送给计算机，编程实现数据读取与保存。本系统采用美国NI(NationalInstrument)公司基于计算机PCI插槽的多路模拟输入采集卡，12位A／D转换，采样频率可达200kHz。目前，喷气织机的一般转速为500-1500r/min，纬纱张力变化频率为8．3-25kHz。本次使用中采样率选择100kHz，数据采集卡本身集成放大电路和A／D转换，具有可编程选择放大倍数，用户自制放大电路，故测量系统建立快、测量精度高，测量时将转速传感器、定位传感器、张力传感器的输出分别接至采集卡的三路模拟输入通道。

1．3计算机硬件与软件

任何具有PCI插槽的普通电脑，bbbbbbS98及以上操作系统均能满足要求。对数据采集卡编程及界面设计采用美国NI公司开发的工具软件Labbbbbbbs-CVI，CVI具有功能强大、界面友好、对多种采集卡支持等特点。

2 基于虚拟仪器的测试方法

虚拟仪器是仪器技术与计算机技术结合的产物[4]，在以计算机为的硬件平台上，通过配置I／O接口设备(DAQ，数据卡)将采集到的信号送往计算机，通过用户自己应用LabView语言或者CVI语言编写的不同测试功能的程序，对采集到的信号分析处理并显示[5]。一台插有采集卡的计算机加上用户自己开发的程序，就能实现用户自定义的功能[4]，它具有体积小、操作方便、功能自定义、界面友好等特点，利用虚拟仪器可快速建立一个测试系统，借助于计算机编程实现用户所需要的处理功能。

如图1所示，本系统测量时将转速传感器、定位传感器、张力传感器的输出分别接至采集卡的三路模拟输入通道，用CVI软件编程数据，将张力随转角变化的波形显示在计算机屏幕上。

3 具体测试原理

本测量共用三个模入通道，启动所设计好的仪器，开启织机，零位触发传感器作为织机零度标志，采集到零位信号后，利用主轴光栅脉冲触发，对张力传感器的输出进行采样，按预定的采样点数采集结束后，经标定可得到动态情况下纬纱张力随织机转角变化，用CVI编写的程序流程图如图4所示，所设计的界面及测试结果如图5所示。

4 应用

本系统已成功地用于青岛星火纺机有限公司多台喷气织机性能的测试。测试时，将三个传感器的输出接入对应模拟输入通道，启动织机，在图5所示的界面上打开仪器开关，设定测试参数，单击"采集"按钮即可实现测试。图5所示为YC426型喷气织机一次测试的结果。测试条件为：温度为26℃，湿度为75％，织机车速为542r／min，在任何时候可重新调出来查看，分析织机的性能，测试中张力出现的负值是由于动态测试中，传感器梁材料本身回弹效应引起，可通过选用精度高、性能好的传感器进一步提高检测精度，与前述其它测试方法相比，在选用相同精度的传感器下，由于所需硬件大大减少，避免了过多线路引人的误差。

5 结 论

本系统以普通电脑为基础，只需购买一个数据卡，通过用户编写程序，不需任何硬件电路就可快速建立测试系统，实现织机纬纱张力测试，具有简单、、实用、界面友好等特点。通过改变程序，还可实现织机其它性能测试，可进行数字微积分，对信号进行频谱分析等。因此，该方法具有一定的实用和推广。

      设计LED驱动电路尺寸时，也考虑温度因素：选择其正向电流，以确保即使环境温度达到值，LED芯片也不会过热。随着温度的升高，就需要通过降低容许电流，即降低额定值，来实现降温。LED制造商把降额曲线纳入其产品规格中。

      利用无温度依赖性的电源运行LED存在弊端：在高温区域内，LED则出规格范围运行。此外，当处于低温区域时，照明源就由明显大容许电流(参见图1红色曲线)的电流供电。如图1的曲线所示，通过LED驱动电路中的正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻)来控制LED电流是一个重大改进。这至少可以带来下列好处：

      *在室温下增加正向电流，从而增加光输出

      *因为可以减少LED使用量，所以可以使用价格较低的驱动集成电路(简称IC)乃至一个不带温度管理的驱动电路来节约成本

      *实现IC控制的驱动电路设计，此电路亦可使LED电流随温度改变

      *能够使用较减额值较高裕量较小的LED

      *过热保护功能提高了性

      *带散热片的热机械设计为简单

      大多数LED用驱动电路形式具有一个共同点：即流经LED的正向电流是通过固定电阻进行设置(参见图2)。一般说来，流经LED ILED的电流取决于Rout，即ILED ~ 1/Rout。由于Rout不随温度而变，因此LED电流也不受温度影响。

      将固定电阻换成随温度变化的电路，即可实现对LED电流的温度管理。下列图表阐明了如何使用PTC热敏电阻来改善标准电路。

      示例1：有反馈回路的恒流源

其恒流源包括一条反馈回路。当调节电阻两端的反馈电压达到因IC而异的VFB时，LED电流就不变了。LED电流因而被稳定在ILED=VFB/Rout。

上一电路改良型：此电路借由PTC热敏电阻，生成随温度变化的LED电流。通过正确选择PTC热敏电阻、Rseries以及Rparallel，此电路与驱动IC和LED组合相匹配。其中，LED电流可经由下列计算得出：

电路阐明了LED电流(参见图3)的温度依赖性。与针对运行温度为60度的恒流源相比较，使用PTC热敏电阻后LED电流可在0度和40度之间提升达40%，并且LED亮度也能提高同等百分比。

电路2为另一常见的恒流源电路：电流通过连接驱动IC的电阻得以确定。然而在这种情况下，调节电阻并未与LED串联。Rset和ILED之间的比率由IC规格明确。因此，运用20kW的串联电阻和英飞凌科技所产的TLE4241G型驱动IC，终产生的LED电流为30mA。图4所示为标准电路改良型，其中也含有一个PTC热敏电阻，尽管此处采用的B59601A系列PTC热敏电阻(型号0603)的电阻为R25=470W。在感测温度(可设定为以10度递增)，元件电阻可达4.7kW，且容许误差值为±5℃(标准系列)或±3℃(容许误差值系列)。

随外界温度而变化的LED电流。固定电阻Rseries容许误差范围小，在低温时支配总电阻。只有在PTC热敏电阻的感测温度大约15 K时，由于PTC热敏电阻的阻值开始增加，电流才会开始下降。在感测温度(总电阻=Rseries+RPTC=19.5kW+4.7kW=24.2kW)时的电流大约为23mA。PTC电阻在温度高时急剧上升，引发断路，从而避免因温度过高出现故障。

LED也可在无驱动IC的情况下工作。图示电路是通过车用电池驱动单一200mA LED。稳压器生成5 V的稳定电源电压Vstab，以避免电源电压出现波动。LED在Vstab处运作，电流则通过与LED串联的电阻元件Rout决定。在这类电路中，通过下一则等式可算出立于温度的正向电流，在此等式中，VDiode是一个LED的正向电压：

另一做法是将B59940C0080A070型号的径向引线式PTC热敏电阻(R25=2.3W)以及两个固定电阻相组合后，替代上述固定电阻， 由于LED电流的绝大部分流经PTC热敏电阻本身，因此需要选择一个较大的径向引线式元件。体积小许多的片式PTC将因为流经电阻本身的电流而导致发热，因此会一直减少电流，无论环境温度为何(如图5所示)。并联两个或多片式PTC热敏电阻会将电流分流，但此方案仍存在局限性。

电流值主要是通过适当选择两个固定电阻来设置的。这两个电阻也在改进电路方面也起要作用，因为它们将产生的LED正向电流的允差保持在较低水平。这在正常工作温度范围内尤其重要，因为此时PTC热敏电阻本身的阻值允差仍较高。二个并联固定电阻也能确保PTC不会在端高温情况下关闭LED，因此，电流不会降至下列等式计算的所得值：

      这项性能在例如汽车电子这样的应用中其重要，因为要求不允许照明灯关闭。

      背景资料：LED的温度依赖性

      像所有半导体一样，LED的容许结点温度不能过，以免导致过早老化或者失效。如果结点温度要保持在临界值以下，那么外界温度升高时，容许正向电流则下降。不过，如果运用散热器，在特定的外界温度时正向电流可以增加。LED的光输出随着芯片结点温度的升高而下降。上述情况主要发生在红色和黄色LED，白色LED则与温度关系较小。光照效率和正向电流保持同步增长，不过，安装在结层和环境之间的LED所具备的高热阻率可以降低乃至逆转这种作用，这是因为随着结点温度的上升，发射光会降低。

      此外，当结点温度上升且LED正向电压与温度保持增长时，发射光的主波长会以+0.1 nm / K的典型速率增长