西门子6ES7222-1EF22-0XA0一级代理

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2.什么是电动机的软起动？有哪几种起动方式？
运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式。
（1）斜坡升压软起动。这种起动方式简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。
（2）斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。
该起动方式是应用多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。
（3）阶跃起动。开机，即以短时间，使起动电流达到设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。
（4）脉冲冲击起动。在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。
该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。

3.软起动与传统减压起动方式的不同之处在哪里？
笼型电机传统的减压起动方式有Y-q 起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。软起动与传统减压起动方式的不同之处是：
（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。
（2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。
（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至的起动电流。

4.什么是电动机的软停车？
电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。在泵站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。
软起动器中的软停车功能是，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。停车的时间根据实际需要可在0 ~ 120s调整。

5.软起动器是如何实现轻载节能的？
笼型异步电机是感性负载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压。如电机工作电压不变，处于轻载时，功率因数低，处于重载时，功率因数高。软起动器能实现在轻载时，通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜耗、铁耗，达到轻载节能的目的；负载重时，则提高电机端电压，确保电机正常运行。

6.软起动器具有哪些保护功能？
（1）过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。
（2）缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。
（3）过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。
（ 4 ）其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。

7.什么是软起动MCC控制柜？
MCC（Motor Control Center）控制柜，即电动机控制。软起动MCC控制柜由以下几部分组成：（1）输入端的断路器，（2）软起动器（包括电子控制电路与三相晶闸管），（3）软起动器的旁路接触器，（4）二次侧控制电路（完成手动起动、遥控起动、软起动及直接起动等功能的选择与运行），有电压、电流显示和故障、运行、工作状态等指示灯显示。

8.有的软起动器为什么装有旁路接触器？
大多数软起动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头，其优点是：
（1）控制柜具有了两种起动方式（直接起动、软起动）。
（2）软起动结束，旁路接触器闭合，使软起动器退出运行，直至停车时，再次投入，这样即延长了软起动器的寿命，又使电网避免了谐波污染，还可减少软起动器中的晶闸管发热损耗。

9.软起动MCC控制柜有哪些扩展功能？
将软起动MCC控制柜进一步加以组合，可以实现多种复合功能。例如：将两台控制柜加上控制逻辑，可以组成“一用一备方案”，用于大楼的消防系统与喷淋泵、生活泵等系统。如果配上PC（可编程序控制器），则可以实现消防泵定时（如半个月）自动检测，定时自动关闭；加上相应的控制逻辑，则可以对消防泵及各个系统运转是否正常实施平时时，定时低速低水压（不出水）运行；在灭火时，则实施全速满载运行。将若干台电机加上控制逻辑组合，可以组成生活泵系统或其它系统，按需要量逐次打开各台电机，也可逐次减少电机，实现效率运行。还可以根据客户要求，实现多台电机每次自动转换运行，使各台电机都处于同等的运行寿命期。

10.软起动器适用于哪些场合？
原则上，笼型异步电动机凡不需要调速的各种应用场合都可适用。目前的应用范围是交流380V（也可660V），电机功率从几千瓦到800kW。
软起动器特别适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车的场合。
同样对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于重载场合，应用软起动器（不带旁路接触器）则具有轻载节能的效果。

 随着互联网络的发展，越来越多的用户（特别是OEM的用户）希望能够通过互联网络对所售出的产品进行诊断和维护，这样可以减少维护工程师到现场的时间和费用，不仅节约大量的人力和物力的成本，同时也能为客户提供为快捷的服务，减少客户的损失，这样，远程诊断务是客户迫切需要解决的问题。

     这里我们提出几种适用于SIEMENS PLC远程访问的方案供大家讨论，实际上这些方式适用于多数PLC或其他设备的远程监控和诊断、维护。

1 基于Modem拨号的bbbeService 
     该方案实际上是SIEMENS PLC远程访问的标准配置，即工程师站(ES)和远程的PLC站之间是通过Modem拨号进行连接的，这样，只要在两端各放置一个Modem，通过TS-Adapter 连接到PLC CPU的MPI口，需要时可以进行拨号连接，通过MPI进行远程访问。
     但该方案的缺点在于连接速度受限，只是拨号上网的速度，而且容易出现连接中断的现象。而且拨号上网的方式目前已经逐步被宽带所取代。

2 基于互联网的bbbeService

2.1 有线连接方式
    在互联网上想要访问到某一个设备就需要知道该设备的IP地址，而该设备想要被访问也需要有一个IP地址，即在整个互联网上，要想访问到某一个PLC站，就需要该站有一个在互联网上能够被访问到的IP地址。
    互联网上的IP地址一般有两种，即固定（静态）IP地址和IP地址。
    需要向当地的ISP申请得到。固定（静态）IP地址由于资源有限，因而申请和使用的费用较高，比如申请到一个端口大概５０００元，而固定（静态）IP地址使用费用大概是２００００元／月（非官方报价，仅供参考），为每个PLC站申请一个固定（静态）IP地址显然是不可能的。因而靠固定（静态）IP地址进行大量PLC设备的远程访问显然是不经济的。（当然，这种方式也有其应用的环境，比如实时监控）。

    比之下使用IP地址的互联网接入方式就显得较为实际。例如目前国内较为流行的ADSL宽带接入互联网方式，我们讨论的也是这种方式。

    我们介绍一下虚拟网络 ()：虚拟网络 () 是网络的扩展，它包括的链接跨 Internet 这样的共享或公用网络。使用 ，您可以用模拟点对点链接的方式通过共享或公用网络在两台计算机之间传送数据。既将一些相互连接的设备组成一个虚拟的网络来管理。这样，对于每一个PLC站，我们都可以把他们和工程师站（ES）建立一个，从而使用工业以太网来对PLC站进行访问。

    建立有两种形式： 1 远程用户连接：远程用户直接连接到服务器，通过服务器可以访问服务器或服务器所连接的整个网络，当然在连接的时候客户向服务器验自己的身份。 2 路由器到路由器的连接：与上面的连接方式不同，这种连接是通过路由器与路由器之间建立的。当然使用路由器的客户端软件也可以实现客户机同路由器之间直接建立连接。

    对于远程用户直接连接到服务器的方式比较适用于用户登陆企业内部网络的应用，企业员工无论在什么地方总可以通过互联网登陆到公司总部的服务器，访问企业内部网络，但对于远程诊断功能似乎有点兴师动众了，因为远程诊断并不需要企业建立一个大型的服务器来管理这些设备，只是在某一设备出了问题才需要建立临时的连接，之后该连接可以中断，因而相比之下，在路由器之间建立连接显得为灵活和简便，而且投资小，进行服务器等固定资产的投入，为经济实用。

我们在实际工作中，会遇到控制的某一变量作为输出时,如:运行的物体、转速、流量、压力等，由于受到机械结构、材料等物理参数的限制，往往需要减缓启动或停止时的冲击，即建立启动加速度或停止减速度，以减缓对物理结构的冲击。

运动物体启动时，如果该物体为重载荷，如：起重机，重型车辆，其物理惯性太大，如果起动加速度太大，会造成动力源冲击但，甚至机械结构遭到破坏；

流量控制系统，如：大的电动阀门，当开启阀门时，如果开启阀门过快，势必会对管道、泵等造成冲击，引起管道振动，泵停转（电动机过流保护造成）等等。

压力控制系统，如液压管道、拉力、张力等，过高的启动加速度会造成管道振动、被拉物体物理变形等。

笔者经过实践，使用了一种既简单又准确的解决方案：根据受控对象的物理参数，确定机械加速的允许值，如加速度、单位时间流量变化率、单位时间压力（拉力、张力）变化率,然后算出加速时间（减速时间）或变化时间，设该时间为T，运动物体的速度V，系统大压力为P，大流量为Q，所对应的模拟量输出为0～10V电压，PLC为15位，对应的PLC内部值为0～32767，即输出0V时，PLC内部值为0，输出10V时PLC内部值为32767,我们只要把输出值0～32767的变化上下间控制到等于T，就可实现匀加速控制，思路如下：

一．    选用PLC内部2个计时控制功能功能块TON，并使他们交替周期性工作，同时选用一个加法器；

二．    采用近似折线的取值方式，当2个计时器交替周期性工作时，加法器将一个常数C依次累加并送给PLC的输出

三． 设计时器1计时时间为t1；计时器2计时时间为t2，使得t1=t2，计时器1工作时，加法器加上1个常数C，计时器1时间到后，计时器2工作，计时器1停止，加法器停止，计时器2时间到后，计时器1工作，加法器工作再加上常数C＝2C，计时器2停止。 后面3C、4C……依次类推，直到大于等于输入指令后，此项程序结束。
        从大往小变化时，只要把加法器改成减法器即可。
        在这里，只要将输出上限值时所对应的计时器t1的总数加到一起，就得到了加速时间T。

应用举例；
·龙门吊走行，载重量450吨，大车走行速度0～5米/分，天车走行速度0～4米/分，变频调速，西门子PLC控制，RS485通讯，走行高度9米，载荷高度约5～6米。

如果不控制走行启停加速度，一旦将载荷吊到5～6米高度，走起来后，一旦停止行走，载荷将在半空中晃来晃去，如果在斜坡上甚至会造成溜坡，后果十分严重。

·大排量水泵抽水，为重载荷启动。按照常规使用，电动机的功率远远大于运行时的实际功率，启动时对电网冲击很大。如果将水泵出口加上一支电动阀，排量控制信号0～10V，按照1.2倍实际消耗功率选择电动机，启动时，将电动阀控制的出口关闭，此时启动电机，待电机启动后，缓慢将电动阀打开，此时电机不会过载保护，对电网冲击也相对减小，同时可以根据实际需要调节水泵排量。
·另外，链传动的频繁启停，易造成机械机构变形，使链条变长，键磨损。

综上所述，通过控制高速或大压力、频繁启停的传动系统，会减少很多机械故障，同时也给节能带来了不少效益。

PLC主要的功能就是通过编程后实现用户需要的各种类型的控制功能，已经说过在没有PLC之前，大家要通过很多电路或者继电器组来完成控制功能。现在PLC广泛的应用于几乎所有的行业中，我们身边的绝大多数产品都是由PLC控制的装备制造出来的。比方说塑料、包装、造纸、冶金、石化、电梯、木工、陶瓷等等。
因为控制的方式不同，以前大家分为过程控制和顺序控制或者离散控制两类，其中过程控制来源于早期的过程仪表控制，后逐步发展为DCS，而顺序控制来源于早期的继电器组，后发展出了PLC，但随着微电子、软件、硬件和通信技术的发展，目前很多DCS和PLC都采用同样的或者类似技术平台，双方之间区别越来越小，大多数新一代的控制系统都不再区分DCS或者PLC，不过新一代控制器是否叫PLC还是DCS或者FCS、PAC、NCS，这并没有得到广大厂商的认同。特别是网络和现场总线的发展，使DCS越来越没有单存在的，很多的大公司都把新一代的控制系统合并了DCS、PLC、IPC、FCS功能。
为了简化各种概念，我们根据项目的大小、项目的重复度把PLC的应用分为工程和OEM两部分，其中工程主要指造纸、石化、冶金、水泥、大型港机等项目特征明显的自动化系统，而OEM主要指各种使用PLC的装备，如电梯、挤出机、包装机、回流焊、点胶机、辆等，”这两大块构成了PLC的主要的市场。
有朋友会问“为什么不用单片机开发控制器呢？PLC的功能大多可以通过使用单片机来开发，而且单片机的成本要低很多，现在一块的单片机不过几毛钱，而的PLC都要好几百块。倒底选择PLC做为控制器的标准和理由是什么呢？”
确实有很制使用单片机，比方说室内空调控制器，电视机控制器，微波炉控制器等，其中有一些控制器实现的功能还相当复杂。那为什么还有PLC存在的必要呢？ 
所有的控制方案选择都是通过性能和成本两个方面来考虑的，也就是性价比。
这就像买房子，我们可以用泥沙盖房子，也可以买现成的商品房。如果自己盖房子，我们不光是土建，我们还需要水、气、电、排污等辅助功能，而买商品房我们只需要对其进行装修就可以了。
PLC就是一个商品房，她是模块结构的产品，集成了控制需要的各种软硬件，包括指令、功能块、通信、IO接口、模拟量、温度、运控等各种功能。用户拿到后只需要进行简单的二次开发就可以满足要求，整个过程就像用积木搭一个房子一样。相反用单片机开发一个控制系统，从表面的物理成本上是降低了，但是人工和开发进度却不容乐观，一个简单的单片机系统开发也需要四周左右，而使用PLC可能只需要一个小时。
同时，PLC的性是多年应用和严格实验保证的，无数不**业不同厂商的应用使其的BUG减至少，而单片机系统无法保证这一点。所以单片机系统的稳定性和性要低很多，特别是系统刚开发的这一两年内，庞大的维护和升级费用将使你的成本急距上升。
当然如果你的控制对象量很多，而且对于性要求不高，那么单片机一定是你的选择，比方说刚才说的空调、电视之类，这些产品的年产量都过千万台，用单片机开发可以做到的成本，并且家用电器对于性要求也不高，按两下按键不动，大不了再重新按一下，而在工控场合这是绝不允许的，比方说锅炉该动不动就有可能造成很大的事故。
IPC（工控机）和PLC的选择
比方说球磨机的自动控制系统，用加速度传感器采集球磨机的轴振，再通过傅利叶变换取出球磨机内存煤量的特征频率，用来控制球磨机的供煤速度。在球磨机的控制环境中需要用到像傅利叶变换之类的复杂算法，如果用PLC实现会比较困难，所以采用IPC，并用C、C++开发对应的控制算法，如果需要为的控制，我们可以将IPC的结果再交给PLC来控制。
早在上世纪90年代很多分析报靠认为到2000年以后，PC_BASE（基于PC技术开发）的产品将替代掉大部分PLC，但实际证明他们错了，PLC不光没消失，它还吸收了单片机和PC的很多新技术，越来越有生命力了。现在的产品中的大多数PLC都使用了单片机、IPC和各种处理器来实现，应该说PLC是单片机、PC技术的受益者，特别是现代的PLC与PC的分界已越来越小，很多PLC也可以演算一些很复杂的算法，包括傅利叶变换、相似度比较等。
PC_BASE技术在前几年之所以很流行，一方面是因为商用PC在软硬件技术上的积累使其开发成本降低，可供选择的硬件和软件很多，特别DOS和C语言的推广，使大家感到使用PC有好的可控感。
但随着WIN NT系统的开始，用PC开发控制器的难度越来越高，而性却越来越低，高速的CPU系统使功耗增加，学电子的同志可能知道，半导体的损坏中常见的一项是过热损坏，一般硅半导体的结温多可以承受120度，IPC功耗的增加使其对应用环境的要求也同步升高；另外IPC芯片封装的密度，特别是BGA等高密度封装使其无法在工业的高尘高污的环境中使用。
同时WIN CE或者NT平台下的实时控制也让大家如隔靴搔痒般，不再有当初的那种一切在掌握中的感觉。特别是现在微软的VASTA出来后，对于广大的IPC厂商来说是一个噩梦，这意味着很多CPU、内存、接口芯片甚至包括软件又要停产换代了，这种频繁的新换代无法适应工控的要求。微软和INbbb现在越来越不把向下兼容当作，每一次升级都意味着一次重新开发和投资。

选择PLC的基准：
数量——对于装备制造厂商而言，单一装备（同样的硬件配置和程序）月生产量500台以下就可以考虑使用PLC，如果过了这个数量就可以考虑使用PLC或者单片机开发的控制器。
——各成熟厂商PLC的功能差别不大，的选择多的是考虑服务和宣传，这需要装备制造厂商根据自己的定位来选择，但在PLC的中占有较大有份额，同样点数，同样功能的PLC，不同的价格会有数倍至十倍的差别。
功能——功能的选择不是越多越好，许多功能大多数用户都用不上，但是有一些功能又是PLC的可选功能，比方说实时时钟、电池、RS485、扩展接口等，一般基本功能的PLC价格会很低，但如果选择增加功能价格就会高很多。
性——PLC产品的性与设计、器件、制造工艺相关系，同时也与用户的使用环境和习惯，德维森的V80系列在上有相当多的应用，所以在性方面是没有问题的。
价格——价格的高低对于量比较大的装备厂来说是选取的关键点，但价格从来都不是PLC的考虑点。
习惯——因为各家PLC的编程习惯均有不同，我们发现很多装备厂商工程师在学生时代学的教程就是日本三菱的，所以习惯上偏向于日系，但日系编程习惯并不是的，认真学习PLC厂商提供的手册是加快了解和学习一种新PLC的关键。

二．加装EMC滤波器及谐波电抗器后对谐波抑制水平的阐述

变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能，在各行各业中获得了广泛的应用。由于其采用软起动，可以减少设备和电机的机械冲击，延长设备和电机的使用寿命。随着科学技术的高速发展，变频器以其具有节电、节能、、的特性应用到了工业控制的各个领域中，如变频调速在供水、风机空调设备、过程控制、电梯、机床等方面的应用，保证了调节精度，减轻了工人的劳动强度，提高了经济效益。

但是，由于变频器的开关特性构成了一个非线性负载，所带来的谐波干扰越来越不容忽视，尤其是在大功率的变频调速系统中。变频器干扰主要有：一是变频器中普遍采用了晶闸管或者整流二管等非线性整流器件，其产生的谐波对电网将产生传导干扰，引起电网电流畸变（总电流畸变率用THDI表示，变频器产生谐波引起的THDI在40%左右），影响电网的供电质量；二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等高频开关器件，当晶体管换向的时候，在输出能量的同时，将在输出电缆上产生较强的高频电磁辐射干扰，会影响到周边电气设备的正常工作。

什么是谐波？

谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形（包括方波，三角波等等）都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性，3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、1 4，6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为lOOHz，3次谐波则是150Hz。一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波多大。在平衡的三相系统中， 由于对称关系，偶次谐波已经被了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7，11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。谐波定义示意图如图1所示。

谐波和电磁干扰对电网及其它系统和设备的危害有哪些？

1.谐波使电网的电压与电流波形发生畸变，引起电网中局部的谐振，从而使谐波放大，增加线路损耗，降低电网电压。

2.谐波使电网中的电气设备（包括电动机）产生了附加的谐波损耗，降低了电气设备的功率因数，噪声增大，发热造成绝缘老化，影响其使用效率和寿命。

3.谐波使电网中电力变压器的损耗增加，直接影响变压器的使用容量和使用效率；还会造成变压器噪声增加，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏。

4.谐波可以通过电网传导到其它的用电设备，影响了许多电气设备的正常运行，特别是单相电气设备，所产生影响的瞬间电压畸变会干扰设备内部软件或硬件的正常运转，比如继电器保护装置产生误动作。

5．电磁辐射干扰会使经过变频器输出电缆附近的控制信号（计算机或PLC）、检测信号（仪表或传感器），以及通信等弱电信号受到干扰，严重时使仪表计量不准确，系统无法得到正确的检测和控制信号，或使控制系统信号紊乱。

一般来讲，变频器对电网容量大的系统影响不十分明显，这也就是谐波不被大多数用户重视的原因。但对大功率的变频器或电网容量相对小一些的系统，谐波产生的干扰就不能忽视。应采取较为和有效的措施来确保系统的稳定运行。

针对大功率变频器，应采取哪些抑制谐波和电磁干扰的措施？

从上面的SD700 660V大功率变频器的内部拓扑结构图中可以看出，PE公司的SD700系列的大功率变频器采用了内置了交流谐波电抗器，EMC输入滤波器和dv/dt输出滤波器，其中：

1. 内置的交流电抗器，置于整流桥的，实现以下两个功能:一方面保护整流桥，不受电网电压瞬间波动的影响，抑制输入中的浪涌电流对变频器的冲击，有些是采用置于直流母线上的直流电抗器，但此方案使整流桥得不到相应的保护.另一方面,交流电抗器能够过滤掉电网谐波和增加阻抗，使电流正弦波平滑，并且提高功率因数和效率，所以PE公司大功率的变频器采用了内置交流电抗器，可以提高变频器和整个电网系统的和运行.

2. 内置的EMC滤波器，能对谐波的频率和幅值进行跟踪补偿。其基本原理是从补偿对象测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而性相反的补偿电流频谱， 以抵消原线路谐波源所产生的谐波，能大大降低高次谐波所造成的电机发热和能量损耗，同时减小它对电网的扰动，总的谐波电压含量THDV小于5%，符合EN61800-3标准中工业应用场合（二环境）的EMC要求。PE公司的SD700系列大功率变频器都内置了EMC滤波器，从而使整个系统获得长期稳定的性能。

3. 内置的dv / dt输出滤波器，变频器的输出在传输过程中相间的电磁辐射和耦合噪声等干扰信号将被dv / dt输出滤波器过滤掉，减小对周边控制信号和检测信号的干扰，变频器到电机的电缆长度允许达到长300米，并确保整个系统的稳定。变