時間：2023-03-24 15:33:19
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電源設計論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1分布式電源并網對電壓分布的影響
配電系統的基本單元是饋線。饋線的首端經過高壓降壓變壓器與高壓配電網相連接，末端經低壓降壓變壓器與用戶相連。我國饋線電壓等級大多是10kV，每條饋線上線路成樹狀分布，以輻射形網絡連接若干臺配電變壓器。饋線的不同位置分布有若干負荷，這些負荷種類繁多，隨機性大，要準確地描述比較困難。為方便研究，文章采用靜態恒功率模型來表示各節點的負荷。考慮到配電網電壓較低，線路長度較短，設定以下假設條件：各節點負荷三相對稱，三相線路間不存在互感。然后將所有線路阻抗均折合到系統電壓等級，得出饋線模型，見圖1。在圖1所示系統中，分布式電源注入前m節點電壓為：可見節點電壓與線路輸送的功率緊密相關，而線路輸送功率取決于負荷功率，假設在m節點接入容量為PDG+iQDG的分布式電源，相當于改變該節點的負荷功率，其節點電壓變為。由式（2）可知，該節點注入分布式電源后，節點電壓與線路傳輸功率發生改變。集中供電一般采用輻射狀的配電網，穩態運行狀態下，饋線電壓沿潮流方向逐漸降低．接入分布式電源后，饋線傳輸的功率減少，抬高了饋線上各負荷節點處的電壓，這可能使一些負荷節點的電壓偏移超標，節點電壓升高多少取決于分布式電源的接入位置及總容量大小。接入點電壓Vm必須小于電壓偏差要求的最大電壓Vmax，整條線路上電壓才能滿足要求。
在1節點、8節點、17節點接人容量為1000+j500kVA的分布式電源，其節點類型設為PQ節點，進行潮流計算，結果如圖2所示。從圖2中不難發現分布式電源的接入可以提高系統的整體電壓水平，其接入位置與節點電壓幅值密忉相關。相同容量的分布式電源接在配電線路的不同位置，對線路的電壓分布產生的影響差別很大，接入點越接近線路末端節點對線路電壓分布的影響越大，越接近系統母線對線路電壓分布的影響越小。因此，在配電網規劃及分布式電源接入系統設計時，需要根據分布式電源的性質、容量確定合理的接入點，確定合理的控制方式，只有這樣才能改善線路的電壓質量，提高供電可靠性。
2分布式電源接入系統
2.1分布式電源的分類一般可以根據分布式電源的技術類型、所使用的一次能源及和與電力系統的接口技術進行分類。按照技術類型可分為小型燃氣輪機、地熱發電、水力發電、風力發電、光伏發電、生物質能發電、具有同步或感應發電機的往復式引擎、燃料電池、太陽熱發電、微透平等，按照一次能源可分為化石燃料、可再生能源；按照與電力系統的接口可分為直接相聯、逆變器相聯；按照并網容量分，可分為小型分布式電源和大、中型分布式電源。小型分布式電源主要包括風力發電、光伏發電、燃料電池等；大、中型分布式電源主要包括微型汽輪機、微型燃氣輪機、小型水電等。
2.2微網技術簡介微網是一個小型發配電系統，由分布式電源、相關負荷、逆變裝置、儲能裝置和保護、監控裝置匯集而成，具有能量管理系統、通訊系統、電氣元件保護系統，能夠實現自我調節、控制和管理。微網既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。從其內部看，微網是一個個小型的電力系統。從外部看，微網是配電網中的一個可控的、易控的“虛擬”電源或負荷。微網系統如圖3所示。
2.3將分布式電源組成不同類型的微網目前，比較成熟的分布式發電技術主要有風力發電、光伏發電、燃料電池和微型燃氣輪機等幾種形式。在城鎮配電網中，風力發電、燃料電池、光伏發電發電容量遠小于配網負荷，對于這些小容量的分布式電源，采用與附近負荷組成微網的形式并入配網系統，通過技術措施使微網內的發電功率小于其負荷消耗的功率，使這些“不可見”的分布式電源完全等效為一個負荷。針對發電出力達到最大、負荷功率最小的工況，根據發電出力與負荷消耗功率的差值及持續時間計算出需要存儲的電量，該電量作為儲能裝置容量的一個約束條件，再考慮其他的約束條件，為微網配置容量合理的儲能裝置。當出現發電出力大于負荷消耗功率時，將這部分電量存到儲能裝置中，在負荷功率高于發電出力時，再將這部分電量釋放掉。大型的微型燃氣輪機多用于需要穩定的熱源、冷源的工商企業，以實現熱、電、冷三聯供，這些企業的負荷穩定，易于預測。微型燃氣輪機的發電功率由用戶對供熱和供冷的要求決定，發電功率也易于預測。這樣，以這些微型燃氣輪機為分布式電源的微網是可控、易控的。將分布式電源納入到微電網，并將其分為純負荷性質的微網和發電、負荷可控的微網兩種，有效的解決了分布式電源潮流不可控的難題，給配電網的調度、運行帶來的極大的方便。
2.4微電網接入系統方案純負荷性質的微網在配網中是一個內部帶有電源的負荷，將其接入到配網饋線的中間至末端，可有效地改善配電網電壓分布，降低配電網網損。當微網內分布式電源突然故障或者失電時，由配電網對微網內的負荷進行供電，此時配電線路潮流增大，微網內的電壓會發生躍變，如電壓幅值變化超過用電設備允許值，將會對用電設備造成損壞。針對這種情況，可以利用微網內的儲能裝置將存儲的能量進行逆變，有效地支撐電壓，避免產生電壓跌落，減少電壓波動，有效的保護用電設備。當配電網失電時，微網自動脫網孤島運行，孤島的運行方式由微網內部自行控制，對配電網的故障分析、檢修、試驗不產生影響。對于發電、負荷可控的微網，尤其是容量較大的，在配電網規劃及接入系統設計時，需統一考慮中接入位置對配電網電壓、繼電保護、安全自動裝置的影響，需要進行充分的論證，必要時可采用專線接入系統，以確保配電的安全、可靠運行，充分發揮分布式電源的經濟效益和社會效益。
3結束語
文章分析了分布式電源接入配網后對電壓的影響，并根據分布式電源的不同性質，利用微電網技術，將分布式電源納入到純負荷性質的微網和發電、負荷可控的微網，解決了分布式電源潮流不可控的難題，并在配網規劃中，對這兩類微網接入配網饋線的位置提出建議，達到了改善配電網電壓分布、降低網損的作用。影響分布式電源接入系統的因素很多，比如短路電流、繼電保護、安全自動裝置等，需要在今后繼續研究。另外大容量儲能技術不成熟是制約分布式電源應用的關鍵因素，待大容量儲能解決后，分布式電源將更加廣泛的應用。
作者：段培明許美娜李東升單位：國網吉林省電力有限公司吉林供電公司吉林省吉林市松花江中學
汽車電源模擬測試系統的原理如圖1所示，分為波形采集與波形模擬和測試輸出兩部分。波形采集部分：由于汽車在研發過程中，需經歷樣車的不同的階段，在這些過程中，車載電器件的開發也不是一蹴而就的。通常車載電器件根據階段性被分成C樣件、B樣件以及A樣件（最終穩定狀態）。也就是說在樣車各階段時，不能保證每種車載電器件的狀態都是A類樣件，因此，各階段時，存在汽車啟動瞬間電源電壓變化的不同。而啟動瞬間電源電壓波形的獲取較為簡單（見圖1中波形采集部分），利用示波器，采集汽車蓄電池正負兩端在啟動瞬間的電壓即可。對于波形模擬及輸出測試部分，使用NI工控機和程控電源的USB通信，同NI-VISA（virtualinstrumentsoftwarearchitecture）建立連接，通過LabVIEW軟件編程錄入采集的啟動電壓波形，并對程控電源進行實時控制，模擬輸出，對被測樣件實時測試。
2測試系統軟件設計
2.1NI-VISA調用程控電源功能的實現
在本測試系統中，工控機采用NI公司的PX-I-8110，可編程直流電源采用TOELLNER公司生產的TOE8815-64。工控機與可編程直流電源之間的通信利用Agilent公司的USB/GPIB轉換模塊實現[1]。在利用LabVIEW軟件設計控制程序時，需要使用LabVIEW軟件中的[VISAOpen]子VI，并指定程控交流電源的GPIB地址，例如在本測試系統中程控直流電源的GPIB地址為GPIB0：1：IN-STR，通過這樣的設置就可以建立起工控機與直流電源之間的聯系[1]。
2.2可編程直流電源的控制指令的實現
在測試系統進行模擬輸出時，最重要的是將采集到的波形進行提煉，并通過控制程控直流電源進行輸出。在這里，需要設置的參數為電壓、電流、時間以及起始和結束地址等。在GPIB模式下，TOE8155的控制可被設置為“聽”模式和“說”模式。TOE8155的指令架構符合IEEE-488.2標準，除了上述標準中通用的指令外，TOE8155還具有專門的控制指令集，可通過工控機對直流電源進行參數設置和輸出控制，且需要向直流電源傳送符合TOE8155語法格式的控制指令[2]。其中，在本測試系統中需要用到的TOE8155特定的部分主要指令有[3]：（1）FBbbb將程序設置為觸發模式，循環次數設置為bbb（=0...255）；（2）FCVaaa,eee初始地址為aaa，終止地址為eee間的電壓值線性計算；aaa=0...999，eee=0...999；（3）FCCaaa,eee初始地址為aaa，終止地址為eee間的電流值線性計算；aaa=0...999，eee=0...999；（4）FCTaaa,eee初始地址為aaa，終止地址為eee間的時間值線性計算；aaa=0...999，eee=0...999；由于這些特定指令，在LabVIEW中并無現成的控件可供使用，因此，在程序設計時，相當一部分的工作量為針對特定指令控件子VI的編程。以FCV指令為例，其子VI的LabVIEW編程見圖2和圖3。汽車啟動瞬間的電源電壓波形不是一個周期性、規律的電壓波形，見圖4（某汽車啟動瞬間的因此，在進行模擬電壓的設定時，這種電壓信號是由幾段不同狀態的電壓信號組成的，程序定義時不僅要設置每段電壓信號的電壓幅值、持續時間，和起始終止地址位等信息，還有設置兩端相鄰電壓信號之間的過渡時間[4]。在本設計中，是利用LabVIEW軟件中的簇和條件結構實現這一過程的[3]。寫入波形程序編輯見圖5。
2.3自動測試的實現
前面提到，測試系統中很重要的一部分是波形采集，這個需要針對不同的車型，以及各不同車型的不同階段。這意味著需要進行大量的模擬波形的調用并輸出。因此，采用自動測試的方式可以有效地降低測試人員的勞動強度，更能提高測試系統的效率。在本測試系統中，利用Test-stand與sequenc系列調用測試程序的子VI，其架構見圖6[5]。由于成本的考慮，車載電器件往往多為平臺產品，但是也存在個別車載電器件是專用件的情況。因此在技術人員選擇測試波形的分類時，參考圖7的測試流程進行操作。測試系統的操作時，首先選擇被測DUT所應用的車型，其次，導入該車型的電源曲線，并進行模擬測試。在測試完成后，判斷該DUT是否為平臺化產品，如果判定結果為“是”，則導入該DUT所應用的各車型電源曲線，并進行模擬測試；如果判定結果為“否”，則再次進行是否隨即抽取模擬波形并測試的判定。若判定結果為“是”，則隨機導入電源曲線，并進行模擬測試，若判定結果為“否”，則完成測試，退出程序。
3驗證及總結
關鍵詞：放電開關IGCT，預燃電路，保護電路
一.常用固體激光電源的組成及特點
1.1 激光電源設計要求和技術指標
電源輸出能量必須使工作物質的反轉粒子數大于閾值，超過越多，輸出光能越大。電源的功率和設計方案應隨估算出的泵浦能量而定，這主要取決于工作物質的電光轉換效率。為使激光輸出穩定，要求電源的輸出能量必須穩定。總體而言有如下幾點：1.為使放電器件有高的動力指標和運行指標，電源的輸出電壓或電流特性必須與負特性匹配。2.為使激光器輸出能量均可調，一些電源主要參數既能手動控制，也能自動控制。3.要求電源的泵浦電壓，電流穩定。4.激光電源發展向小型化，重量輕，效率高的方向發展。5.使用要安全可靠，要有過壓，過流等現象的保護電路。
1.2 傳統固體激光電源的組成
傳統固體激光電源由專用供電電源（充電和放電電路）、預燃電路、觸發電路及定時（同步）電路組成。如下圖
1.3 激光電源的工作原理
單向AC220v.50/60Hz輸出整流，經軟啟動后在濾波電容上形成一個直流電源。氙燈點燃后，給出信號到控制板，若主電路沒有欠壓、過流，激光器冷卻液斷水等故障，控制板允許主電路工作，產生40kHz左右的震蕩信號到驅動板，在驅動信號的驅動下，功率開關元件VMOS將直流電壓變換成40kHz的交變電壓，經過高頻高壓器進行開壓，高頻整流橋整流后，送到充電儲能網絡，當儲能電容充到額定電壓時，控制板板給出停振信號，逆變電路停止工作。在系統信號驅動下，儲能電容給氙燈放電。在主電路工作過程中，調Q電源給出一個2000~5000v的晶體高壓。氙燈放電時，相對放電信號延時50~400us，退壓觸發信號也送到調Q電源板上。另外，電源還具有內外時統轉換功能，電源可由外時統控制放電，并具有時統輸出端。
二.放電電路的特點及設計方法
2.1放電開關的選擇
放電電路在激光器電源中起很重要的作用，在放電電路中，把儲存在儲能器中的電能直接轉換成光能，因此放電電路決定了激光器的效率。論文參考，放電開關IGCT。當工作物質螢光壽命一定時，要求的泵浦光脈沖就一定。目前占主導地位的功率半導體器件主要有晶閘管、GTO和IGBT等，隨著技術水平的不斷提高，這些傳統器件無論在功率容量還是在應用復雜程度等方面都有了長足的進步，但在實用方面還存在一些缺陷。傳統GTO關斷不均勻，需要笨重而昂貴的吸收電路。另外，因其門極驅動電路復雜，所需控制功率大，這就使得設計復雜，制造成本高，電路損耗大。IGBT雖無需要吸收電路，但它的通態損耗大，而且可靠性不高。另外，單個IGBT的阻斷電壓較近，即使是新型的高壓應用場合須串聯，增加了系統的復雜性和損耗。
IGCT是一種新型的電力電子器件，它將GTO芯片與及并聯二極管和門極驅動電路集成在一起，再與其門極驅動器在外圍以低電感方式連接，結合了晶體管和晶閘管兩種器件的優點，即晶體管的穩定的關斷能力和晶閘管的低通態損耗。IGCT具有電流大、電壓高、開關頻率高、可靠性高、結構緊湊、損耗低的特點。此外，IGCT還像GTO一樣，具有制造成本低和成品率高的特點，有極好的應用前景。IGCT的一個突出的優點是存儲時間短，因而在串聯應用時，各個IGCT關斷時間的偏差極小，其分擔的電壓會較為均衡，所以適合大功率應用，正好適合本實驗。
2.2 預燃電路
放電電路的電光轉換效率對激光輸出的高低非常重要。為了提高電光轉換效率，減少電磁輻射的干擾，提高燈的幫助，在放電電路中采用了預燃型放電電路。如圖：
這種電路與一般放電電路不同之處在于，有一附加的直流高壓電源，這種高壓電源可采用任何一種整流方式，關鍵是能夠給出一定的電壓和電流。當然，采用LC恒流變換器是理想的預燃電路，由于電路中有高壓直流電源，燈始終處于穩定的輝光狀態，而流過燈的預燃電流將由預燃電路中的限流元件來限定。為了保證儲能器的能量以一定頻率向燈供給，在燈與儲能器之間接有放電開關。
三.保護電路極其設計方法
3.1 電源保護電路的考慮：欠壓、過壓保護
欠壓、過壓保護在激光電源中很重要。如果欠壓，為了輸出額定功率，則必須具有過大的輸入電流。如果過壓，則電源有過高的輸入電壓峰值，增大了對于逆變橋中IGBT功率開關的反向耐壓，易造成過壓擊穿。故為保證系統工作穩定必須具有欠壓、過壓保護電路，電路如圖3所示。利用電阻R,R1,R2取樣，在LM339,2D1-4門通過調節電位器Rw，將電網輸入電壓限制在AC380土10%的允許變化內。
圖3 過壓保護電路 圖4 過流保護電路
3.2過流保護
設置過流保護電路主要解決兩個問題：其儀：保護電源在各種強干擾環境工作時，充電電路中不因逆變失敗使功率開光（IGBT）超過額定電流值而損壞。其二，保證脈沖電源按脈沖方式進行從放電，一旦出現氙燈連弧故障時主回路過流加以切斷，實現保護，如圖4過流保護電路所示。論文參考，放電開關IGCT。論文參考，放電開關IGCT。圖中R為過流取樣電阻，調節電位器RW設置過流值，一般取電流的1.5-2.0倍，當發生過流故障時，LM339反轉經光電耦合送到主控信號板，使逆變信號發生芯片SG3525關斷。論文參考，放電開關IGCT。論文參考，放電開關IGCT。同時面板上故障顯示燈亮、報警。論文參考，放電開關IGCT。
3.3其他保護
為了保證激光器安全工作和操作人的人身安全，在激光電源的設計中，無源水壓控制，濕度控制和激光腔蓋控制，利用與門關系，不論那方面出現故障保護，電路接受到故障信號均及時的關斷逆變信號控制，進行報警。
參考文獻
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關鍵詞：數控直流電源；穩壓電源；電壓源；電流源
中圖分類號：TM461文獻標識碼：A文章編號：10053824（2013）04006707
0引言
數控直流穩壓電源應用非常廣泛，是學習電子信息工程、通信工程、機電一體化、電氣自動化等電類專業學生必然涉及到的一個電工電子課程設計項目。全國大學生電子設計競賽曾于第一屆A題、第二屆A題和第七屆F題（電流源），全國首屆高職院校技能競賽樣題以及省級院校競賽都有涉及，用來檢驗學生的電子設計能力，可見其普遍性。
雖然較多論文都涉及，但電路設計的多樣性以及制作經驗篇幅鮮少，不足以使讀者完成作品并舉一反三。筆者參閱數十篇關于數控直流電源系統的設計，發現許多很難讀懂的問題。例如，給出參數設計輸出達20 V電壓，但運放直接驅動達林頓管明顯無法輸出達22 V以上。又如，通篇無關緊要的內容，唯獨缺少比較放大環節設計及關鍵電路的完整連接，也就是說DAC輸出到調整管之間內容匱乏，這也是本文解決問題的初衷。
直流穩壓電源按照功率管工作狀態，分為線性穩壓電源、開關穩壓電源2種。鑒于電類專業課程設計的需要，本文重點解析線性穩壓電源之關鍵設計，如與OP放大器設計聯系密切的部分，希望對讀者制作該項目或寫論文有所幫助。
1設計要求的性能指標與測試方法
1）輸出電流IL（即額定負載電流），它的最大值決定調整管（三端穩壓器）的最大允許功耗PCM和最大允許電流ICM，要求：IL （Vimax-Vomin）
2）根據輸出電壓范圍和最大輸出電流的指標，U/I可計算出等效負載阻值。例如，輸出電壓要求達30 V，最大輸出電流1 A，因此模擬負載應滿足從幾Ω到30 Ω之間，調整管耗散功率應滿足30 W以上，考慮加散熱片。
1.2質量指標
紋波電壓：是指疊加在輸出電壓Uo上的交流分量。在額定輸出電壓和負載電流下，用示波器觀測其峰一峰值，Uo（p-p）一般為毫伏量級，也可以用交流電壓表測量其有效值。紋波系數是紋波電壓與輸出電壓的百分比。設計中主要涉及濾波電路RLC充放電時間常數的計算。一般在全波式橋式整流情況下，根據下式選擇濾波電容C的容量：RL?C=（3-5）T/2，式中T為輸入交流信號周期，因而T=1/f=1/50=20 ms；RL為整流濾波電路的等效負載電阻。
穩壓系數Su和電壓調整率Ku均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響[2]，因此只需測試其中之一即可。電源輸出電阻ro和電流調整率Ki均說明負載電流變化對輸出電壓的影響[2]，因此也只需測試其中之一即可，具體操作參照指標的定義來實施。
2.2DAC接口電路的設計
2.3調整管控制電路、電壓采樣與電流采樣電路的
2.4ADC接口電路的設計、同時具備電壓源與電流源功能的設計
2.6具備電壓預置記憶存儲部分的設計
2.7保護電路的設計
2.8.2濾波電路的設計
3結語
曾經查閱數十篇類似穩壓電源電路圖，深感模擬電路設計的重要性。本文將電壓源與電流源的設計方案同時羅列，便于讀者理解設計要領。重點解析DAC輸出后的電路設計，圖中電壓、電流數據全部基于proteus交互式仿真完成。電路設計的連貫性、采樣電路取值、運放電路與驅動電路設計等，是同類論文較少論述的環節，可以有效解決目前存在的諸多問題，有助于讀者提高電路解析能力。僅此拋磚引玉，希望本文的設計能對讀者在實際工作中有所幫助，不當之處請多指教。
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關鍵詞：TCA785，調壓調功，感性元件，感應釬焊
1 引言
在感應釬焊過程中，為了適應負載隨溫度變化和加熱工藝的需要，電源應能對負載功率調節。其中調功方式主要有以下幾種：直流調壓調功、移相調功、掃頻調功和脈沖密度調功等。其中直流調壓調功有以下特點：逆變器輸出電壓波形與負載無關，均為交變方波。在串聯諧振負載下，利用鎖相電路實現負載電流頻率跟蹤使負載始終工作在諧振狀態，輸出功率因數較高；逆變器中各個功率器件均在零電流方式下開通和關斷，器件的開關損耗和應力都很小。其中調壓調功電路采用晶閘管作為開關器件，利用相控方式調節輸出電壓。這種方式具有控制方便，價格便宜等特點，因而得到了廣泛的應用。
2 直流調壓調功電路的設計研究
目前國內外已經研制生產出多種用于晶閘管電路的集成觸發器。其中TCA785集成觸發器是由德國西門子公司研制生產的。它內部集成有同步檢波、移相脈沖、過流過壓保護等電路，是一種鋸齒波移相觸發器。與其它集成觸發器相比，由它構成的晶閘管觸發電路具有功耗小、功能強、輸入阻抗高、抗干擾性能好、移相范圍寬、外部器件少、單一電源工作、調整方便等優點。論文參考網。本文所設計的直流調壓調功具體電路如圖1。
圖1 直流調壓調功電路圖
圖1中，220V交流電經過變壓器T1、二極管D2、電容C1以及穩壓管7815轉變為+15V直流電，給該調壓電路提供電源。TCA785的1和16端分別接地和+15V電源。5端是同步信號的輸入端，該信號取自R6兩端交流電壓，同步信號經同步過零電路送至同步寄存齒波信號發生器，在每個正弦信號的過零點矩齒波發生器迅速放電并從0初始值開始充電，從而產生和同步交流信號一致的三角波，如圖2。9端外接固定電阻R7和可變電阻RW1，10端外接電容C5，通過調節RW1可以調節鋸齒波的斜率。6腳為脈沖封鎖控制端，當檢測負載電流過大時，通過控制輔助電路，使6端有由高電平變為低電平，封鎖脈沖的輸出，從而切斷主電路，它是為系統過流過壓或進行其它控制而設置的控制端。11腳外接控制電壓，改變該控制電壓可以控制觸發脈沖的觸發角在0-180°范圍內移相，該控制電壓可以有手工給定，也可以由PLC系統自動給出。論文參考網。12腳外接電容C4，可以控制觸發脈沖的寬度。
圖2同步交流信號和三角波
在一個周期內，TCA785的14和15端分別是正、負半周對應的脈沖輸出端，如圖3，圖中“1”為觸發脈沖，“2”為干擾信號。為保證在一個周期內正負半周均有輸出，利用CD4017的或門邏輯電路，將14和15端輸出脈沖或邏輯運算后，得到頻率增加一倍的觸發脈沖信號，如圖4所示。再將該信號送到MC1413進行功率放大，以提供足夠的功率觸發脈沖來驅動整流模塊，如圖5，該信號電壓為7.5V左右，持續時間約為75μs，可以滿足整流模塊的觸發功率要求。
圖314端對應的觸發脈沖
圖4或邏輯運算并功率放大后的觸發脈沖
圖5示波器時間軸調整后的觸發脈沖
根據感應釬焊的使用要求，控制觸發脈沖觸發角的電壓分手動和自動兩種方式提供。手動控制方式的電壓源來自于7810提供的+10V電壓，調節RW3就得到所需的11腳控制電壓。而自動控制方式時的控制電壓源來自于PLC相關模擬端口的輸出電壓，該電壓大小通過PLC的給定電壓與所采集的負載電壓大小的比較后得到的。脈沖變壓器T2起到電氣隔離的作用。
其中檢測系統主要檢測主電路電流，將檢測電流轉換為電壓后，一方面給PLC自動控制系統提供采集電壓，另方面給保護系統提供保護依據，當該電壓大于設定保護電壓時，就停止觸發脈沖的輸出，進而切斷整個主電路。
3 直流調壓調功電路使用中存在的問題
在該電路調試過程中，當晶閘管后邊電路不存在濾波電感等感性元件時，整流后所得電壓從零到最大值能夠可靠調節。
而負載要求很平穩的直流電壓，則需要在晶閘管后采用濾波環節，即電路中有較大電感。這時當電壓調節到一定值時，會出現輸出電壓突然跳變為零的現象，使負載運行出現異常。如果該現象出現在感應釬焊電源中，則可能在釬焊尚未完成就停止加熱，造成釬料熔化不完全，工件焊接質量不合格。
解決的辦法是：首先測量出電壓突變時TCA785的6端的電壓U6，然后采取相應措施，比如串接分壓電阻，使U6為6端電壓的一端極限值，從而可以避免電壓突變現象。論文參考網。
4 在感應釬焊電源中的應用
感應釬焊電源整體結構如圖6。主要包括整流、濾波部分，逆變器部分，變壓器部分，感應圈，調壓部分以及控制部分等。主電路采取串聯諧振電路，逆變部分采用半橋結構，逆變元件采用一個IGBT模塊，整流部分采用的是半控晶閘管整流器件，觸發脈沖通過控制其導通角的大小可以得到幅值大小變化的直流電壓并供給其后的逆變環節，從而改變逆變器輸出功率。
圖6 感應釬焊機整體結構框圖
圖中直流調壓調功方框內就是前面所設計電路，要想檢測其功能是否正常，可以通過測量主電路中變壓器原邊電壓或者副邊電壓波形加以判斷。調節圖1中TCA785的6端電壓，測得其中兩組對應的波形分別如圖7和圖8。圖7中電壓為50V且很平穩，電流較小，而圖8中電壓為100V左右且較平穩，電流較大。根據電流波形可以看出，兩種電壓下電路都可以起振并正常工作。所以所設計的直流調壓調功電路可以進行電壓調節且所得電壓比較平穩，感應釬焊電路能夠可靠起振，滿足了對不同負載進行感應釬焊的要求。
圖7 電壓為50伏的電壓和電流波形圖
圖8 電壓為115伏的電壓和電流波形圖
5 結論
本文設計了一種直流調壓調功電路，可以使所得電壓從零到最大值之間連續穩定變化，不僅滿足手動調節模式，也可以和PLC系統配合進行自動調節，并具有可靠的保護功能和相關的控制功能。通過試驗，該電路已成功應用于感應釬焊電源之中，使其可以穩定起振，對于不同負載進行功率調節，可靠保證了逆變部分的IGBT元件，具有一定的實用價值和經濟價值。
參考文獻
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第二步:下載并安裝Folding@Home顯卡客戶端(NV:stanford.edu/group/pandegroup/folding/release/Folding@home-Win32-NV-GPU-systray-623.msi;ATI:stanford.edu/group/pandegroup/folding/release/Folding@home-Win32-GPU-systray-623.msi)
第三步:設置客戶端(ID可以使用自己的名字,前面添加[CFan]也可以、隊伍號碼一定要設置為China Folding@Home Power的號碼3213,這是中國在Folding@Home項目上的唯一隊伍,具體參數見下圖)。
運行客戶端程序,右鍵點擊右下角圖標Configure(設置)
填寫User name(用戶名)及Team number(隊伍號碼)
說三道四,
Folding@Home在公益之外的話題
West:等等,你說了半天,今天就是教我們如何參加Folding@Home項目咯?
Alpha:也不完全是這樣,慢慢聽我說就是了。
顯卡通用計算的準繩
由于Folding@Home(以下簡稱F@H)利用了顯卡的通用計算能力,并且斯坦福的瘋子們對這個東西鉆研的極透,所以基本上F@H的成績就是顯卡通用計算的能力。
電源負載能力的殺手
玩F@H不得不說電源的問題,因為F@H可以使顯卡、CPU滿負載運行,并且長時間不間斷,所以對于電源的考驗(主要考驗最重要的12V輸出能力)可謂是苛刻至極。這里說的滿載可不是3D Mark、Crysis等測試的滿載,它要更勝其一籌。讓我們手握F@H這把利刃,披荊斬棘看看誰才是經得住考驗的電源吧。
專家評論
CT:
Folding@Home是一件不錯的公益活動,那個財主West,你那么多機器不如參加一下吧,為人類的將來著想一下多好。不過說實話我疑問蠻多的,我無私地運算,如果項目方將這些結果封閉甚至用來賣錢,那我不是白白打工?
west:
我倒是沒意見,就是這東西要求過于苛刻了,7×24小時不停,這個電費貌似很可怕。另外,據我所知從SETI開始的分布式運算已經有10多個年頭了吧,到現在為止有沒有什么成果?
Alpha:
其實參加這種公益性的活動一來是增加自己多方面的知識儲備,二來還能認識許多有同樣見解的朋友,何樂而不為。任何分布式計算就是借助志愿者的力量來完成積累,因此任何項目都承諾將結果完全無隱瞞地分享給公眾,如果不公開運算結果,那有誰會參與運算?另外,計算得到的很多論文,斯坦福都會公布在官方網站上,比如F@H項目61號論文就是研究與H5N1(禽流感)相關的項目(地址:psb.stanford.edu/psb-online/proceedings/psb09/kasson.pdf )
CT:
話說,很久以前我貌似就參與過F@H,只是后來就放棄了,那個時候還是用CPU,那個速度啊,怎是一個慢字可以了得。我記得那個時候P4D 2.8GHz只有可憐的幾百分/天。不過每天看著自己的分數上漲倒是蠻有成就感的。
west:
嗯,確實,CUDA、GPGPU的普及讓分布式運算大展拳腳,一會兒NV塞斯坦福點錢,讓他們給優化優化,一會兒ATI又塞點錢讓劣化劣化NV之類的,反正是你方唱罷我登場。不單單F@H這樣,游戲廠、軟件商也是如此,什么The Way之類的,不都是送錢等優化嗎,冤冤相報何時了啊,不過好在兩方牽制斯坦福還能保持起碼過得去的中立性。
關鍵詞：微網；控制策略；現狀
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A
Analyses the micro network control research status
DUAN Xiao-rui，LI Jin，ZENG Zhao-wei
（College of Electrical Engineering， Guizhou University， Guiyang Guizhou，550025）
Abstract： In recent years， Distributed Generation obtained more and more attention and application， and by the small capacity of distributed power network research. This paper first introduces the concept of micro network and micro network control strategy， and then summarizes and analyzes the current research status of micro network.
Key words： Micro network；The control strategy；The status quo
引言
隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，近年來用電負荷正急劇增長。與此同時，能源危機與環境保護的壓力正逐漸加大，化石燃料的迅速消耗和燃燒應用中產生的污染問題也已嚴重影響到了人們的正常生活。因此，綠色清潔的新能源以及可再生能源的應用得到了越來越多的重視。分布式發電將分散存在的清潔能源轉化為電能，使分布式能源得到最有效的利用，因此分布式發電技術為清潔能源的推廣應用提供了有力的技術支撐[1]。分布式發電技術不斷發展，將分布式發電供能系統以微網的形式運行，與大電網互為支撐，是發揮分布式發電供能系統能效的最有效方式。
微網概念
微網是一種可將各種小型分布式電源組合起來為當地負荷提供電能的低壓電網。它具有聯網和孤島兩種運行模式，能提高負荷側的供電可靠性。微網中的分布式電源常采用電力電子接口連接到微網，這增加了分布式電源接口控制的靈活性，但是減少了系統的慣性。微網缺少慣性和運行模式的多樣性增加了系統在維持能量平衡及頻率穩定等方面的控制難度。微網既可以通過配電網與大型電力網并聯運行，形成一個大型電網與小型電網的聯合運行系統，也可以獨立地為當地負荷提供電力需求。該靈活運行模式大大提高了負荷側的供電可靠性。同時，微網通過單點接入電網，可以減少大量小功率分布式電源接入電網后對傳統電網的影響。
微網控制策略
微網在實際運行中需要解決的關鍵問題之一就是控制問題。當微網中的負荷或網絡結構發生變化時，如何通過對微網中各種微電源進行有效的協調控制，以保證微網在不同運行模式下都能夠滿足負荷的電能質量要求，是微網能否可靠運行的關鍵[2]。
目前的微網控制方案，按整體控制策略可分為對等控制、主從控制。主從控制一般是指底層微電源的控制是一種主從控制結構：以一個微電源作為主單元，其控制器作為主控制器，其余微電源的控制器作為從控制器。從控制器必須服從主控制器，其之間的通信聯系是強聯系，一旦通信失敗，微網將無法正常工作。主從控制策略主要用于孤島運行時的微網。對等控制就是微網中每個微電源地位相等，不存在起主要支撐作用的主控制單元。對等控制策略基于下垂控制法，分別將頻率和有功功率、電壓和無功功率關聯起來，通過一定的控制算法，模擬傳統電網中的有功、頻率特性曲線和無功、電壓曲線，實現電壓、頻率的自動調節而無須借助于通信。
下垂控制、恒壓恒頻控制和恒功率控制是目前常見三種的微電源接口逆變器控制方法。下垂控制方法就是使接口逆變器模仿傳統電力系統的下垂特性，通過有功和無功來調節微電源輸出的頻率和電迅。該控制方法是基于本地測量的有功和無功值對逆變器進行控制，各微電源之間不需要通信，因此一般用于對等控制策略中[3]。恒壓恒頻控制通過直接給定電壓和頻率的參考值，設計控制器來調節接口逆變器的輸出電壓和頻率，主要用于孤島運行模式，給微網提供頻率和電壓的支撐[4]。主從控制策略中主微電源的控制一般釆用此控制方法。通常PQ控制用于并網運行狀態。設計控制器在并網運行時使逆變器按照給定的有功和無功參考值輸出功率，微電源一般不參與電壓、頻率的調節，主要由大電網提供支撐[5]。當處于孤島運行狀態時，微網必須中有維持電壓和頻率的微電源。
研究現狀
微電網是目前國內外學者的研究熱點，其靈活的運行方式、高質量的供電服務以及綠色高效的經濟性能，使其具有良好的發展前景。我國對微網的研究尚處于起步階段，在國家科技部“863計劃先進能源技術領域2007年度專題課題”中已經包括了微網技術，目前中國科學院電工研究所、清華大學、天津大學等單位相繼開始了對微網的研究。
文獻[6]通過對微網實驗系統微網主從控制模式和對等控制模式進行比較，得到結論：主從控制微網系統可以實現電壓和頻率的無差控制，但對主控單元有很強的依賴性，主控單元的選擇至關重要； 若微網中存在燃機等輸出穩定且易于控制的DG時，應優選其作為主控單元，而光伏風力等間歇性DG作為從控單元； 若微網中不含有可控DG，則選擇儲能裝置為主控單元，但儲能裝置容量將限制其長時間孤島運行。對等控制微網具有冗余性，但沒有考慮系統電壓與頻率的恢復問題，屬于有差控制，魯棒性差，并且在控制和應用上尚存在若干關鍵技術問題亟待攻克，目前僅限于實驗研究階段。
文獻[7]研究了下垂控制和混合控制的微源控制方法，并建立了微網系統仿真模型， 針對計劃孤網和非計劃孤網中的下垂控制和混合控制進行了仿真分析。仿真結果驗證了2種控制方式對維持微網孤網穩定的有效性，并且任何控制方式下，微網再并網時均需對微源出力進行重新調整，才能平滑過渡至并網穩定運行模式。
文獻[8]分析了微網中多個分布式電源采用 P-f 和 Q-V 下垂控制時，微網的頻率穩定性。根據微網內分布式電源的輸出特性和負荷需求特性，設計了一種分布式電源層對等控制與主從控制相結合的微網控制策略，并分析了采用此控制方案后微網在不同運行情況下的暫態特性。
文獻[9]主要研究了微電源接口逆變器的控制方法，通過建立下垂控制小信號模型，仔細分析了電壓頻率、電壓幅值下垂參數和低通濾波器的截止頻率三個參數對于系統穩定性的影響。將微電源等效為直流源或經整流后的直流源，在坐標系中建立了三相逆變器的數學模型；在分析微電源逆變器控制方法和原理的基礎上，設計了基于下垂特性的雙環反饋控制器、PQ控制器。
文獻[10]只考慮并網后電網向微網注入功率時，對含有一個DG的微網并網過程仿真，研究了并網過程中頻率和電壓波動變化，著重分析了在并網前開關兩側電壓相對相位超前和落后的兩種不同情況，提出了微網并網的最佳控制策略：并網時開關兩側的電壓差必須很小，理想狀態為零；電網頻率必須稍高于微網頻率；并網時刻電網電壓必須超前于微網電壓。
文獻[11]詳細分析了PQ控制和V/f控制的原理和方法，對相應的控制器進行設計，并在此基礎上建立起微網的模型。通過不同運行方式仿真驗證了該模型的運行特性，從而證明了控制策略的有效性和正確性。
文獻[12]分析了傳統的下垂控制策略在微電網系統中應用所存在的缺陷，并提出采用倒下垂控制與下垂控制相結合的綜合控制策略。該策略在改善微電網的穩定性，最大限度地限制過流情況發生等方面都具有顯著特點，而且能實現微電網在網絡結構或狀態轉換過程的無縫切換，同時也為不同響應時間的儲能裝置選擇合適的控制策略提供了可能。
由以上的分析可知，目前我國針對微網控制的研究主要集中在下垂控制、恒壓恒頻控制和恒功率控制三種控制方式，在假定條件下通過對其控制原理和方法的分析進行控制器設計，進而搭建模型進行仿真，從而驗證控制策略的有效性。
總結
面對能源危機的挑戰，加強綠色能源的利用，既符合國家的能源政策，又可以緩解現階段能源供求緊張的關系。智能微網的出現，可以較好地解決整個電網控制的復雜性。雖然目前微網的實用化還存在著各種各樣的困難，但微網在降低能耗以及補充電網不足方面的優點會促進專家學者的研究，微網的巨大潛力會凸現出來。
參考文獻
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關鍵詞：冗余技術，Redundancytechnique，網絡network，通訊Communication
前言：目前在熱力汽輪發電機中廣泛應用冗余技術，其特點是自控系統安全可靠，便于集中管理，本文重點從幾個方面介紹汽輪發電機自控設備中冗余技術的安全措施：
1．冗余的控制系統配置
目前萊鋼煤氣-蒸汽聯合循環發電工程自控系統采用ABB公司的AC800FR控制系統，過程站采用冗余的PM803總線控制器和分布式S800I/O，兩個配置完全一樣的AC800控制器可實現控制器1：1冗余，主備控制器之間可無擾動切換。每個控制器上都插有兩個Ethernet網卡，第一個網卡用于連接系統網絡（diginets），而第二個網卡彼此互連以形成專門的冗余通訊鏈接（diginetR）,確保主備控制器之間的冗余信息同步。一旦主控制器故障，備用控制器能迅速無擾的從主控制器中斷點接替工作。
現場過程控制器AC800F、操作員站OS及工程師站ES之間的數據通訊由系統網絡（diginets）來完成，采用標準的TCP/IP協議、RJ45通訊傳輸介質和網絡拓撲布局，控制器上的第一個Etherent網卡提供控制器與系統網絡（diginets）的通訊接口。工程師站上組態好的用戶控制程序由diginets和第一個網卡下載至控制器的RAM中，Ethernet網卡的電池卡槽上裝有RAM后備電池，可在控制器掉電時保持RAM中的用戶控制程序實現上層工業以態網絡通訊和下層Profibus現場總線的冗于，保障通訊數據傳送的穩定安全性。
冗余的CPU過程站處理器，保證數據的正常采集、處理。冗余的網絡通訊技術，信息數據得以暢通無阻。冗余的監控平臺就象運行人員的兩只眼睛，監控設備工況，使運行人員在第一時間內得到信息資料，及時處理故障，保障設備安全運行。
見圖1
圖1 系統網絡圖
2．可靠的并聯式不間斷的冗余供電模式
電源作為設備的動力來源，是設備關鍵性因素。突發性系統供電中斷將會直接導致計算機隨機存儲器中數據丟失，設備停機，造成無法挽回的損失。控制系統中引入不間斷電源UPS，外來兩段母線市電先經過UPS，再分路供給DCS系統及儀表器件。一方面可對輸入電源起到穩壓作用，另一方面當市電故障停電時UPS可在小于5ms時間間隔內利用蓄電池逆變自動切換至由UPS供電，根據所帶負荷及UPS容量大小設計要求UPS至少能夠提供半小時時間。市電恢復正常后，UPS自動切換市電供電模式，從而保障自動控制系統電源始終連續與穩定，徹底解決因電網波動或突發性失電損壞自控設備，影響設備的正常運行，造成無法挽回的損失。
兩臺不間斷工裝UPS電源，正常運行時同時工作，共同分擔負荷。當其中任意一臺故障時，另一臺自動切換至主機狀態，全帶負荷。并聯UPS的軟件和硬件完全一致，其控制電纜形成閉環連接，保證自動控制系統穩定、持續的供電電源。
3．關鍵停機儀表設備參數采用模擬和數字信號相結合的冗余思路
汽輪發電機油壓力低低聯鎖停機參數靈活運用，保護機組工況安全運行。論文格式。論文格式。論文格式。油壓是否正常，作為汽機聯鎖停機的信號，采用了在油進汽輪機軸承末端管道上安裝了油壓檢測壓力開關，其設定值均為30KPa，用于采集開關信號，優點抗干擾能力強，同一位置安裝智能變送器提供模擬信號，優點精度高顯示方便。二者在DCS系統中進行與邏輯關系，再通延時1秒鐘判斷，若二者同時低于設定值30KPa，證實油管路油壓低，則保護機組停機，有效的消除了外界磁場干擾信號源的突發性。見圖2：
圖2邏輯圖
汽輪發電機軸承油溫度采用外裝雙質熱電阻，兩模擬信號同時采集去DCS系統，并判斷溫度可能存在的誤差，邏輯判斷再發出停機指令。更有推力瓦溫度選用內藏式熱電阻，每個瓦塊上安裝四個相同熱電阻信號采集，根據工藝要求靈活運用或四選二、或四選三，并進行溫度斷路或開路邏輯判斷發出停機指令，大大提高了機組連續安全生產。
TSI軸系監測裝置是一種面向汽輪發電機組的多通道監視保護系統，主要監視轉子和汽缸的機械運行參數，如軸振動、軸向位移、脹差、轉速等，輸出的模擬信號至DCS系統顯示、處理報警，輸出的接點信號可用于停機保護。目前，應用最廣泛，技術成熟的美國本特利公司生產的3500系列大型旋轉機械監測裝置。其重要的聯鎖停機信號采用雙傳感器進行數據采集，內部冗于判斷數字量輸出去DCS系統并在程序中判斷，延時控制聯鎖停機，有效的消除了誤信號造成不必要的停機。
結論：生產過程中冗余技術安全可靠、靈活多樣的控制思
參考文獻：1、《汽輪機設備運行》北京：中國電力出版社，1997
2、《熱工自動控制技術問答》北京：中國電力出版社，1996
【Abstract】With the development of time， the PLC automatic control system based on the advanced computer control technology and electrical automation control technology， has been actively applied in many areas， and rapid developed. This paper explores the integrated design of PLC technology automation control system.
【關鍵詞】自動化控制系統；PLC技術；集成設計
【Keywords】automatic control system； PLC technology； integrated design
【中圖分類號】F407.67 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0100-02
1 引言
在衡量一個國家生產力發展水平以及生產發展中，工業自動化水平是一個重要的指標，并且在工業自動化中，電氣自動化是其重要的組成部分。在基于可編程控制器基礎之上PLC技術的發展和生產，不僅僅克服了之前控制的許多缺點，還提升了電氣自動化控制的水平，解決了甚多技術上的難題，有著較好的應用和推廣前景。該研究中所提到的單片機選擇變頻器與PLC，方便用戶管理，維修相對比較方便。為了較好地發揮PLC自動化控制系統所產生的積極作用，論文就從PLC自動化控制系統以及PLC技術優化設計的基本論述出發，對基于PLC技術的自動化控制系統的集成設計展開討論。
2 PLC自動化控制系統以及PLC技術優化設計
2.1 PLC自動化控制系統
每一種控制系統所進行的優化設計都是為了更好地提升自動化生產的效率和質量，更好地滿足被控制對象的基本工藝要求，然而在PLC自動化控制系統中，不僅要遵循優化設計的原則，還需要依據一定的生產工藝要求[1]。
2.1.1系統安全性的保證
在控制系統進行優化的設計過程中，應該保證可靠、安全這一條主線，在保證不斷提升PLC自動化控制系統質量以及效率的過程中，保證系統的使用可靠性和安全性。
2.1.2 被控制對象基本工藝要求的滿足
優化設計最基本的原則，就是要最大限度地滿足被控制對象的基本工藝要求。在PLC自動化控制系統進行優化設計之前，就需要先進行必要的調查研究，關于控制系統的重要應用環境和基本用途，將相關的數據資料進行整理和搜集。詳細地優化設計方案的形成就需要有專業的設計人員并做好準備工作。協同各方面的關系積極解決設計過程中出現的問題。
2.1.3 生產效率的提升
在PLC自動化控制系統的優化設計中，生產效率的提升就是其目的，這樣的過程還需要在許多工藝的改進和生產路線伴隨之下進行。所以在選擇PLC容量的過程中，緊密地聯系實際，為日后優化改造留有一定余地，并確定合理的容量。
2.1.4 優化設計方案的優化
對于PLC自動化控制系統而言，為了使基本的使用功能不受影響，就需要在最大的可能之下優化PLC自動化控制系統的優化設計方案。為了實現合理而且經濟簡便的優化設計方案，就需要達到更佳的控制效果并進行更為簡單的設計。
2.2 PLC技術
所謂的PLC技術，就是一個關于可編程控制器的簡稱，自身的計算機技術的一種表現，也是在計算機基礎之上發展而來的一種全新的技術，而且這樣的技術日趨成熟，也為電子自動化生產創造出了一種具有較強專業性的自動化控制器，不斷地被應用在電氣自動化控制中。實現電氣自動化的控制實現，就需要按照不同用戶的需求，依據既定的順序和命令進行處理，通過相關的軟件進行控制。與傳統的電氣自動化控制系統進行比較，PLC控制系統進行連接只需要通過相關的軟件，以及較少的接線量，通常情況下其他的線路是不需要實際線路連接的。另外，還可以依據既定的程序，將這種系統所涉及的信息存儲、處理以及獲取進行。
3 PLC自動化控制系統的集成設計
相較于傳統的電氣自動化控制系統而言，其需要通過多種連接線才可以將處理和連接實現，從而消耗較多的財力、物力以及人力，還不能夠積極地促進高效維護和統一管理，各式各樣的障礙對系統的正常運行產生著嚴重的阻礙。然而，隨著時間的發展，在先進的計算機控制技術以及電氣自動化控制技術的基礎之上所發展開來的PLC自動化控制系統，已經在許多的領域被積極地運用，并且自身迅速地發展[2]。
3.1 集成設計之軟件設計
在PLC 控制系統的設計上，首先要設計出電源回路（見圖1）。選用80 至240VAC 的電源作為PLC 的供電裝置。由于適用于PLC 的電源較多，其對電源的適應范圍較廣，因此在安裝電源時要加裝電源凈化元件，以此來達到抗干擾的目的。抗干擾元件選擇1：1 的隔離變壓器、電源濾波器等裝置。按照控制要求將工藝流程圖轉化成梯形圖，這就是軟件設計的主要任務，也是PLC應用最關鍵的問題，并且軟件設計的具體表現就是程序的編寫。在控制工程的應用中，優秀的軟件設計方便工程技術人員對系統進行日常的維護以及系統調試。生產過程控制復雜程度不同，模塊化程序以及基本程序的結構分類也不同。
3.2 集成設計之硬件設計
3.2.1 硬件設計之PLC自動化控制系統的輸出電路設計
在對于輸出電路進行設計的時候，做好相關的電路設計準備工作，就需要按照基本的生產工藝要求進行，通過晶體管將輸出電路所需要的各式頻器的調速和控制以及指示燈輸出，需要晶體管作為支撐的，最主要的就是頻率過高的PLC控制系統。通過繼電器輸出，說明其有著過低的頻率，不僅設計簡單還可以提升系統的負載能力。
3.2.2 硬件設計之PLC自動化控制系統的輸出電路設計分析
對于PLC自動化控制系統的輸入電源而言，AC85-240V就是通常情況下供電電源的電壓，有著比較多的應用和比較廣的適用范圍。在電源上面安裝必要的電源凈化原件，更好地減少外界環境對電源的干擾，隔離變壓器和電源濾波器就是最主要的。我們所引入的雙層隔離技術，就是在隔離變壓器的使用過程中引入的，可以通過屏蔽層減少高低頻脈沖的干擾。
4 結語
PLC作為一種電子操作系統，專門在工業環境下進行，使用時可以在沒有任何保護措施的情況之下。當有著電磁干擾以及過分惡劣的工作環境的時候，就會有整個系統或者設備失靈的現象發生。所以將PLC自動化控制系統進行進一步的優化設計就成為了必要選擇。PLC自動化控制系統的優化設計以及集成設計，是一個非常系統化的工程，為了實現最優化的設計，就需要在反復的設計和實踐過程中對其進行不斷地優化和總結，優化其集成設計。
【參考文獻】
關鍵詞：PLC，起重機，控制系統，HMI，智能化
1.引言
橋式起重機是生產企業廣泛應用的生產工具之一，傳統的電氣控制系統接線復雜，故障率高，難以維護。本文結合生產實際的，介紹一種采用SIMENS S7-200型PLC控制的起重機電控系統，其控制線路簡單，安全可靠，智能化程度較高，能夠有效地提高生產效率。
2 總體設計方案
一個完整的基于PLC控制的橋式起重機電氣系統，主要由六大模塊組成[1]，分別為：1）配電保護模塊2）主起升機構模塊3）副起升機構模塊4）大車運行機構模塊5）小車運行機構模塊6）PLC 控制模塊。通過聯動臺上的主令控制器、按鈕等手動控制裝置，把信號傳遞給PLC的輸入模塊，CPU內的程序對這些信號進行處理，再由輸出模塊輸出控制信號控制中間繼電器、指示燈、報警器、顯示裝置等。中間繼電器帶動大的接觸器，進一步控制起重機各機構電機的啟動、停止及運行。免費論文。各種保護信號如限位開關、過流繼電器、門開關、超載限制器等也將信號反饋到PLC的輸入模塊，起到安全保護的作用。免費論文。系統總圖見圖1。
2.1 控制系統安全保護
（1）安全門開關聯鎖保護：在門開關沒關的情況下，總接觸器不能吸合，在總接觸器吸合的情況下，打開門開關，總接觸器斷開。
（2）超載保護：當起重量達到額定起重量的95%時，開始報警，達到額定起重量的105%，報警并輸出停止信號，此時，起升機構只能下降，不能上升。
（3）斷相、相序保護：通過斷相相序保護器來實現。
（4）各機構限位保護：包括主副起升、下降限位；大車左行、右行限位；小車前行、后行限位，到達限位時，切斷對應方向電源，此時，該機構只能向相反方面運行。
（5）設置急停開關，在出現緊急事故的情況下，切斷總電源。急停開關一般為紅色蘑菇頭非自復位型。
（6）設置零位保護，各機構控制器只有在零位的情況下，總接觸器才能吸合，防止在停電后，主令沒回零的情況，各機構自行運行，帶來危險。
（7）設置熱繼電器，當電機通過的電流超過
電動機的額定電流，電機溫度過熱時，其相應的熱繼電器工作，斷開主回路，起到保護電機的作用。
（8）設置電鈴或報警裝置，在出現故障時，可進行報警。在起重機動作之前應該報警，必須在響鈴后方可操作大車運行機構。
2.2輸入輸出信號設計
通過用戶對橋機控制檔位及安全的要求，需要以下控制信號：
主副鉤起升、下降信號、2檔、3檔、4檔，小車和大車的前、后、左、右方向信號及2檔、3檔、4檔；主副起升限位、大小車限位；熱繼電器信號、超載信號、變頻器故障信號；安全門開關，啟動、停止、急停、照明、電鈴、變頻器復位信號；初步確定所有的手動輸入信號和反饋信號總共48個，對應的輸出有31個。
3 PLC的內部邏輯運算原理與梯形圖的繪制
3.1 PLC的掃描執行原理
可編程控制器與計算機一樣，通過執行用戶程序來實現控制任務。
PLC采用掃描工作方式，通過“采集輸入量、執行程序、輸出控制量”的循環掃描方式實現程序的運行[2]，如圖2所示。掃描就是從第1條指令開始，在無間斷或跳轉指令的情況之下，按照程序存儲的地址號按順序逐條執行指令，直到最后一條指令，然后再從頭開始掃描，如此循環。
3.2 梯形圖的繪制
PLC內部梯形圖主要包括4大部分：安全保護部分、功能控制部分、故障輸出部分和各控制機構。設計過程中，充分考慮到控制系統的安全問題，多處均設置邏輯互鎖，并且在保證正確的前提下，盡量讓梯形圖簡單明了，便于分析與修改。
4系統硬件選型與設計
4.1 PLC的選型
根據初步確定的I/O信號進行選擇，包括輸入輸出信號的數量、性質、參數和特性要求，PLC選用SIMENSS7-200CN系列。CPU為 226CN，此CPU集成24輸入/16輸出共40個數字量I/O點，最大擴展至248路數字量I/O點或35路模擬量I/O點；26K字節程序和數據存空間；6個獨立的30kHz高速計數器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出；有2個RS485通訊編程口，具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力；具有極高的可靠性，極豐富的指令集,具有眾多功能指令,可以實現數據傳送、比較、四則運算等操作。其中，功能指令CMP可以進行數據比較，MOV指令可以進行數據傳送，SEGL指令可將數據寄存器存儲的故障參數在數碼管顯示出來，SRMR指令可產生閃爍控制信號，用以輸出聲光報警信號。它的CPU模塊、擴展模塊的高度和深度相同，寬度不同。它們之間用扁平通訊線連接，緊密拼裝后組成1個長方體，適合在機電一體化中使用。內置的24V DC電源，可做輸入回路的電源和傳感器的電源。擴展模塊采用2個16入16出擴展模塊。PLC外部接線圖如圖3所示。
4.2故障顯示的選型與安裝
在配置比較高的橋機中，可以設置1個隨時監視系統工作情況的裝置，以便操作人員能及時地了解起重機機的運行狀態（各機構的限位情況及主要部件的工作狀態），發現系統存在的安全隱患，并能及時地做出正確處置[3]。免費論文。在本設計中，選用的裝置為TP170A文本顯示器。
TP170A人機界面，是1種先進的觸摸式人機界面，可以與各類PLC（或帶通訊口的智能控制器）配合使用，以文本或圖形的形式監控、修改PLC內部寄存器或繼電器的數值及狀態，從而使操作人員能夠自如的控制起重機。通過編輯軟件WinCC flexible在計算機上操作畫面，自由輸入漢字以及PLC地址，使用串口通訊下載畫面。可以有1000個故障消息，每個消息長度為70個字符；250個過程畫面，每個畫面的變量/域有20/20，圖形的對象可以是位圖，圖標，背景圖畫，并且還有柱形統計表；用戶專用權限多達32個；接口有三個可供自由先擇：RS232、RS422、RS485；傳送組態有串行、MPI、PROFIBUS DP[4]。
圖3 PLC外部接線圖
5 結論
在現有的用PLC控制替代傳統繼電器控制系統的設計上，改進和完善電氣控制系統和安全保護電路，不僅使起重機控制線路簡化，安全性能更好，而且PLC能檢測各個不正常工作現象并送往文本顯示器進行顯示，便于故障的發現與排除，大大提高了工作效率，因而在現在的市場有很好的發展前景。
參考 文 獻
[1] 張質文， 起重機設計手冊，北京，中國鐵道出版社 2001.
[2] 張萬忠，可編程控制器入門與應用，北京：中國電力出版社 2005.
[3] 陳伯時，電力拖動自動控制系統，北京，機械工業出版社，1991.
[4] 西門子（中國）自動化驅動集團，深入淺出西門子S7-200 PLC，北京，北京航空航天大學出版社.
關鍵詞：直流開關 軟開關技術 發展研究
中圖分類號：TM564 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）02-0095-01
對于各種電器而言，電源是如同心臟一般的存在，近年來，國家重視電力電子技術的開發與應用，直流開關電源在航空航天、通訊和計算機等高科技領域得到了大量的使用。這也要求相關領域必須研制出小型高效的開關電源取代原本笨重低效的舊式裝置。在精益求精的電源領域中，實現電源的高頻化，軟開關技術的研究十分關鍵。
1 軟開關研究技術的重要意義
電源技術的發展，多種新型電路拓撲、新型器件和控制策略的應用，使得高頻開關得到了廣泛的應用。但是電源裝置采用硬開關方式會存在以下問題：
1.1 開關損耗多
到目前為止，開關電源普遍應用PWM技術，也就是脈寬調制技術。它要在大電流、高電壓下通電和斷電，所以開關管并不是這種變換電路中的理性器件，因為開關管的導通和切斷都需要時間產生電流升降和電壓升降，會產生消耗。
1.2 電壓、電流尖峰大
當感性關斷時，電路中的相應元件會感應到尖峰電壓。開關的頻率越高，感應電壓的尖峰值越高，可能造成器件的不安全擊穿；當容性開通時，開關器件的結電容中儲存的能量會以電流的形式耗散到開關器件內。開關的頻率越高，容性開通的電流值越大，會造成器件的熱損毀。對器件的安全性危害極大。
1.3 電磁干擾重
頻率越高，電路中的di，dt和du，dt的比值就越大，導致了電磁干擾加重，影響了周圍電子設備和整流器的正常工作。然而，采用軟開關技術就不同了，它可以有效的解決上訴所有問題。所以，有效的利用軟開關技術，是電源設計師的關鍵任務，也是電源設備制造商們提高效率，降低成本的首要選擇。
2 軟開關技術的應用原理
自改革開放以來，由于傳統變換器硬開關的應用弊端，軟開關技術得到了廣泛的應用，軟開關技術一般有零電壓開關和零電流開關兩種，主要應用諧振原理，使得電流在開關器件中按正弦規律或者余弦規律變化。為了減少損耗，在電流自然過零的時候，關斷器件。
3 軟開關技術的分類
3.1 諧振變換器
諧振變換器的實質是負載諧振變換器，最早被提出來是在上世紀七十年代。在標準脈寬調制變換器上附加諧振網絡就會得到諧振變換器。根據諧振元件的不同諧振方式，可以將諧振變換器分為串聯諧振和并聯諧振兩大類變換器。根據諧振電路和負載的連接方式的不同，又可以將諧振變換器分成串聯和并聯負載諧振變換器兩種。它的工作原理就是通過負載的諧振與諧振網絡，調整經過開關元件的電壓或電流，成為正弦波形，使開關元件在電流過零開通，在電壓過零時關斷，從而實現軟開關的過程。諧振變換器與負載的關聯很大，對負載變化特別的敏感應采用頻率調制方法，它的EMI很小，可以在中頻感應場廣泛使用。這種軟開關技術適用于開關速度比較慢的器件，多應用在全橋或半橋變換器。
3.2 準諧振變換器和多諧振變換器
上世紀八十年代初期，李澤元教授在美國的UPEC和眾多研究人員一起研究提出了諧振開關。最為準諧振變換器中的關鍵部分，它是在PWM的開關上添加了一些諧振元件。按照開關管與諧振電容和諧振電感的不同結合方式，可以將諧振開關分為零電壓和零電流開關，這兩種開關都有兩種電路方式，即L型和M型，又各有全波和半波兩種模式。
諧振開關雖然實現了軟開關，降低了開關的損耗，但是在這種方式中的開關器件壓應力過大。只有采用變頻控制才能在開關器件波動的工作頻率下保持輸出電壓的恒定。但是變頻控制方法過于復雜，不能實現最優設計，因此，這種諧振方法多數適用于小功率低電壓的場合。
3.3 零開關PWM變換器
零開關PWM變換器是在準諧振軟開關中加入輔助開關管，控制諧振過程，實現PWM的控制，主要有零電壓PWM和零電流PWM兩種變換器。它在利用諧振換相后繼續采用PWM，既保留了硬開關脈寬調制技術的低穩態應力和低穩態損耗的優點又克服了三大缺陷。
3.4 零轉換PWM變換器
零轉換PWM轉換器的諧振網絡是和主開關并聯的。主要有ZVT-PWM變換器和ZCP-PWM變換器兩種。零轉換PWM轉換器既能夠解決諧振技術和PWM技術缺點，又能夠綜合二者的優點，是因為零轉換PWM轉換器在開關轉換結束后立刻就變成了正常的工作方式，因此，這種轉換器廣泛應用于中、大功率的場合。它能實現頻率恒定的控制，能夠減少電路損耗，不會增加主要開關管的電流和電壓的應力。
3.5 無源無損緩沖電路
無源無損緩沖電路指的就是不附加有源器件，只采用二極管和電感來組成的無損緩沖電路。一般包括三種功能回路：關斷緩沖回路、開通緩沖回路和反饋回路，嚴格意義上來說，這種電路只能滿足開關過程的軟化，但是因其開關損耗很低，電路拓撲很簡單成本低，體積小。
4 結語
為了在降低循環能量的同時，建立軟開關條件，使得軟開關PWM技術得到了很多種發展。當今的開關轉化技術大多數都應用的諧振原理，由于電路的串聯或并聯諧振網絡會產生諧振損耗，還會使電路產生固有的影響，因此，人們提出了軟開關技術，結合了諧振零電壓技術和無損耗吸收技術的優勢，電路實現了零電壓開通的同時也實現了零電流關斷，保證零電流開通的同時，包含零電壓關斷四種狀態的隨意組合。新型的軟開關技術已經成為全新的發展趨勢。
參考文獻
[1]阮新波，嚴仰光.直流開關電源的軟開關技術.科學出版社，2000.
論文摘要：電梯的電氣控制設備由制造廠成套供應，電氣控制設備的電源進線及控制和配電出線由安裝單位配套。電氣設計只需為下列用電設備提供電源、選配斷路器和配電線路。
1 概述
電梯電氣控制設備由制造廠成套供應，電氣控制設備的電源進線及控制和配電出線由安裝單位配套。電氣設計只需為下列用電設備提供電源、選配斷路器和配電線路。
電梯主電源；轎廂、機房和滑輪間的照明和通風；轎頂和底坑的電源插座；機房和滑輪間的電源插座；電梯井道的照明；報警裝置。
2 配電設計
2.1電梯的負荷分級和供電要求，應與建筑的重要性和對電梯可靠性的要求相一致，并符合國家標準《供配電系統設計規范》的規定。高層建筑和重要公建的電梯為二級，重要的為一級；一般載貨電梯、醫用電梯為三級，重要的為二級；多層住宅和普通公建的電梯為三級。高層建筑中的消防電梯，應符合國家標準《高層民用建筑設計防火規范》的規定。
2.2電梯的供電，宜從變壓器低壓出口(或低壓配電屏)處分開自成供電系統。
一級負荷電梯的供電電源應有兩個電源，供電采用兩個電源送至最末一級配電裝置處，并自動切換，為一級負荷供電的回路應專用，不應接入其它級別的負荷；
二級負荷電梯的供電電源宜有兩個電源（或兩個回路），供電可采用兩個回路送至最末一級配電裝置處，并自動切換。當變電系統低壓側為單母線分段且母聯斷路器采用自動投入方式時，可采用線路可靠獨立出線的單回路供電。亦可由應急母線或區域雙電源自動互投配電裝置出線的、可靠的單回路供電。
消防電梯的供電，應采用兩個電源（或兩個回路）送至最末一級配電裝置處，并自動切換。
三級負荷電梯的供電，宜采用專用回路供電。
2.3 每臺電梯應裝設單獨的隔離電器和保護裝置，并設置在機房內便于操作和維修的地點，應能從機房入口處方便、迅速地接近。如果機房為幾臺電梯共用，各臺電梯的隔離電器應易于識別。隔離電器應具有切斷電梯正常使用情況下最大電流的能力但不應切斷下列設備的供電：轎廂、機房和滑輪間的照明和通風；轎頂和底坑的電源插座；機房和滑輪間的電源插座；
電梯井道的照明；報警裝置。
上述照明、通風裝置和插座的電源，可以從電梯的主電源開關前取得，由機房內電源配電箱（柜）供電或單設照明配電箱，或另引照明供電回路并單設照明配電箱。
2.4 主開關選擇
電梯電源設備的饋電開關宜采用低壓斷路器。低壓斷路器的額定電流應根據持續負荷電流和拖動電動機的起動電流來確定。過電流保護裝置的負載－時間特性應設備負載－時間特性曲線相配合。
2.5 照明、通風裝置和插座的供電回路，根據設備所在部位和工作特點劃分，至少應分為兩個供電回路并分別設置隔離電器和保護裝置：
轎廂用電設備（照明、通風、插座和報警裝置）供電回路和保護斷路器（如同機房中有幾臺電梯驅動主機，每個轎廂均應設置一個），此斷路器應設置在相應的主開關旁。
機房、井道和底坑用電設備（照明、通風和插座）供電回路和保護斷路器，此斷路器應設置在機房內，靠近其入口處。
3 電氣照明、通風裝置和插座設置及控制
3.1 電梯井道照明
封閉式電梯井道應設置永久性的電氣照明，在維護修理期間，即使門全部關上，井道亦能被照亮。井道最高和最低點 0.5米以內，各裝設一盞燈，中間最大每間隔7m設一盞燈，照度應不小于50lx，分別在機房和底坑設置一控制開關。
3.2 電梯機房照明和電源插座
機房應設有固定式電氣照明，地板表面上照度應不小于 200lx。在機房內靠近入口（或幾個入口）的適當高度處設有一個開關，以便進入時能控制機房照明。機房內應設置一個或多個電源插座。
3.3 轎廂照明和電源插座
轎廂應裝備永久性的電氣照明，控制裝置上的照度應不小于 50lx，轎廂地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白熾燈，至少要有兩只并聯的燈泡。
要有可自動再充電的緊急電源，在正常照明電源被中斷的情況下，它能至少供 1W燈泡用電1h。在正常照明電源一旦發生故障情況下，應自動接通照明電源。轎頂應設置一個或多個電源插座。
3.4 底坑插座
底坑距底 0.5m處應設置一個電源插座。插座需有防護措施和有一定的防水能力，宜至少達到 IP21。
4 線路敷設
4.1 線纜選擇
選擇電梯供電導線時，應按電動機銘牌電流及其相應的工作制確定，導線的連續工作載流量應不小于計算電流，線路較長時，還應校驗其電壓損失（直流電梯電源電壓波動范圍應不大于± 3％，交流電梯±5％）。
4.2配線選型
根據不同用途，配線可選用導線、硬電纜和軟電纜，應有不同的保護方式和敷設方式.
5 防災及報警裝置
5.1消防電梯和平時兼作普通電梯的消防電梯，在撤離層靠近層門的候梯處增設消防專用開關及優先呼梯開關，供火災時消防隊員使用。
5.2為使乘客在需要時能有效地向轎廂外求援，應在轎廂內裝設乘客易于識別和觸及的報警裝置。該裝置應采用警鈴，對講系統，外部電話或類似形式的裝置。
5.3超高層建筑和級別高的公建，在防災控制中心宜設置電梯運行狀態指示盤。
5.4消防電梯轎廂內應設消防專用固定電話，根據需要可以設閉路監視攝像機。
6 防雷等電位聯結
二類防雷建筑物超過 45m和三類防雷建筑物超過60m的建筑，應采取防雷等電位連接措施，電梯導軌的底端和頂端分別與防雷裝置連接（接閃器、引下線、接地裝置和其它連接導體等）。
7 電梯機房、井道和轎廂中電器裝置的間接接觸保護
7.1低壓配電系統零線和接地線應始終分開。
7.2整個電梯裝置的金屬件，應采取等電位聯結措施。接地支線應分別接至接地干線接線柱上，不得互相連接后再接地。
在各個底坑和各機房均設置等電位連接端子盒，并與防雷裝置連接。端子盒分別單獨用接地線接至等電位聯結端子板，以便于檢查和維護。采用銅芯導體，芯線截面不得小于 6mm2，當兼用作防雷等電位聯結時，采用銅芯導體，芯線截面不得小于16mm2。
轎廂接地線如利用電纜芯線時，不得少于兩根，采用銅芯導體，每根芯線截面不得小于 2.5mm2。
7.3 電位連接、保護接地及電梯控制計算機工作接地與建筑內其它功能的接地共用接地裝置。
