可编程电子应用 从工作原理,别称到应用领域,带你深入了解可编程电子负载

小编 2024-11-24 电子应用 23 0

从工作原理、别称到应用领域,带你深入了解可编程电子负载

可编程电子负载是一种先进的电子设备,它可以模拟实际负载的多种属性,从而帮助工程师进行电路设计和测试。本文将详细介绍可编程电子负载的原理、别称以及应用领域。

一、可编程电子负载的原理 可编程电子负载的工作原理是通过控制电子器件,如晶体管、场效应管等,来模拟不同阻抗值的电阻、电容、电感等电子元件。这种设备可以通过数字信号处理器(DSP)和微控制器的控制,实现电阻、电容、电感等元件的精确模拟,从而满足各种复杂电路的测试需求。

二、可编程电子负载的别称

可编程电子负载又叫"模拟负载器"、“可调负载”、“可调负载箱”、"可控电子负载"及"电子功率负载"等。这些名称都突出了它的主要功能,即通过可编程的方式,模拟多种类型的电子元件,以用于电路测试。

源仪可编程电子负载

三、可编程电子负载的应用领域 1. 电源设计: 在电源设计中,工程师需要测试电源在不同负载条件下的性能。使用可编程电子负载可以模拟各种可能的负载情况,从而帮助工程师优化电源的设计。

2. 电池测试: 在电池测试中,可编程电子负载可以精确控制电池的放电速率,从而帮助工程师评估电池的性能。

3. 汽车电子: 在汽车电子领域,可编程电子负载可以模拟汽车的各种电器负载,从而帮助工程师进行汽车电子控制单元(ECU)的测试。

4. 航空航天: 在航空航天领域,可编程电子负载可以模拟飞机或火箭的各种电器负载,从而帮助工程师进行航空电子设备和航天器的测试。

5. 通信系统: 在通信系统测试中,可编程电子负载可以模拟各种可能的信号条件,从而帮助工程师评估通信系统的性能。

6. 电力电子: 在电力电子领域,可编程电子负载可以模拟各种电力设备在不同工作条件下的性能,从而帮助工程师优化电力设备的设计。

7. 消费电子产品: 在消费电子产品测试中,可编程电子负载可以模拟各种可能的负载情况,从而帮助工程师评估产品的性能。

8. 工业自动化: 在工业自动化测试中,可编程电子负载可以模拟各种工业设备的负载,从而帮助工程师评估自动化控制系统的性能。

9. 科研教育: 在科研教育和培训中,可编程电子负载可以提供可靠的测试工具,从而帮助学者和学生研究各种复杂的电路设计和性能评估问题。

10. 新能源领域: 在新能源领域,如太阳能和风能等,可编程电子负载可以模拟不同的能量转换效率和不同的环境条件下的负载情况,从而帮助工程师优化新能源设备的性能。总之,可编程电子负载是一种功能强大的测试工具,广泛应用于电源设计、电池测试、汽车电子、航空航天、通信系统、电力电子、消费电子产品、工业自动化、科研教育和新能源等领域。

通过使用可编程电子负载,工程师可以更准确地评估电路和设备的性能,进一步优化设计,提高产品的质量和可靠性。

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可编程控制器的基本应用详细讲解

随着时代进步,可编程控制器逐渐进入人们的视野。此外,可编程控制器为我们的生活带来了诸多便捷。上篇文章中,小编对可编程控制器的4大特点有所介绍。本文中,小编将对可编程控制器的基本应用予以讲解。如果你对可编程控制器具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

最初,可编程控制器主要用于开关量的逻辑控制。随着可编程控制器技术的进步,它的应用领域不断扩大。

如今,可编程控制器不仅用于开关量控制,还用于模拟量及数字量的控制,可采集与存储数据,还可对控制系统进行监控;还可联网、通讯,实现大范围、跨地域的控制与管理。可编程控制器已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色。

一、用于开关量控制

可编程控制器控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数,少的十几点、几十点,多的可到几百、几千,甚至几万点。由于它能联网,点数几乎不受限制,不管多少点都能控制。

所控制的逻辑问题可以是多种多样的:组合的、时序的;即时的、延时的;不需计数的,需要计数的;固定顺序的,随机工作的;等等,都可进行。

可编程控制器的硬件结构是可变的,软件程序是可编的,用于控制时,非常灵活。必要时,可编写多套,或多组程序,依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。

用可编程控制器进行开关量控制实例是很多的,冶金、机械、轻工、化工、纺织等等,几乎所有工业行业都需要用到它。目前,可编程控制器首用的目标,也是别的控制器无法与其比拟的,就是它能方便并可靠地用于开关量的控制。

二、用于模拟量控制

模拟量,如电流、电压、温度、压力等等,它的大小是连续变化的。工业生产,特别是连续型生产过程,常要对这些物理量进行控制。

作为一种工业控制电子装置,可编程控制器若不能对这些量进行控制,那是一大不足。为此,各可编程控制器厂家都在这方面进行大量的开发。目前,不仅大型、中型机可以进行模拟量控制,就是小型机,也能进行这样的控制。

A/D单元是把外电路的模拟量,转换成数字量,然后送入可编程控制器。D/A单元,是把可编程控制器的数字量转换成模拟量,再送给外电路。

作为一种特殊的I/O单元,它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离,与输入输出继电器(或内部继电器,它也是可编程控制器工作内存的一个区。可读写)交换信息等等特点。

这里的A/D中的A,多为电流,或电压,也有为温度。D/A中的A,多为电压,或电流。电压、电流变化范围多为0~5V,0~10V,4~20mA。有的还可处理正负值的。

这里的D,小型机多为8位二进制数,中、大型多为12位二进制数。

A/D、D/A有单路,也有多路。多路占的输入输出继电器多。

有了A/D、D/A单元,余下的处理都是数字量,这对有信息处理能力的可编程控制器并不难。中、大型可编程控制器处理能力更强,不仅可进行数字的加、减、乘、除,还可开方,插值,还可进行浮点运算。有的还有PID指令,可对偏差制量进行比例、微分、积分运算,进而产生相应的输出。计算机能算的它几乎都能算。

这样,用可编程控制器实现模拟量控制是完全可能的。控制的单位值可小到212分之一的测量程值,多数也是足够的。

可编程控制器进行模拟量控制,还有A/D、D/A组合在一起的单元,并可用PID或模糊控制算法实现控制,可得到很高的控制质量。

用可编程控制器进行模拟量控制的好处是,在进行模拟量控制的同时,开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的,或控制的实现不如可编程控制器方便。

当然,若纯为模拟量的系统,用可编程控制器可能在性能价格比上不如用调节器。这也是应当看到的。

三、用于运动控制

实际的物理量,除了开关量、模拟量,还有运动控制。如机床部件的位移,常以数字量表示。

运动控制,有效的办法是NC,即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及,并也很完善。目前,先进国家的金属切削机床,数控化的比率已超过40%~80%,有的甚至更高。

可编程控制器也是基于计算机的技术,并日益完善。故它也完全可以用于数字量控制。

可编程控制器可接收计数脉冲,频率可高达几k到几十k赫兹。可用多种方式接收这脉冲,还可多路接收。有的可编程控制器还有脉冲输出功能,脉冲频率也可达几十k。有了这两种功能,加上可编程控制器有数据处理及运算能力,若再配备相应的传感器(如旋转编码器)或脉冲伺服装置(如环形分配器、功放、步进电机),则完全可以依NC的原理实现种种控制。

高、中档的可编程控制器,还开发有NC单元,或运动单元,可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补,可控制曲线运动。所以,若可编程控制器配置了这种单元,则完全可以用NC的办法,进行数字量的控制。

新开发的运动单元,甚至还发行了NC技术的编程语言,为更好地用可编程控制器进行数字控制提供了方便。

四、用于数据采集

随着可编程控制器技术的发展,其数据存储区越来越大。如德维森公司的可编程控制器,其数据存储区(DM区)可达到9999个字。这样庞大的数据存储区,可以存储大量数据。

数据采集可以用计数器,累计记录采集到的脉冲数,并定时地转存到DM区中去。

数据采集也可用A/D单元,当模拟量转换成数字量后,再定时地转存到DM区中去。

可编程控制器还可配置上小型打印机,定期把DM区的数据打出来。

可编程控制器也可与计算机通讯,由计算机把DM区的数据读出,并由计算机再对这些数据作处理。这时,可编程控制器即成为计算机的数据终端。

电力用户曾使用可编程控制器,用以实时记录用户用电情况,以实现不同用电时间、不同计价的收费办法,鼓励用户在用电低谷时多用电,达到合理用电与节约用电的目的。

五、用于信号监控

可编程控制器自检信号很多,内部器件也很多,多数使用者未充分发挥其作用。

其实,完全可利用它进行可编程控制器自身工作的监控,或对控制对象进行监控。

这里介绍一种用可编程控制器定时器作看门狗,对控制对象工作情况进行监控的思路。

如用可编程控制器控制某运动部件动作,看施加控制后动作进行了没有,可用看门狗办法实现监控。具体作法是在施加控制的同时,令看门狗定时器计时。如在规定的时间内动作完成,即定时器未超过警戒值的情况下,已收到动作完成信号,则说明控制对象工作正常,无需报警。

若超时,说明不正常,可作相应处理。

如果控制对象的各重要控制环节,都用这样一些看门狗“看”着,那系统的工作将了如指掌,出现了问题,卡在什么环节上也很好查找。

还有其它一些监控工作可做。对一个复杂的控制系统,特别是自动控制系统,监控以至进一步能自诊断是非常必要的。它可减少系统的故障,出了故障也好查找,可提高累计平均无故障运行时间,降低故障修复时间,提高系统的可靠性。

六、用于联网、通讯

可编程控制器联网、通讯能力很强,不断有新的联网的结构推出。

可编程控制器可与个人计算机相连接进行通讯,可用计算机参与编程及对可编程控制器进行控制的管理,使可编程控制器用起来更方便。

为了充分发挥计算机的作用,可实行一台计算机控制与管理多台可编程控制器,多的可达32台。也可一台可编程控制器与两台或更多的计算机通讯,交换信息,以实现多地对可编程控制器控制系统的监控。

可编程控制器与可编程控制器也可通讯。可一对一可编程控制器通讯。可几个可编程控制器通讯。可多到几十、几百。

可编程控制器与智能仪表、智能执行装置(如变频器),也可联网通讯,交换数据,相互操作。

可联接成远程控制系统,系统范围面可大到10公里或更大。

可组成局部网,不仅可编程控制器,而且高档计算机、各种智能装置也都可进网。可用总线网,也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把成千上万的可编程控制器、计算机、智能装置组织在一个网中。

网间的结点可直接或间接地通讯、交换信息。

联网、通讯,正适应了当今计算机集成制造系统(CIMS)及智能化工厂发展的需要。它可使工业控制从点(Point)、到线((Line)再到面(Aero),使设备级的控制、生产线的控制、工厂管理层的控制连成一个整体,进而可创造更高的效益。这个无限美好的前景,已越来越清楚地展现在我们这一代人的面前。

以上几点应用是着重从质上讲的。从量上讲,可编程控制器有大、有小。所以,它的控制范围也可大、可小。小的只控制一个设备,甚至一个部件,一个站点;大的可控制多台设备,一条生产线,以至于整个工厂。可以说,工业控制的大小场合,都离不开可编程控制器。

一般讲,工业生产过程可分为两种类型;连续型生产过程(如化学工业)及非连续型,即离散型生产过程(如机械制造业)。前者生产对象是连续的,分不出件的;后者为离散的,一件件的。由于可编程控制器有上述几个方面的应用,而且,控制的规模又可大、可小,所以,这两种类型的生产过程都有其用武之地。

事实上,可编程控制器已广泛应用于工业生产的各个领域。从行业看,冶金、机械、化工、轻工、食品、建材等等,几乎没有不用到它的。不仅工业生产用它,一些非工业过程,如楼宇自动化、电梯控制也用到它。农业的大棚环境参数调控,水利灌溉也用到它。

可编程控制器能有上述几个范围广泛的应用,是可编程控制器自身特点决定的,也是可编程控制器技术不断完善的结果。

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