6ES7222-1HD22-0XA0使用手册
,xDSL方式(也需要电话线),Cable Modem方式(依托有线电视线路),FTTX+LAN上网(光纤到小区或楼,双绞线到户),无线上网卡或3G方式(通过手机或无线上网卡),WLAN方式(通过无线路由器)等等。
而随着电力线上网方式的出现,又为大家增添了一种可选的上网方式。虽然近一两年来,关于电力线上网的争论渐起,但无可否认的是随着电力线上网技术的不断成熟,其缺点正在被不断克服。
一、PLC基本特点
PLC(Power Line Communication)乃是一种宽带技术,利用一般传输电流的电力线作为媒介,进行传输声音、资料或影像的方式。该技术在不需要重新布线的基础上,可在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载,终可实现四网合一。终端用户只需要插上电源插头,就可以实现因特网接入,电视频道接收节目,打电话或者是可视电话。
电力线通信主要使用低压民用电线来传输网络数据,从目前的发展阶段来看,电力线通信的技术涵盖了以太网技术与电力技术及一些特殊的通信编码调制技术。PLC在OSI的第二层以上符合标准的802.3以太网规范。以太网是以点对点方式传输802.3格式帧的网络,以太网数据帧均遵从IEEE发布的802.3标准。
PLC则是以太网的一个分支,区别在于在物理层中介质更换为电力线,并且在第二层上采用了基于CSMA/CA的广播共享方式,在此规范下欧洲电力线联盟HomePlug 1.0的通信速率业务可达到14Mbps。
为了解决在强电环境下对高频数据通信的干扰,HomePlug规范中引入了OFDM调制方式,并且在标准规范中保证了与国际电磁兼容的适配,以避免电磁泄漏对通信及其他设备电器的影响。PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时,利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制,然后在电力线上进行传输,在接收端,先经过滤波器将调制信号滤出,再经过解调,就可得到原通信信号。
用PLC上网需要增加的设备有两种:需要PLC的局端设备(电力路由器)以及PLC调制解调器(电力猫或称为电力网卡)。其中,PLC调制解调器放置在用户的家中,局端设备一般放置在楼宇的配电室内。一台局端设备可以拖带数十台PLC调制解调器。所以用户要想使用PLC,需要运营商提供Internet出口,并在用户的楼宇中安置PLC的局端设备,用户购买或租用PLC的调制解调器后,就可以用PLC来上网。
电力线通信网络建成后,用户只要在房间任何有电源插座的地方,把PLC终端电力调制解调器的一端插到电源插座上,一端接到电脑,不用拨号,就立即可享受高达4.5-14Mbps的高速网络接入,来浏览网页、拨打VoIP电话和在线观看电影,从而实现数据、语音、视频以及电力于一体的“四网合一”。
而且在室内组网方面,计算机、打印机、VoIP电话和各种智能控制设备都可通过普通电源插座,由电力线连接起来,无需网络布线,便可组成局域网,高速共享Internet网资源。另外,可将房屋内的电话、电视、音响、冰箱等家电利用PLC连接起来,进行集中控制,实现智能家庭的梦想。总之,PLC可作为一种接入技术,提供宽带网络后一公里的解决方案,适用于居民小区、学校、酒店、写字楼、乡村等范畴。
2.2.2 机械液压随动系统
机械液压随动系统由带有自动复中装置的电气-机械转换部件、引导阀、辅助接力器与主配压阀块、油路模块、紧急停机电磁阀等组成。该系统的结构特点是:采用油路模块,取消连接油管路的明管;采用电气反馈,取消机械反馈杆件及钢丝绳,机柜内无传动杠杆,避免在铰接处产生死行程;实现无扰动手、自动切换,结构紧凑,外形美观,操作简单,维护方便。
2.2.3 人-机接口
采用彩色液晶触摸屏幕实时显示机组当前运行工况、机组频率、导叶开度、机组功率、水头值和故障信息等各种运行参数和工况,直接通过触摸屏幕进行人-机对话,允许通过菜单实时修改运行参数,显示直观,操作方便,具有良好的全中文图形人机界面。
3 交流伺服控制型可编程水轮机调速器在水电站的应用
江西省寻乌县斗晏水力发电厂为坝后式水电站,安装有3台12.5 MW的混流式水轮发电机组,调速器为SKDT-80模拟型电液调速器,电液伺服部件采用电液转换器。受斗晏水力发电有限公司的委托,由广东江海机电工程有限公司承接该调速器的技术改造任务。在技术改造中,采用交流伺服可编程控制技术对该调速器进行技术改造,于2001年6月完成改造,并投入运行。
经过一年多的实际运行,调速器情况良好。开、停机几十次,从机组开机到空载运转的稳定时间短,并网快速,机组空转时间减少,节约用水;调节灵敏,运行可靠。
改造后的调速器型号为GKT80-SP,分别于2002年1月和2002年8月通过了电力的现场鉴定测试和广东省水利厅专家组的鉴定。将改造后的主要鉴
2.2 设计特点
2.2.1 无油电气-机械转换部件
2.2.1.1 交流伺服驱动装置
交流伺服驱动装置由交流伺服电机以及与其配套的驱动器组成。在研制、选型和应用中,选用了日本松下公司生产的MSMA交流伺服电机及MSDA交流伺服驱动器。MSMA交流伺服电机的主要特点是惯量小,转矩大,控制精度高,可方便地获得与频率成正比的可变速度,在低速运行时无爬行、无震动,调速范围宽,力矩-频率特性好,同时该电机轴上自带有高分辨率的位置旋转编码器,可方便地将电机轴的实际转角反馈给驱动器,在位置环方式下构成一个闭环位置控制。MSMA交流伺服电机结构简单,体积小,运行可靠,无需维护。与其配套的MSDA交流伺服驱动器是一个功能强大、控制方式灵活、适合多种用途的全数字化驱动装置,它本身带有CPU和人机对话界面,可以对其控制方式(位置控制、速度控制、转矩控制方式或组合控制方式)、工作参数(如位置环增益、速度环增益、速度环积分时间常数、速度前馈等)进行设定,以达到优控制,满足不同工况下调速系统的稳定性要求。
2.2.1.2 自动复中装置
自动复中装置主要由大导程滚珠丝杆、滚珠螺母和定位器等组成。交流伺服电机通过联轴器和小手轮(手动操作用)直接连接滚珠丝杆,当电机带动滚珠丝杆正转(或反转)时,与滚珠螺母连成一体的位移输出杆上升(或下降),从而将电气数字信号直接转换为机械位移输出。由于采用了大导程滚珠螺旋副,所以速动性好,磨擦阻力小,传动效率高,死区小,寿命长。同时,在滚珠螺母与位移输出杆的水平对称位置两侧各设有一个定位器,当交流伺服电机失电时,在定位器的作用下,滚珠螺母与位移输出杆立即回复到原始的水平零位,滚珠丝杆也回到原始的中位。因此,在调节过程中,当交、直流电源同时出现故障时,由于交流伺服装置设置具有自动复**能,可使主配压阀及时复中,使调速器保持稳定,确保机组安全运行
图2(a)所示是使用LM2917对柴油机转速进行模拟式测量的一个电路。LM2917是一款专门用于转速测量和控制的集成电路频率一电压转换芯片。它依照电荷泵的原理工作,与普通的电荷泵电路相比,该芯片集成了具有浮动输入的比较器输入级和可灵活进行再设计的输出级,因而大大减少了芯片投入应用时需要外接的元器件数量。输入级的输入浮动特性使用户可以调整信号输入的阈值,提高电路的抗干扰能力;在其内部还构建了一个瞬度为15mV的滞环,从而可进一步提高电路的抗噪声干扰能力。芯片的输出级由比较器和一个浮动三极管组成,用户可以设计成比仞J输出或限值比较的输出,输出形式可为电压或电流,以满足不同的控制需求。图2(a)所示电路提供比例电压输出。图中的电容C1为电荷泵的充电电容,C2为积分电容。按图中所选参数,输入脉冲与输出电压之间的变换关系为:
图2(b)为图2(a)所示电路的测试结果。图中,下部的曲线为F/V转换的结果,上部的曲线为包含了线性光电隔离器及后续的Adam-4017+模块的采集数据。
除了上述模拟式方法,也尝试了挖掘FLC控制器的潜力,采用Dl输入、按照等精度方法对柴油机转速进行测量。使用定时器实现预取样窗口的宽度控制,以1ms高速定时器充当高频参考量化脉冲。图3所示为实现测量过程的软件流程和波形示意图。
图中,T1为确定预设取样窗口宽度的定时器,T2为hns定时器,Smp为取样标志,N为被测脉冲计数值。
每当读到一个输入脉冲的上升沿,CPU首先查询取样标志,如为O,则置1,启动一次取样过程。取样过程的预定宽度由定时器Tl确定。Tl定时未到时,做两件事:一方面,1ms定时器持续进行定时计数;另一方面,PLC对输入脉冲计数(N=N+1),直至Tl定时到后遇到新的脉冲上升沿为止。如一次取样结束时,从lms定时器得出的ms累计值为n,输入脉冲的计数值为Ⅳ,则可得信号频率为:
由于PLC在一次程序循环后才集中进行一次I/0刷新,因此很难做到取样窗口与被测脉冲同步。为了尽量减小这一因素带来的影响,采取了两条措施:(1)对脉冲输入信号的跳变采用立即刷新方式进行检测。(2)在整个PLC程序中,分散地插入不止一个输入脉冲检测点。实验证明,这些措施是行之有效的,该测量方案也可以满足试验要求,而且硬件成本很低(仅使用PLC的一个DI输入)。当然,如果采用中断单元,按中断方式工作,取样窗口的起始时间与被测脉冲的同步会变得很简单,测量准确度也会提高,代价是硬件成本增加。
在机车定置试验系统中,对于不同的测量需求,具体分析,区别对待,采取了不同的频率测量方法和设备,有针对性地采取了减小测量误差的措,尽可能地挖掘已有测控设备的潜力,做好技术设计工作。这些努力已得到现场试验证明,效果令人满意。