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更新時(shí)間：2022-02-24 11:41:25瀏覽次數(shù)：571
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| 產(chǎn)地類別 | 進(jìn)口 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 化工,電子 |
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| 產(chǎn)地 | 德國(guó) | 品牌 | 西門子 |
西門子SITOP電源模塊6EP1961-3BA10
徽標(biāo)！電源 24 V / 4 A 調(diào)節(jié)型電源 輸入：AC 100-240 V 輸出：DC 24 V / 4 A，LOGO! 電源，輸入: 100-240 V AC/110 … 300 V DC，輸出: 24 V / 4 A DC
能源問題一直備受矚目，改善能源問題已然成為關(guān)注重點(diǎn)，不管哪種裝修方式，都需要開關(guān)電源為裝修引路。24v開關(guān)電源的耗能適合日常電源產(chǎn)品，除了可以降低其待機(jī)功耗，還能夠提高效率，所以，24v開關(guān)式穩(wěn)壓電源的出現(xiàn)為行業(yè)發(fā)展提供了很多可能性，重要的是為解決能源問題提供很多便利。要想更好的應(yīng)用24v開關(guān)電源，需要對(duì)24v開關(guān)電源電路圖工作原理有深入了解。接下來具體介紹。
24V開關(guān)電源，是一個(gè)獨(dú)立的電源產(chǎn)品，經(jīng)常作為壓力、溫度傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器等檢測(cè)儀器的穩(wěn)定直流電源。有眾多廠商生產(chǎn)和經(jīng)銷該類產(chǎn)品，整機(jī)電路組裝于一個(gè)易于安裝和電磁屏蔽良好的金屬殼體中，輸入/輸出端子便于進(jìn)行線路的連接，故障率低，耐受較為惡劣的工業(yè)生環(huán)境。開關(guān)電源電路，為直—交—直型的逆變電路，是一種電壓和功率的變換器，將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓，再整流成為另一種直流電壓。輸入、輸出電壓由開關(guān)變壓器相隔離，開關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。
24v開關(guān)電源電路圖工作原理：
原理一：開關(guān)式穩(wěn)壓電源控制器。雖然在在實(shí)際的應(yīng)用中比較多。但是其中的調(diào)寬式使用得較多，隨著科技的的不斷改進(jìn)，現(xiàn)在的絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。直流平均電壓值越高越好。直流平均電壓用Ｕ表示?？捎晌锢砉接?jì)算表示，即Uo=Um×T1/T。
原理二：交流電壓是經(jīng)過整流電路過濾之后，再后再將這個(gè)方波變?yōu)樗枰闹绷麟妷?。就是開關(guān)電源電路的工作原理，這部分電路在現(xiàn)在已經(jīng)形成集成化的了，在現(xiàn)實(shí)生活中就簡(jiǎn)單方便很多。
原理三：?jiǎn)味朔醇な介_關(guān)電源是一種成本低的電源電路，成本低但是它的作用還是不可估量的，它可以同時(shí)輸出不同的電壓。其它方面都還好但是有一的一個(gè)缺點(diǎn)就是是輸出的紋波電壓較大。但是也是比較適合用于相對(duì)固定的負(fù)載，工作頻率在20－200kHz之間。
穩(wěn)壓直流電源具有電子控制電路，可以維持輸出直流電壓在一個(gè)特定的值，盡可能減少波動(dòng)。特定功能區(qū)域可以電子補(bǔ)償例如輸入電壓變化或者輸出端負(fù)荷變化的影響。
穩(wěn)壓直流電源輸出電壓的紋波處于毫伏級(jí)，且主要取決于輸出端的負(fù)荷。
穩(wěn)壓直流電源的設(shè)計(jì)可以采用不同的工作原理。常見的電路類型有：
線性穩(wěn)壓電源
磁穩(wěn)壓器
次級(jí)脈沖開關(guān)式電源
初級(jí)脈沖開關(guān)式電源
適用于特定應(yīng)用實(shí)例的適原理將主要地取決于應(yīng)用。其目標(biāo)為特定負(fù)荷產(chǎn)后直流供電電壓，且成本盡可能地低，盡可能地高。
方框圖 進(jìn)行同相位調(diào)節(jié)的變壓器
帶有同相位調(diào)節(jié)的變壓器按常規(guī)原理運(yùn)行。其供電采用交流供電系統(tǒng)供電（單相、兩相或者三相供電）。
使用變壓器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以獲得所需次級(jí)電壓。
經(jīng)整流和濾波的二次側(cè)電壓在整流階段轉(zhuǎn)換為輸出穩(wěn)定的電壓。調(diào)整區(qū)包括一個(gè)末控制元件和一個(gè)控制放大器。穩(wěn)定輸出電壓和過濾電容處的非穩(wěn)定電壓之間的差值轉(zhuǎn)變成了末控制元件的熱損。此處，末控制元件的功能就像一個(gè)快速可調(diào)電阻。無(wú)論哪種情況所導(dǎo)致的熱損，都是由末控制元件上的輸出電流和壓降所產(chǎn)生。
該系統(tǒng)適應(yīng)性*。即使沒有其他調(diào)整，也可提供幾個(gè)輸出電壓。在多輸出的情況下，單個(gè)二次側(cè)電路一般分別由輸入變壓器的二次側(cè)繞組產(chǎn)生。某些應(yīng)用，僅能根據(jù)該電路原理解決。尤其是需要具備高調(diào)節(jié)精度、小殘余紋波和快補(bǔ)償時(shí)間的情況。
然而，其效率比較低，重量和體積也很大。因此，帶同相位調(diào)節(jié)的變壓器只是一種較低特定功率下的經(jīng)濟(jì)替代方案。
優(yōu)點(diǎn)：
電路原理簡(jiǎn)單、可靠
具備良好直至的控制特性
快速補(bǔ)償時(shí)間
缺點(diǎn)：
因帶有 50 Hz 變壓器，重量相對(duì)較高，體積較大
效率低，散熱存在問題
存儲(chǔ)時(shí)間低
磁穩(wěn)定器的方框圖
完整的變壓器包括兩個(gè)部分。所謂的“鐵共振器"和一個(gè)串聯(lián)式輔助調(diào)節(jié)器。由于氣隙，電磁式穩(wěn)壓器的輸入線圈和振蕩線圈的去耦作用。電磁式穩(wěn)壓器可以提供穩(wěn)定性能良好的交流電壓。它利用了整流和濾波。變壓器自身工作于飽和區(qū)域。
鐵磁諧振器常常帶有一個(gè)在下游連接的同相位調(diào)節(jié)變壓器以提高控制精度。下游還常常連接次級(jí)脈沖開關(guān)式調(diào)節(jié)器。
磁穩(wěn)壓器技術(shù)可靠且堅(jiān)固耐用，但其也是大容量、笨重且相對(duì)較貴。
優(yōu)點(diǎn)：
良好到優(yōu)異控制特性，并在下游位置連接可進(jìn)行同相位調(diào)節(jié)的變壓器
效率比只帶同相位調(diào)節(jié)的變壓器顯著提高
缺點(diǎn)：
鐵共振器的性能取決于頻率
電源因帶有磁性部件體積和重量都較大
次級(jí)脈沖式開關(guān)電源的方框圖
這里，采用 50 Hz 變壓器，實(shí)現(xiàn)與供電設(shè)施的隔離。經(jīng)整流和濾波后，通過位于濾波和存儲(chǔ)回路之間的開關(guān)管上流經(jīng)的脈沖將電能以開關(guān)方式送至輸出端。由于輸入側(cè)的變壓器可作為一個(gè)很好的濾波器，線路的污染很低。
該電路的效率*。
對(duì)于具備大量輸出，且輸出電壓各不相同的電源，該設(shè)計(jì)具有許多優(yōu)點(diǎn)。
然而為了保護(hù)連接的負(fù)載，必須非常小心，在開關(guān)晶體管損壞的情況下，濾波電容器的非穩(wěn)壓的直流電壓將適用于輸出。不過在線性穩(wěn)壓電源中，這種危險(xiǎn)依然存在。
優(yōu)點(diǎn)：
設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，效率高
使用多個(gè)次級(jí)線圈，可以方便地實(shí)現(xiàn)多個(gè)彼此之間相互電氣隔離的輸出
與初級(jí)脈沖式開關(guān)電源相比，干擾問題更少
缺點(diǎn)：
采用 50 Hz 變壓器，電源體積相對(duì)較大，重量較重
輸出紋濾（毛刺）與初級(jí)脈沖式開關(guān)電源差不多。
在文獻(xiàn)中常常使用的術(shù)語(yǔ)為 SMPS(開關(guān)電源)或者初級(jí)開關(guān)式穩(wěn)壓器。
單端正激變換器的方框圖
初級(jí)開關(guān)式穩(wěn)穩(wěn)壓電源可以采用許多不同的電路類型。有價(jià)值的基本電路有單端正激變換器、反激變換器、半橋變換器、全橋變換器、推挽變換器和諧振變換器。
主要開關(guān)模式調(diào)節(jié)器的總體運(yùn)行原理顯示在單端前向轉(zhuǎn)換器的框圖中。
非穩(wěn)壓的供電電壓首先被整流和過濾。直流連接回路電容的容量決定了輸入電壓發(fā)生故障時(shí)電源的存儲(chǔ)時(shí)間。輸入為 230 V 時(shí)，直流連接回路的電壓約為 320 VDC。接下來，將該直流電壓輸入單端變換器，借助脈寬調(diào)節(jié)器，以較高的開關(guān)頻率，由變壓器將初級(jí)電能轉(zhuǎn)換至次級(jí)一側(cè)。開關(guān)管工作于開關(guān)狀態(tài)時(shí)，功耗很低，因此，取取決于輸入電壓和電流的不同，功率平衡度將會(huì)在 70% 與 90% 之間。
西門子SITOP電源模塊6EP1961-3BA10
使用 STEP 7 V16 在同一個(gè)項(xiàng)目中，新建一個(gè)S7-1200站點(diǎn)，一個(gè)S7-300站點(diǎn)，然后做 TCP 通訊。
1. 使用 STEP7 V16 軟件新建一個(gè)項(xiàng)目并完成硬件配置
在 STEP7 V16的 “Portal 視圖" 中選擇 “創(chuàng)建新項(xiàng)目" 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目。
2.添加硬件并命名PLC
然后進(jìn)入 “項(xiàng)目視圖"，在“項(xiàng)目樹" 下雙擊 “添加新設(shè)備"，在對(duì)話框中選擇所使用的 S7-1200 CPU 添加到機(jī)架上，命名為 PLC_1，如圖1所示。
圖1. 添加新設(shè)備
為了編程方便，使用 CPU 屬性中定義的時(shí)鐘位，定義方法如下：
在 “項(xiàng)目樹" > “PLC_1" > “設(shè)備組態(tài)" 中，選中 CPU ，然后在下面的屬性窗口中，“屬性" > “系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器" 下，將時(shí)鐘位定義在 MB0，如圖2所示。
時(shí)鐘位我們主要使用 M0.3，它是以 2Hz 的速率在 0 和 1 之間切換的一個(gè)位，可以使用它去自動(dòng)激活發(fā)送任務(wù)。
圖2. 時(shí)鐘位
3. 為 PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)地址
在 “設(shè)備視圖"中點(diǎn)擊 CPU 上代表 PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會(huì)出現(xiàn) PROFINET 接口的屬性，在 “以太網(wǎng)地址" 下分配 IP 地址為 192.168.0.1 ，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，如圖3所示。
圖3. 分配IP 地址
4．使用 STEP7 V16 軟件添加新設(shè)備并命名 PLC_2
與PLC_1在同一個(gè)項(xiàng)目中，在“項(xiàng)目樹" 下雙擊 “添加新設(shè)備"，在對(duì)話框中選擇所使用的 S7-300 CPU 添加到機(jī)架上，命名為 PLC_2，如圖4所示。
圖4. 添加新設(shè)備
為了編程方便，使用 CPU 屬性中定義的時(shí)鐘位，定義方法如下：
在 “項(xiàng)目樹" > “PLC_2" > “設(shè)備組態(tài)" 中，選中 CPU ，然后在下面的屬性窗口中，“屬性" > “時(shí)鐘存儲(chǔ)器" 下時(shí)鐘位定義在 MB0，如圖5所示。
時(shí)鐘位我們主要使用 M0.3，它是以 2Hz 的速率在 0 和 1 之間切換的一個(gè)位，可以使用它去自動(dòng)激活發(fā)送任務(wù)。
圖5. 時(shí)鐘存儲(chǔ)位
5. 為 PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)地址
在 “設(shè)備視圖"中點(diǎn)擊 CPU 上代表 PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會(huì)出現(xiàn) PROFINET 接口的屬性，在 “以太網(wǎng)地址" 下分配 IP 地址為 192.168.0.2 ，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，如圖6所示
圖6. 分配IP 地址
6. 創(chuàng)建 CPU的邏輯網(wǎng)絡(luò)連接
在項(xiàng)目樹 “項(xiàng)目樹">“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)" >“網(wǎng)絡(luò)視圖" 視圖下，創(chuàng)建兩個(gè)設(shè)備的連接。用鼠標(biāo)點(diǎn)中 S7-1200 上的PROFINET通信口的綠色小方框，然后拖拽出一條線，到另外一個(gè) S7-300 上的PROFINET通信口上，松開鼠標(biāo)，PN/IE_1的子網(wǎng)連接就建立起來了，如圖7所示。
圖7. 網(wǎng)絡(luò)視圖
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