电源模块是一种可以直接贴装在印刷电路板上的电源转换器,按变换方式一般分为AC转DC或DC转DC。随着科技的发展,电源体积趋向模块化和小型化,于是出现了电源模块。其集成度高,将开关电源的主要电路集成在芯片中,可以实现宽频调制、隔离及多种保护等功能。
常见的基本原理由以下部分组成,输入整流滤波器,包含整流桥和输入滤波电容。单片开关电源,包括功率开关管、控制器及MOSFET。还有高频变压器、漏级钳位保护电路、光耦反馈电路、输出整流滤波器、偏置电路等部分组成。电源模块通过输入整流滤波器一般可以适配交流85~265V或直流100370V的输入电压范围,频率有47400Hz选择,常规一般为50/60Hz。因为它具有小体积、高集成度、高性价比和佳性能指标,只需要简的外围电路,配上少量分立式元件即可使用。并且拥有率、高可靠性、设计灵活等优点,现已成为开发设计中小功率开关电源的优选集成电路.
PLC输出模块的作用是对输出信号进行功率放大。PLC的信号是以电平表示的,要使它在被读出的过程中不发生畸变,就需要有一定的储备能量或者说要有一定的信号功率。输出模块的作用实际就是功率放大器。输出模块就是可以驱动外部负载。
常见的PLC输出器件有,晶体管、可控硅、继电器。
晶体管输出(可分PNP、NPN型)优点是通断速度快(脉冲输出,适合高频),一般为0.2ms左右;寿命长;缺点是工作电压低(不能接市电);负载能力弱,300mA左右。
可控硅输出模块适用于直流负载,开关频繁,反应速度快,寿命长,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差.
PLC有三种输入类型。一是直流输入,一般为DC24V或DC12V,分为源输入和漏输入。源输入是指输入电压为0V,COM端接24V,漏输入是指输入电压为24V,COM端0V;二是交流输入,输入规格为AC220V;第三种输入是模拟量输入,规格为0-20MA电流信号、4-20MA电流信号。
控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面,对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量,包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等,都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统,以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
1975年前后,在原来采用中小规模集成电路而形成的直接数字控制器(DDC)的自控和计算机技术的基础上,开发出了以集中显示操作、分散控制为特征的集散控制系统(DCS)。由于当时计算机并不普及,所以开发DCS应强调用户可以不懂计算机就能使用DCS;同时,开发DCS还应强调向用户提供整个系统。此外,开发的DCS应做到与中控室的常规仪表具有相同的技术条件,以可靠性、安全性。
在以后的近30年间,DCS先与成套设备配套,而后逐步扩大到工艺装置改造上,与此同时,也分成大型DCS和中小型DCS两类产品,使其性能价格比更具有竞争力。DCS产品虽然在原理上并没有多少突破,但由于技术的进步、外界环境变化和需求的改变,共出现了三代DCS产品。1975年至80年代前期为代产品,80年代中期至90年代前期为第二代产品,90年代中期至21世纪初为第三代产品。
DCS系统中,控制站作为一个完整的计算机,它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备,以及过程输入/输出(PI/O),包括信号变换与信号调理,A/D、D/A转换。控制站是整个DCS的基础,它的可靠性和安全性为重要,死机和控制失灵的现象是不允许的,而且冗余、掉电保护、抗干扰、构成防爆系统等方面都应很有效而可靠,才能满足用户要求。
关于DCS控制站的系统软件,包括实时操作系统、编程语言及编译系统、数据库系统、自诊断系统等,只是完善程度不同而已。第二代DCS控制站开始有面向过程语言和语言;第三代DCS控制站的系统软件可以完成离线组态及在线修改控制策略。为了完成控制策略,对于顺序控制和批量控制组态编程,各种DCS控制站采用不同的方法。
DCS操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和语言功能等,其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用(Utility)功能,还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管理、总貌画面组态、控制站组态、工艺单元或区域组态等。
实际的DCS操作站是典型的计算机,它与控制站不同,有着丰富的外围设备和人机界面。在人机界面方面,逐渐过渡为以GUI图形用户界面为平台并采用鼠标,组态时制作流程图和控制回路图等采用菜单、窗口等,使人机界面友好。第三代DCS操作站是在个人计算机(PC)及Windows操作系统普及和通用监控图形软件已商品化的基础上诞生的。DDE或OPC接口技术,以太网接口与管理网络相连。DCS系统组态、操作站组态、控制站组态均有相应软件,为DCS用户的工程设计人员提供人机界面。有的DCS的采用通用监控图形软件,或以此类软件为核心,进行二次开发。
·采用新的的微处理器和电子技术达到快速的扫描时间;·小型的、低成本的PLC,可以代替四到十个继电器;
·高密度的I/O系统,以低成本提供了节省空间的接口;
·基于微处理器的智能I/O接口扩展了分布式控制能力,典型的接口如PID,网络,CAN总线,现场总线,ASCII通信,定位,主机通讯模块和语言模块(如BASIC,PASCALC)等;
·包括输入输出模块和端子的结构设计改进,使端子更加集成;