【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 過(guò)放大整形成正方波信號(hào)兩路占空比為百分之五十的ff2，通過(guò)異或門(mén)輸出一個(gè)產(chǎn)生脈沖序列a，這時(shí)它與晶振之間基準(zhǔn)脈沖波b進(jìn)行調(diào)制后的得到波形c。在通過(guò)限定的時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)b、c中脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)得Nc、Nb。相應(yīng)的相位差計(jì)算表達(dá)式為：Θ = 180176。 Nc / Nb我們可以采用多個(gè)周期計(jì)數(shù)取平均值的方式以提高測(cè)相精度。：F1 F2 A B C 相位檢測(cè)波形圖相位極性判別電路通過(guò)對(duì)波形進(jìn)行一系列的整形的之后，對(duì)兩路輸出方波送入D觸發(fā)器隨后便對(duì)其相位極性進(jìn)行判別，如若U0超前U1時(shí)，Q端輸出高電平，反之則輸出低電平。D QCP OUTS“cp”U0U1 相位判別電路：1amp。amp。1amp。1amp。UI觸發(fā)器信 號(hào)電壓超前時(shí)相 位 差電流超前時(shí)相 位 差 相位檢測(cè)和判別的接線圖 互感器我們熟知的互感器是實(shí)際上也是一種變壓器，它的用途十分廣泛。例如說(shuō)我們的供電系統(tǒng)中測(cè)量用的相關(guān)儀表以及相關(guān)設(shè)備的電壓線圈或電流線圈的供電。主要的作用： （1）能夠在一次回路的電壓較高或者電流較大的轉(zhuǎn)換成二次回路中的電壓較低的和小電流，這樣的設(shè)計(jì)會(huì)使的相應(yīng)的一些裝置設(shè)備能夠模塊化以及小型化。結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，并便于安裝。 （2） 隔離高壓電路。 顧名思義就是將高壓的電路完全隔離，互感器的一次側(cè)和二次側(cè)之間沒(méi)有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系。在很大程度上面確保了生命財(cái)產(chǎn)的安全。在之前，儀表的顯示大部分采用的方式是指針式的I / U表，所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級(jí)的（如5A等）?，F(xiàn)在的測(cè)量大多數(shù)字化了，所以計(jì)算機(jī)的采樣的信號(hào)一般為毫安級(jí)（0~5V、4~20mA等）。： 被測(cè)量回路 n1 電 流 互 感 n2 器 電流互感器原理線路圖電流互感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作。通過(guò)原理圖可以知道繞組N1 連接的稱作被測(cè)電流，相應(yīng)的便是一次繞組；此外繞組N2連接的則是測(cè)量?jī)x表，相應(yīng)的為二次繞組。我們規(guī)定了在額定工作電流下工作時(shí)的電流的比值成為電流互感器額定電流比，可以以Kn來(lái)表示。實(shí)際電流比K的概念就是在電流互感器中的一次繞組電流I1和二次繞組I2的電流比。Kn = IN 1/ IN2式中： IN1為一次線圈的額定電流，A； IN2為二次線圈的額定電流，5A電流互感器大致可分為兩類：測(cè)量用電流互感器以及保護(hù)用電流互感器。測(cè)量用電流互感器：我們通常的測(cè)量時(shí)使用的電流互感器主要與測(cè)量?jī)x表相互配合，主要的用途便是用來(lái)對(duì)I、U、P的測(cè)量等。測(cè)量用微型電流互感器主要要求：（1） 擁有足夠高的測(cè)量精度（2） 絕緣的可靠性高（3） 如果線路發(fā)生故障產(chǎn)生不利于互感器的大電流時(shí)，能夠在適當(dāng)?shù)牧砍虄?nèi)快速的飽和，從而對(duì)測(cè)量?jī)x表起到了保護(hù)的作用。保護(hù)用電流互感器：我們使用的電流互感器分為可以歸類為過(guò)負(fù)荷互感器保護(hù)電流用的、具有差動(dòng)性的電流互感器、接地保護(hù)電流互感器。我選用的為CT07型電流互感器。該電流互感器用PBT外殼，耐高溫，耐腐蝕； 環(huán)氧樹(shù)脂灌封，隔離性能好，抗沖擊性強(qiáng)； 體積非常小，外形十分美觀，插針式直接焊接線路板；并且它的線性范圍寬，一致性好。通常的情況之下互感器在如果在額定負(fù)荷下也能對(duì)于要求最大一次的電流滿足的話，則我們可以將它成為額定準(zhǔn)確限值一次電流。保護(hù)用互感器的工作時(shí)限有所不同，它只是在電流大于正常范圍時(shí)才開(kāi)始進(jìn)行有效的工作，所以我們對(duì)其保護(hù)用的互感器主要的要求：（1）絕緣的可靠性高（2）擁有足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)（3）足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。電壓互感器：電壓互感器通俗上面來(lái)說(shuō)就是就是額定電流比為1，一次二次的電流量程都是毫安級(jí)的（如：2mA/2mA）。工作時(shí)，互感器一次繞組與限流電阻R串聯(lián)接被測(cè)電壓，二次輸出接運(yùn)算放大器進(jìn)行電流/電壓之間的相互變換（或直接電阻采樣）。這個(gè)時(shí)候我們把一次電流為I1 = U/（R+r），二次電流I2 = I1/Kn，公式里面的r為一次繞組內(nèi)阻，則Kn為額定電流比。：電壓互感器R 被 I/V測(cè)電壓 本次設(shè)計(jì)選用的為PT011 電壓互感器。該電壓互感器輸出電壓：，但是我們?cè)诔跗诘臅r(shí)候應(yīng)當(dāng)加裝限流電阻，這樣的話初級(jí)電流可以變?yōu)楹涟驳募?jí)別里面，再進(jìn)過(guò)次級(jí)運(yùn)算放大器之后，可以得到任意想要的電壓。具有使用簡(jiǎn)便，精度高（），體積小以及完全電隔離的優(yōu)點(diǎn)。屬電流型電壓互感器電流比 1 mA/1mA和 2mA/2mA 產(chǎn)品。智能式高壓開(kāi)關(guān)在本設(shè)計(jì)中電壓互感器將與運(yùn)放電路連在一起，：rˊC1C2 rR互感器 運(yùn)算放大器 互感器與運(yùn)放的連接電 模擬量模塊 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊有各種不同的類型，例如：0～10V、10～+10V、4～20mA 等各種范圍的模塊。除了輸入四路略有不同外，其他內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)完全一樣。因此我們可以通過(guò)對(duì)外加輸入量模塊的方式來(lái)穩(wěn)定系統(tǒng)的安全，這樣便可以在同一模塊下適應(yīng)各種不同模擬量的的輸入范圍。在工業(yè)控制中，經(jīng)常會(huì)遇到連續(xù)變化的物理量——模擬信號(hào)，比如說(shuō)電流、電壓、壓力、位移、溫度、速度等。假如要對(duì)這些模擬量進(jìn)行采集并送給PLC的CPU模塊，則必須對(duì)這些模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，才能使可編程器可以接收這些數(shù)據(jù)。此外，模擬量的輸入模塊是通過(guò)對(duì)模擬量采集之后再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，最后把輸入通道及其它脈沖一起傳輸?shù)较到y(tǒng)的內(nèi)部控制上面。通過(guò)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC所能接收的數(shù)字信號(hào)6模擬量輸入模塊的功能就是進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，模擬量輸入接口模塊的主要 技術(shù)性能有：（1） 輸入通道數(shù)：有4路、8路、和6路等；（2） A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)：有8位、10位、12位或14位（均為二進(jìn)制）（3） 輸入信號(hào)：電壓輸入 10～+10V、+0～+10V、+1～+5V； 電流信號(hào) 4～20mA；（4） 轉(zhuǎn)換的精度：%～%；（5） 線性度的量程：+%（環(huán)境溫度+25℃）；（6） 轉(zhuǎn)換時(shí)的間：小于50mA FX2N4AD模塊：本設(shè)計(jì)中模擬量輸入輸出模塊我選用FX2N4AD。： Fx2n4AD外觀圖 這次使用的三菱FX2N 4AD模塊是具有四通道以及十二位A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換的，我們可以根據(jù)外部連接方式的不同及PLC指令，用來(lái)簡(jiǎn)單的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)調(diào)整這樣的話就可以可改變需要模擬量數(shù)值收集的范圍。相關(guān)的瞬時(shí)值和設(shè)定值這樣的一個(gè)數(shù)值的讀出和寫(xiě)入用FROM / TO指令來(lái)操作。通過(guò)可選擇電壓輸入或電流輸入，是一種具有高精確度的輸入模塊。FX2N ： FX2N 4AD 的技術(shù)指標(biāo) 電壓輸入電流輸入 根據(jù)是電流輸入還是電壓輸入，使用端不同采集量收集范圍 DC：10V～+10V（輸入電阻200Ω）絕對(duì)最大輸入177。15DC：20mA～+20mA（輸入電阻250Ω）絕對(duì)最大輸入177。32mA數(shù)字收集量范圍 帶符號(hào)位的16位二進(jìn)制（有效數(shù)值11位）+2047以上固定為+2047 2048以下固定為2048分辨力5Mv（10V1/2000）20μA（20V1/1000）綜合精度177。1%（相對(duì)于最大值）轉(zhuǎn)換速度15mS（1～4）通道（（1～4）通道）采取隔離方式光電隔離及采用DC/DC轉(zhuǎn)換器使輸入和PLC電源間隔離（各輸入端子間不隔離）模擬量用電源DC：24V177。10%50mA相關(guān)占有點(diǎn)數(shù)程序上為8點(diǎn)（計(jì)輸入或輸出點(diǎn)均可）由PLC供電的消耗功率為5V30mA表31中模擬量模塊的性能說(shuō)明：（1） 4個(gè)輸入點(diǎn)可以同時(shí)使用。（2）總體發(fā)的精度為1%。（3） 12位轉(zhuǎn)換結(jié)果以二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存放。最大值為2047，最小值為 2048。（4）分辨率的電流為1/1000，20uA，電壓為1/2000，5mV。（5） 通過(guò)上表可知，輸入電壓為 10V ~ +10V。假如發(fā)生絕對(duì)值超過(guò)15V的話，這樣便對(duì)單元造成一定程度的損壞。（6）轉(zhuǎn)換速度6~15ms?？梢赃B接電壓信號(hào)也可以連接電流信號(hào)。圖中：①— 用帶屏蔽的雙絞電纜，模擬輸入通過(guò)其接收。②— 如果外部信號(hào)源有噪聲或紋波干擾，則可以在輸入端連接一個(gè)平滑電容，其容量為：~。③— 輸入端連接電流信號(hào)時(shí)，將v+端和I+端短接。④—過(guò)多的電氣干擾信號(hào)在外部產(chǎn)生的話，應(yīng)將系統(tǒng)機(jī)殼的FG端和接地FX2N 4AD的GND端相連。⑤— 連接FX2N 4AD接地端與主單元接的地端子。： 模擬量輸入端接線圖三菱FX2N系列的PLC模擬量輸入擴(kuò)展模塊FX2N 4AD有四個(gè)通道的模擬量輸入端，它有32個(gè)16位的寄存器作為數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)區(qū)，其中一部分用于存放控制字碼、出錯(cuò)代碼等。另外8個(gè)寄存器，其中4個(gè)用于存放各通道經(jīng)轉(zhuǎn)換后的當(dāng)前數(shù)據(jù)量，還有4個(gè)用于存放各通道的n次的平均值。當(dāng)輸入的模擬量是電壓信號(hào)時(shí)，將電壓信號(hào)分別連接到“V+”和“V”端；當(dāng)輸入的模擬量是電流信號(hào)時(shí)，將電流信號(hào)分別連接到“I+”和“I”端，并且用導(dǎo)線將該通道的“V+”和“I+”端連接起來(lái)。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)信號(hào)源的輸入端二者采用的是帶屏蔽的雙絞線進(jìn)行連接，那么屏蔽線應(yīng)當(dāng)連接到該模塊的的“SLD”。當(dāng)輸入的電壓信號(hào)有噪聲或紋波干擾，則可以在該通道的“V+”和“V”~。如果電磁的干擾嚴(yán)重的話，我們可以將各通道的“SLD”端與模塊上的“GND”、“FG”端相連接，然后再與PLC的機(jī)架的GND連接在一起。部分PLC的I/O模擬量的映像區(qū)有專門(mén)的，允許連接的模擬量輸入通道最多32個(gè)，這些模擬量輸入經(jīng)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量先存放在該模塊的緩沖寄存器內(nèi)。在之后的輸入采用階段，PLC的CPU就從模擬量輸入模塊的數(shù)據(jù)緩沖寄存器內(nèi)將這些數(shù)字依次地讀入到模