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浔之漫智控技术(上海)有限公司
主营：西门子PLC代理商,西门子PLC模块代理商,西门子中国一级代理商,西门子低压电器总代理商,西门子DP通讯电缆代理商,西门子中国总代理商
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江苏西门子专业授权代理商
| 摘要：本文主要论述永宏PLC及永宏HMI在制药行业的干燥上的系统集成应用原理，展示同构平台机电自动化产品的系统集成优势。 关键词：微波，真空，人机界面PLC 一．微波发生原理： 产生微波的设备是磁控管。通过PLC控制中间固态继电器来驱动升压变压器，电压约为6000V。磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。 磁控管由于工作状态的不同可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。 磁控管由管芯和磁钢（或电磁铁）组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍各部分的结构及其作用。 1.阳极 阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。 阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜）制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须是偶数，管子的工作频率越高腔数越多。 阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。以槽扇型腔为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容，而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。 磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。 磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用隔型带来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。 另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。 2.阴极 阴极及其引线磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响较大，被视为整个管子的心脏。阴极的种类很多，性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极，它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状，通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗电子轰击能力强等优点，在连续波磁控管中得到广泛的应用。此种阴极加热电流大，要求阴极引线要短而粗，连接部分要接触良好。大功率管的阴极引线工作时温度很高，常用强迫风冷散热。磁控管工作时阴极接负高压，因此引线部分应有良好的绝缘性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰而使阳极过热，磁控管工作稳定后应按规定降低阴极电流以延长使用寿命。 3.能量输出器 能量输出器是把相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的装置。能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通过微波，保证管子的真空密封，同时还要做到便于与外部系统相连接。小功率连续波磁控管大多采用同轴输出在阳极谐振腔高频磁场较强的地方。放置一个耦合环，当穿过环面的磁通量变化时，将在环上产生高频感应电流，从而将高频功率引到环外。耦合环面积越大耦合越强。大功率连续波磁控管常用轴向能量输出器，输出天线通过较靴孔洞连接到阳极翼片上。天线一般做成条状或圆棒也可为锥体。整个天线被输出窗密封。输出窗常用低损耗特性的玻璃或陶瓷制成。它必须保证微波能量无损耗的通过和具有良好的真空气密性。大功率管的输出窗常用强迫风冷来降低由于介质损耗所产生的热量。 4.磁路系统磁控管 正常工作时要求有很强的恒定磁场，其磁场感应强度一般为数千高斯。工作频率越高，所加磁场越强。磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系统一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场，管芯和电磁铁配合使用，管芯内有上、下较靴，以固定磁隙的距离。磁控管工作时，可以很方便的靠改变磁场强度的大小，来调整输出功率和工作频率。另外，还可以将阳极电流馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。 二．注意事项 由于设备的加热部分是靠微波来加热的，所以必须要考虑到微波带来的干扰源问题。永宏PLC是*的产品，所有的控制都集成在一块叫”SOC”的芯片上，即：系统集成片，所以抗干扰能力较强。由于该设备需要加热控制就必然用到模拟量模块，此设备的加热传感器是用远红外传感器，信号为4—20MA。永宏PLC的模拟量板精度是12位。且在每个扫描周期都读取模拟量值，所以是实时更新的，加上模拟量板价格适中，客户都肯接受。 |
在炼钢企业各环节生产中，经常需要对钢卷进行称重，并将所得到的重量上传到生产管理系统，以便于生产监控、管理。以往常采用工控机加电子秤进行控制，使用此种控制方式，可靠性差，自动化程度不高，且成本高昂。目前已有许多企业采用可编程控制器（plc）对传统接触控制进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产**。本文在此介绍中国台湾永宏plc对称重环节进行控制的解决方案，其电路结构简单，投资少（可利用原有设施改造），系统不仅自动化程度高，具有在线修改功能，灵活性强，亦可将相关数据于上位机进行交换。
2 系统设计
2.1 控制要求
控制系统根据生产线下来的钢卷到达*位置，启动重量接收程序，当接收重量完成，并停泵；操作人员可通过确认按钮解除音响报警信号，闪烁灯光转平光；系统具有手动/自动两种控制方式，并设有试验功能。
2.2 plc选型
系统在设备选型和实施过程中遵循以下原则：
（1）通用性：在选型过程中充分考虑备件购买的方便性，在满足设计要求的情况下尽量选择通用设备。
（2）标准性：在选型和编程中使用标准方法以尽可能得到系统设备厂商的将来可能提供的升级支持。
（3）可靠性：尽可能的增加异常检测，同时考虑非关键设备故障时系统的容错性，提高系统可靠性；对于关键设备，使用冗余方法，将故障停机时间缩短到较小。
（4）性价比：plc的选择应着重考虑plc的通讯功能、性能价格比，选择可靠性高功能相当，负载能力合适，经济实惠的plc。永宏plc单机可扩展至五个通讯口，除永宏标准通讯协议外，还可选用modbusascii/rtu/tcp协议或自订协议，同时有6种通讯板8种通讯模组可轻易满足各种不同应用场合之弹性选择，为同级plc之较，且经济实惠，故选用中国台湾永宏plc经济型主机（型号为：fb0ma），配以中国台湾英展的称重仪表ex2002进行控制。
2.3 系统硬件配置
因系统外部只有两个指示灯输出且只需要有两个通讯端口，选用永宏plc较小点数的fb0ma就可方便达到控制要求。系统正常运行时，因称重控制仪表同plc同时使用同一电源，故不用再做电源指示直接通过观看电子秤就可知道电源的工作情况提高i/o端口的利用率，节省i/o点数。