青岛西门子阀门定位器代理
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西门子定位器的可选件具体安装步骤流程如下:
· 松开外壳螺丝
· 松开模块盖(1)
·Jy模块:插入JY模块(3)进入下部外壳PCB槽寻轨,用带状电缆(6)连接
· 报警模块:插入报警模块(4)进入上部PCB外壳寻槽内,用带状电缆(5)连接
·SIA模块(槽型启动器报警模块)
(部件的安装图)
1. 拆下电子线路基板(2)的所有电气连接。
2. 松开电子线路基板两个固定螺丝(2.1)。
3. 把电子线路基板从四个固定点上小心松开移出。
4.SIA模块(7)从上面插入到外壳的PCB槽轨道上。
5. 按SIA模块接近3mm向右进入PCB壳子导槽之内。
6. 使用螺丝(7.1)通过SIA模块进入西门子定位器轴内,遵守如下几点:
用螺丝连接之前,推进控制阀轴承的插头必须要对准,当进一步拧进去时,控制阀轴承和螺丝一定会同时转动,使插头装进螺丝中。如不遵守此操作,SIA模块可能被毁坏。
7. 绝缘盖(10)放在SIA模块上面一侧,下面是电子线路基板的安装区域。打开绝缘盖槽壁上的双头螺栓一定相当适合,小心地弯曲槽壁,绝缘盖适合放在SIA模块上面。
8. 夹住电子线路基板进到四个连接点,用两个螺丝(2.1)拧紧到电子基板上。
9. 电子线路基板和选择件中的电路连接用扁平电缆,电子线路基板和分压器间用分压器电缆连接。
10.附加供给的模块盖代替有两个螺丝的标准盖。
11.从随带的调整面板中选择附合已经出现标准版本,按照标准版本选择盖板粘贴到安装模块盖从板上。
12.连接所有电气连接。
两个极限的设定:
13.移动执行器到希望的机械位置。
14.手动调节上面的调节螺丝(输出端子41,42)直到输出杆改变。
15.调节执行器到希望的第二机械位置。
16.手动调节底下调节螺丝(输出端子51,52)直到输出杆改变。
注意:通过旋转调节螺丝过电平变化值到下一个变化值,可做高-低或低-高开关设定。
Sipart PS2 智能电气阀门定位器在粒子加速器中的应用
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在接近低温极限条件下 大型强子对撞机(LHC)是新一代加速器的代表,为了达到所需力场,该加速器中的磁体必须采用液氦进行冷却。大型强子对撞机配备有计1,382个采用Sipart PS2型阀门定位器进行控制的低温阀门,该阀门定位器将将冷冻液氦分配到大型强子对撞机蓄能器回路单独磁体上的整个回路中。 在位于法国与瑞士边界线的欧洲粒子物理研究所研究中心,在一条位于地下约110米处、延伸长度过27公里的隧道中,正在建造世界上大的、能量高的粒子加速器。该加速器可达到过以前试验能级范围内的能级。为了达到这一目的,大型强子对撞机应通过导磁体进行工作,该导磁体必须采用液氦冷却至约2K(即,-271℃,接近温度零度)的温度下。 在此种极低的温度下,管道、阀门和管接头等的材质必须采用特殊的耐低温材料。以前从未建造过如此巨大规模的导系统,而冷却剂供给系统反过来成为大型强子对撞机项目的大挑战。 对机械和电气系统的极端要求 在蓄能器回路的整个长度上,液氦回路中的流量分配通过一套采用低温阀门(例如,为低温条件应用专门开发的阀门)的控制系统进行调节。这些低温阀门必须采取高度的绝热措施,以便这些阀门在遭受到极端温度梯度时不会发生冻结。低温阀门采用气动执行机构进行操纵,执行机构的位置通过源自Sipart PS2 系列的电气阀门定位器进行调节。 由于偏转效应与真空管中加速粒子的碰撞所引起的同步加速器辐射,蓄能器回路附近处辐射载荷非常高,使得在此区域中无法使用高度集成的电子器件。高能辐射量子可能造成蓄能器部件和微处理器部件中的微细结构被破坏。由于此种原因,必须开发出‘分离型’Sipart PS2智能阀门定位器,所有阀门定位器中的高度集成电子器件将安装在距蓄能器回路有一定距离的隧道专门防辐射段(凹室)中。原机箱中阀门定位器气动输出段和大型耐辐射位置测量部件,将按照通常气动执行机构进行安装。 为了确保信号从凹室无故障传输至现场设备中,必须进行一次仿真测试,此项测试在实验室条件下进行,并采用重达数吨的电缆盘(例如,稍后放置到隧道中的电缆)。处理器面板与回路中现场阀门定位器之间的大距离约为一公里。 Sipart PS2型智能电气阀门定位器机箱内部配有一种专门开发的模块,该模块配备有适合线形范围远程传输(至主面板)的干扰抑制部件,该模块可确保气动输出级定位指令的传递和定位数值的反馈。阀门定位器通过Profibus PA 标准总线连接到主控制系统中。 象办公楼一样大的检测器 与日常分析中所使用的大多数检测器不同,大型强子对撞机的检测器由数百万个部件构成,重量达数千吨。例如,ATLAS 检测器高22米,与一座五层办公楼一样高。检测器的单独部件必须以百分毫米的精度进行连接。为了检测以后可能出现的失调或偏移,所有重要部件均安装有一台光学检测装置。仅在检测器的里面区域中,就配有一百亿个晶体管。 在所有的测量中,在检测器的设计中,以及在ATLAS检测器(将在这里确定带电粒子的极性和脉冲)内部巨大导磁体组的设计中,精度和灵敏度起着重要的作用。在大型强子对撞机回路中其它也使用导磁体的地方,也通过130分级型Sipart阀门定位器,使冷却剂的流量保持控制系统所规定的流量值。 虽然仅为其中一小部分,但仍做出一份贡献在象大型强子对撞机这样的巨大项目中,大多数单独产品和服务均起着非常小的作用。但这个巨大加速器中的每一个部件均必须地进行工作,以便能够完成寻找希格斯玻色子的任务,并向证实粒子物理标准模型方向迈出一大步。而Sipart型阀门定位器将为此做出贡献。 |
应用于世界上大粒子加速器中的Sipart PS2 智能电气阀门定位器
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在接近低温极限条件下? 大型强子对撞机(LHC)是新一代加速器的代表,为了达到所需力场,该加速器中的磁体必须采用液氦进行冷却。大型强子对撞机配备有计1,382?个采用Sipart?PS2型阀门定位器进行控制的低温阀门,该阀门定位器将将冷冻液氦分配到大型强子对撞机蓄能器回路单独磁体上的整个回路中。 在位于法国与瑞士边界线的欧洲粒子物理研究所研究中心,在一条位于地下约110米处、延伸长度过27公里的隧道中,正在建造世界上大的、能量高的粒子加速器。该加速器可达到过以前试验能级范围内的能级。为了达到这一目的,大型强子对撞机应通过导磁体进行工作,该导磁体必须采用液氦冷却至约2K(即,-271℃,接近温度零度)的温度下。? 在此种极低的温度下,管道、阀门和管接头等的材质必须采用特殊的耐低温材料。以前从未建造过如此巨大规模的导系统,而冷却剂供给系统反过来成为大型强子对撞机项目的大挑战。? 对机械和电气系统的极端要求? 在蓄能器回路的整个长度上,液氦回路中的流量分配通过一套采用低温阀门(例如,为低温条件应用专门开发的阀门)的控制系统进行调节。这些低温阀门必须采取高度的绝热措施,以便这些阀门在遭受到极端温度梯度时不会发生冻结。低温阀门采用气动执行机构进行操纵,执行机构的位置通过源自Sipart?PS2?系列的电气阀门定位器进行调节。? 由于偏转效应与真空管中加速粒子的碰撞所引起的同步加速器辐射,蓄能器回路附近处辐射载荷非常高,使得在此区域中无法使用高度集成的电子器件。高能辐射量子可能造成蓄能器部件和微处理器部件中的微细结构被破坏。由于此种原因,必须开发出“分离型”Sipart?PS2智能阀门定位器,所有阀门定位器中的高度集成电子器件将安装在距蓄能器回路有一定距离的隧道专门防辐射段(凹室)中。原机箱中阀门定位器气动输出段和大型耐辐射位置测量部件,将按照通常气动执行机构进行安装。? 为了确保信号从凹室无故障传输至现场设备中,必须进行一次仿真测试,此项测试在实验室条件下进行,并采用重达数吨的电缆盘(例如,稍后放置到隧道中的电缆)。处理器面板与回路中现场阀门定位器之间的大距离约为一公里。? Sipart?PS2型智能电气阀门定位器机箱内部配有一种专门开发的模块,该模块配备有适合线形范围远程传输(至主面板)的干扰抑制部件,该模块可确保气动输出级定位指令的传递和定位数值的反馈。阀门定位器通过Profibus?PA?标准总线连接到主控制系统中。? 象办公楼一样大的检测器? 与日常分析中所使用的大多数检测器不同,大型强子对撞机的检测器由数百万个部件构成,重量达数千吨。例如,ATLAS?检测器高22米,与一座五层办公楼一样高。检测器的单独部件必须以百分毫米的精度进行连接。为了检测以后可能出现的失调或偏移,所有重要部件均安装有一台光学检测装置。仅在检测器的里面区域中,就配有一百亿个晶体管。? 在所有的测量中-在检测器的设计中,以及在ATLAS?检测器(将在这里确定带电粒子的极性和脉冲)内部巨大导磁体组的设计中,精度和灵敏度起着重要的作用。在大型强子对撞机回路中其它也使用导磁体的地方,也通过130分级型Sipart阀门定位器,使冷却剂的流量保持控制系统所规定的流量值。? 虽然仅为其中一小部分-但仍做出一份贡献在象大型强子对撞机这样的巨大项目中,大多数单独产品和服务均起着非常小的作用。但这个巨大加速器中的每一个部件均必须地进行工作,以便能够完成寻找希格斯玻色子的任务,并向证实粒子物理标准模型方向迈出一大步。而Sipart型阀门定位器将为此做出贡献。 |
过采样技术在智能电气阀门定位器中的应用
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摘 要:在智能阀门定位器设计中,AD转换器的精度对智能电气阀门定位器控制精度具有重要影响。文章基于瑞萨单片机,采用过采样技术将10位AD转换器的精度提高到12位,提高阀门定位器控制精度的同时,避免采用昂贵的片外AD转换器,降低产品成本。 关键字:阀门定位器 AD转换器 过采样 在智能阀门定位器设计中,数据采集单元(模/数转换器)主要用于采集4~20mA控制信号和阀门开度信号,并将其转换为数字信号,以便微机系统处理。当信号很微弱或信号变化量很小时,低分辨率的模/数转换器将检测不到信号或信号的变化,从而无法实现高精度定位控制。目前通常采用以下2种方法解决上述问题:一种是先将信号放大滤波,再用低或中分辨率的AD转换器进行采样,转化为数字信号后,再做信号处理;另一种是使用高分辨率AD转换器,对微弱信号直接采样,再进行数字信号处理。2种方法各有千秋,也都有自己的缺点。前一种方法,AD转换器要求不高,特别是现在大部分微处理器都集成有低或中分辨率的AD转换器,大大节省了开支,但是增加了繁琐的模拟电路。后一种方法省去了模拟电路,但是对AD转换器性能要求高,且高分辨率AD转换器价格昂贵。本文基于智能阀门定位器硬件设计,在对信号进行简单滤波放大后,采用过采样技术将10位AD转换器分辨率提高到12位,提高阀门定位器控制精度的同时,避免采用昂贵的片外AD转换器,降低产品成本。 1 过采样原理 过采样技术是以远高于奈奎斯特采样频率的频率对模拟信号采样。过采样技术提高AD转换器的分辨率理论分析如下: 由信号采样量化理论可知,N位的AD转换器其量化步Δ长定义为 (1) 式中,Vref为参考电压,则量化误差eq: (2) 在量化过程中,量化误差被认为是一种加性白噪声,是在-Δ/2到Δ/2之间均匀分布的随机变量,随机变量的方差,代表噪声的平均功率: (3) 则带内噪声功率为 (4) 式中:fm为信号高频率;fs为信号采样正频率。 在这里,定义过采样率OSR为 (5) 通过式(1)~式(5)得到噪声功率与过采样率和分辨率的关系为 (6) 由式(6)推导可以得出有效位数N:
每增加一位分辨率,需要以4倍的采样频率进行过采样,即: (7) 式中:ω是希望增加的分辨率位数;fs是初始采样频率;fos是过采样频率。 通过以上分析可知,过采样技术提高分辨率的必要条件是:引入到信号的噪声必须逼近白噪声,且噪声幅度足够大,能引起输入信号随机变化。因此在实际应用中,通常有意引入这种噪声,称为扰动。 2 Matlab仿真 以上述理论为依据,利用Matlab对过采样技术提高AD转换器的分辨率及信噪比进行仿真。仿真结果如图1~图3所示,其中原始信号S(t)=0.1cos(2πft),f=1Hz,初始采样频率fs=4Hz,过采样频率fos=64Hz。
图1 仿真环境下原始信号
图2 未叠加噪声激励信号时重构原始信号
图3 叠加方波信号时重构原始信号 对比图2和图3可以得出:叠加方波信号作为噪声激励信号后,结合过采样,重构的信号失真很小,可以看出明显的正弦波形。 3 实验方案及结果分析 在智能阀门定位器设计中,采用RenesasM16C/62PM30626微处理器,利用其自带10位AD转换器采用过采样和求均值技术实现12位的分辨率。 本文利用瑞萨M30626单片机的内部定时计数器,设计产生幅值为3V,周期为10ms,占空比为50%的PWM信号作为噪声激励信号加载到阀门定位器4~20mA控制信号及阀门开度信号上。AD转换器参考电压为2.5V。根据理论分析可知,要想提高2位分辨率,需要16倍于初始采样频率进行采样。4~20mA采样信号滤波及过采样电路如图4所示,4~20mA模拟输入信号经由MAX4163运算放大,同时单片机输出PWM信号作为噪声激励信号通过电阻R6加载到放大后的4~20mA信号上进入M30626单片机的A/D采集引脚。
图4 4~20mA信号过采样硬件实现方案 图5为过采样程序流程图。在一个PWM信号周期内,单片机均匀采集16次4~20mA信号,并将采集结果累加后右移2位得到所需ADC结果,将此结果经过单片机内部线性换算后得到输入电流值。
图5 过采样程序流程图 由于智能阀门定位器输入信号为4~20mA直流信号,因此为了更加直观地展现过采样技术对信号采集精度及分辨率的影响,测量了不同情况下智能阀门定位器的死区,即在各个测试点,单片机所能检测到并控制阀门动作的输入电流小变化范围。实验结果如图6所示。 从图6可以看出:在4~20mA信号输入范围内,未加入噪声激励信号之前智能阀门定位器的死区值约为0.055mA;加入方波信号作为噪声激励信号,采用过采样技术,智能阀门定位器的死区值减小为0.02mA。从以上实验数据可以得出:在不采用昂贵片外AD转换器的条件下,采用过采样技术,加入噪声激励信号,提高了单片机信号采样的分辨率及精度。
图6 不同测试点智能阀门定位器死区分布图 4 结语 本文采用瑞萨M30626单片机,在其自带10位AD转换器基础上,利用过采样技术实现了12位分辨率,提高阀门定位器控制精度,并给出了软件及硬件实现方案。利用这种技术可避免采用昂贵的片外AD转换器,降低产品成本。 |
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