工业控制

</strong>作者：Colm Slattery, Derrick Hartmann, Li Ke</strong>

工业过程控制系统应用多种多样，范围覆盖从简单的流量控制到复杂的电网，从环境控制系统到炼油厂过程控制。这些自动化系统的智能性依赖于它们的测量和控制单元。可编程逻辑控制器1 (PLC)和分布式控制系统2 (DCS)是用于控制机器和过程、处理各种各样模拟和数字输入及输出的两个最常见计算机系统，这些系统包含电源、中央处理单元(CPU)，以及多种模拟输入、模拟输出、数字输入和数字输出模块。

标准通信协议已经存在很多年了；模拟变量的范围主要为4mA至20mA、0V至5V、0V至10V、±5V和±10V。关于下一代系统无线解决方案的讨论已有很多，但是设计人员仍然认为4mA至20mA通信和控制环路可继续使用多年。下一代系统的标准涵盖更高的性能、更小的尺寸、更好的系统诊断、更高级别的保护，以及更低的成本——所有要素都将帮助制造商实现区别于其竞争对手的差异化设备产品。

在齿轮箱、皮带与皮带轮等传动装置之间经常存在着动力传动。而这些传动并不是完美传动，会因为安装、制造等原因，造成传递有误差，也就是我们所谓的传递误差。

<strong>传递误差定义</strong>

传递误差定义为旋转结构的角位移或角速度（也就是转速）与理论值之差。可以表示成相对于驱动轴（或轮）的绝对值或相对值。

用角位移绝对值定义：

Tee=α2-Tr*α1

用角位移相对值定义：

Tee=(α22-Tr*α1)/α22

用角速度绝对值定义：

Tee=rpm222-Trr*rpm11

用角速度相对值定义：

Tee=(rpm22-Tr* rpm11)/rpm22

其中，Tee表示传递误差，α2和α2分别表示轴（或轮）1和轴（或轮）2上测量的角位移，rpm1和rpm22分别表示轴（或轮）1和轴（或轮）2上测量的角速度，Tr表示传动比。

<strong>完美传动</strong>

<strong>Maithil Pachchigar 应用工程师 ADI公司</strong>

工业过程控制、便携式医疗设备和自动化测试设备中使用的多路复用数据采集系统(DAS)需要更高的通道密度；在这些系统中，用户希望测量多个传感器和监控器信号，并将很多输入通道扫描至单个ADC或多个ADC中。多路复用的整体优势在于每通道所需的ADC数量较少，节省了印刷电路板(PCB)空间，降低了功耗和成本。自动化测试设备和电源线路监控应用中的某些系统要求每通道使用专门的采样保持放大器和ADC，以便对输入进行同步采样，从而提升每通道的采样速率，并保留相位信息，但代价是更多的PCB面积和更高的功耗。系统设计人员根据最终应用的性能、功耗、尺寸和成本要求进行权衡取舍。它们从中选出一个转换器架构和拓扑，并使用市场上提供的分立式或集成式元件实现信号链设计。图1显示了多路复用DAS的简化框图，可进行监控并对多种传感器类型进行顺序采样。某些情况下，信号链会利用多路复用器与ADC之间的缓冲放大器或可编程增益放大器。

<font color="#FD8900">作者：Nicola O’Byrne ADI公司高级系统应用 工程师</font>

工业运动控制涵盖一系列应用，包括基于逆变器的风扇或泵控制、具有更为复杂的交流驱动控制的工厂自动化以及高级自动化应用(如具有高级伺服控制的机器人)。这些系统需要检测和反馈多个变量，例如电机绕组电流或电压、直流链路电流或电压、转子位置和速度。变量的选择和所需的测量精度取决于终端应用需求、系统架构、目标系统成本或系统复杂度。还有其他考虑因素，例如状态监控等增值特性。据报道，电机占全球总能耗的40%，国际法规越来越注重全体工业运动应用的系统效率(参见图1)。