330106-05-30-10-02-00

330106-05-30-10-02-00本特利

【廈門莫格電氣自動(dòng)化有限公司】
：雷琳（銷售工程師） 電 話 ：/  
：1982497648                 ：    
郵    箱：1982497648     傳 真：（請備注雷琳收）

公司主營產(chǎn)品，優(yōu)勢供應(yīng)，充足庫存：
 Bently Nevada（本特利）：3500系統(tǒng)/3300系統(tǒng)，前置器探頭等
    
        德國EPRO MMS6000系統(tǒng)卡件 MMS3000系統(tǒng)卡件 PR6422 PR6423 PR6424 PR6426 PR9268等系列探頭前置器備件。
ABB PLC系統(tǒng)模塊 DCS系統(tǒng)卡件，包括一些停產(chǎn)的控制系統(tǒng)模塊卡件。
GE燃機(jī)卡件IS200系列，DS200系列
Rockwell Allen-Bradley: SLC500/1747/1746、    MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、         
CompactLogix/1769/1768、
 Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。
 Invensys Foxboro（福克斯波羅）：I/A Series系統(tǒng)，F(xiàn)BM（現(xiàn)場輸入/輸出模塊）順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換、輸入/輸出信號(hào)處理、數(shù)據(jù)通信及處理等。
 Invensys Triconex: 冗余容錯(cuò)控制系統(tǒng)、基于三重模件冗余（TMR）結(jié)構(gòu)的zui現(xiàn)代化的容錯(cuò)控制器。
Westinghouse（西屋）： OVATION系統(tǒng)、WDPF系統(tǒng)、WEStation系統(tǒng)備件。
Schneider Modicon（施耐德*康）：Quantum 140系列處理器、控制卡、電源模塊等。
ABB：工業(yè)機(jī)器人備件DSQC系列、Bailey INFI 90等。

       Siemens(西門子)：Siemens MOORE， 6ES5系列，6GK系列，6DD系列,6AR系列。
 Motorola（摩托羅拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等系列。
XYCOM：I/O 、VME板和處理器等。
GE FANUC(GE發(fā)那科)：模塊、卡件、驅(qū)動(dòng)器等各類備件,IC693,IC695，IC697 IC698等系列。
Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服馬達(dá)、伺服驅(qū)動(dòng)器。
Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat，I/O模塊,PLC控制器,驅(qū)動(dòng)模塊等。
Woodward（伍德沃德）：SPC閥位控制器、PEAK150數(shù)字控制器。
Rosemount羅斯蒙特：壓力變送器、流量計(jì)。

330106-05-30-10-02-00本特利

本特利

目前大多數(shù)ADC都是電壓輸入器件，測量輸入電壓信號(hào)比較簡單，需要注意的就是按比例匹配輸入電壓范圍，使其在ADC可接受的輸入量程內(nèi)。Maxim提供的參考設(shè)計(jì)中采用電阻分壓網(wǎng)絡(luò)將電壓輸入轉(zhuǎn)換成微控制器內(nèi)部ADC可接受的-1V到+1V輸入。電流信號(hào)輸入端，采用一個(gè)并聯(lián)電流分流器將電表的電流輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為小信號(hào)電壓輸入。通過分流器的電壓信號(hào)必須足夠低，盡量降低功率損耗：一個(gè)0.5m?的分流器(假定輸入zui大電流等于40A)只能提供20mV的滿擺幅電壓輸出，但其功耗接近1W。

對于ADC指標(biāo)，首先，需要了解其精度需求，絕大多數(shù)電表定義在整個(gè)量程范圍達(dá)到1%的測量精度(注意不是滿量程精度)。Maxim的參考設(shè)計(jì)能夠在1A到40A輸入電流范圍內(nèi)達(dá)到1%的精度。為了達(dá)到這個(gè)設(shè)計(jì)要求，電表必須能夠分辨zui小10mA的電流信號(hào)，但是在輸入電流達(dá)到40A時(shí)，為了保證ADC不進(jìn)入飽和狀態(tài)，電流比須高達(dá)4,000:1。這樣，ADC的位數(shù)不能低于12位，采用14位或更高分辨率的ADC。對于采樣速率指標(biāo)，根據(jù)奈奎斯特定理，采集zui高60Hz的正弦波信號(hào)時(shí)，120Hz的采樣率既可滿足要求。但是，有一些電能表規(guī)格要求能夠高精度地測量21次諧波頻率的信號(hào)，對應(yīng)的zui高信號(hào)頻率等于1,260Hz，因此采樣頻率必須等于或高于2,520Hz。就目前的ADC設(shè)計(jì)水平，業(yè)界已*有能力將這樣的ADC與微控制器集成在同一硅片上。

硬件設(shè)計(jì)分析

圖1是以MAXQ3120微控制器為核心的電表參考設(shè)計(jì)電路。它由MAXQ3120混合信號(hào)微控制器、電源、顯示電路、I2C接口EEPROM、傳感器和外圍通信電路組成。

1. 顯示

參考設(shè)計(jì)采用液晶顯示器作為顯示單元。它的好處是顯而易見的：該顯示器可以指示從能量到電壓以及時(shí)間等任何用戶需要觀察的數(shù)據(jù)。其缺點(diǎn)是必須依靠外部電源供電，斷電狀態(tài)下無法觀察任何數(shù)據(jù)。盡管機(jī)械式計(jì)數(shù)器本身具有非易失性，但必須執(zhí)行測量以確保電表內(nèi)部能保持住zui后顯示的讀數(shù)。

2．通信接口

目前市場上有許多通信機(jī)制方案欲將所有類型接口集成在一個(gè)外圍單元中。但是，作為一個(gè)廉價(jià)的電能儀表，大部分客戶趨向于盡可能采用簡單的異步串口協(xié)議。在MAXQ3120電表參考設(shè)計(jì)方案中，設(shè)置了兩個(gè)外部的串行通信口。*個(gè)是基于EIA485標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的通信口。在EIA485通信網(wǎng)絡(luò)中，采用PC作為網(wǎng)絡(luò)的主控制器。隨著PC輪詢這些電表，它們會(huì)進(jìn)行響應(yīng)，將表示所用電量的數(shù)據(jù)包上傳。PC匯總所有用戶數(shù)據(jù)之后再傳送至計(jì)費(fèi)中心。

第二個(gè)通信口是紅外發(fā)送和接收系統(tǒng)，它基于簡單的異步通信協(xié)議。通過簡單的調(diào)制電路將串口輸出數(shù)據(jù)“0”調(diào)制為38kHz信號(hào)，數(shù)據(jù)“1”則不調(diào)制。接收端采用集成了紅外光電管和38kHz檢測器的一個(gè)廉價(jià)IC來實(shí)現(xiàn)。這樣只需簡單的光學(xué)器件就可以組成全功能的紅外收發(fā)系統(tǒng)。

3．電源

電源電路zui為簡單。因?yàn)楝F(xiàn)有的微控制器均為低功耗器件，選用一個(gè)基于變壓器的線性電源即可。在參考設(shè)計(jì)電路中，微控制器并沒有與電力線隔離，實(shí)際上，其系統(tǒng)地位于線電壓處。因此，不能將微控制器直接與通信網(wǎng)絡(luò)連接，這會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備暴露于線電壓下，存在很大的安全隱患。在此設(shè)計(jì)中，采用了一組獨(dú)立的電源變壓器次級(jí)繞組來提供網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的電源，并且收發(fā)器與微控制器采用光耦隔離，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)隔離的目的。

4．非易失存儲(chǔ)器

在參考設(shè)計(jì)方案中可以考慮兩種相互競爭的非易失存儲(chǔ)器芯片，一種是半導(dǎo)體EEPROM，另一種是鐵電介質(zhì)隨機(jī)存儲(chǔ)器(FRAM)。前者相對來說非常便宜，但寫入時(shí)間較長(大部分為毫秒級(jí))，讀寫次數(shù)有限，大概在10,000到1,000,000次之間。表面看起來這是一個(gè)比較高的數(shù)值，但是，如果軟件系統(tǒng)需要在每個(gè)電源周期更新非易失存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，那么對于50Hz信號(hào)意味著即使的EEPROM存儲(chǔ)芯片也只能堅(jiān)持5個(gè)半小時(shí)！實(shí)際應(yīng)用中，我們可以采用緩沖存儲(chǔ)器來避免發(fā)生這種情況，但這樣做非常繁瑣。FRAM以同等價(jià)格解決了上述問題，其寫周期時(shí)間與讀周期時(shí)間幾乎相等，而且對讀寫次數(shù)沒有限制。

5．選擇微控制器

在為電表設(shè)計(jì)選擇微控制器時(shí)，需要考慮以下幾點(diǎn)：

圖2. MAXQ3120單相電表參考設(shè)計(jì)“任務(wù)輪”軟件架構(gòu)圖。

a. 特性：微控制器是否具有所需的功能電路，如：集成的實(shí)時(shí)時(shí)鐘、串行通信口、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器、紅外通信以及顯示控制器。另外還可能需要一些信號(hào)處理單元。

b. 代碼空間：如果采用C語言編程，預(yù)計(jì)代碼空間設(shè)在16k到64k之間。參考設(shè)計(jì)采用了32k的代碼空間。

c. 數(shù)據(jù)空間：確保微控制器內(nèi)部有足夠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，以保證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的完整性。

d. ADC：許多微控制器內(nèi)部集成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，但是大部分屬于低速、低性能指標(biāo)的ADC。能夠滿足電表設(shè)計(jì)要求的ADC應(yīng)該具有14位或更高的分辨率，采樣速率可以達(dá)到10ksps以上。

e. 實(shí)時(shí)時(shí)鐘：確保內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘精度達(dá)到每月*.5s。如果大不到，可以考慮采用外部高精度時(shí)鐘模塊

Tektronix 485 Dual Trace 350 MHz Portable Oscilloscope

HP Agilent DSO3062A Digital Storage Oscilloscope 60 MHz

Fluke 196B ScopeMeter Portable Oscilloscope/Sc?ope/DMM/S

Tektronix TDS1012 100 MHz 2-Channel Digital Storage Osc

Tektronix TDS3054B 500 MHz Digital Phospor Oscilloscope

Tektronix TDS3TRG Advanced Trigger Module TDS 3TRG

Tektronix 576 Dynamic Semiconductor Curve Tracer Tester

Tektronix TDS3FFT Fast Fourier Transform FFT TDS Oscill

Tektronix TDS540A 500 MHz 4-Channel Digitizing Oscillos

National Instruments GPIB-USB-A iVIEW TLA Scope Cable

Tektronix 012-1614-00 Option 1C iVIEW TLA Scope Cable

Benshaw 500 HP Soft Start Motor Controller CBRS6B-500-480-?12 480V 600A Starter

Trane Centravac 400HP Motor Starter/Control?ler 460V Eaton Cutler Hammer 400 HP

Fuji Electric SC-14N 660 Amp Starter Contactor 660A SC14N

Trane 560A Motor Starter/Control?ler 500A 460V 3 PH 60 HZ Max LRA 4018 4AF1276658

ITE/Gould A203G Size 5 Motor Starter 300A/600V Max Sz 5 I-T-E A203-G Sz5 200HP

Norgren VM106517AQ6616 

Baldor/Lectroni?c G70 2HP/5HP Solid State Motor Control G-70 2 HP, 5 HP

Klockner-Moelle?r ZM-1.0-PKZ 2 Motor Trip Module PKZ2