冗余设计

引言

不间断供电系统（Uninterruptible Power System，UPS）的出现是为了适应信息社会的到来。为了保证对重要负载供电的连续性，满足高新技术产品和设备对供电质量提出的越来越严格的技术要求。应用模块化并联冗余技术的UPS系统进一步提高了对负载供电的可靠性，同时也扩大供电容量，是国内外研究的热门技术。

利用多台UPS模块并联运行，都是以UPS扩容或提高UPS可靠性为目的。不论采用何种并联冗余连接技术，都是将多台UPS单机的输出端直接进行连接。一般的UPS因为都有逆变供电主回路和旁路供电回路两条供电回路，所以对负载来说相当于有两个电源。任何两个电源之间的转换开关都是一个单点故障点，即使两个上游的电源再可靠，只要转换开关一出现故障，都可能造成负载断电，由于这种开关的造价比较高，再加之其它技术因素，往往不能冗余并联，专门作为一个模块，有较高的可靠性要求。利用静态转换开关（Static Transfer Switch，STS）统一集中控制并联系统的主-旁路切换功能，实现快速切换和系统保护等一系列控制功能，是比较理想的控制方案。

本文主要介绍模块化并联冗余UPS系统静态转换开关模块的设计方案，模块控制采用DSP实现。通过设计和完成一台两路（并联系统输出与旁路）220V单相输入、10kVA/220V 单相输出的STS功能样机，验证了该方案的有效性。

1.并联组合式切换开关结构

目前的静态转换开关大多是采用微处理器数字控制技术的，可以称为数字型静态转换开关（Digital Static Transfer Switch，DSTS）。目前美国德州仪器（Texas Instruments，TI）公司的TMS320系列DSP已成为中大功率电力电子应用场合的主流控制芯片，它的突出特点是采用了先进的多总线并行结构和流水线的工作方式，从而极大地提高了系统的运行速度和数字信号的处理能力。本系统采用的是TMS320LF2407A作为主控DSP芯片。

静态转换开关包括两类交流切换开关：静态旁路开关和静态并联系统总输出开关。从快速切换的角度出发，每个切换开关与UPS单机的静态旁路开关结构可以完全一样，采用一对可控硅背靠背连接或直接用三端双向可控硅器件的可控硅型双向开关结构。但为了增容需要而采用并联冗余结构，在大功率输出的情况下单用可控硅型STS损耗过大，发热严重，恶劣条件下甚至会导致STS模块的损坏。交流接触器（图1）是继电器型交流切换开关，可靠闭合后导通阻抗小、损耗小，是理想的交流电路连接方式，但是交流接触器存在与继电器型STS同样的问题，切换速度较慢，不能实现快速切换。因此采用上述两者并联的结构是比较理想的方案。

图1交流接触器结构简图

此外，在数字控制式STS中，用交流固态继电器（SolidStateRelay，SSR）来替代双向可控硅，可以实现方便的数字控制。SSR的结构（图2）可以看作是采用光耦隔离控制的双向可控硅，直接使用数字信号就能驱动。

图2交流固态继电器结构简图

SSR切换速度快，便于控制，可直接与数控芯片的I/O口相接；交流接触器虽然切换速度慢，但稳定运行时导通阻抗小、损耗小，利用中间继电器驱动接触器简单可靠。采用交流接触器与固态继电器并联组合式结构的STS，配合有效的切换逻辑控制，可实现STS的快速切换和正常情况下的低损耗运行。单相STS模块的结构框图下图所示。

图3单相STS模块结构框图

2.同步切换逻辑

静态转换开关是一个独立的模块，通用程度高，但是单独运作的结果就会造成模块之间操作时序的不一致，如果控制命令出现冲突就会造成逻辑矛盾，严重情况下甚至会引起系统与负载的损坏，因此必须采用合理的切换逻辑来避免这类情况的发生。

并联系统的输出电压与旁路电压之间存在同步与非同步两种状态，非同步状态下，两电源电压存在相位差或幅值差。非同步状态出现时若发生切换动作会出现两个问题：一是引起负载波形异常或供电的瞬时中断；二是旁路电源与并联系统电源之间产生了相当于短路状态的瞬态冲击电流，损坏系统。以上两个问题都是由切换发生时的两电源瞬态电压差引起的，为了保障可靠切换，安全的切换操作必须在瞬态电压差足够小的情况下执行。STS在执行切换命令时必须视同步情况做出能否切换的判断。同步切换的原则是“先断后合”，必须等待一方的接触器完全动作后才能执行下一步操作，以保障不出现旁路电源与并联系统电源并联的状态。

3.非故障状态的切换过程

图4正常开机的切换过程

[1] [2] [3]

开机初始，并联系统的输出电压还没有建立，STS检测旁路电源正常后，会先切换到旁路供电状态，当并联系统输出电压正常并且与旁路电压同步锁相时马上切换到UPS系统供电状态。关机旁路切换是开机切换的反动作。这两类切换是系统在正常工作时受人为控制而产生的主动行为，都是非故障状态的切换动作，切换过程比较平稳，不存在特殊的切换时序，只需要保证不间断供电即可。正常开机采用的切换控制时序如图4所示（电源接口黑色表示供电正常，白色表示无电；SSR黑色表示导通，白色表示关断）。

同样地，手动关机旁路过程是正常开机过程的反动作，可直接参照以上控制时序进行反操作即可，不再赘述。

4.故障状态的切换过程

故障状态下需要采取的操作是切换到旁路供电。传统意义上，针对UPS并联系统的故障状态主要有以下四种：过载、过压、短路、断电。

过载程度分为负载额定容量的100%~120%、120%~150%和150%以上三档。过载120%以下时系统报警，但不执行切换动作，维持正常供电状态；过载120%~150%时，10分钟后切换为旁路工作状态；过载150%以上时，1分钟后切换旁路。在未限流的情况下，理论上UPS输出电压波形仍保持为正弦波，且与旁路电压锁相，执行切换操作的过程完全与手动关机旁路过程一致。切换市电旁路供电之后，若过载状态消除，需要能回切UPS并联系统供电状态，回切过程参照正常开机过程（图4）的阶段3~阶段6。

过压是并联系统输出电压幅值过高。UPS单机调试正常后进行并联装配成的并联冗余系统，这种情况比较少见，为保障负载供电的持续，切换时也必须保证“先断后合”的原则，先可靠断开并联系统供电，再瞬时切换到旁路。

负载短路会造成对UPS的瞬间冲击性高强度电流。在硬件限流的前提下，STS在短路的状态下不进行旁路切换，直接关闭对负载的所有供电回路（图5），等待检修完成后，重新上电启动。短路操作目的在于保护UPS并联冗余系统。短路状态判断依据是并联系统输出电压持续过低，且输出过流。

图5短路状态的切换过程

断电的紧急状态是系统模块化分散控制无法逃避的问题，因STS的断电检测有延时，由于控制时序的差异，UPS单机模块很有可能在STS尚未进行切换操作时就采取保护性关机措施，造成系统断电，所以瞬时断电对于并联冗余系统来说几乎不能避免，这也是与单机模块静态旁路开关的重要区别。既然不能实现完美的“零时序”切换，就必须保证在负载能容忍的断电间隔内动作，一般要求为4ms~10ms以内。

断电检测是否快速可靠是能否及时切换旁路的关键。区别于短路判断，断电的判断依据是并联系统输出电压持续过低，且输出电流同样过低。通常的交流有效值计算是在一个工频周期内完成的，至少有20ms延时，不能满足断电判断的要求。利用滑动窗口模型（Sliding Window Model）计算瞬时有效值，运算快速，对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，是比较理想的瞬时断电检测方案。

交流采样信号的有效值计算公式为：

VRMS为交流信号的有效值，v(i)为经过A/D转换的离散化采样数据，N是采样周期点数。因DSP汇编语言计算平方根需调用庞大的子程序，为简化运算，这里取下式：

V*RMS是交流信号有效值的等效结果，α是为了防止计算值溢出而添加的调节系数。

交流信号通过精密整流滤波电路获得如图6所示的整流波形，若交流信号的直流成分很小，可以认为正弦信号的对称性较好，每个正弦半波的有效值是相同的，周期采样点数可以减少到半个工频周期（10ms），即：

因DSP采样周期为50μs，半个工频周期宽度的滑动窗口大小设置为N=200。

图6滑动窗口采样示意图

连续取200个采样值看成一个队列，队列的长度固定为200，这200个数使用式3进行处理得到的结果称为交流信号的瞬时有效值。每次采样到一个新数据就放入队列的队尾，并扔掉原来队首的数据（先进先出原则），重新对新的队列数据进行计算得到新的瞬时有效值，以此递推。每个DSP工作周期（50μs）都会得到一次计算结果，若持续n次计算的瞬时有效值小于设定的阈值，就认为是断电发生。断电检测的时间取决于n的值，n越小检测速度越快，但易受干扰，可根据实际调整。

断电发生时，因并联系统输出无电，不存在同步切换的问题，为保证切换快速，可以不等待UPS并联系统输出端接触器完全断开，直接切换市电旁路供电，切换过程如下：

图7断电状态的切换过程

切换过程中负载短时掉电，同时出现并联系统与市电旁路的输出端口暂时相接状态，必须保证UPS单机模块关机时输出端口继电器的可靠关断，否则会对UPS单机造成冲击。

5.实验结果

为了验证该方案，设计了一台两路（并联系统输出与旁路）220V单相输入、10kVA/220V 单相输出的STS功能样机。图8为实验波形，Vbyp为市电旁路电压，Vsys为UPS并联系统输出电压，Vo为静态转换开关模块输出电压（负载电压），Sbyp为旁路切换信号，Ssys 为并联系统输出切换信号。

旁路电源为市电，受谐波干扰比较严重，波形有明显的畸变；UPS并联系统输出电压失真度小，光滑度好。正常切换的实验结果可以明显地分辨出切换前后负载电压的波形变化，整个切换过程流畅，无断电状态发生，负载供电具有很好的稳定性。

为防止冲击性负载导致误判短路而使负载断电的情况发生，输出电压过低且输出电流过流的短路判断需维持10个工频周期才确认为负载短路发生，在这段时间内，完全依靠UPS

各单机模块的限流保护功能维持，输出电流波形被限流电路削顶，限流点为瞬时电流10A。短路判定后，STS直接封闭所有输出供电通道，保护并联系统。

(a)正常开机旁路切换并联系统供电实验波形

(Vbyp:200V/div;Vsys:200V/div;Vo:200V/div;Ssys:20V/div;t:10ms/div)

(b)手动关机旁路切换过程实验波形

(Vbyp:200V/div;Vsys:200V/div;Vo:200V/div;Sbyp:20V/div;t:10ms/div)

(c)负载短路切换过程实验波形

(Vo:200V/div;Io:5A/div;Ssys:20V/div;t:50ms/div)

(d) 断电切换过程实验波形

( Vbyp:200V/div; Vsys:200V/div; Vo:200V/div; Sbyp:20V/div; t:10ms/div )

以系统关机模拟断电状态，断电检测速度很快，即时发送切换指令。由于样机采用的固态继电器为电压过零开通型，实验波形表明负载断电延时有10ms，若换用即时开通型SSR，可以保证与切换信号同步开通，把切换时间控制在5ms以内。

6.结论

基于DSP控制的模块化并联冗余UPS系统静态转换开关模块的设计方法已在实际产品中运用，其控制方便实用、智能化程度高，是一种理想电源切换控制装置。静态转换开关的应用可不单单局限于UPS并联系统，只要是设计用来实现两个同步交流电源之间进行不间断转换，均可采用静态转换开关装置。同时，数字技术的发展，使得控制策略更加灵活多变，

静态转换开关装置的通用性更高，应用领域更为广泛。

责任编辑：Randy

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网络工程设计教程课后答案beta版

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接下来选择左侧栏里远程信息 点击无后面的那个三角，选择本地网络，远端文件夹同样选择我们新建的那个文件夹 接下来点选左面菜单里的测试服务器， 点选访问后面那个三角，选择本地网络，测试服务器文件夹也为我们建好的文件夹zs，在url前缀后面加上zs

然后点击确定就可以了得到这样一个界面。 下面看老师的第一条要求，是要至少四个网页，那我们就做四个 单击新建，然后单击 接下来，选择 然后单击创建，接下单击文件——保存，保存这个文件，保存在我们一开始建好的文件夹里面，保存名字不能是汉字，只能是字母或者数字，因为我们只坐四个网页，可以简单一点，把这四个网页命名为a、b、c、d，或者1、2、3、4，当然一个网站默认的索引首页名为index，这里也用index，

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工业控制系统的网络化发展及现状研究 发布: 2009-10-26 | 作者: | 来源: 0引言 随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。控制系统的结构从最初的CCS（计算机集中控制系统），到第二代的DCS（分散控制系统），发展到现在流行的FCS（现场总线控制系统）[1]。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，又催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域的发展空间，带来新的发展机遇。 1计算机控制系统的发展 计算机及网络技术与控制系统的发展有着紧密的联系。最早在50年代中后期，计算机就已经被应用到控制系统中。60年代初，出现了由计算机完全替代模拟控制的控制系统，被称为直接数字控制（DirectDigitalControl,DDC）。70年代中期，随着微处理器的出现，计算机控制系统进入一个新的快速发展的时期，1975年世界上第一套以微处理为基础的分散式计算机控制系统问世，它以多台微处理器共同分散控制，并通过数据通信网络实现集中管理，被称为集散控制系统（DistributedControlSystem,DCS）。 进入80年代以后，人们利用微处理器和一些外围电路构成了数字式仪表以取代模拟仪表，这种DDC的控制方式提高了系统的控制精度和控制的灵活性，而且在多回路的巡回采样及控制中具有传统模拟仪表无法比拟的性能价格比。 80年代中后期，随着工业系统的日益复杂，控制回路的进一步增多，单一的DDC 控制系统已经不能满足现场的生产控制要求和生产工作的管理要求，同时中小型计算机和微机的性能价格比有了很大提高。于是，由中小型计算机和微机共同作用的分层控制系统得到大量应用。 进入90年代以后，由于计算机网络技术的迅猛发展，使得DCS系统得到进一步发展，提高了系统的可靠性和可维护性，在今天的工业控制领域DCS仍然占据着主导地位，但是DCS不具备开放性，布线复杂，费用较高，不同厂家产品的集成存在很大困难。

摘要_论述了冗余热备份电源的工作原理和设计方案

一种冗余热备份电源的设计 摘要：在设计某高可靠性计算机系统时，要求其配套电源采取冗余设计。一般来说，可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份方式、并联均流的N＋1备份方式、冗余热备份方式。本文论述了冗余热备份电源的工作原理和设计方案。 关键词：正激变换器；冗余热备份；或门二极管 0、引言 在设计某高可靠性计算机系统时，要求其配套电源采取冗余设计。一般来说，可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份方式、并联均流的N＋1备份方式、冗余热备份方式。 容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载，也就是“大马拉小车”，其缺点是不利于提高电源的效率，而且对提高电源的可靠性意义不大。 冗余冷备份方式是指电源由两个或多个功能相同的单元模块组成，电源启动后由其中一个单元模块向设备供电，当工作单元发生故障时，备份单元立刻启动向设备供电。这种方式的缺点是备份单元的启动到输出电压的建立需要一定的时间，容易造成输出电压出现较大的豁口，这样会对被供电的设备产生影响。 并联均流的N＋1备份方式是指电源由多个功能相同的单元组成，所有单元的输出功率之和大于系统要求的功率，各单元的输出通过或门二极管并联在一起，有时输出采取均流控制电路，目前采用较多的就是这种方式。N＋1备份方式由于是多个单元同时向设备供电，单个单元故障（失效）一般不会对输出电压产生影响，但是，如果输出线发生故障容易波及到所有单元。 冗余热备份方式是指电源由多个功能相同的单元组成，电源启动时所有单元同时工作，由其中预先设定的单元向设备供电，备份单元处于空载状态，当向设备供电的单元出现故障时，备份单元立刻向设备供电，维持了输出电压的稳定。这种方式的优点是工作单元故障后，备份单元输出响应速度快，可以保证输出电压只在一个很小的范围内波动。 本文详细论述了采取冗余热备份方式的电源设计方案。 1、工作原理 冗余热备份结构的主电路由两个功能相同且同时处于工作状态的单元组成，由切换电路控制其中一路向设备供电，另一路空载。当向设备供电的单元发生故障时，切换电路立即动作，使另一个单元向设备供电，同时切断故障单元的输出。 主电路拓扑采用正激变换器，由输入滤波电路、功率变换电路、控制电路、输出滤波电路、监测切换电路组成。电源框图如图1所示。DC 28V输入经过滤波后提供给功率变换电路，控制电路通过实时检测来控制功率变换电路，以实现输出隔离稳定的5V电压，同时对输出电压进行过压、过流保护。

内网中冗余网络架构的设计与管理

【摘要】目的：对公司内网中冗余备份架构的设计与工作原理进行详细的分析。方法：以公司持续发展为根本指导思想，从公司oa系统的建设与优化出发，从设计原则、系统设计和网络几个方面对公司网冗余备份架构系统的设计详细论述。结果：通过本文论述，对公司网冗余备份以及系统架构有详细的了解，从而实现科学的系统设计，促进公司管理效率的提升。结论：公司网冗余备份架构在提高公司网运行速度、促进公司运行效率方面有着十分突出的作用，值得推广应用。 【关键词】公司网冗余系统系统架构设计原则工作原理 一、设计背景 公司信息化系统是指计算机技术、信息技术及自动化技术等现代科学技术在工作用中全过程的统称。公司的信息化系统从2007年公司成立开始到目前已经成为公司生产、建设、经营、管理、科研、设计等的重要组成部分，在安全生产、节能降耗、降低成本、缩短工期、提高劳动生产率等方面取得了明显的经济效益和社会效益。 目前公司的信息化系统涵盖了oa办公自动化系统、档案管理系统、人力资源系统、nc 财务系统、高清视频会议系统、内外网文件交换系统、生产实施监管系统、工业视频监控系统、生产管理系统等各种应用系统。上述应用系统都是通过公司的核心网络运行的，网络稳定与安全对整个信息化系统起着至关重要的作用。 在公司信息化系统中，核心网络层处于公司信息化系统的中心，网络中的大量数据都通过网络核心层设备进行交换，同时承担不同vlan之间路由的功能。核心层设备一旦宕机，整个网络即面临瘫痪。因此，在网络设计中，核心设备的选择，一方面要求其具有强大的数据交换能力，另一方面要求其具有较高的可靠性，一般选择高端核心三层交换机。同时为进一步提高核心层的可靠性，避免核心层设备宕机造成整个网络瘫痪，一般在核心层再放置一台设备，作为另一台设备的备份，一旦主用设备整机出现故障，立即切换到备用设备，确保网络核心层的高度可靠性。 二、设计依据和原则 2.1 设计依据与参考文件 《集团公司信息化规划修编》 《关于实施集团信息化“双网模式”网络架构改造的通知》 《关于规范双网建设深化设计方案中网络安全产品选型的通知》 《关于集团广域网扩容的通知》 《关于双网建设验收有关事宜的通知》 《关于进行高清视频会议系统改造的通知》 《关于制定2011年双网建设最终方案及投资估算的通知》 2.2 设计原则 公司信息系统设计必须遵循的以下原则： 2.2.1统一规划、统一实施 公司信息化网络系统是一个统一的网络，其信息安全系统必须统一规划、统一设计、统一实施、统一管理。 2.2.2多层次防御、主动防御 对于重要的信息系统，不能仅仅依靠一种防范的措施，而是必须建立多级防范体系，从多方面、多层次对系统进行保护。对系统的保护要采用积极的主动防范措施进行。 2.2.3技术与管理相结合原则 任何一个计算机系统都是一个复杂的系统工程，其中涉及产品生产过程和人的因素，因此它的安全总体解决方案，必须在考虑技术解决方案的同时充分考虑管理、法律、法规方面

产品设计的要求

产品设计的要求 一项成功的设计，应满足多方面的要求。这些要求，有社会发展方面的，有产品功能、质量、效益方面的，也有使用要求或制造工艺要求。一些人认为，产品要实用，因此，设计产品首先是功能，其次才是形状；而另一些人认为，设计应是丰富多采的、异想天开的和使 人感到有趣的。设计人员要综合地考虑这些方面的要求。下面详细讲述这些方面的具体要求： 1、社会发展的要求 2、经济效益的要求 3、使用的要求 ?使用的安全性件； ?使用的可靠性。 *易于使用。 *美观的外形和良好的包装。 ?制造工艺的要求 生产工艺对产品设计的最基本要求，就是产品结构应符合工艺原则。也就是在规定的产量规模条件下，能采用经济的加工方法，制造出合乎质量要求的产品。这就要求所设计的产品结构能够最大限度地降低产品制造的劳动量，减轻产品的重量，减少材料消耗，缩短生产周期和制造成本。 产品设计必须严格遵循“三段设计”程序 技术任务书 技术任务书是产品在初步设计阶段内，由设计部门向上级对计划任务书提出体现产品合理设计方案的改进性和推荐性意见的文件。经上级批准后，作为产品 技术设计的依据。其目的在于正确地确定产品最佳总体设计方案、主要技术性能参数、工作原理、系统和主体结构，并由设计员负责编写(其中标准化综合要求会同标准化人员共同拟订)，其编号内容和程序作如下规定： 1. 设计依据(根据具体情况可以包括一个或数个内容)： ⑴部、省安排的重点任务：说明安排的内容及文件号； (2) 国内外技术情报：在产品的性能和使用性方面赶超国内外先进水平或产品品种方面填补国内“空白”： (3) 市场经济情报：在产品的形态、型式(新颖性)等方面满足用户要求，适应市场需要，具有竞争能力； (4) 企业产品开发长远规划和年度技术组织措施计划，详述规划的有关内容，并说明现在进行设计时机上的必要性。 2. 产品用途及使用范围。 3. 对计划任务书提出有关修改和改进意见。 4. 基本参数及主要技术性能指标。 5. 总体布局及主要部件结构叙述：用简略画法勾出产品基本外形，轮廊尺寸及主要部件的布局位置，并叙述主要部件的结构。 6. 产品工作原理及系统：用简略画法勾出产品的原理图、系统图，并加以说明。 7. 国内外同类产品的水平分析比较：列出国内外同类型产品主要技术性能、规格、

级工业控制组网与组态技术

级工业控制组网与组态技 术 The latest revision on November 22, 2020

《工业控制组网与组态技术》教学大纲 课程代码：01ANN803适用专业：自动化专业 56学时其中实践56学时 教学时 数： 一、课程简介及基本要求 本课程主要是现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI（HumanMachineInterface）实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。 二、课程实验目的要求 通过课程的教学与实践使学生掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法；掌握HMI的设计方法；结合S7-300PLC工程实例，达到一定运用能力。 三、主要仪器设备 I／AS小型集散控制系统、过程控制实验装置 四、实验方式与基本要求 1、试验方式：综合设计 2、基本要求：掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法 五、考核与报告（小四号黑体字） 1、考核方式：以平时考核（考勤、课堂组织纪律、课堂讨论发言）、平时实训完成度和期末考试(大作业)相结合的方式进行，综合评价学生的学习成绩 2、成绩评定：平时成绩（20%）+实训操作成绩（30%）+期末成绩（50%） 3、报告填写要求：不少于6次 七、教材及实践指导书

1、使用教材：陈在平．《工业控制网络与现场总线技术》第三版．机械工业出版社．2006年． 2、参考教材： 杨卫华．《工业控制网络与现场总线技术》．机械工业出版社，2008． 何衍庆，俞金寿．《工业数据通信与控制网络》．化学工业出版社．2002年.

一种冗余热备份电源的设计

一种冗余热备份电源的设计 作者：祝海强，尹明 摘要：论述了冗余热备份电源的工作原理和设计方案。 关键词：正激变换器；冗余热备份；或门二极管 0 引言 在设计某高可靠性计算机系统时，要求其配套电源采取冗余设计。一般来说，可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份方式、并联均流的N＋1备份方式、冗余热备份方式。 容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载，也就是“大马拉小车”，其缺点是不利于提高电源的效率，而且对提高电源的可靠性意义不大。 冗余冷备份方式是指电源由两个或多个功能相同的单元模块组成，电源启动后由其中一个单元模块向设备供电，当工作单元发生故障时，备份单元立刻启动向设备供电。这种方式的缺点是备份单元的启动到输出电压的建立需要一定的时间，容易造成输出电压出现较大的豁口，这样会对被供电的设备产生影响。 并联均流的N＋1备份方式是指电源由多个功能相同的单元组成，所有单元的输出功率之和大于系统要求的功率，各单元的输出通过或门二极管并联在一起，有时输出采取均流控制电路，目前采用较多的就是这种方式。N＋1备份方式由于是多个单元同时向设备供电，单个单元故障（失效）一般不会对输出电压产生影响，但是，如果输出线发生故障容易波及到所有单元。 冗余热备份方式是指电源由多个功能相同的单元组成，电源启动时所有单元同时工作，由其中预先设定的单元向设备供电，备份单元处于空载状态，当向设备供电的单元出现故障时，备份单元立刻向设备供电，维持了输出电压的稳定。这种方式的优点是工作单元故障后，备份单元输出响应速度快，可以保证输出电压只在一个很小的范围内波动。 本文详细论述了采取冗余热备份方式的电源设计方案。 1 工作原理 冗余热备份结构的主电路由两个功能相同且同时处于工作状态的单元组成，由切换电路控制其中一路向设备供电，另一路空载。当向设备供电的单元发生故障时，切换电路立即动作，使另一个单元向设备供电，同时切断故障单元的输出。 主电路拓扑采用正激变换器，由输入滤波电路、功率变换电路、控制电路、输出滤波电路、监测切换电路组成。电源框图如图1所示。DC 28V输入经过滤波后提供给功率变换电路，控制电路通过实时检测来控制功率变换电路，以实现输出隔离稳定的5V电压，同时对输出电压进行过压、过流保护。

网络课程设计题目

网络课程设计 题目一 基本要求：根据用户需求，设计网络，并完成相关文档和文件工作。要求通过查找资料，独立完成设计，全部图、表只能使用WORD或VISIO的相关工具来画，不得粘贴扫描的图片。路由器和交换机、PC机配置利用boson netsim或类似软件来辅助进行，防火墙、服务器配置用文档描述。 1、某高校要求设计一个校园网， 一、用户需求 （1）用户规模500台计算机。 （2）用户大致平均分散在4栋楼房内，4栋楼房排成前后两排，楼房之间各相距200米，楼房高4层。每栋楼的4楼用户构成两个VLAN。 （3）中心机房设在其中1栋楼房的1楼靠近另一栋楼房的一端。 （4）安装对外WWW、业务WWW、邮件、FTP、BBS、DNS、数据库七个服务器。提供匿名服务，但FTP仅对内部开放。 （5）提供LAN、WLAN接入。 （6）在业务WWW服务器上配备基于Web的业务应用系统，所有用户使用业务系统实现网上办公。 （7）要求出口带宽为1Gbps。 二、设计要求 （1）写出简要的可行性分析报告。 （2）设计网络结构，并给出解释。 （3）除用户计算机已购置外，其余全部设备和通信线路需要重新购买、安装。试具体给出全部主要设备的配置、型号或技术指标及其测算依据。 （4）给出工程预算（包括设备、线路等，不含施工费）及其计算依据。 题目二 设计一个中小企业网络规划与设计的方案： 一、用户需求 （1）公司有1000 台PC （2）公司共有7个部门，不同部门的相互访问要求有限制，公司有3个跨省的分公司。（3）公司有自己的内部网页与外部网站，公司能够提供匿名的FTP,邮件，WWW服务，但FTP只对内部员工开放。 （4）公司有自己的OA系统 （5）公司中的每台机能上互联网，每个部门的办公室联合构成一个VLAN。 （6）核心技术采用VPN。 二、设计要求

基于产品功能的造型设计

基于产品功能的造型设计 随着人类对自然的开发逐步加深，人类的行业分工也愈加精细，用于不同行业的产品种类日益繁多，由于行业的不同，人们对产品的功能要求也不同。在满足产品功能的条件下如何满足顾客不断提高的审美要求是每一位设计师都在努力解决的问题。阿 标签：产品功能；造型设计的发展；产品功能对造型的制约；制约中的平衡-功能美 1 产品功能 “功能”的概念来自于人类对工业产品的认识和定义。但是，功能的发展与人类的进化是同步的，人类与动物的根本区别在于人类会使用工具，而自从人类学会使用工具，功能就随着人类的进化不断发展。以行为学的观点来看，功能是对事物所发生效用的一种抽象描述，表现为一系列的行为及其目的；以系统论的观点看，功能可以表现为能量在一个系统内从输入到输出的转换。无论从那一种观点来看，功能必须结合一定的对象、行为、目的，只有在确定的语境内功能才能被准确描述。 就产品而言，功能是指产品的用途、使用价值和目的。产品作为有目的的人造物，它所具备的功能是它被生产出来的直接目的。从原始人类磨出一块锋利的石头去切割兽皮到现代的人类拿起手机打电话，锋利的石头和方便的手机都是因为人类需要它们所具备的功能才被制造出来。产品是功能的物质载体，人类通过使用产品来实现功能，满足相关需求。产品也因其具备的功能被人类需求才能转化为商品。 产品的功能决定着产品以及整个系统的意义，产品的其他要素都要服务于产品的功能并为实现功能而存在，功能决定了这个产品是什么。产品作为商品进入市场，是否能够取得市场效益直接决定着产品的命运。为了使产品产生更大的市场效益，设计师就要使产品在具备其基本功能的条件下更大的满足人类的其他多元化的需求。（在马斯洛的需求层次理论中，人类的需求被分为五个层次，它们由低到高依次为：生理需求、安全需求、社会需求、尊重需求、自我实现需求。）人类这种多元化的需求推动着设计师对产品的造型不断地创新提高。 2 造型设计的发展 造型设计活动自古以来就与产品制造密不可分。人类建造房屋，制造各种不同的工具，这些都是制造产品。制造产品离不开材料、机构、结构、制作技术，利用材料、机构与结构，人们制造了不同的产品满足了人类不同的需求，即产品具备了不同的功能。在赋予材料与机构、结构某种功能的同时，物质材料必然以某种造型呈现在人类面前。在最初的产品制造中人类并没有去刻意的设计产品的造型，而是它所具备的功能直接决定了它的造型。

工业控制网络作业题

工业控制网络作业题

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工业控制网络作业题 一、现场总线技术 1.现场总线的定义。 安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。 2.现场总线网络的特点。 1)适应工业应用环境。 2)要求实时性强，可靠性高,安全性好。 3)多为短帧传送。 4)通信的传输速率相对较低。 3.现场总线系统的组成。 4.在现场总线控制系统中,总线设备主要分为6类。 1)输入设备（变送器/传感器)； 2)输出设备（执行器等); 3)控制器； 4)监控／监视计算机; 5)网络互联设备（网桥/网关／中继器/集线器/交换机／路由器）； 6)其他现场总线设备(ＨMI)。 5.现场总线上的数据输入设备有哪些?输出数据用于什么? ●总线上的数据输入设备：包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等，传 输其位置状态、参数值等数据； ●总线上的输出数据用于:驱动信号灯、接触器、开关、阀门等。

6.几种有影响的现场总线 基金会现场总线(FＦ总线)、ＣＡN、PRＯＦIBUS、LｏnＷｏｒks、 ContrｏｌＮeｔ、DevｉceNet、Hart 7.请给出现场总线的技术特点。 1)现场通信网络 2)数字通信网络 3)系统的开放性 4)现场设备互连网络 5)系统结构和功能的高度分散性 6)互操作性与互换性网络 8.请给出５个现场总线的优点。 1)导线和连接附件大量减少 2)仪表和输入／输出转换器（卡件）大量减少 3)设计、安装和调试费用大大降低 4)维护开销大幅度下降 5)提高了系统的可靠性 6)提高了系统的测量与控制精度 7)系统具有优异的远程监控功能 8)系统具有强大的(远程）故障诊断功能 9)用户具有高度的系统集成主动权 10)现场设备更换和系统扩展更为方便 11)为企业信息系统的构建创造了重要条件 9.请列举现场总线的一些应用领域。 ●连续、离散制造业，如电力、石化、冶金、纺织、造纸,过程自动化仪表;火 车、汽车、轮船、机器人、数控机床;智能传感器 ●楼宇自控、仓储； ●智能交通、环境监测（大气、水污染监测网络) ●农、林、水利、养殖等 二、数据通信基础 10.工业数据通信系统的基本组成:发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、 通信协议 有效性指标:数据传输速率；比特率；波特率;频带利用率;协议效率；通信效率 可靠性指标: 误码率 11.数据传输方式: 根据代码的传输顺序可分为串行传输、并行传输 根据数据信号传输时的同步方式可分为同步传输、异步传输 12.请说明数据通信方式（通信线路的工作方式）都有哪几种,并简单说明其不 同之处。 数据通信方式有单工、半双工、全双工3种。 1)单工通信：指所传送的信息始终朝着一个方向，而不进行与此相反方向的传 送

冗余设计

引言 不间断供电系统（Uninterruptible Power System，UPS）的出现是为了适应信息社会的到来。为了保证对重要负载供电的连续性，满足高新技术产品和设备对供电质量提出的越来越严格的技术要求。应用模块化并联冗余技术的UPS系统进一步提高了对负载供电的可靠性，同时也扩大供电容量，是国内外研究的热门技术。 利用多台UPS模块并联运行，都是以UPS扩容或提高UPS可靠性为目的。不论采用何种并联冗余连接技术，都是将多台UPS单机的输出端直接进行连接。一般的UPS因为都有逆变供电主回路和旁路供电回路两条供电回路，所以对负载来说相当于有两个电源。任何两个电源之间的转换开关都是一个单点故障点，即使两个上游的电源再可靠，只要转换开关一出现故障，都可能造成负载断电，由于这种开关的造价比较高，再加之其它技术因素，往往不能冗余并联，专门作为一个模块，有较高的可靠性要求。利用静态转换开关（Static Transfer Switch，STS）统一集中控制并联系统的主-旁路切换功能，实现快速切换和系统保护等一系列控制功能，是比较理想的控制方案。 本文主要介绍模块化并联冗余UPS系统静态转换开关模块的设计方案，模块控制采用DSP实现。通过设计和完成一台两路（并联系统输出与旁路）220V单相输入、10kVA/220V 单相输出的STS功能样机，验证了该方案的有效性。 1.并联组合式切换开关结构 目前的静态转换开关大多是采用微处理器数字控制技术的，可以称为数字型静态转换开关（Digital Static Transfer Switch，DSTS）。目前美国德州仪器（Texas Instruments，TI）公司的TMS320系列DSP已成为中大功率电力电子应用场合的主流控制芯片，它的突出特点是采用了先进的多总线并行结构和流水线的工作方式，从而极大地提高了系统的运行速度和数字信号的处理能力。本系统采用的是TMS320LF2407A作为主控DSP芯片。 静态转换开关包括两类交流切换开关：静态旁路开关和静态并联系统总输出开关。从快速切换的角度出发，每个切换开关与UPS单机的静态旁路开关结构可以完全一样，采用一对可控硅背靠背连接或直接用三端双向可控硅器件的可控硅型双向开关结构。但为了增容需要而采用并联冗余结构，在大功率输出的情况下单用可控硅型STS损耗过大，发热严重，恶劣条件下甚至会导致STS模块的损坏。交流接触器（图1）是继电器型交流切换开关，可靠闭合后导通阻抗小、损耗小，是理想的交流电路连接方式，但是交流接触器存在与继电器型STS同样的问题，切换速度较慢，不能实现快速切换。因此采用上述两者并联的结构是比较理想的方案。

产品设计的意义_图文.

产品设计的意义 产品设计对企业、消费者、社会都具有十分重要的意义。企业需要产品设计来获得利润,消费者需要产品设计来享受生活,社会更需要产品设计来向前发展。产品设计已经渗透到了人类生活的每一个方面。大到航空客机,小到锅碗瓢勺都是产品设计的结果,产品设计美化着生活,引导着生活,也潜移默化地影响着人们的生活。 一、消费者需要产品设计。 1 消费者在生理上需要产品设计 生理需求即消费者的实用需求。这种需求是与产品的基本功能和物质利益相联系的需求,当消费者为实用需求所驱动时,其选择行为一般比较理性,需求的偏好顺序相对可以明确定义,就有实用的判断,产品价值的标准,如优质,可靠,便于维护和便于使用等。 在产品设计上既要经济实用又要美观,如家电设计,有时只要小小的设计上的改进就能赢得消费者的心,德国的照相机质量上乘,一些非专业人士却对光圈,调焦距感到很不喜欢,不方便,于是以次为突破口研制了不朽要对光圈调焦距的傻瓜相机,以上市便引起了轰动效应。产品设计就是查获消费者的需求信息,进而使产品的造型,色彩以及整体风格更符合广大消费者的需求,使所设计的产品让消费者更加满意并乐于购买,这就是满足了消费者的生理需求。 2 消费者在心理上需要产品设计 消费者的心理需求可以说是一种享受需求的表现,它来自消费者获得愉悦,尊重与地位表现自我的愿望,例如丹麦弗雷泽-汉森公司长期生产高档椅子,人们就把汉森公司的产品当作一种地位和品位的象征。 与享受相联系的购买决策具有一定的主观体验和情绪化色彩,而在这个过程中消费者更容易受到长期的影响,这也为产品设计的创新创造了广阔的天地,当一种新产品设计出来时,他所代表的是一种潮流和时尚。例如1950年索尼公司第一台磁带

稳压电源设计

数控直流稳压电源设计 摘要 数控直流稳压电源是采用单片机的控制实现直流稳压电源输出的可调控制以及输出的显示。该电源的设计主要由主电路、变换器控制电路以及单片机控制电路组成。主电路是一个DC/DC变换器；变换器控制电路主要是由专用PWM控制集成电路构成；单片机控制电路主要由单片机最小系统、键盘、显示等部分组成。该稳压电源设计要求总体结构简单，实用，使用方便，可作为小功率的电子设备的电源，也可作为电子线路调试用电源以及其它直流稳压电源使用场合。本文主要阐述数控直流稳压电源的主电路和变换器控制电路的设计。 关键词 数控；稳压电源；脉宽调制（PWM）；变换器；开关电源

Abstract This topic mainly designs the numerical control cocurrent voltage-stabilized source. The numerical control cocurrent voltage-stabilized source is uses monolithic integrated circuit's control to realize the adjustable control which as well as the output demonstration the cocurrent voltage-stabilized source outputs. This power source's design mainly by the main circuit, the converter control circuit as well as the monolithic integrated circuit control circuit is composed. The main circuit is a DC/DC converter; The converter control circuit is mainly controls the integrated circuit constitution by special-purpose PWM; The monolithic integrated circuit control circuit mainly by parts and so on monolithic integrated circuit smallest system, keyboard, demonstration is composed. This voltage-stabilized source design requirements gross structure is simple, practical, the easy to operate, may take the low power electronic installation's power source, may also use electricity the source as the electronic circuit debugging as well as other cocurrent voltage-stabilized source use situation. This article main elaboration numerical control cocurrent voltage-stabilized source's main circuit and converter control circuit's design. Key words Numerical control；V oltage-stabilized source；Pulse-duration modulation (PWM)；Converter；Switching power supply