準同步控制

準同步控制（Quasi - synchronous control）是指各項操作由統一的時序信號進行準同步控制。這就意味著各個微操作必須在規定的時間內完成，到達規定時間自動執行後繼的微操作。準同步是指儘管每個時鐘的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質量，要求這些時鐘的差別不能超過規定的範圍。

基本介紹

• 中文名：準同步控制
• 外文名：Quasi - synchronous control
• 涉及學科：信息科學
• 進行對象：由統一的時序信號
• 特點：準同步
• 套用：自動化

定義

在數字通信系統中，傳送的信號都是數位化的脈衝序列。這些數位訊號流在數字交換設備之間傳輸時，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準確無誤，這就叫做“同步”。

在數字傳輸系統中，有兩種數字傳輸系列，一種叫“準同步數字系列”(Plesiochronous Digital Hierarchy)，簡稱PDH；另一種叫“同步數字系列”(Synchronous Digital Hierarchy)，簡稱SDH。

採用準同步數字系列(PDH)的系統，是在數字通信網的每個節點上都分別設定高精度的時鐘，這些時鐘的信號都具有統一的標準速率。儘管每個時鐘的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質量，要求這些時鐘的差別不能超過規定的範圍。因此，這種同步方式嚴格來說不是真正的同步，所以叫做“準同步”。

準同步也是一個形容詞，用來描述幾乎但並非完全的同步操作，也就是幾乎同步。這個術語用於準同步數字型系（PDH），這個系統廣泛地用於大陸間的通訊，例如北美大陸和歐洲大陸之間的通訊，只需要對數據速率之間的不一致作一個小的調整。

準同步系統是在兩個系統的計時系統存在微小的差別時發生的，在這樣的系統內，一個第三方系統需要注意此兩個系統之間的不匹配並作出補償調整，比如重複或刪除幀里的一個數據包。

控制方式

準同步控制方式是指各項操作由統一的時序信號進行準同步控制。這就意味著各個微操作必須在規定的時間內完成，到達規定時間自動執行後繼的微操作。

根據不同情況，準同步控制方式可以選取如下方案：

1.採用完全統一的機器周期（或節拍）執行各種不同的指令，即不管微操作的繁簡，以最複雜的微操作為標準，採取統一的，具有相同時間間隔和相同數目的節拍作為機器周期。對於那些比較簡單的微操作，將造成時間浪費。

2.採用不同節拍的機器周期，以解決微操作執行所需要時間不統一的問題。通常把大多數微操作安排在一個比較短時間的機器周期內完成，而對於某些比較複雜的微操作，則採取延長機器周期或者增加節拍的辦法解決。

3.採用中央控制和局部控制相結合的方法。將機器的大部分指令安排在一個統一的比較短的機器周期內完成，稱為中央控制，而將少數操作複雜的指令中的某些微操作另外處理稱為局部控制。

控制系統

同步控制系統是一種工控設備的常用系統，主要是實現輥間或者軸間的位置、速度或者電流之間按照一定比率去協調的系統。一般通過PLC，伺服系統，變頻器，編碼器，工控機，觸控螢幕，直流調速器等元件來組合而成，是一種系統集成，廣泛套用於冶金，線材，薄膜，加中中心，機器人，造紙等行業，是工控自動化控制技術發展的一個高端方向。

多台電機的同步運行問題套用較為廣泛，尤其在多單元生產流水線中及驅動同一負載時居多，但多具體的套用，會有不同的要求。若採用變頻器及相關配套產品，可較有效地實現不同功能。這裡說的配套產品包括：控制電器、變頻器輔助選件、感測器、PLC等。

工作原理

製造裝備中有許多執行機構，如：電磁鐵、電磁閥、電動機的通和斷等屬於開關量對象，使用PLC的“位”邏輯開關，很容易實現對它們的控制。但是，製造裝備中更多的控制參數是機械運動部件的速度和位置，採用的執行機構是電動機或調速閥。然而，迄今為止，使用的電動機或者調速閥都還屬於模擬執行機構，必須使用電壓（或電流）對其控制。

處理模擬量的關鍵是要有模擬量輸入（AD）、模擬量輸出（DA）單元或模組。由這些單元或模組先對信號作預處理，然後送PLC進行再處理。PLC再處理後，又由這些單元作後處理。有這些單元在控制對象與PLC之間架起橋樑，PLC即可控制模擬量了。

PLC模擬量控制過程

這裡“基於信息採集和處理”的信息，可能是調節量，也可能是干擾量。如信息位調節量，則要用反饋控制。它是一種模擬量最基本的控制方式。它依據系統的實際輸出與預期輸出間的偏差來進行控制，以期逐步縮小這一偏差。至於產生偏差的原因，它是不理睬的。

如信息為干擾量，也可用前饋控制。前饋控制基於擾動補償原理，根據擾動的情況作相應控制。

開環控制使系統在偏差即將發生之前就注意糾正偏差，這是它的優點。但要弄清有多少擾動量，以及它與調節量之間的關係，即控制量隨擾動變化的規律，是不容易的。

PLC模擬量輸入方法

有兩種輸入模擬量的方法。

（1）模擬量輸入單元輸入模擬量：

把模擬量輸入給PLC最簡單的方法是，用模擬量輸入單元（模組），簡稱AD單元。它不僅可完成從模擬量到數字量的轉換，有的還可作出相應處理，如濾波、求平均值、保持峰值、按比例轉換等。

（2）用採集脈衝輸入模擬量：

PLC可輸入脈衝信號。可用高速計數單元或特定的高速輸入點輸入脈衝，也可用輸入中斷的方法輸入脈衝。而把物理量，如電壓轉換為脈衝信號的方法也很多，比較方便，如轉速可很容易轉換為脈衝信號。

技術環節

頻差、壓差調節

對待並發電機電壓Ug與系統電壓Un來說，其差值越小，並車時的衝擊就越小，所以電壓預調時應使Ug儘可能接近Un。但待並發電機的頻率f_g與系統頻率f_n之間的差值，既不能太大也不能太小，這是因為頻差很小時脈動周期很長，甚至呆滯不動，要捕捉相角重合時刻就很困難，從而不利於發電機快速併網運行。所以，當脈動周期大於一定值時，需要除去擾動信號使頻率增加，這就是呆滯擾動。因此頻率預調時，應避免頻差過大或呆滯不動。

同步合閘判定

要滿足發電機同步並車的第三個條件，即待並發電機電壓與系統電壓相角差為零的條件，則不能用直接比較的方法。這是因為，合閘斷路器有一定的動作時間，要使斷路器主觸頭接通的瞬間δ為零，則合閘信號應提前發出，即需要提前一個理想的導前合閘相角δ，當2π-δ=δ時斷路器發出合閘信號，則斷路器主觸頭接通瞬間，待並發電機電壓與電網電壓相角差為零，滿足準同步合閘的第三個條件。如圖1。

圖1