控制工程中更頻繁地使用先進的功率測量來解決關鍵的製造挑戰，例如發現節能方法，減少峰值負荷，分析和分類機器行為，以及定位和處理能源生豬。

它還通常用於識別和跟踪關鍵能源使用統計數據，方法是將它們綁定到預測性維護軟件中，並使用現代物聯網（IoT）工具分析數據，以降低成本並提高設備效率。

在過去兩年中，工業市場在緊湊型電力監控技術的可用性方面取得了顯著的擴展。 其中很大一部分不是單一用途的獨立設備。 相反，它們被集成到標準輸入/輸出（I / O）平台中。 實現此目的的一種方法是將電源監控電子元件集成到分佈式I / O格式中 - 在DIN導軌安裝終端或機器安裝的I / O模塊中。

這帶來了許多直接的好處，包括減少整體設備佔地面積，簡化的I / O部分，更短的佈線和電纜運行，更快的調試等。在基於PC的控制技術環境中，這些電源監控解決方案可以在用於可編程邏輯控制器（PLC），運動控制，安全，機器人等的熟悉軟件環境中進行編程，從而為工程師節省大量成本。

EtherCAT用於電源監控應用基於EtherCAT工業以太網協議的I / O產品為功率測量和預測性維護應用提供了特別的優勢。根據應用，確定所需的能源相關信息非常重要，例如電壓，電能質量和諧波。另一個考慮因素是物聯網。許多工程師正在尋找更多信息來實施預測性維護。

對於此類應用，具有基本測量功能的入門級測量終端可能會有所幫助。每台機器都可以有一個低成本終端來測量電壓，電流和功率，並將數據從EtherCAT網絡發送到本地或云數據庫。如果工廠人員看到測量值發生變化，他們會根據測量結果和EtherCAT中的診斷功能確切地知道哪台機器需要維護，從而實現機器和設備中基於時間的事件的高度本地化識別。

緊湊型三相功率測量I / O端子可用於測量諧波，總諧波失真（THD），頻率和功率因數。禮貌：Beckhoff Automation對於功率測量需求基於降低總生產成本的應用，具有更多內置功能的測量終端將更有幫助。三相電力測量終端具有擴展功能，可為電源分析和能源管理提供廣泛的附加功能。具體而言，這些可用於測量諧波，總諧波失真（THD），頻率和功率因數。

所有測量的電流和電壓均可用作均方根（RMS）值，並可計算每相的有效功率和能量消耗。電壓，U和電流I的RMS值，以及有功功率P，視在功率，S，無功功率，Q，頻率，f，相移角，cosφ和諧波可供用戶使用。擴展的測量端子還可提供非常高的測量範圍，最高可達690 V ac，5A。

使用EtherCAT過採樣原理，可以使用高達100μs的時間分辨率同時監控多個通道。對於基於I / O端子的功率監測，性能可能達到最高端，可提供緊湊型變體，在20千樣本每秒（kSps）時最大誤差為0.2％，在10 kSps時最大誤差為0.5％。基於PC的標準控制系統具有足夠的計算能力，可用於真正的RMS或性能計算，以及基於測量的電壓和電流的複雜自定義算法。

通過過採樣原理，I / O端子可以以比控制系統的循環時間更短的間隔進行測量。此外，通過利用EtherCAT協議固有的分佈式時鐘功能，可以通過網絡中的其他EtherCAT設備從多個源同步測量功率。

為控制工程師提供動力

旨在適應基於PC的控制系統中的功率監控的軟件擴展在系統集成平台中也具有更高的性能。用於評估原始電流和電壓數據的PLC庫可以由電源監控I / O端子直接提供。功能塊可用於計算電流，電壓和功率的RMS值。

這些可以作為瞬時值或平均值輸出，並且功能塊中也可以使用最大值和最小值。可以確定頻率和頻譜，例如網絡中的諧波及其以總諧波失真（THD）形式的負載。所有功能塊均可用於單相和三相繫統。

不久前，這種級別的功能和同步保留用於復雜，昂貴且笨重的“黑匣子”設備，這些設備需要自己的編程軟件並存在於相當封閉的生態系統中。這意味著很少有機器可以提供高水平的功率監測技術，以進行有效的數據分析。今天，可以從配備有正確I / O端子的控制系統中提取製造環境的所有區域的高價值功耗數據。通過增加集成測量技術的緊湊型I / O端子，控制工程師可以更自如地掌握能源監控功能。

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