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       以太网供电（Power over Ethernet，PoE）给有线以太局域网的设计、应用和长期可用性带来诸多好处，成本、灵活性、乃至安全都得到增强。它克服了系统设计人员经常遭遇的限制——凭什么他们非得把用电的网络设备和交流插座放置在一起呢。
　　有了PoE，数据和电力就以安全标称48V直流电传输于同一条以太网电缆上。如果网络设备能配置为48V工作，那么，网络设备对本质不安全的交流供电——通过某个建筑物交流环网引出单独电缆线——的需求，得以消除，PoE给设备定位带来免于电源线限制的自由，使设备拥有随商务需求变化而迁移的长期易用性，这两点都是任何组织都想要的好处。比如，对于网络安全摄像机，当它们需要高挂在墙上而脱离交流电源时，PoE对其就很有用。在供电以太网上使用的典型设备，比如VoIP电话、摄像机和Wi-Fi接入点，可能需要特别设计以适应在以太网48V直流情况下工作。
　　在网络设备中，DC/DC转换器通常需要隔离48V电源，并下调到一个低电压，如5V ，以适合设备的电路系统。为了充分利用PoE，网络设备也会需要进行握手过程，以允许网络集线器确认这个支持PoE的设备，理解和管理它的特定功率需要。
PoE网络基础
　　一个PoE系统主要有三个部分，供电设备（power sourcing equipment，PSE)，受电设备（powered device，PD)和电缆。PSE连接于以太网交换机，一般由UPS不间断电源供以48V直流电。PSE为网络上所有设备提供数据，为所有PoE兼容设备提供数据和电力。尽管标称电压是48V直流，但其支持范围是44-57V直流。
　　PoE 受电设备的范围持续迅速地增长，PoE技术被采用被市场所接受。当前能够使用的设备类型主要包括VoIP 电话、EPOS 系统和Wi Fi 接入点。PD给PSE一个“签名”，告诉它自己支持PoE，以及其所需的电量。对于输入的电力管理和转换通常由PD内的DC/DC转换器进行处理，更多细节可见文章后半部分。
　　CAT5（五类线缆）本是用来传输数据，空余的导线可以用来传输附加的电力到另一导线的末端。PoE标准IEEE802.3af详细定义了其如何工作，并提供了一种PoE设计和实施方式的工业平台。
电力传送
　　标准CAT5以太网电缆有四路双绞线，其中只有两路用来传输数据。通过PoE，IEEE802.3af标准支持直流电源不受极性限制通过两路空闲线路进行传输，或者把电力加载在两路数据线路上，高度灵活。PoE全兼容设备必须能够从这两种方式中选择一项。
　　当前，IEEE标准允许标称电压48V和大约15W功率，通过一条传输容量13W+的以太线路，给予受电设备。对于有效功率的限定确实影响了可用PoE的外围设备类型。
　　不过，标准被建议改变以支持更高的功率，因而，更多类型的设备可在以太网上通过CAT5线路供电工作。比如支持PoE的笔记本可以直接从网络连接中充电，而不必用笨重的AC适配器。
　　为防止损坏已有的可能并不兼容PoE的以太网设备，IEEE802.3af标准要求有一个PSE发起的“发现进程”。这个进程将检查电缆寻找支持PoE的设备。它将校验远程设备能否呈现出25KΩ的排阻，如是将会发送48V电压供电。
　　同时，供电也将进行限流，以防在错误情况下对设备和线路的任何损坏。在连接之前，PD也会返回PSE一个信号以表明在四个功率级别中自己的类型。如果受电设备从电缆上汲取的电流小于一个阀值——设备掉线时这将可能发生——PSE在这条线路上就会切断电源，此外并可察觉电力供应对于其他装置是可用的。在供电中断时，PSE可能从选择的非关键设备上移去电力供应，以增加UPS的最大运行时间，维持更多的关键安全设备运行。
电力转换
　　支持PoE的设备通常需要隔离的DC/DC转换器来变换电压，从48V到PD所需合适低压值。在PoE应用中，IEEE802.3af严格定义了转换器低噪、启动和隔离要求。比如，C&D技术公司NPH10系列就是一个理想的兼容产品。C&D在它的NMPD产品中提供了一个完整的接口方案。它集成了数据隔离转换、PoE握手过程和能够转换到用户指定输出电压的DC/DC转换器，SIP（会话发起协议）模块提供了连接以太网线缆的遵循PoE的数据和供电接口。
　　连在网络集线器上的48V以太网电源也由IEEE标准所定义（实际电压可为44-57V直流）。然而，因为以太网线路上有明显的压降，PoE标准允许受电设备的最小工作电压值低至30V。48V不仅可以来自于AD转换器，而且可以引自现有系统。在这种情况下，PSE端需要另一个高功率隔离的DC/DC转换器。
　　设计合并在PSE中的DC/DC转换器，尽管PoE标准没有定义，但仍需拥有多个理想特性使它更符合需求。以C&D技术的HHS04-520为例，其设计完全基于PoE，不仅遵循标准，而且有着很高的功率密度，它能够从一个非常小的模块中处理输出200W功率。这一点是重要的，因为很多非PoE集线器可能需要重新设计以使他们适应于供电网络。工程师们经常被分派任务，把PoE相关电路塞进到已有系统中——所以转换器越紧凑越好。HHS04模块输入电压48V，输出隔离电压52.5V、输出功率200W，在全负载情况下效率达92%。考虑到嵌入系统中的转换器模块更好的热量管理，E802.3af设定了一个开放的结构设计，它还降低了组件应力标准，增加可靠性和模块寿命。C&D还有一个用于更大PoE系统的400W的HHS08模块开发中。
　　工程师在设计支持PoE设备时也许希望DC/DC转换器包括如下特征，过热保护、远程感应和远程开关、输出微调。
　　用于PoE网络装置的新一代DC/DC转换器也许包含诸如PSE握手和以太网数据隔离等更多集成功能。这将有助于简化PoE设备开发，减少了电子设计工作，降低PCB基板的PoE兼容要求。
总结

　　PoE无疑将改变很多电子设备的能量供应方式。这种方法带来巨大的的利益和灵活性，对于各种商业应用也是不可忽略的，对于公司率先采用PoE，无论是进行新的部署或是改造现有设备，都是值得考虑的。
 

一、外皮：室内光缆一般采用聚录乙烯或阻燃聚录乙烯，外表应光滑、光亮，具柔韧性，易剥离。劣质光缆外皮光洁度很差，容易和紧套、芳纶粘连。

室外光缆的PE护套应采用优质黑色聚乙烯，成缆后外皮平整、光亮、厚薄均匀、无气泡。劣质光缆的外皮一般使用回收材料生产，这种光缆表皮粗糙，因原料内有很多杂质，细看能发现光缆外皮有很多极细小坑哇，铺设一段时间以后就会开裂、渗水。

 

二、光纤：正规光缆生产企业一般采用大厂的A级纤芯，一些低价劣质光缆通常使用C级、D级光纤和来路不明的走私光纤，这些光纤因来源复杂，出厂时间较长，往往已经发潮变色，且多模光纤里还经常混着单模光纤，而一般小厂缺乏必须的检测设备，不能对光纤的质量作出判断。因肉眼无法辨别这样的光纤，施工中碰常到的问题是：带宽很窄、传输距离短；粗细不均匀，不能和尾纤对接；光纤缺乏柔韧性，盘纤的时候一弯就断。

 

三、加强钢丝：正规生产厂家的室外光缆的钢丝是经过磷化处理的，表面呈灰色，这样的钢丝成缆后不增加氢损，不生锈，强度高。劣质光缆一般用细铁丝或铝丝代替，鉴别方法很容易–外表呈白色，捏在手上可以随意弯曲。用这样的钢丝生产的光缆氢损大，时间长了，挂光纤盒的两头就会生锈断裂。

 

四、钢铠：正规生产企业采用双面刷防锈涂料的纵包扎纹钢带，劣质光缆采用的是普通铁皮，通常只一面作过防锈处理。

 

五、松套管：光缆中装光纤的松套管应该使用PBT材料，这样的套管强度高，不变形，抗老化。劣质光缆通常用PVC料生产套管，这样的套管外径很薄，用手一捏就扁，与饮料吸管无异，一至三年即失去对光纤的保护作用。

 

六、纤膏：室外光缆内的纤膏可以防止光纤氧化，因水气进入发潮等，劣质光纤中用的纤膏很少，严重影响光纤的寿命。

 

七、阻水带：光缆用阻水带通过产品内部呈均匀分布的高吸水性树脂所具有的强有力的吸水性能，在浸透压、亲和性、橡胶弹力的共同作用下，1g高吸水性树脂能快速入比自重大350倍以上的纯水。并且，阻水粉一旦遇水就会即刻膨胀凝胶，此时不管给其施加多少压力，水分也不会被挤出。因此，用含吸水树脂的阻水带包覆缆线，万一缆线外壁破损，伤口部分的高吸水性树脂因膨胀而发挥密封效果，可以将水的进入阻止到最小限度。劣质光缆通常使用无纺布或纸带，一旦光缆外皮破损，会一起严重后果。

 

八、芳纶：又名凯夫拉，是一种高强度的化学纤维，目前在军工业用的最多，军用头盔、防弹背心就是这种材料生产。目前世界上只有杜邦和荷兰的阿克苏能生产，价格大约是三十多万一吨。室内光缆和电力架空光缆（ADSS）都是用芳纶纱作加强件，因芳纶成本较高，劣质室内光缆一般把外径做得很细，这样可以通过减少几股芳纶节约成本，这样的光缆在穿管的时候很容易被拉断。ADSS光缆是根据现场跨距、每秒风速来确定光缆中芳纶的使用股数，施工前务必仔细检查、确认。

        能耗制动的过程如下：A、当电机在外力作用下减速、反转时（包括被拖动），电机即以发电状态运行，能量反馈回直流回路，使母线电压升高；B、当直流电压到达制动单元开的状态时，制动单元的功率管导通，电流流过制动电阻；C、制动电阻消耗电能为热能，电机的转速降低，母线电压也降低；D、母线电压降至制动单元要关断的值，制动单元的功率管截止，制动电阻无电流流过；E、采样母线电压值，制动单元重复ON/OFF过程，平衡母线电压，使系统正常运行。
         制动单元与制动电阻的选配
A、首先估算出制动转矩

=（(电机转动惯量+电机负载测折算到电机测的转动惯量）*（制动前速度-制动后速度））/375*减速时间-负载转矩
一般情况下，在进行电机制动时，电机内部存在一定的损耗，约为额定转矩的18%-22%左右，因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置；
B、接着计算制动电阻的阻值

=制动元件动作电压值的平方/（0.1047*(制动转矩-20%电机额定转矩）*制动前电机转速）
在制动单元工作过程中，直流母线的电压的升降取决于常数RC，R即为制动电阻的阻值，C为变频器内部电解电容的容量。这里制动 单元动作电压值一般为710V。
C、然后进行制动单元的选择
在进行制动单元的选择时，制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据，其计算公式如下：
制动电流瞬间值=制动单元直流母线电压值/制动电阻值
D、最后计算制动电阻的标称功率
由于制动电阻为短时工作制，因此根据电阻的特性和技术指标，我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率，一般可用下式求得： 制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率%
制动特点 能耗制动（电阻制动）的优点是构造简单，缺点是运行效率降低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量，且制动电阻的容量将增大。

 

　 ◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
　 ◆ 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
　 ◆ 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。
　 ◆ 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。
　 ◆ 感应电势 有效值：由第11章可知，每相感应电势的有效值为(15.1)
　 ◆ 感应电势 频率： 感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ，即(15.2)
　 ◆交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。  

 

　 ◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。 作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。 同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

        随着科学技术的发展，机械制造技术有了深刻的变化。由于社会对产品多样化的需求更加强烈，多品种、中小批量生产的比重明显增加，采用传统的普通加工设备已难以适应高效率、高质量、多样化的加工要求。机床数控技术的应用，大大缩短了机械加工的前期准备时间，并使机械加工的全过程自动化水平不断提高，同时也增强了制造系统适应各种生产条件变化的能力。
　　数控机床的基本组成包括加工程序、输入装置、数控系统、伺服系统、辅助控制装置、反馈系统及机床本体。加工程序可由人工编写(如车床数控系统加工简单工件时)，复杂的加工要求可在计算机上进行绘图(如铣床及加工中心加工曲面工件时)，然后生成加工程序。程序的输入可由数控系统的面板进行手工输入，也可通过计算机的通讯口用电缆进行传输，也可以用计算机USB接口进行传输。

　　在选购数控机床时可从三个方面考虑，首先是机床本体能否符合自己的加工要求，机床的质量如何。其次是数控系统，数控系统有很多种类，选择合适的系统是选购数控机床的关键。最后是驱动单元，也是机床控制的关键，不同的驱动单元能达到的加工精度也不一样，在选择驱动单元时，要根据加工的工件的精度要求选择合适的驱动单元。
以下从数控系统及驱动单元两个方面进行分析：
　　1 数控系统的选配
　　数控系统是数控机床的“大脑”，对机床控制信息进行运算及处理。根据数控系统的原理可分为经济型数控系统和标准型数控系统两大类。
　　经济型数控系统
　　经济型数控系统从控制方法来看，一般指开环数控系统，具有结构简单、造价低、维修调试方便、运行维护费用低等优点，但受步进电机矩频特性及精度、进给速度、力矩三者之间相互制约，性能的提高受到限制。所以，经济型数控系统常用于数控线切割及一些速度和精度要求不高的经济型数控车床、铣床等，在普通机床的数控化改造中也得到广泛的应用。
　　开环数控系统是指数控系统本身不带位置检测装置，由数控系统送出一定数量和频率的指令脉冲，由驱动单元进行机床定位。开环系统在外部因素影响的情况下，机床不动作或动作不到位，但系统已当机床到达了指定位置，此时机床的加工精度将大大降低。但因其结构简单、反应迅速、工作稳定可靠、调试及维修均很方便，加之价格十分低廉，因此目前在国内至今仍有最大的市场。
　　标准型数控系统
　　标准型数控系统包括半闭环数控系统和全闭环数控系统。
　　半闭环数控系统一般指机床的伺服电机的位置信号(光电编码器)反馈到数控系统，系统能自动进行位置检测和误差比较，可对部分误差进行补偿控制，因此其控制精度比开环数控系统要高，但比全闭环的数控系统要低。
　　全闭环数控系统除包括机床的伺服电机的位置反馈外，还有机床工作台的位置检测装置(通常用光栅尺)的位置信号反馈到系统，从而形成全部位置随动控制，系统在加工过程中自动检测并补偿所有的位置误差。
　　全闭环数控系统的加工精度是最高的，但这种系统的调试、维修极其困难，而且系统的价格很高，只适用于中、高档的数控机床上。
因为开环控制系统的价格比闭环控制系统要低得多，因此在选择数控系统时，要考虑数控系统占整台数控机床的价格成本比例，然后根据机床的配置情况及机床本身的要求，中、　　　　　低档机床采用开环控制系统，中、高档机床采用闭环控制系统。
　　2 驱动单元的选配
　　驱动单元包括驱动装置和电机两部分，对驱动单元的选购主要在于驱动装置的选择，因为电机是通用的部件，性能差别只存在于不同的厂家和型号。
　　驱动电机主要可分为：反应式步进驱动电机、混合式(也称永磁反应式)步进驱动电机和伺服驱动电机三大类。
　　反应式步进驱动电机的转子无绕组，由被励磁的定子绕组产生反应力矩实现步进运行。混合式步进电机的转子用永久磁钢，由励磁和永磁产生的电磁力矩实现步进运行。步进电机受脉冲的控制，通过改变通电的顺序可改变电机的旋转方向，改变脉冲的频率可改变电机的旋转速度。步进电机有一定的步距精度，没有累积误差。但步进电机的效率低，拖动负载的能力不大，脉冲当量不能太大，调速范围不大。目前步进电机可分为两相、三相、五相等几种，常用的是三相步进电机，如广州数控的DY3A即是三相混合式步进驱动器。在过去很长一段时间里，步进电机占很大的市场，但目前正逐步为伺服电机所取代。
目前常用的伺服电机是交流伺服电机，在电机的轴端装有光电编码器，通过检测转子角度用以变频控制。从最低转速到最高转速，伺服电机都能平滑运转，转矩波动小。伺服电机有较长的过载能力，有较小的转动惯量和大的堵转转矩。伺服电机有很小的启动频率，能很快从最低转速加速到额定转速。
　　采用交流伺服电机作为驱动器件，可以和直流伺服电机一样构成高精度，高性能的半闭环或闭环控制系统。由于交流伺服电机内是无刷结构，几乎不需维修，体积相对较小，有利于转速和功率的提高。目前已经在很大范围内取代了直流伺服电机。采用高速微处理器和专用数字信号处理机(DSP)的全数字化交流伺服系统出现后，原来的硬件伺服控制变为软件伺服控制，一些现代控制理论中的先进算法得到实现，进而大大地提高了伺服系统的性能，因此伺服单元能较大的提高加工效率及加工精度，但伺服驱动单元的价格也较高。随着伺服控制技术的逐步提高，目前伺服驱动单元正逐步成为驱动单元的主力军，伺服驱动单元的价格也在逐步减低。
　　伺服驱动器有两种。一种采用脉冲控制方式，此种驱动器与电机闭环，但不反馈到数控系统，这种驱动器在某种程度上可称为开环控制的伺服控制。另一种采用电压控制方式，通过电压的高低进行电机的转速控制，电机的反馈信号通过驱动器反馈到数控系统进行位置控制。
　　选择驱动单元时，也要考虑驱动单元的价格在整台数控机床中的比例。整台数控机床价格较低的一般选择步进驱动单元，而价格较高的机床选择伺服驱动单元。但选择驱动单元的同时，也要考虑驱动单元与数控系统的匹配问题，选择闭环控制系统时必须选择闭环的伺服驱动单元。交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
　　3 功能选择
　　以上是根据数控系统的加工精度进行考虑，除此以外，还要从数控系统的功能选择上考虑。
　　控制轴
　　数控系统控制轴的数量也是选择的关键。控制轴可分为直线进给轴和旋转轴，按控制轴的数量可分为两轴联动、三轴联动、多轴联动等。控制轴的数量越多，机床所能加工的形状越复杂，但其成本就越高。目前车床一般用两个直线移动轴联动，有时会附加一个直线移动轴或旋转轴。铣床一般用三个直线移动轴联动，有时会附加一个直线移动轴或旋转轴。高档的系统则联动的轴更多，代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，其中三个轴为直线移动轴，两个旋转轴，五轴联动时可加工出复杂的空间曲面。当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持，对机床的要求也极高。
　　控制轴越多，数控系统的价格成几何级数增长。因此，在选择数控系统时，要根据机床本身的运动轴进行选择，多余的控制轴并不能提高机床的控制精度，反而增加了数控系统的成本。
　　图形显示
　　系统的图形显示功能，该功能用于模拟零件加工过程，显示真实刀具在毛坯上的切削路径，可以选择直角坐标系中的二个不同平面，也可选择不同视角的三维立体，可以在加工的同时作实时的显示，也可在机械锁定的方式下作加工过程的快速描绘，是一种检验零件加工程序，提高编程效率和实时监视的有效工具。
　　DNC传输功能
　　众所周知，由非圆曲线或面组成的零件加工程序的编制是十分困难的，通常的办法是借助于通用计算机的计算，将它们细分为微小的三维直线段组成的加工程序，在模具加工中这种长达几百KB的加工程序是经常遇到的，而一般数控系统提供的程序存储容量为64~128KB，这给模具加工带来很大困难。DNC通讯功能具有两种工作方式，其一是一次地将通用计算机中的程序传送到数控系统的加工程序的存储区内(如果它的容量足够大的话)，其二是将通用计算机中的程序一段一段地传送到数控系统的缓冲存储器中，边加工边传送，直到加工结束。彻底解决了大容量程序零件的加工问题，虽然选用这项功能需要增加一定的费用，但它确实是一项实用功能，因此建议在选择数控系统时将DNC传输功能选做必　　　备功能。
　　刚性攻丝
　　攻螺纹是数控机床的一项常用功能，到底采用什么方式是一个值得考虑的问题。刚性攻螺纹功能必须采用伺服电机驱动主轴，不仅要求在主轴上增加一个位置传感器，而且对主轴传动机构的间隙和惯量都有严格地要求，电气设计和调整也有一定的工作量，所以这个功能的成本是不能忽略的。对用户来说，如果可以通过采用弹性缩卡头进行柔性攻螺纹，或者机床本身的转速并不高时，就不必选用刚性攻螺纹功能。
上述这类问题在数控机床的功能配置时是经常遇到的，作为一个数控机床的设计和销售人员必须清楚了解数控系统的各种功能用途，根据机床的实际情况为用户配置经济合理、功能和价格比都比较高的数控机床，减少不必要的浪费。

 

       美国和加拿大的科研人员在《科学》杂志上发表研究成果时说，他们发明一种了发电仪器，借助人体膝盖的摆动来产生电能。
　　科研人员多年来不断努力，希望利用人体运动来生电。方法之一是把仪器附在鞋子上，虽然这很舒适轻便，可是产生的电能不大；另一方法是把仪器像背包一样地背着，这种方式固然可以产生很大的电量，可是背起来却是沉甸甸的。
　　美加科研人员认为，把发电仪器绑在膝盖最恰当，它能产生相当大的电能，同时也比较轻便。研究人员说：“一次收集到的能量，足以为10个手机充电，一些低电量的电脑，也可以靠它来运作，就像全球定位系统的简单定位器和卫星电话。”

       据了解，人摆腿向前跨步时，会用掉一些能量；后一步踏下、稳住身体时，会再用掉一些能量，该仪器就是收集脚步踏下时的能量来产生电能。就像一些电动汽车收集刹车时的能量，给自身的电池充电一样。
　　研究人员指出，如果双脚都绑上仪器，然后，以每小时3.5公里的速度，在跑步机上轻快地步走，发电器上就能产生5瓦特的电力，不过，发电器的重量是1.6公斤，用起来还不够轻便。