控制系统电压选择

O控制系统设计师在任何设计过程开始时必须做出的第一个决定之一是他们的项目需要多少系统电压。通常使用120 V ac的控制系统电源是基于传统的使用，只是因为它一直是这样做的。然而，在控制系统的发展历史中，已经有了120伏控制系统的可行替代方案。

简史
大约在100年前，电气控制系统开始取代机械控制系统。在许多情况下，早期的电气控制系统使用与驱动设备相同的电压进行控制，因为这是方便和容易获得的(即120 V交流)。较大的电动机需要较大的磁接触器作为启动器。早期的接触器设计效率不高，因此需要大量的功率来产生接触器的拉入和保持力。较高的电压使这些装置实用，因为所需的电流较低。

使用24 V ac/dc控制系统的优点和缺点?

好的方面是: 几乎任何控制功能都可以使用24v ac/dc设备实现。 目前大多数控制系统使用数字(低电压)设备，因此较低的控制电压更适合这些应用。 排除24 V电路故障可降低危险电击危险的可能性(NEC第725条，第2类电路)。 直流电路避免了电感耦合的问题。 HVAC/R控制系统已经使用24v(交流和直流)。 24v dc与大多数模拟仪器系统兼容，这允许一个公共电源提供多种功能。 许多设备制造商现在为他们的设备提供24v控制选项。 在需要交替电压/相位的地方，可以使用插接继电器。 可以使用较小尺寸的组件和开关。 缺点是: 业界一般比较熟悉的是120v交流。 120伏设备有一个大的已安装和可用的组件设备基地。 大型起动器(线圈)仍然需要120v交流。 用120v交流电清洗触点效果更好。 设计师需要学会使用略有不同的组件。 不总是需要控制变压器(即120和208-240/120电机电路)。 一些供应商将不得不修改他们的设备供应。

随着电气和电子实践的发展，控制系统和配电实践出现了。一般来说，电气控制电路使用小功率来控制驱动设备的大功率。现代控制系统设计既解决了驱动设备(电机、螺线管、定位器等)的配电问题，也解决了这些设备的控制问题。

控制系统通常设计成相对于被控设备使用很小的功率。控制系统通常包括离散设备(例如开关和计数器)和模拟设备(例如发射机、仪表和定位器)。控制系统的功率组件通常在较高的电压(例如208v、240v和480v ac)下控制和分配功率。并不是所有的工业领域，尤其是暖通空调行业，都采用了120v ac作为控制目的。

电算化的到来
计算机在20世纪50年代末首次应用于控制系统，并在20世纪70年代迅速得到接受。与任何新技术一样，计算机的引入必须与旧技术“融合”才能被采用/接受。在这种情况下，plc和I/0设备被设计用来取代继电器梯式逻辑控制系统。新的plc通常被构造为允许120 V ac的I/O功能。到了20世纪80年代，许多设计师开始质疑使用120v ac进行控制功能。因为I/O信号通常进入数字设备或输出到继电器，所以可以使用更低的电压。控制系统设计者和部件制造商现在看到了使用低电压的优势。他们现在采用24v作为标准，因为它实用和安全。

现代控制系统通常非常复杂。故障排除控制系统经常需要在系统检查时通电。使用24v可降低电击造成损伤的可能性。典型的控制系统为面板和现场I/O设备使用24v ac。该系统还将使用24v dc模拟仪器。此外，24 V dc也可用于面板、现场I/O和模拟设备。交流电和直流电或全直流电或全交流电选择的灵活性涵盖了大多数控制情况。

决定什么电压级别是最合适的取决于几个因素。对于小型系统，所有控制都可以使用24v dc实现。对于带有电机起动器的系统，通过提供连接到起动器电源馈线的降压变压器，可获得24 V交流。带有模拟仪器和启动器的系统最好同时具有24 V交流和直流可用。在特殊应用需要120v交流时，可提供插入式继电器。今天，许多因素结合在一起，帮助推动采用24伏的控制目的。(请参阅下面的侧栏，其中总结了“最佳实践”24伏替代方案的优缺点。)

John F. Heneage是Dufresne-Henry Inc.(曼彻斯特，新罕布什尔州)的高级项目经理，这是一家多学科的国家工程公司，在那里他提供电气和仪器仪表设计支持。电子邮件:jheneage@dufresne-henry.com

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