抗干擾設計論文范文
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篇1
關鍵詞：單片機，遙控系統抗干擾分析，實現
前言
單片機控制系統在實驗室反復實驗都可以得到很好的預期效果,然而把系統放到實際現場運行時卻不能工作。論文大全，遙控系統抗干擾分析。原因是工作現場比實驗室環境惡劣,系統受到了各種各樣的干擾,加之構成系統的元器件本身方面存在的可靠性，以及系統本身各部分之間的相互耦合因素等原因，系統必須增加一些有效的抗干擾措施才能正常運行。論文大全，遙控系統抗干擾分析。據工作經驗之談，有時存在后期的抗干擾工作往往會比前期的設計工作還要艱巨,花費的時間也需要得更多,所以說抗干擾技術是非常重要,關于在抗干擾措施是否能夠運用得恰當方面，其直接關系到系統的穩定性和可靠性。
一、單片機遙控系統系統工作原理
單片機以其體積小、價格廉、面向控制等方面的獨特優點，使得單片機在各種工業控制、儀器儀表、產品的自動化、智能化方面獲得了廣泛的應用。單片機的遙控系統以單片機系統為基本控制單元,能夠構成無線傳輸系統、速度調節系統等等,而且其優點是，能夠在三公里外控制運動目標的啟動、速度快慢、停止、往返。而且最特別的是在運動目標的運行過程中，可根據需要隨機調節速度快慢,調速一般是在7~25km/h范圍。單片機實現控制了所有這些狀態,開始通過鍵盤輸入控制參數,然后經過單片機運算和處理行為,并且通過無線數傳模塊完成對參數的無線傳輸、運行狀態以及調速設備的控制方式,達到遙控運行的目的要求。
二、單片機遙控系統系統受干擾原因及危害
在電磁干擾較弱時，其可靠性和穩定性往往是容易達到應用要求，這方面尤其是在室內體現出來，然而對在室外，會遇到各種各樣的環境條件，尤其是那種在工作環境較惡劣的情況下，就會導致儀器儀表工作不正?；蚴ъ`。而單片機的遙控系統一般都安裝在工業現場，而在工業現成環境中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現，而這樣的形式其最終造成微機系統故障的多數現象都是“死機”現象。究其原因是計算機中的CPU在執行某條指令時，受周圍環境干擾的沖擊，影響到它的操作碼或地址碼發生改變，最終致使該條指令出現錯誤。這時，CPU就會執行隨機拼寫的指令，并將其操作數作為操作碼執行，從而導致有關程序“跑飛”或進入“死循環”。對于在工業現場中由于諸多大型用電設備的投入或者是撤出電網運行，經常都會造成系統的電源電壓不穩，如果當電源電壓降低或掉電時，這樣就會造成重要的數據丟失的可能性，以至于系統不能正常運行，而且干擾也會導致單片機內部程序指針錯亂現象，從而使得中斷程序運行超出定時時間。關于RAM中計時數據被沖亂，導致程序計算出錯誤的結果。論文大全，遙控系統抗干擾分析。假設設法在電源電壓降到一定的限量值之前，單片機進行快速地保存重要數據，將會最大限度地減少損失，對于干擾源的影響會使系統的可靠性和穩定性大大降低，嚴重的情況還會導致系統的運行紊亂，造成生產事故。
三 如何實現單片機的遙控系統的抗干擾
關于高頻干擾噪聲和有用信號的頻帶是不同的,其解決方法是在導線上增加濾波器的方法來切斷高頻干擾噪聲的傳播,或者也可加隔離光耦來解決這個問題。關于電源噪聲的危害最大。需要把電源做得好,其整個電路的抗干擾能力就解決了一大半問題。對于在單片機系統中還可借助于一定的外部附加電路來監測電源電壓，當在電源發生故障時能夠及時通知單片機快速保存重要數據，同時斷開單片機外圍設備用電電源，從而使整個應用系統的功耗降到最低點。目前市場上許多單片機對電源噪聲都是十分敏感的,那么就要給單片機電源加濾波電路或穩壓器,達到減小電源噪聲對單片機的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當然條件要求不高時也可用100Ω電阻代替磁珠。當電源恢復正常時，取消掉電工作方式，通過復位單片機，使系統重新正常工作。
單片機系統設備的抗干擾與系統的接地方式也存在很大的影響，接地技術有能夠抑制噪音的效果。所以說一個良好的接地能在很大程度上抑制系統內部噪音耦合的現象，而且還能夠防止外部干擾的侵入，能夠真正提高系統的抗干擾能力。在這里需要注意的是，如果要求設備的金屬外殼等需要安全接地，其屏蔽用的導體的必須能夠很好的接地，這樣才能為單片機系統提供良好的地線，并且對提高系統的抗干擾能力極為有效果。論文大全，遙控系統抗干擾分析。尤其是對于有防雷擊要求的系統，其良好的接地是至關重要的。假設系統不能接地，或者是雖有地線現象，但是接地電阻過大，就會抗干擾元件就不能正常發揮其應有的作用了。
關于單片機供電的電源的地俗稱邏輯地，并且和大地的地的關系具有相通性、浮空性、或接電阻性。但是不能把地線隨便接在暖氣管子上。堅決不能把接地線與動力線的火線、零線中的零線相混淆。因為單片機系統通常存在模擬電路和數字電路兩種，并且關于數字地與模擬地是要分開，只是在一點相連，假設兩者不分，就會存在互相干擾現象，那么可以把控制條件中的關于一次采樣和處理控制輸出更改為循環采樣和處理控制輸出，這樣能夠對慣性較大的控制系統具有良好的抗偶然因素干擾作用效果。
設置輸出狀態寄存單元來抗干擾。其程序是根據單片機系統對數據處理后的輸出結果為依據，設置出相應的輸出狀態寄存單元形式，假設其中干擾侵入輸出通道將輸出狀態破壞時，系統就會在定時查詢寄存單元的輸出狀態信息時，并發現錯誤，及時糾正輸出狀態。論文大全，遙控系統抗干擾分析。
設置自檢程序來抗干擾。論文大全，遙控系統抗干擾分析。通常是在計算機內的特定位置或某些內存單元中來設置狀態標志，并且在開機后或有自檢中斷請求要求時，計算機系統首先將運行自檢測試程序，如對整個系統或關鍵環節進行模擬方面的測試，對測試結果再通過某種方式顯示出來，目的是保證系統中信息存儲、傳輸、運算的高可靠性。設計單片機的遙控系統過程中，要求電路的元器件或線路布局合理以消除元器件之間的電磁耦合相互干擾，如去耦電路或者是平衡電路等。還有種方法是采用冗余結構，也稱容錯技術或故障掩蓋技術，該方法是通過增加完成同一功能的并聯或備用單元數目來提高系統可靠性的一種設計方法。當某些元器件發生故障時也不影響整個系統的運行。對于消減外部電磁干擾，可采用電磁兼容設計，目的是提高單片機系統在電磁環境中的適應性，即能保持完成規定功能的能力。
參考文獻：
[1]麥山.基于單片機的協議紅外遙控系統.電子技術.1998
[2]孟慶建張恭孝.單片機系統的電磁兼容問題[J].自動化儀表,2004
[3]周慧.單片機控制系統杭干擾技術研究[J].石油礦場機械，2007
篇2
【關鍵詞】測試系統;電磁干擾;實驗方法
引言
鋼軌內應力測試系統以單片機為控制核心，應用縱橫彎曲理論建立無縫線路軌道力學模型，根據鋼軌內應力計算公式，以電測應力法進行比較分析[1]，測量時使被測段鋼軌懸空，在其中部施加一橫向撓動力，分別測試鋼軌的橫向力、橫向位移、軌溫和濕度等信號，將信號經A/D轉換后計算，快速、準確得出被測線路的內應力，并可將測量數據進行存儲，操作人員可通過液晶顯示屏測試和查詢。
作為電子類產品，提高測試系統的抗電磁干擾能力及屏蔽性能是研發、生產、使用過程中不可缺少的環節。
1.鋼軌內應力測試系統的組成
本系統硬件部分由單片機控制器、A/D轉換模塊、傳感器和自加載施力機構等組成。系統選用W77E532單片機為控制核心;壓力、位移、溫度和濕度為測量鋼軌內應力的必要參數;自加載施力機構通過電機給被測鋼軌施加定量的壓力;U盤存儲功能可將系統內數據轉存至U盤，可通過U盤將數據轉存至上位機管理軟件，也可直接通過數據線將測試儀主機的數據轉存至上位機。
2.鋼軌內應力測試系統的抗電磁干擾方法
2.1 線路板抗電磁干擾設計
以W77E532為處理核心的控制系統具有靈敏度高、處理速度快等特點，正因如此，也更容易影響測試系統的抗電磁干擾能力，測試過程中使系統的性能指標偏離設計要求，導致測量結果誤差大[2]，因此抗干擾技術己成為設計單片機控制系統時必須考慮的環節。本系統控制電路的抗電磁干擾部分除了采用常規方法，如數字地和模擬地單點相連、縮短旁路電容地線長度、相互關聯的元器件盡量放得靠近外，還采取了以下措施：
（1）采用線性光耦PC817將所有模擬量信號與數字量信號輸入輸出端隔離，為了提高隔離效果，我們將PC817縱向排列整齊，沿PC817焊腳內側在線路板上開槽。
PC817光電耦合器輸入部分和輸出部分采用獨立的5V電源供電，數字量5V由鋰電池經2940穩壓后提供，模擬量5V由DC-DC5V提供。
（2）低壓差穩壓器LM2940及其濾波器件遠離單片機放置;
（3）數字量部分沿PC817開槽處雙面覆銅接地。采用金屬敷層屏蔽材料抑制電磁干擾也是目前常用的方法之一，通過非電解電鍍、陰極濺射、真空鍍金等方法在絕緣材料的表面形成導電金屬薄層[3]，可以提高電子設備的抗干擾能力。
2.2 供電部分的抗電磁干擾設計
鋼軌內應力測試系統由8V鋰電池供電，經兩個低壓差三端穩壓器LM2940后，固定輸出5V，LM2940內部含靜態電流降低電路、電流限制、過熱保護、電池反接和反插入保護電路，再經容阻濾波，給數字量電路供電。
模擬量電路電源經LM2940降壓后，由DC-DC5V提供。
2.3 傳感器部分抗電磁干擾設計
本系統共有1路數字量和4路模擬量輸入，有位移、壓力、溫度、濕度和電壓信號，其中，位移、壓力2路信號對測試結果具有決定性影響，我們主要對這2路傳感器信號做了抗電磁干擾處理：
（1）位移信號的采集使用千分表，其輸出為數字信號，是不隨時間連續變化的量，數字信號抗干擾能力強;
（2）壓力信號由JLBS-Ⅱ型拉力傳感器提供，其采用箔式應變片貼在合金鋼彈性體上，可承受拉、壓力，具有測量精度高、穩定性能好、溫度漂移小、輸出對稱性好等特點。由于壓力傳感器的變送器電路處理的是比較微弱的信號，而且還要進行信號轉換，外界干擾極易耦合到電路中從而影響有用信號。因此，本系統的壓力信號采用電流傳輸代替電壓傳輸，接收電路低的輸入阻抗和對地懸浮的電流源（電流源的實際輸出阻抗與接收電路的輸入阻抗形成并聯回路）使得電磁干擾對電流信號的傳輸不會產生大的影響，可獲得較好的抗干擾性能。
另外，本系統針對模擬量輸入通道的抗電磁干擾還采用了以下措施：壓力、溫度、濕度傳感器使用屏蔽線，屏蔽層與線路板GND相連，盡量縮短信號線長度。
2.4 外殼抗電磁干擾設計
為了使外殼在操作者和內部電路間建立隔離、形成屏蔽層，起到抗電磁干擾作用，本系統主機箱采用金屬鋁殼，既可以防止因操作者對金屬外殼的直接接觸放電造成干擾，又可以防止環境干燥時操作者對周圍物體放電形成的電磁干擾耦合到測試系統內部。即便如此，我們在做抗電磁干擾試驗時，發現還是存在干擾現象，液晶屏出現亂碼，經過分析，我們認為此現象是由于主機箱上銑了液晶屏安裝槽、航空插座孔、充電口、電源開關孔、鍵盤孔等造成，于是又采取了以下抗干擾措施：
（1）盡量縮短主機箱內部導線長度，并在每根導線上增加磁環;
（2）將主機箱內固定線路板的所有金屬小件都更換為絕緣材料，在液晶屏與主機箱外殼之間增加一層絕緣紙;
（3）主機箱內部在充電孔、航空插座孔、電源開關孔及液晶屏開孔處噴涂三防漆，三防漆是一種特殊配方的涂料，用于保護線路板及其相關設備免受壞境的侵蝕。三防漆具有良好的耐高低溫性能，其固化后成一層透明保護膜，具有優越的絕緣、防潮、防漏電、防震、防塵、防腐蝕、防老化、耐電暈等性能;
（4）主機箱底部裝設一只金屬螺帽作為電磁干擾泄放通道，在操作者對外殼的孔、洞、縫隙放電時將放電電流泄放，防止對內部電路直接放電。
2.5 軟件抗電磁干擾設計
若單靠硬件措施消除干擾會增加系統的硬件成本，使系統復雜化，而且并非所有因干擾而產生的故障都可通過硬件抗干擾措施得到完全解決;軟件抗干擾技術不僅可使系統結構簡化，成本降低，設計也很靈活方便[3]。
本系統的控制軟件由KeilC編制，軟件組成主要包括A/D轉換、鍵盤響應、液晶顯示、數據存儲讀取及分析計算等部分。本系統采用數字濾波、設立軟件陷阱、看門狗（Watchdog）和軟件冗余等技術，提高系統的抗干擾能力。
3.結束語
影響鋼軌內應力測試系統抵抗電磁干擾能力的因素有很多，本文從系統硬件的線路板、供電電源、傳感器、外殼等部分入手，分析并提出了測試系統抗電磁干擾的方法，提高了測試系統的抗電磁干擾的能力，解決了系統受干擾時液晶顯示屏出現亂碼的情況，保證了系統運行的穩定性。
參考文獻
[1]王建文.無縫線路溫度力及鎖定軌溫測試技術研究.擴大鐵路對外開放、確保重點物資運輸――中國科協2005年學術年會鐵道分會場暨中國鐵道學會學術年會和粵海通道運營管理學術研討會論文集，2005.
[2]李志宇.單片機控制系統抗干擾設計.電子測量技術2007，30：100-102.
篇3
[論文摘要]研究分析電磁干擾產生的原因、特點及干擾對電力遠動系統的影響,從設計的角度對鐵路電力遠動監控系統進行抗干擾分析研究。
抗干擾設計是電力遠動監控系統安全運行的一個重要組成部分,在研制綜合自動化系統的過程中,如果不充分考慮可靠性問題,在強電場干擾下,很容易出現差錯,使整個電力遠動監控系統無法正常運行或出錯誤(誤跳閘事故等),無法向站場和區間供電,影響鐵路行車安全。
一、電磁干擾產生的原因及特點
(一)傳導瞬變和高頻干擾
1.由于雷擊、斷路器操作和短路故障等引起的浪涌和高頻瞬變電壓或電流通過變(配)電所二次側進入遠動終端設備,對設備正常運行產生干擾,嚴重還可損壞電路。2.由電磁繼電器的通斷引起的瞬變干擾,電壓幅值高,時間短、重復率高,相當于一連串脈沖群。3.鐵路電力供電中,特別是現代高速鐵路對電力要求都比較高,一般都是幾路電源供電,母線投切轉換比較頻繁,振蕩波出現的次數較多。
(二)場的干擾
1.正常情況下的穩態磁場和短路事故時的暫態磁場兩種,特別是短路事故時的磁場對顯示器等影響比較大。2.由于斷路器的操作或短路事故、雷擊等引起的脈沖磁場。3.變電所中的隔離開關和高壓柜手車在操作時產生的阻尼振蕩瞬變過程,也產生一定的磁場。4.無線通信、對講機等輻射電磁場對遠動終端會產生一定的干擾,鐵路中繼站通常會和通信站在一處,通信發射塔對中繼站電力遠動終端設備的干擾比較大。
(三)對通信線路的干擾
1.鐵路變電所遠動終端的數據由串口通信經雙絞線進入車站通信站,再經過轉換成光信號沿鐵通專用通信光纜送至電力遠動調度中心,遙信和遙控數據在變電所到通信站的過程走的是電信號,由于變電所高低壓進出線纜很多,遠動終端受的干擾比較大。2.中繼站一般距鐵路都比較近,列車通過時的振動對遠動終端設備有一定的干擾。
(四)繼電器本身原因
繼電器本身可能由于某種原因一次性未合到位而產生干擾的振動信號,或負荷開關、斷路器、隔離開關等二次側產生振動信號。
二、干擾對電力遠動系統的影響
無論交流電源供電還是直流供電,電源與干擾源之間耦合通道都相對較多,很容易影響到遠動終端設備,包括要害的CPU;模擬量輸入受干擾,可能會造成采樣數據的錯誤,影響精度和計量的準確性,還可能會引起微機保護誤動、損壞遠動終端設備和微機保護部分元器件;開關量輸入、輸出通道受干擾,可能會導致微機和遠動終端判斷錯誤,遠動調試終端數據錯誤遠動終端CPU受干擾會導致CPU工作不正常,無法正常工作,還可能會導致遠動終端程序受到破壞。
三、抗干擾設計分析
(一)屏蔽措施
1.高壓設備與遠動終端輸入、輸出采用有鎧裝(屏蔽層)的電纜,電纜鋼鎧兩端接地,這樣可以在很大程度上減小耦合感應電壓。2.在選擇變電所和中繼站電力設備時盡量選設有專門屏蔽層的互感器,也有利于防止高頻干擾進入遠動終端設備內部。3.在遠動終端設備的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容,可以有效抑制外部高頻干擾。
(二)系統接地設計
1.一次系統接地主要是為了防雷、中性點接地、保護設備,合適的接地系統可以有效的保障設備安全運行,對于斷路器柜接地處要增加接地扁鐵和接地極的數量,設備接地處增加增加接地網絡互接線,降低接地網中瞬變電位差,提高對二次設備的電磁兼容,減少對遠動終端的干擾。2. 二次系統接地分為安全接地和工作接地,安全接地主要是為了避免工作人員因設備絕緣損壞或絕緣降低時,遭受觸電危險和保證設備安全,將設備外殼接地,接地線采用多股銅軟線,導電性好、接地牢固可靠,安全接地網可以和一次設備的接地網相連;工作接地是為了給電子設備、微機控制系統和保護裝置一個電位基準,保證其可靠運行,防止地環流干擾。
3.由于高低壓柜本身都是多都是采用鍍鋅薄鋼板材料,本身也有屏蔽作用,將高低高柜都可靠接地。4.遠動終端微機電源地和數字地不與機殼外殼相連,這樣可以減小電源線同機殼之間的分布電容,提高抗共模干擾的能力,可明顯提高電力遠動監控系統的安全性、可靠性。
(三)采取良好的隔離措施
1.為避免遠動終端自身電源干擾采取隔離變壓器,電源高頻噪聲主要是通過變壓器初、次級寄生電容耦合,隔離變壓器初級和次級之間由屏蔽層隔離,分布電容小,可提高抗共模干擾的能力。2.電力遠動監控系統開關量的輸入主要斷路器、隔離開關、負荷開關的輔助觸點和電力調壓器分接頭位置等,開關量的輸出主要是對斷路器、負荷開關和電力調壓器分接頭的控制。3.信號電纜盡量避開電力電纜,在印刷遠動終端的電路板布線時注意避免互感。4.采用光電耦合隔離,光電耦合器的輸入阻抗很小,而干擾源內阻大,且輸入/輸出回路之間分布電容極小,絕緣電阻很大,因此回路一側的干擾很難通過光耦送到另一側去,能有效地防止干擾從過程通道進入主CPU。
(四)濾波器的設計
1.采用低通濾波去高次諧波。2.采用雙端對稱輸入來抑制共模干擾,軟件采用離散的采集方式,并選用相應的數字濾波技術。
(五)分散獨立功能塊供電,每個功能塊均設單獨的電壓過載保護,不會因某塊穩壓電源故障而使整個系統破壞,也減少了公共阻抗的相互耦合及公共電源的耦合,大大提高供電的可靠性。
(六)數據采集抗干擾設計
1.在信息量采集時,取消專門的變送器屏柜,將變送器部分封裝在RTU內,減少中間環節,這樣可以減少變送器部分輸出的弱電流電路的長度。2.遙信由于合閘一次不到位或由于二次側振動而產生的誤遙信干擾信號,并且還會產生尖脈沖信號,也可能對遙信回路產生干擾誤遙信號。
(七)過程通道抗干擾設計
(八)印刷電路板設計。在印刷電路板設計中盡量將數字電路地和模擬地電路地分開;電源輸入端跨接10~100μF的電解電容。
(九)控制狀態位的干擾設計
(十)程序運行失常的抗干擾設計
(十一)單片機軟件的抗干擾設計
(十二)對于終端至通信站的數字通信電纜加穿鋼管,特別是穿越其他電力電纜時,避免和其他電力電纜等同溝敷設并保持一定的交叉距離。
篇4
關鍵字：遠程監控網絡；抗干擾
中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2010) 14-0000-01
The Remote Monitoring Terminal Anti-jamming Design
on GPRS-INTERNET Network
Li Ning
(Shijiazhuang University of Economics,Shijiazhuang050031,China)
Abstract:Web-based remote monitoring is currently carried out at home and abroad active researched,widely used in many fields.Among them,the elimination of all kinds of interference for the system stability and security is an important part,this remote monitoring system based on analysis of the city lights in the GPRS-Internet network based on various factors and the interference of the interference method,the related remote monitoring system has more general significance.
Keywords:Remote monitoring network;Anti-jamming
基于網絡的遠程監控系統具有應用性廣，易于生產等特點，但是系統中的各種干擾嚴重影響了其作用的發揮，也是設計生產者最關心，最難解決的問題之一。本文所做的抗干擾研究基于遠程監控系統最常見的城市照明系統，帶有一定的普遍性，在此系統中的抗干擾措施應用于其他系統也能得到較好的效果。本文分三部分，第一部分是對所研究的具體的遠程監控系統，路燈系統的結構介紹。第二部分是分析其中的各類干擾的情況。第三部分是針對第二部分的各種干擾采取的抗干擾措施。
一、監控系統總體結構
路燈遠程監控系統的組成如圖1-1所示。MTU通過GPRS-Internet網絡采集實時運行參數，進行遠程監測、控制和信息管理。FTU安裝于遠程終端，接收并執行來自監控中心主站端計算機（MTU）的命令，并能自動檢測設備異常事件及時將相關數據上傳給MTU。
二、干擾的影響
可靠性是描述系統長期穩定、正常運行能力的一個通用概念，也是產品質量在時間方面的特征表示。影響系統正常運行的主要因素包括內部因素和外部的各種電氣干擾，以及系統結構設計、元件選擇、元件布局和外部環境等，主要表現在以下四個方面。
（一）數據采集誤差加大
干擾侵入微機系統測量單元模擬信號的數據通道，疊加在有用信號之上，會使數據采集誤差加大，特別是當傳感器輸出微弱信號時，干擾更加嚴重。
（二）控制狀態失靈
微機輸出的控制信號常依據某些條件的狀態輸入信號的邏輯處理結果，若這些輸入的狀態信號受到干擾，引入虛假狀態信號，將導致輸出控制失常。
（三）數據受干擾發生變化
在混合信號處理器系統中，存放于RAM中的內容受到干擾可能對系統造成不同的影響。
（四）程序運行失常
外界干擾導致PC值的改變，程序將執行一系列無意義的指令，最后進入死循環，這將使輸出嚴重混亂或系統失靈。
三、抗干擾采取的一般措施
監控終端線路板硬件電路的可靠運行是整個系統得以正常工作的基礎，因此采用的抗干擾措施一般應該包括元件的選型，電路原理圖的設計，以及在設計PCB板時的特殊考慮等方面。
（一）印刷電路板采用的抗干擾措施
印刷電路板應本著盡量抑制噪聲源、減小噪聲的傳播與耦合、減小噪聲的吸收的原則來設計和布線。對印刷電路板進行了合理的分區，按單點接電源、單點接地的原則送電，每個區域的電源線、地線由該點分三路引出。噪聲元件與非噪聲元件要離得遠一些。
（二）電源和地線設計
對于電源和地線的設計采用了如下幾種措施來提高系統的抗干擾性能：單獨設計模擬電源用于模擬部分供電，與噪聲較大的數字部分完全分開；擁有數字地和模擬地的模擬芯片，采用在模擬電源入口處單點接地的方式，盡量減少數字信號對模擬信號的干擾；為減小地線的公共阻抗，降低不同地線上的點的電位差異，盡可能得將地線加粗；在電路板進行了大面積的覆銅處理，以降低地線的公共阻抗，提高地線的屏蔽作用。同時，電路板的地與機殼相連，這樣有利于防靜電、提高系統的可靠性。根據印制線路板電流的大小，盡量加粗了電源線的寬度，減少環路電阻。另外，盡量使電源線、地線的走向和數據傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。
（三）采用隔離技術
為了減少監控終端工作環境中引入各種干擾，就需要在監控終端線路板與外界連接電路中進行隔離。在采集外部模擬量時，選用互感器可以阻斷外部輸入信號與監控終端線路板之間的電氣信號的直接連接，從而減少了外部干擾侵入可能性。對于高頻的干擾信號，經過互感器后也將被大幅度衰減，從使得在送到信號處理電路中干擾信號得到降低。同樣，在開關量輸入和輸出信號處理時，分別采用光電隔離器和繼電器隔離，隔離電路兩端采用不同電源供電，使得監控終端線路板與外部信號完全斷開電氣信號連接。在通信電路中，則采用變壓器隔離。
（四）硬件容錯性設計
硬件電路的容錯性是指在外部輸入誤信號，或者在輸出端所接的驅動電路中有誤時，系統能夠自動檢測錯誤，并做出處理。電路各種接口電路中，特別是有極性的接口中，必須嚴格按照信號極性連接，各種芯片所需的電源為直流電源，如果把電源接反，將損環系統。在設計過程中，對于直流電源輸入進行了整流，這樣無論所接電壓的極性如何，經過整流橋輸出的信號總是能夠滿足系統的要求，從而起到保護系統電路的作用。
對于電路中經常使用的RS-485通信。RS-485總線抗干擾的原因是因為他采用差分傳輸信號，從而達到抗共模干擾的作用。RS-485總線信號是由2根有極性的差分信號來傳輸的，也不能將其反接。一種常用的方法是對信號在發送以前進行調制，得到無極性信號，然后再發送，這樣可以避免由于在電路連接過程中造成的信號反接現象。
（五）信號采集的數字濾波
使用的是算術平均值濾波法可以有效的過濾外界隨機信號。采用算術平均值濾波，采樣結果曲線平滑程度好，但如果采樣次數取值太大，雖然平滑度好，但是影響程序運行時間。
（六）“看門狗”技術
除了采取防御和抑制干擾的各項措施外，還采用了MCU自帶的正常工作監視器（通常稱為“看門狗”）來監視MCU的工作狀況。通過不斷檢測程序循環運行時間，一旦發現程序循環時間超過最大循環運行時間，就認為系統跑程序，需進行出錯處理。
（七）其他軟件抗干擾設計
除了在硬件上采取一些抗干擾措施外，還需要在軟件上采取一定措施。方法很多，有開關量輸出、設置軟件陷阱、軟件冗余、重要指令冗余、數據的保護與恢復技術和NOP的使用等。
參考文獻：
篇5
論文摘要：目前單片機滲透到我們生活的各個領域，本文介紹了單片機的應用并且根據自己的一些經驗談了單片機應用過程中應該掌握的幾個技巧。
目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，廣泛使用的各種智能IC卡等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。
一、單片機的特點應用
單片機的特點主要有：高集成度，體積小，高可靠性；控制功能強；低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品；易擴展；優異的性能價格比。目前，單片機的應用領域主要包括：辦公自動化設備；單片機在機電一體化中的應用；在實時過程控制中的應用；單片機在日常生活及家用電器領域的應用；在各類儀器儀表中引入單片機，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結構，提高其性能價格比；在計算機網絡和通信領域中的應用；商業營銷設備；單片機在醫用設備領域中的應用；汽車電子產品；航空航天系統和國防軍事、尖端武器等領域，單片機的應用更是不言而喻。
二、單片機開發中的幾個基本技巧
在單片機應用開發中，代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著?，F歸納出單片機開發中應掌握的幾個基本技巧。
1、如何減少程序中的bug。對于如何減少程序的bug，應該先考慮系統運行中應考慮的超范圍管理參數如下。物理參數：這些參數主要是系統的輸入參數，它包括激勵參數、采集處理中的運行參數和處理結束的結果參數。資源參數：這些參數主要是系統中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。應用參數：這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。過程參數：指系統運行中的有序變化的參數。
2、如何提高C語言編程代碼的效率。用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。如果使用C編程時，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句。各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優秀的嵌入式系統C編譯器代碼長度和執行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對于復雜而開發時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統所能支持的數據類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調試起來問題就會很多，反而導致執行效率低于匯編語言。
3、如何解決單片機的抗干擾性問題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。在提高硬件系統抗干擾能力的同時，軟件抗干擾以其設計靈活、節省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機干擾最常見的現象就是復位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復位狀態；所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態。一般單片機都會有一些標志寄存器，可以用來判斷復位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復位原因；還可以根據不同的標志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復位過。4、如何測試單片機系統的可靠性。當一個單片機系統設計完成，對于不同的單片機系統產品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：測試單片機軟件功能的完善性；上電、掉電測試；老化測試；ESD和EFT等測試。有時候，我們還可以模擬人為使用中，可能發生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機系統工作，由此測試抗電磁干擾能力等。
綜上所述，單片機已成為計算機發展和應用的一個重要方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統的控制系統設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能，現在已能用單片機通過軟件方法來實現了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統控制技術的一次革命。此外在開發和應用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發揮它更加廣闊的用途。
參考文獻：
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篇6
[關鍵詞]心音呼吸音聽診器
一、概述
1.電子心音聽診器的研究背景與意義。聽診是臨床上廣泛應用的一種診斷方法，聽診器的發明極大地推動了醫學科學的發展。對心音和呼吸音的聽診是心腦血管疾病和呼吸系統疾病主要診斷手段之一。因此臨床迫切需要一種準確性高、波形實時顯示、能同時聽診心音、簡單易用、成本低、體積小的裝置，讓臨床醫生在心臟聽診的同時能看到相應信號的波形圖，以便對病人的病變做出更加準確的判斷，促進心腦血管疾病和呼吸系統疾病的研究和診治。
2.心音聽診器國內外研究現狀。心音信號的分析與研究主要在以下幾個方面：①對51(第一心音)和S2(第二心音)的生理病理研究；②對人工心臟瓣膜的無創傷檢測；③對心音微弱成分(第三心音和第四心音)的分析研究；④分析心臟雜音的頻率變化規律；⑤從一個心動周期中定位提取心音成分；⑥對心音傳導機制建模。
在傳統的穩態分析方法基礎上，增加非平穩信號分析方法。典型的心音時頗分析有短時傅立葉變換、自回歸模型、維格納分布、小波變換等，人們將這些方法應用于第一心音分析、第二心音分析、心雜音分析，做了很多研究工作，取得了很好的成果。
3.心音產生機理和組成。心臟的瓣膜和大血管在血流沖擊下形成的振動，以及心臟內血流的加速與減速形成的湍流與渦流及其對心臟瓣膜、心房、室壁的作用所產生的振動，再加上心肌在周期性的心血活動作用下其剛性的迅速增加和減少形成的振動，經過心胸傳導系統到達體表形成了體表心音。心音中常包含心內噪音、呼吸噪音、體表噪音和心胸系統傳播過程中產生的噪音。
4.本文研究的主要內容。本文對該領域的研究背景、研究現狀和發展趨勢進行了充分調研，對心音的形成機理進行了深入研究，針對傳統聽診器的不足提出了電子心音聽診器的設計思想。
二、電子心音聽診器設計要求
1.心音信號技術指標。心音幅值：30-6OmV；心音頻率：20-600HZ；心率：75次/分。
2.電子心音聽診器技術指標。工作環境：溫度：+5-+4O℃，相對濕度：<80%；電源：電源適配器：+5V；
輸入方式：心音探頭各一個；輸出方式：耳機或音響輸出，示波器顯示；
濾波頻響：心音：20-15OHz；放大器增益：心音：100倍以上。
3.系統設計要求。易操作、低功耗、低成本、可靠性、便攜性、抗干擾。
三、電子心音聽診器內部設計
1.心音探頭。(1)駐極體電容式傳聲器。當聲波傳到振膜時，膜片發生相應振動，改變了電容器極板之間的距離，使電容量C發生相應的變化，其兩端的電壓也相應變化。由于R的阻值很大，充電電荷Q來不及變化，這樣就把聲能轉換成了電能。(2)駐極體電容式傳聲器腔體設計。傳聲器是心音和呼吸音檢測的關鍵部分之一，其性能直接影響心音和呼吸音信號的提取質量。另一個影響心音和呼吸音信號提取質量的重要因素是傳聲器與體表的聲禍合方式。當用傳聲器檢測心音和呼吸音信號時，傳聲器與體表皮膚的耦合形式不同，會給測量結果帶來不同程度的影響。
本文使用傳統聽診器集音腔體，在導音橡皮管末端接駐極體電容式傳感器，完成心音探頭設計。
2.初級放大模塊。從心音呼吸音傳聲器輸出的是非常微弱的交流小信號，根據我們使用的駐極體電容式傳聲器的敏感度，心音信號的幅值為：30-60mV，這種大小的信號不能滿足濾波模塊的要求，必須進行信號的放大處理。這里使用的是TI工公司生產的一款運算放大器芯片LM358。
初級放大模塊電路。通過電阻、電容和+5V電源傳聲器供電；電容有兩個作用：作為隔直電容，使電容兩端直流電壓不會相互干擾，二作為耦合電容，交流小信號可以通過電容傳送給后面的運算放大器，進行電壓放大。
3.濾波模塊。心音的頻率范圍是20-600HZ，主要集中在20-15OHz范圍內，信號的主要干擾源之一的工頻50Hz在心音的頻率范圍，所以我們可構造低通-50Hz陷波濾波器網絡，截止頻率分別是0Hz和15OHz，中間濾除工頻50Hz對心音信號影響不大，20Hz以下基本為直流信號，對心音信號影響也可以忽略，所以不專門設計高通濾波器。
4.再放大模塊。在濾波模塊后我們又設置了再放大模塊，進行信號的再放大處理，不會把一些干擾噪聲也同時放大，提高信號的信噪比。
在再放大模塊中我們仍然使用運算放大器芯片LM358。
從再放大模塊出來的信號可分兩路：一路外接示波器進行波形顯示，另一路送到功率放大模塊驅動耳機。
5.功率放大模塊。電子心音聽診器其中一個最重要的功能就是實現對心音的聽診，幫助醫生診斷病情。然而心音信號經過再放大模塊后，電壓幅值己經達到示波顯示的要求，但它尚不能驅動耳機發聲。必須對信號進行功率放大，才能實現聽診功能。
在這里我們使用NS公司生產的LM386作為集成功放電路，LM386的功能和特性作看參閱相關資料。
6.功率放大電路?？蓞⒄找话愕墓Ψ烹娐?。
四、設計瀏覽及展望
本論文主要完成電子心音聽診器的硬件設計，包括心音呼吸音探頭、初級放大模塊、濾波模塊、再放大模塊和功率放大模塊的設計。努力和研究，己經完成了系統的整體設計，達到了預期的目標。
以后還可以在以下幾個方面作進一步研究和努力：對該設計進行數字化擴展，包括液晶顯示波形，并可以對波形進行存儲和回放。其次在本設計中，雖然對心音和呼吸音進行了硬件低通和陷波濾波，消除了部分噪聲交叉干擾，但由于心音和噪音之間存在頻譜上的重疊，不能用硬件濾波的方法得到純正的心音和呼吸音信號。有研究者證明，可以用小波和自適應濾波法來減少這種頻譜上重疊的干擾。今后需研究并設計出一套比較好的濾波去噪算法，得到相對純正的心音信號，使聽診更加準確。
參考文獻：
[1]單亞婭，趙德安.新型可視電子聽診器的研制.微型機與應用，2005.
篇7
關鍵詞：控制電路 反饋 脈寬調制（PWM）
中圖分類號：TP303 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0041-02
1 控制器的設計結構
該設計考慮到小車移動控制的需要，以及在以后可以采用無線遙控，故采用主從控制結構，如圖1所示。
1.1 控制芯片的選擇
C8051Fxxx系列器件使用Cygnal的專利CIP-51微控制器內核。經過性能比較，以及電機控制精度對芯片的需要，最終選定Cygnal公司的8位單片機C8051F0XX系列作為控制芯片。
1.2 驅動芯片的選擇
對直流電機的正反轉的控制我們采用了一種典型的電機控制電路。如圖2所示。三極管Q1、Q4導通而Q2、Q3關斷時，將會有電流從電機的左端流向右端，電機將會轉動。當三極管Q2和Q3導通而Q1、Q4關斷時，電流將會從電機的右端流入，從左端流出。電流方向跟剛才的相反了，所以電機的轉動方向跟剛才相反。當Q1和Q2或Q3和Q4同時導通時，電機就不轉動。
1.3 電機控制系統硬件設計
整個硬件接口電路的結構如圖3所示。
1.3.1 控制電路設計
控制電路的設計首先需要根據電路對控制芯片C8051F005進行引腳分配。CygnalC8051F005每個端口I/O引腳都可以被配置為推挽或漏極開路輸出。在標準8051中固定的“弱上拉”可以被禁止，這為低功耗應用提供了進一步節電的能力。
因為電機的工作電壓是24 V，且在工作的過程中容易產生電磁干擾，單片機系統對驅動芯片的控制信號需要通過光耦合電路傳輸。故采用光電耦合元件傳遞開關信號，本設計采用TOSHIBA的光電耦合器TLP521-4傳遞開關信號。
1.3.2 驅動電路設計
設計采用LMD18245芯片驅動電機，由于電機電流的跳變或換向經常出現，因此電源線上也經常會出現尖峰電壓或浪涌電流。在電路實際設計中，常采用在芯片的電源端并聯高頻陶瓷濾波電容及大容量鋁電解電容的方法消除尖峰脈沖及浪涌電流。通常陶瓷電容的容值設定為1μF左右;鋁電解電容的大小設置為每安培負載電流100μF左右。
1.3.3 電源及其監控電路
由于需要對單片機控制電路和電機驅動電路分別供給5V、3V和24電源，而我們決定使用的是24V蓄電池，因此必須通過轉換電路獲得5V電源。+24V變為+5V，電源電路設計原理圖4和電源的監控電路見圖5。
在輸入端需要并聯兩個4700 u和0.1 u的電容，4700 u的電容起到抗干擾，防電壓沖擊作用;0.1 u電容起到濾波作用;5V輸出端并聯一個100 u電容起到抗干擾和防止沖擊電壓的作用。為了防止電流過大燒壞DC-DC模塊，在電路輸入輸出端都加裝兩個2A的保險絲。
通過同時調節兩個變阻器，可使到當電源電壓大于24 V時，比較器U_JKB的反相輸入電壓比正相輸入電壓的值小，比較器輸出為高電平，監控燈亮;當電源電壓小于24 V時，比較器的反相輸入電壓比正相輸入電壓的值要大，比較器輸出為低電平，監控燈不亮。
2 結語
該論文在進行大量移動機構和控制器設計調研的基礎上移動機構，該機構使用的電機數量少，轉向靈活，整體結構可以在三個平面內活動使得其對地形的適應能力相應提高，就移動機構的地形適應性和相應的控制器的設計進行了研究，在該控制器的設計中，還存在著諸多不足之處和可以繼續研究的地方，
參考文獻
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關鍵詞：霍爾元器件，AT89C51，I2C協議
1 引言
車用儀表作為汽車的一個重要組成部分，使駕駛員能夠迅速地掌握行駛信息，及時有效地采取相應操作，保證車輛正常安全工作。目前，在我國汽車電子市場中，70%以上的份額為國外企業的產品，國內企業產品所占市場份額不足30%，絕大部分車輛儀表仍以模擬式為主。由于模擬儀表表頭的體積較大、指示內容單一，使得儀表顯示系統占用了較大的空間，影響了車輛內飾的美觀；另外，模擬儀表故障率高，降低了車輛行使的安全系數，增加了維護費用?，F代車輛儀表系統不僅要求儀表耐用、耐振、指示準確、讀數方便以及受溫度、濕度的影響小，還要求輕巧、舒適、美觀并具有良好的互換性。而車用數字儀表恰恰滿足了這些要求。本文提出用51系列單片機和新型傳感器等對傳統車用儀表進行改進的新型數字儀表系統的設計方案。
2 車用數字儀表硬件電路設計
車用數字儀表主要由五個部分組成，即CPU主控制模塊、溫度采集模塊、速度采集模塊、E2PROM存儲器模塊以及LCD顯示模塊。
2.1 系統總體設計
作為車用儀表，其基本功能即為向用戶提供車速、里程、車內溫度等信息。從技術上說，其工作流程應為：系統啟動時，單片機軟件初始化，從0000H開始執行程序，開中斷，單片機按工作周期輸入霍爾傳感器、溫度傳感器信號并進行處理，計算出行駛實時車速、行駛里程，并開中斷，與溫度數據一起輸出到LCD顯示模塊AT1602A顯示，且將里程信息存儲信息到E2PROM存儲器中。同時，為減少電磁干擾，采用抗干擾電源、光電隔離等措施保證系統正常穩定地運行[1]。
圖2.1給出了基于AT89C51單片機的車用數字儀表系統的框圖，本系統功能由硬件和軟件兩大部份協調完成。整個系統主要包括：AT89C51控制模塊、LCD顯示模塊TC1602A、溫度傳感器模塊DS18B20、霍爾傳感器模塊A44E及E2PROM存儲器模塊AT24C02。其中AT89C51主要完成外圍硬件的控制以及信息處理功能；溫度傳感器完成溫度信號的采樣及轉換；霍爾元件采集汽車行駛的圈脈沖信號；E2PROM存儲器模塊存儲當前里程信息；LCD顯示模塊TC1602A完成字符/數字轉換、驅動及顯示功能。
2.1.1系統保護
圖2.1 基于單片機的車用數字儀表系統框圖
一個穩定而完善的系統離不開一套完整的保護控制方案。這里根據單片機運行特點將其運行中可能出現的故障及相應控制措施列表如表2.1所示。
表 2.1 系統故障及相應措施
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【關鍵詞】自動化程度；提高熱工調試自動化系統的可靠性
0.前言
熱工調試自動化系統應現代化生產要求，其功能不斷增強，應用范圍也逐漸擴大，但同時這也使得系統故障率迅速增加。不論系統運行過程中哪個環節出現問題，都會使生產造成不可挽回的損失。在此情況下，如何提高熱工調試自動化系統的可靠性成為了電廠要解決的首要問題。
1.針對熱工調試自動化系統可靠性研究背景的分析
隨著DCS覆蓋機、電、爐運行參數的增加，監控功能和范圍的不斷擴大以及機組運行特點的改變，熱工調試自動化設備已經成為決定機組安全經濟運行的主導因素。電力生產單位在面臨市場競爭劇烈和安全考核風險提高的雙重壓力下，應堅持“安全生產，預防為主”的電力生產方針，以企業的最大利益為優先原則，從提高電廠熱工調試自動化系統的可依靠性入手，保證熱工調試自動化系統的安全經濟運行。然而熱工調試自動化系統是一個復雜的系統，稍有不慎便會導致熱工調試自動化系統處在一個非理想的狀態，而且在受到應用環境、時間等影響后，會產生一定的安全問題。因此如何通過科學的基礎管理，確保所監控的參數準確、系統運行的可靠性成為了熱工安全生產工作中的首要任務。
2.與熱工調試自動化系統可靠性有關的因素
2.1控制軟硬件不合理以及控制邏輯的漏洞
熱工調試自動化設備和控制邏輯的正確與完善，是大機組安全運行的基礎。只有在系統設計過程中保證高質量的軟硬件和合理的邏輯控制才能夠確保熱工調試自動化系統的可靠性。很多電廠機組跳閘的主要原因就是是控制邏輯的不合理，這嚴重影響著生產的安全性。目前大多數電廠所采用的機組及邏輯控制系統，基本上都是隨各機組的DCS控制系統從國外引進的。雖說其各有特點，但是技術層面上差異較大，因此必須尋求合理的配備，以保證機組的運行安全和產品的生產質量。
2.2使有效信號的可靠性降低的干擾信號
抗干擾能力在很大程度上說明了熱工自動化系統的可靠與否，提高抗干擾能力是保障熱工調試自動化系統可靠性的重要手段。由于電廠的熱工調試自動化系統所處的環境較為復雜，并且存在著大量的干擾，嚴重影響了電工控制系統的測量精度，使控制無法實現，嚴重時會造成保護誤動，損壞設備，甚至致使工廠停產并造成人員傷害。因而必須找到引起干擾的原因，釆取有效措施，提出各種防范對策。
2.3不夠完善的熱工調試自動化系統故障應急預案和設備管理制度
各電廠編寫的《熱控故障應急處理預案》內容參差不齊，有的內容不能滿足故障時的處理需求，起不到指導作用；有的無預案，多數是憑著運行和檢修人員的經驗處理，結果發生了一些本可避免的機組跳閘。同時機組員工的素質也對生產有著很重要的影響。例如，有很多機組的跳閘是因為員工的實際操作不當引起的，并不是其向上級反映的設備功能不好引起的。有的機組出現異常，運行人員操作手忙腳亂，本可以不停機的停了機，本該停機的未停機，從而引發了一系列生產事故，甚至更嚴重的后果。此外，還有很多發電廠在采購設備前，并沒有提前對這些設備質量的好壞進行了解，從而采購了很多不符合生產要求的設備，大大影響了產品的質量和設備運行的安全。因此電廠必須制定合理的儀表檢驗周期，加強對設備的管理。
3.提高熱工調試自動化系統可靠性的方法
3.1控制軟硬件的合理配置和邏輯的優化
熱工保護及輔機控制是熱工調試自動化控制系統安全運行的基礎。而熱控的誤動和機組的跳閘大部分是輔機控制邏輯的不完善和不正確造成的。因此必須減少控制系統軟硬件的低配置，并且加強對控制邏輯系統的完善。控制邏輯的改進應進行綜合比較和整體優化，充分采用容錯邏輯設計方法，對運行中容易出現故障的這類設備，從控制邏輯上進行優化和完善，通過預先設置的邏輯措施來降低或避免整個控制邏輯的失效，只有這樣才能形成系統性的技術優勢，也便于推廣。
3.2提高采集信號的可靠性、加強對干擾信號的抑制
抗干擾能力是熱工調試自動化系統的重要措施和手段，直接關系到系統的可靠性。生產過程中產生的干擾輕則影響測量的準確性和系統工作的穩定性，嚴重時會造成設備故障或機組跳閘。因此，我們在生產過程中應充分認識到抑制干擾信號的重要性，歸納總結電力生產中實際經驗，提出各種防范對策，確保電力機組的安全正常運行。在熱工調試自動化系統生產中產生的干擾大多數與工程設計、現場的安裝設施和生產維護等因素有關。針對這幾種影響因素，實際生產中已有多種抑制干擾的方法被總結了出來，如消除或抑制干擾源、切斷引入干擾途徑、提高設備本身抗干擾性能等。但就目前而言，抑制干擾、提高熱工調試自動化系統的可靠性最常采用的方法是接地技術， 它可以提高所采集信號的可靠性。但是這種方法也有弊端，因接地有誤引起的熱工系統異常也時有發生，而且接地只能抑制干擾的影響，并不能阻止設備向外放出干擾。在電力事業迅速發展的今天，找到抑制干擾的新方法迫在眉睫。
3.3完善熱工調試自動化系統故障應急預案和設備管理制度
電廠預案故障應急預案和設備管理制度或多或少都有些，但是不完整，不同的電廠之間缺乏交流故無法得到統一。為減少機組的誤停機次數，應統一編寫系統故障應急處理方案，當生產過程中出現緊急情況時要啟動緊急預案，保證系統的可靠性和生產的安全，防止出現安全事故，以及提高事故發生后對事故的處理能力。其次，電廠應該具備完善的管理制度，加強對購進設備的質量檢驗，確定合理的檢驗周期，確保設備安全有效的運行。最后，應加強對機組員工的操作培訓，定期組織員工進行熱工調試自動控制系統故障應急處理演練，加強電廠之間的交流，可定期舉辦交流論壇會，實現各電廠專業人員的互動，從而更加完善電廠的生產系統，有效提高控制系統的可靠性。
4.結語
提高熱工調試自動化系統的可靠性，是一個系統工程 ?？v觀制約熱工調試自動化系統可靠性的種種因素，熱工調試自動化系統的技術革新亟待進行。本論文只是一個起點，希望能夠引起行業同仁們的關注和重視，以期減少電廠所面臨的諸多安全隱患。希望各電力能從提高熱工自動化系統的可靠性著手，開展深入的技術研究工作，使機組的安全經濟地運行。 [科]
【參考文獻】
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篇10
摘要：電磁兼容是現代自動化裝置抗電磁干擾能力方面非常關注的目標。文章提出了許多提高產品抗電磁干擾能力的措施。
關鍵詞：自動化裝置抗干擾措施
干擾的存在具有普遍性，根據電力系統的運行環境和自動化裝置發展的實際情況，現在很多產品在“靜電放電干擾、快速瞬變干擾和輻射電磁場干擾”方面實際上都沒有很好辦法，有些產品對電磁干擾還非常敏感，拒動、誤動、死機、改變定值等現象都有發生。因此，自動化裝置抗電磁干擾能力的提高，仍然需各位專業人士艱苦努力。電磁兼容是現代自動化裝置抗電磁干擾能力方面非常關注的目標。
1靜電放電的干擾防護
靜電放電干擾試驗，主要是模擬人體帶靜電以后，操作自動化裝置時，將產生靜電放電現象，對保護裝置造成影響和破壞，其防護措施簡述如下：
1.1面板上的開關、撥碼開關、信號燈、按鈕、液晶顯示屏都有可能將靜電放電干擾引入到裝置內部，引起裝置內部電路元器件的失效和損壞，所以沒有必須的話，盡量少放，對于的必須的液晶顯示屏等都應該認真的考慮硬件、軟件方面的防護，在這方面應該注意兩點：
1.1.1面板和器件都要可靠接地，使靜電放電電流有一個良好的接地通道，因為對于脆弱的裝置，靜電放電過程中放電火花產生的高頻輻射干擾，可能引起裝置的混亂和誤動。
1.1.2器件內部電路與金屬外殼的電氣間隙要足夠大。使高壓靜電不至于由于間隙過小產生擊穿現象，進入器件的內部電路。
1.2裝置采用整體式金屬機殼、整體式金屬面板，比插件式金屬面板要好得多。
1.2.1因為機箱外殼整體面板，容易可靠接地，但采用了整體金屬面板，還要設計專門的接地線，僅僅依靠金屬面板的固定螺釘或面板與機箱的金屬鉸鏈實現接地，這樣很不可靠，很容易在靜電放電干擾過程中出問題，金屬面板上要有專門的接地螺釘或其它措施通過專用接地線實現可靠接地。
1.2.2插件式面板、接地困難，常常只能夠靠面板背面與機箱框架的接觸實現接地連結，面板上噴漆的漆膜或鋁型材的氧化膜都不導電，且很難清除。無法保證面板與金屬機箱框架之間形成良好的電接觸。
1.2.3如果通過插件印制板布排專門的面板接地線，往往是得不償失，很可能把靜電放電過程中產生的高電壓大電流直接引入到印制板上一一形成“干擾地線”，使裝置抗靜電放電干擾的能力更加脆弱。同時該地線還有可能對一些導電回路的絕緣性能帶來不利的影響。
1.3對整體面板最好能實行整體面膜覆蓋。對整體面板實行面膜覆蓋，可將面板上的顯示器、信號燈、按鍵等等都保護起采，只要面膜的強度足夠高(一般的絕緣面膜都能滿足要求)，當把靜電高壓施加到面膜上時，根本就沒有放電現象發生，也就不會有靜電放電干擾了。
2瞬變干擾的防護
2.1瞬變干擾的特點快速瞬變干擾脈沖的主要特點是幅值高，前沿陡，脈沖尖，重復率高。由于快速瞬變脈沖的特點，其干擾傳播方式雖以傳導為主，但由于其頻譜帶寬所致利用分布電容也是其重要傳播方式之一，還有一部分是通過空間輻射進行干擾，可見要求我們產品設計人員對裝置進行全面考慮，整體防護。
2.2印制板和電路布局多層印制板的選用是抑制干擾的一個很好手段，其電源回路具有很大的板間電容，可抑制電源上的各種干擾脈沖，器件間的布線也更簡潔、短少、方便，可大大減少各回路間的串擾耦合。
如選用雙面板進行布線，則更要對整個電路進行仔細推敲，精心布置，其主要原則是易引進干擾的器件和布線，一定要遠離易受干擾的器件和布線，在電路中起隔離作用器件的進線和出線要分開。如光電耦合器的輸入和輸出的布線一定要盡可能的分開，繼電器線圈和接點的布線也要遠離，PT、CT的進出線更要嚴格分離”
2.3裝置輸入、輸出回路的配線和布線自動化裝置的特點是有大量的輸入、輸出回路，，如電源回路、電壓回路、電流回路，開入回路、開出回路等，由于整屏布線時很難把他們一一分開，分別布置，它們常常都是捆扎在一起，由電纜通過各種溝、槽通道連到各個取樣點或控制點，因此，通過分布電容的鍋臺，各個輸入、輸出回路，都可能會引入干擾。對這樣的輸入、輸出線，在裝置內部的布線一定要精心安排，進入裝置后要盡快進入隔離器件，如PT、CT、開關電源、光耦等，布線越短越好，不能與裝置內插件間的連線捆扎在一起或混排交叉。對裝置內一些必需的軟引線也應采取措施，如各個回路采用單獨緊密絞合——雙較線。正確的布線也是—種很有效的抗干擾措施，它能大大降低干擾，不需增加工程序和成本，卻可收到滿意的抗干擾效果，希望大家能夠對此給予足夠的關注。
2.4開關電源開關電源對電源回路的干擾有一定的隔離作用。但開關電源的進出線一定要分開布線，有的裝置裝有電源開關，并把電源開關布置在面板上，對這樣的設計一定要小心安排，首先開關連線要取在電源濾波器(開關電源的內部濾波器)的后面，面板開關的線一定要相對“干凈”一些，最好選用屏蔽線，其次，開關引線不能5V、-15V、24V面板指示燈線捆扎或布排在一起，以減少輸入／輸出間的干擾耦合，許多開關電源中的輸入回路、輸出回路與接地線間都接有抗干擾電容，其中輸出回路的對地電容有時可能會對裝置的抗干擾效果帶來不利的影響，因為接地線并不是“純的接地”？輸入回路上的干擾信號會通過輸入對地電容進入地線，再經過輸出電容進入輸出回路。從而引入干擾，必要時可拆除輸出回路的對地電容，使內部電路與“地”徹底隔離，真正浮起來。
2.5濾波器的選用有的濾波器對快速瞬變干擾有明顯的抑制作用，它是提高裝置抗干擾水平最簡單，最有效的方法之一。但是濾波器的最終效果與濾波器的選用和安裝關系密切。一個好的濾波器很可能因為安裝不當而起不到應有的作用。濾波器應直接安裝在裝置上，并按濾波器的使用要求進行安裝布線，這樣才能使濾波器發揮應有的作用，如只能將濾波器安裝在屏架上，則需設計人員和安裝人員認真安排，精心施工，濾波器的輸入線和輸出線一定要分開，輸出線和其它可能產生干擾的回路一定要遠離，輸出線越短越好，防止在外暴露過長，重新接收或鍋臺干擾，濾波器的外殼要良好接地，以保證其濾波效果。另一方面，前面提到自動化裝置的特點是輸入、輸出回路特別多，常常捆扎在一起，任一回路防護不當都有可能使干擾竄入裝置內部，所以在濾波器的選擇上應選用有較多回路的組合濾波器對眾多回路同時進行防護，也可通過試驗只對一些敏感回路進行濾波防護。當然如能通過元器件的選用，印制板電路、元器件的布局，各個接地回路的安排處理，以及軟件上的各種措施等，使裝置的各個回路對干擾都不敏感，也就無需使用外掛濾波器，這就是最好的結果。
3電磁場干擾的防護
輻射電磁場干擾的防護相對來說要容易一些，尤其是有金屬機箱的微機型產品更容易，其防護注意點就是做好屏蔽接地；抗輻射電磁干擾所要做的就是選擇金屬機箱，保證機箱整體電氣連結良好并可靠接地，裝置面板上的開孔不能夠太大、機箱上的散熱孔應開成圓形小孔(圓孔比長孔屏蔽效果好)，這樣才能使機箱起到應有的屏蔽效果。