計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-02-02 19:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 條件復(fù)雜惡劣 ，干擾頻繁 。 干擾嚴(yán)重影響控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性 。環(huán)境的特殊 ， 要求計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)必須有極高的抗干擾能力 。 為此 ， 必須分析干擾的來源 ， 研究對于不同的干擾源采用哪些相應(yīng)的行之有效的抑制或消除干擾的措施 ，重視接地 、 布線和供電方面的抗干擾技術(shù) ， 重視 CPU可靠運(yùn)行的抗干擾技術(shù)相應(yīng)用軟件中對數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)處理技術(shù) 。 第 12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 干擾的來源 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的各種干擾主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1． 惡劣的供電條件 2． 嚴(yán)重的噪聲環(huán)境 此外 ， 還有來自空間的干擾 ， 如太陽及其它天體輻射的電磁波 ， 廣播電臺(tái)或通訊發(fā)射臺(tái)發(fā)出的電磁波 ， 周圍電氣設(shè)備如電機(jī) 、 變壓器 、 中頻爐 、 可控硅逆變電源等發(fā)出的電干擾和磁干擾 ， 氣象條件 、 空中雷電 、 甚至地磁場的變化也會(huì)引起干擾 。 這些空間輻射干擾有時(shí)會(huì)使計(jì)算機(jī)不能正常工作 。 第 12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 干擾的抑制方法 1． 接地技術(shù) (1)接地方式 “ 安全接地 ” 一般均采用一點(diǎn)接地方式 。 “ 工作接地 ”依工作電流頻率不同而有一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種 。 低頻時(shí) ， 因地線上的分布電感并不嚴(yán)重 ， 故往往采用一點(diǎn)按地；高頻情況下 ， 由于電感分量大 ， 為減少引線電感 ，故采用多點(diǎn)接地 。 頻帶很寬時(shí) ， 常采用一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地相結(jié)合的混合接地方式 。 第 12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) (2)浮地系統(tǒng)和接地系統(tǒng) (3)交流地與直流地分開 (4)模擬地與數(shù)字地分開 (5)印刷電路板的地線安排 (6)屏蔽地 2． 屏蔽技術(shù) (1)電場屏蔽 (2)電磁屏蔽 (3)磁場屏蔽 第 12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3． 隔離技術(shù) 隔離的實(shí)質(zhì)是切斷共地耦合通道 ， 抑制因地環(huán)路引入的干擾 。 隔離是將電氣信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡?、 磁 、 光及其它物理量作為中間量 ， 使兩側(cè)的電流回路相對隔離又能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞 。 如圖 。 (a) 變壓器隔離 (b) 繼電器隔離 (c) 光電耦合器隔離 圖 隔離電路 電路 電路 電路 電路 電路 電路 第 12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4． 串模干擾的抑制 串模干擾 (又稱常態(tài)干擾 、 正相干擾 )是干擾電壓和信號(hào)電壓串聯(lián)疊加于負(fù)載或放大電路的輸入端 ， 它常常表現(xiàn)為通道一個(gè)輸入端對另一個(gè)輸入端電壓變化的干擾 。 抗串模干擾的技術(shù)措施有： (1)合理選用信號(hào)線 (2)在信號(hào)電路中加裝濾波器 (3)選擇合適的 A/D轉(zhuǎn)換器 (4)采用調(diào)制解調(diào)技術(shù) (5)用光電耦合器隔離干擾 (6)配備高質(zhì)量的穩(wěn)壓電源 第 12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5． 共模干擾的抑制 共模干擾 (又稱共態(tài)干擾 、 同相干擾 )表現(xiàn)為通道兩信號(hào)端相對于零電位參考點(diǎn)所共有的干擾電壓 ， 包括交流和直流的兩種電壓 。 共模干擾只有轉(zhuǎn)換成串模干擾才會(huì)影響系統(tǒng) 。 可以選擇隔離技術(shù) ， 使共模干擾不能構(gòu)成回路 。對于由共模干擾轉(zhuǎn)換過來的 ， 并且已疊加在有用信號(hào)上的串模干擾 ， 可用前面?zhèn)€紹的抗串模干擾的方法來濾除 。 6． 電源噪聲的抑制 實(shí)踐說明 ， 電源的干擾是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要干擾 ，抑制這種干擾的主要措施有以下幾個(gè)方面 。 (1)電源變壓器的屏蔽 第 12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) (2)交流穩(wěn)壓器 (3)隔離變壓器 (4)低通濾波器 (5)采用分散獨(dú)立功能塊供電 7． 提高軟件可靠性 軟件可靠性技術(shù) ， 主要有以下兩個(gè)方面的內(nèi)容 。 (1)通過軟件提高系統(tǒng)的可靠性 (2)提高軟件自身的可靠性 第 12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例 電阻爐爐溫的控制 ， 根據(jù)工藝的要求不同而有所變化 ， 但大體上可歸納為以下幾個(gè)過程： (1)自由升溫段 ， 即根據(jù)電阻爐自身約條件對升溫速度沒有控制的自然升溫過程 。 (2)恒速升溫段 ， 即要求爐溫上升的速度按某一斜率進(jìn)行 。 (3)保溫段 ， 即要求在這一過程中爐溫基本保持不變 。 (4)慢速降溫段 ， 即要求爐溫下降的速度按某一斜率進(jìn)行 。 (5)自由降溫段 。 第 12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 1． 工藝要求 要求電阻爐爐內(nèi)的溫度 ， 應(yīng)按圖 ； 從室溫 t0開始到 a點(diǎn)為自由升溫段 ， 當(dāng)溫度一旦到達(dá)
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