【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 反之，將會(huì)給系統(tǒng)引入干擾，造成不良影響。 1．信號(hào)線的選擇 ?對(duì)信號(hào)線的選擇，一般應(yīng)從抗干擾和經(jīng)濟(jì)實(shí)用這幾個(gè)方面考慮，而抗干擾能力則應(yīng)放在首位。不同的使用現(xiàn)場(chǎng)，干擾情況不同，應(yīng)選擇不同的信號(hào)線。在不降低抗干擾能力的條件下，應(yīng)該盡量選用價(jià)錢便宜，敷設(shè)方便的信號(hào)線。 ? （ 1）信號(hào)線類型的選擇 ? 在精度要求高、干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合，應(yīng)當(dāng)采用屏蔽信號(hào)線。 表 92列出幾種常用的屏蔽信號(hào)線的結(jié)構(gòu)類型及其對(duì)干擾的抑制效果。 屏蔽結(jié)構(gòu) 干擾衰減比 屏蔽效果（ dB） 備注 銅網(wǎng)（密度 85%） 103： 1 電纜的可撓性好，適合近距離使用 銅帶迭卷（密度90%） 376： 1 帶有焊藥，易接地，通用性好 鋁聚酯樹脂帶迭卷 6610： 1 應(yīng)使用電纜溝，抗干擾效果最好 表 92 ? 有屏蔽層的塑料電纜是按抗干擾原理設(shè)計(jì)的，幾十對(duì)信號(hào)在同一電纜中也不會(huì)互相干擾。屏蔽雙絞線與屏蔽電纜相比性能稍差，但波阻抗高、體積小、可撓性好、裝配焊接方便，特別適用于互補(bǔ)信號(hào)的傳輸。雙絞線之間的串模干擾小、價(jià)格低廉，是計(jì)算機(jī)控制實(shí)時(shí)系統(tǒng)常用的傳輸介質(zhì)。 （ 2）信號(hào)線粗細(xì)的選擇 ? 從信號(hào)線價(jià)格、強(qiáng)度及施工方便等因素出發(fā)，信號(hào)線的截面積在 2mm2以下為宜，一般采用 mm2和 mm2兩種。采用多股線電纜較好，其優(yōu)點(diǎn)是可撓性好，適宜于電纜溝有拐角和狹窄的地方。 2．信號(hào)線的敷設(shè) 選擇了合適的信號(hào)線，還必須合理地進(jìn)行敷設(shè)。否則，不僅達(dá)不到抗干擾的效果，反而會(huì)引進(jìn)干擾。信號(hào)線的敷設(shè)要注意以下事項(xiàng)： （ 1）模擬信號(hào)線與數(shù)字信號(hào)線不能合用同一根電纜，要絕對(duì)避免信號(hào)線與電源線合用同一根電纜。 （ 2）屏蔽信號(hào)線的屏蔽層要一端接地，同時(shí)要避免多點(diǎn)接地。 （ 3）信號(hào)線的敷設(shè)要盡量遠(yuǎn)離干擾源，如避免敷設(shè)在大容量變壓器、電動(dòng)機(jī)等電器設(shè)備的附近。如果有條件，將信號(hào)線單獨(dú)穿管配線，在電纜溝內(nèi)從上到下依次架設(shè)信號(hào)電纜、直流電源電纜、交流低壓電纜、交流高壓電纜。表 9３號(hào)線和交流電力線之間的最少間距，供布線時(shí)參考。 電力線容量 信號(hào)線和電力線之間的最少間距（ cm） 電壓（ V） 電流（ A） 125 10 12 250 50 18 440 200 24 5000 800 48 表 93 ?（ 4）信號(hào)電纜與電源電纜必須分開，并盡量避免平行敷設(shè)。如果現(xiàn)場(chǎng)條件有限，信號(hào)電纜與電源電纜不得不敷設(shè)在一起時(shí)，則應(yīng)滿足以下條件： ①電纜溝內(nèi)要設(shè)置隔板，且使隔板與大地連接，如圖 917（ a）所示。 ②電纜溝內(nèi)用電纜架或在溝底自由敷設(shè)時(shí)，信號(hào)電纜與電源電纜間距一般應(yīng)在 15cm以上，如圖 917（ b）（ c）所示；如果電源電纜無屏蔽，且為交流電壓 220VAC、電流 10A時(shí)，兩者間距應(yīng)在 60 cm以上。 ③電源電纜使用屏蔽罩，如圖 917（ d）所示。 圖 8 17 信 號(hào)線的敷設(shè)信號(hào)電纜電源電纜隔板(a )信號(hào)電纜電源電纜1 5c m(b )信號(hào)電纜電源電纜1 5c m(c )電源電纜信號(hào)電纜屏蔽罩(d )圖 8 17 信 號(hào)線的敷設(shè)信號(hào)電纜電源電纜隔板(a )信號(hào)電纜電源電纜1 5c m(b )信號(hào)電纜電源電纜1 5c m(c )電源電纜信號(hào)電纜屏蔽罩(d )圖 8 17 信 號(hào)線的敷設(shè)信號(hào)電纜電源電纜隔板(a )信號(hào)電纜電源電纜1 5c m(b )信號(hào)電纜電源電纜1 5c m(c )電源電纜信號(hào)電纜屏蔽罩(d )圖 8 17 信 號(hào)線的敷設(shè)信號(hào)電纜電源電纜隔板(a )信號(hào)電纜電源電纜1 5c m(b )信號(hào)電纜電源電纜1 5c m(c )電源電纜信號(hào)電纜屏蔽罩(d )? 電源系統(tǒng)的抗干擾 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一般是由交流電網(wǎng)供電，電網(wǎng)電壓與頻率的波動(dòng)將直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。實(shí)踐表明，電源的干擾是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)主要干擾，抑制這種干擾的主要措施有以下幾個(gè)方面。 ? 理想的交流電應(yīng)該是 50Hz的正弦波。但事實(shí)上，由于負(fù)載的變動(dòng)如電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等電器設(shè)備的啟停，甚至日光燈的開關(guān)都可能造成電源電壓的波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電源正弦波上出現(xiàn)尖峰脈沖。這種尖峰脈沖，幅值可達(dá)幾十甚至幾千伏，持續(xù)時(shí)間也可達(dá)幾毫秒之久，容易造成計(jì)算機(jī)的“死機(jī)”，甚至?xí)p壞硬件，對(duì)系統(tǒng)威脅極大。 1．交流電源系統(tǒng) uot圖 8 18 交流電源正弦波上的尖峰脈沖(1)選用供電比較穩(wěn)定的進(jìn)線電源 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的電源進(jìn)線要盡量選用比較穩(wěn)定的交流電源線，至少不要將控制系統(tǒng)接到負(fù)載變化大、晶閘管設(shè)備多或者有高頻設(shè)備的電源上。 (2)利用干擾抑制器消除尖峰干擾 干擾抑制器使用簡(jiǎn)單，利用干擾抑制器消除尖峰干擾的電路 如圖 919示 。干擾抑制器是一種無源四端網(wǎng)絡(luò)。 ～ 220 V圖 9 19 利 用干擾抑制器的電源系統(tǒng) 干 擾抑制器 計(jì) 算機(jī)控制系統(tǒng)圖 919 ? （ 3）采用交流穩(wěn)壓器穩(wěn)定電網(wǎng)電壓 ? 計(jì)算機(jī)控制的交流供電系統(tǒng)一般 如圖 920所示 。圖中交流穩(wěn)壓器是為了抑制電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，提高計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，交流穩(wěn)壓器能把輸出波形畸變控制在 5％以內(nèi)，還可以對(duì)負(fù)載短路起限流保護(hù)作用。低通濾波器是為了濾除電網(wǎng)中混雜的高頻干擾信號(hào)，保證 50HZ基波通過。 ～ 22 0V圖 9 20 一般交流供電系統(tǒng) 交 流穩(wěn)壓器 低 通濾波器 計(jì) 算機(jī)控制系統(tǒng) 直 流穩(wěn)壓器圖 920 ? （ 4）利用 UPS保證不中斷供電 ? 電網(wǎng)瞬間斷電或電壓突然下降等掉電事件會(huì)使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)陷入混亂狀態(tài)，是可能產(chǎn)生嚴(yán)重事故的惡性干擾。對(duì)于要求更高的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，可以采用不間斷電源即 UPS向系統(tǒng)供電， 如圖 921所示 。 ～ 2 2 0 V電 池充電器 電池組 逆變器控制器交 流穩(wěn)壓器計(jì)算機(jī)切換直 流穩(wěn)壓器圖 9 2 1 不間斷電源 UPS 供電系統(tǒng)圖 921 ?這里，逆變器能把電池直流電壓逆變到正常電壓頻率和幅度的交流電壓，具有穩(wěn)壓和穩(wěn)頻的雙重功能，提高了供電質(zhì)量。 ? 正常情況下由交流電網(wǎng)通過交流穩(wěn)壓器、切換開關(guān)、直流穩(wěn)壓器供電至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；同時(shí)交流電網(wǎng)也給電池組充電。所有的 UPS設(shè)備都裝有一個(gè)或一組電池和傳感器，并且也包括交流穩(wěn)壓設(shè)備。如果交流供電中斷，系統(tǒng)中的斷電傳感器檢測(cè)到斷電后就會(huì)將供電通路在極短的時(shí)間內(nèi)（ 3ms）切換到電池組，從而保證流入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的電流不因停電而中斷。 （ 5）掉電保護(hù)電路 ? 對(duì)于沒有使用 UPS的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，為了防止掉電后 RAM中的信息丟失，可以采用鎳電池對(duì) RAM數(shù)據(jù)進(jìn)行掉電保護(hù)。 +5 V AVD1VD 23 .6 V2 20 μ FV CCR A M(8 K 8)GNDV CCR A M(8 K 8)GND6 26 4 6 26 4圖 8 2 2 掉電保 護(hù)電路0 .1 μ F 0 .1 μ F圖 922 ? 圖 922是一種某計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 64KB存儲(chǔ)板所使用的掉電保護(hù)電路。系統(tǒng)電源正常工作時(shí)，由外部電源 +5V供電， A點(diǎn)電平高于備用電池（ 3V）電壓， VD2截止，存儲(chǔ)器由主電源（＋ 5V）供電。系統(tǒng)掉電時(shí)， A點(diǎn)電位低于備用電池電壓，VD1截止， VD2導(dǎo)通，由備用電池向 RAM供電。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)供電時(shí)， VD1重新導(dǎo)通， VD2截止，又恢復(fù)主電源供電。 ? 對(duì)于沒有采用鎳電池進(jìn)行掉電保護(hù)的一些控制系統(tǒng) ， 至少應(yīng)設(shè)置電源監(jiān)控電路即硬件掉電檢測(cè)電路 。 在 掉電電壓下降到 CPU最低工作電壓之前應(yīng)能提出中斷申請(qǐng) （ 提前時(shí)間為幾百微妙到數(shù)毫秒 ） ， 使系統(tǒng)能及時(shí)對(duì)掉電作出保護(hù)反應(yīng) —— 在掉電中斷子程序中 ， 首先進(jìn)行 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù) ， 把當(dāng)時(shí)的重要參數(shù) 、 中間結(jié)果以及輸入輸出狀態(tài)作出妥善處理 ， 并在片內(nèi) RAM中 設(shè)置掉電標(biāo)志 。 當(dāng)電源恢復(fù)正常時(shí) ， CPU重新復(fù)位 ， 復(fù)位后應(yīng)首先檢查是否有掉電標(biāo)記 。 如果沒有 ， 按一般開機(jī)程序執(zhí)行 ， 即首先系統(tǒng)初始化；如果有掉電標(biāo)記 ， 則說明本次復(fù)位是掉電保護(hù)之后的復(fù)位 ， 不應(yīng)將系統(tǒng)初始化 ， 而應(yīng)按掉電中斷子程序相反的方式恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) ， 以一種合理的安全方式使系統(tǒng)繼續(xù)工作 。 ? 一種簡(jiǎn)便實(shí)用的應(yīng)用電路見圖 923. X5045與 CPU的接口電路 。 上電時(shí) ， 電壓超過 ， 經(jīng)過約200ms 的 穩(wěn) 定 時(shí) 間 后RESET 信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖?；掉電時(shí) ， 當(dāng)電源 電 壓 低 于 時(shí) ，RESET 信號(hào)立即變?yōu)楦唠娖?， 使 CPU響應(yīng)中斷申請(qǐng)并轉(zhuǎn)入掉電中斷子程序 ， 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù) 。 圖 8 3 1 X 5 0 4 5 與 CPU 的接口電路R E SE TD0D1D2D3SOSISCKCSW C CWPVSSX 5 0 5 4+ 5 VR E SE TCPU圖 923 2．直流電源系統(tǒng) ? 在自行研制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，無論是模擬電路還是數(shù)字電路，都需要低壓直流供