抗干扰设计论文范文
时间：2023-03-31 22:50:10
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篇1
关键词：单片机，遥控系统抗干扰分析，实现
前言
单片机控制系统在实验室反复实验都可以得到很好的预期效果,然而把系统放到实际现场运行时却不能工作。论文大全，遥控系统抗干扰分析。原因是工作现场比实验室环境恶劣,系统受到了各种各样的干扰,加之构成系统的元器件本身方面存在的可靠性，以及系统本身各部分之间的相互耦合因素等原因，系统必须增加一些有效的抗干扰措施才能正常运行。论文大全，遥控系统抗干扰分析。据工作经验之谈，有时存在后期的抗干扰工作往往会比前期的设计工作还要艰巨,花费的时间也需要得更多,所以说抗干扰技术是非常重要,关于在抗干扰措施是否能够运用得恰当方面，其直接关系到系统的稳定性和可靠性。
一、单片机遥控系统系统工作原理
单片机以其体积小、价格廉、面向控制等方面的独特优点，使得单片机在各种工业控制、仪器仪表、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。单片机的遥控系统以单片机系统为基本控制单元,能够构成无线传输系统、速度调节系统等等,而且其优点是，能够在三公里外控制运动目标的启动、速度快慢、停止、往返。而且最特别的是在运动目标的运行过程中，可根据需要随机调节速度快慢,调速一般是在7~25km/h范围。单片机实现控制了所有这些状态,开始通过键盘输入控制参数,然后经过单片机运算和处理行为,并且通过无线数传模块完成对参数的无线传输、运行状态以及调速设备的控制方式,达到遥控运行的目的要求。
二、单片机遥控系统系统受干扰原因及危害
在电磁干扰较弱时，其可靠性和稳定性往往是容易达到应用要求，这方面尤其是在室内体现出来，然而对在室外，会遇到各种各样的环境条件，尤其是那种在工作环境较恶劣的情况下，就会导致仪器仪表工作不正常或失灵。而单片机的遥控系统一般都安装在工业现场，而在工业现成环境中的干扰大多是以窄脉冲的形式出现，而这样的形式其最终造成微机系统故障的多数现象都是“死机”现象。究其原因是计算机中的CPU在执行某条指令时，受周围环境干扰的冲击，影响到它的操作码或地址码发生改变，最终致使该条指令出现错误。这时，CPU就会执行随机拼写的指令，并将其操作数作为操作码执行，从而导致有关程序“跑飞”或进入“死循环”。对于在工业现场中由于诸多大型用电设备的投入或者是撤出电网运行，经常都会造成系统的电源电压不稳，如果当电源电压降低或掉电时，这样就会造成重要的数据丢失的可能性，以至于系统不能正常运行，而且干扰也会导致单片机内部程序指针错乱现象，从而使得中断程序运行超出定时时间。关于RAM中计时数据被冲乱，导致程序计算出错误的结果。论文大全，遥控系统抗干扰分析。假设设法在电源电压降到一定的限量值之前，单片机进行快速地保存重要数据，将会最大限度地减少损失，对于干扰源的影响会使系统的可靠性和稳定性大大降低，严重的情况还会导致系统的运行紊乱，造成生产事故。
三 如何实现单片机的遥控系统的抗干扰
关于高频干扰噪声和有用信号的频带是不同的,其解决方法是在导线上增加滤波器的方法来切断高频干扰噪声的传播,或者也可加隔离光耦来解决这个问题。关于电源噪声的危害最大。需要把电源做得好,其整个电路的抗干扰能力就解决了一大半问题。对于在单片机系统中还可借助于一定的外部附加电路来监测电源电压，当在电源发生故障时能够及时通知单片机快速保存重要数据，同时断开单片机外围设备用电电源，从而使整个应用系统的功耗降到最低点。目前市场上许多单片机对电源噪声都是十分敏感的,那么就要给单片机电源加滤波电路或稳压器,达到减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。当电源恢复正常时，取消掉电工作方式，通过复位单片机，使系统重新正常工作。
单片机系统设备的抗干扰与系统的接地方式也存在很大的影响，接地技术有能够抑制噪音的效果。所以说一个良好的接地能在很大程度上抑制系统内部噪音耦合的现象，而且还能够防止外部干扰的侵入，能够真正提高系统的抗干扰能力。在这里需要注意的是，如果要求设备的金属外壳等需要安全接地，其屏蔽用的导体的必须能够很好的接地，这样才能为单片机系统提供良好的地线，并且对提高系统的抗干扰能力极为有效果。论文大全，遥控系统抗干扰分析。尤其是对于有防雷击要求的系统，其良好的接地是至关重要的。假设系统不能接地，或者是虽有地线现象，但是接地电阻过大，就会抗干扰元件就不能正常发挥其应有的作用了。
关于单片机供电的电源的地俗称逻辑地，并且和大地的地的关系具有相通性、浮空性、或接电阻性。但是不能把地线随便接在暖气管子上。坚决不能把接地线与动力线的火线、零线中的零线相混淆。因为单片机系统通常存在模拟电路和数字电路两种，并且关于数字地与模拟地是要分开，只是在一点相连，假设两者不分，就会存在互相干扰现象，那么可以把控制条件中的关于一次采样和处理控制输出更改为循环采样和处理控制输出，这样能够对惯性较大的控制系统具有良好的抗偶然因素干扰作用效果。
设置输出状态寄存单元来抗干扰。其程序是根据单片机系统对数据处理后的输出结果为依据，设置出相应的输出状态寄存单元形式，假设其中干扰侵入输出通道将输出状态破坏时，系统就会在定时查询寄存单元的输出状态信息时，并发现错误，及时纠正输出状态。论文大全，遥控系统抗干扰分析。
设置自检程序来抗干扰。论文大全，遥控系统抗干扰分析。通常是在计算机内的特定位置或某些内存单元中来设置状态标志，并且在开机后或有自检中断请求要求时，计算机系统首先将运行自检测试程序，如对整个系统或关键环节进行模拟方面的测试，对测试结果再通过某种方式显示出来，目的是保证系统中信息存储、传输、运算的高可靠性。设计单片机的遥控系统过程中，要求电路的元器件或线路布局合理以消除元器件之间的电磁耦合相互干扰，如去耦电路或者是平衡电路等。还有种方法是采用冗余结构，也称容错技术或故障掩盖技术，该方法是通过增加完成同一功能的并联或备用单元数目来提高系统可靠性的一种设计方法。当某些元器件发生故障时也不影响整个系统的运行。对于消减外部电磁干扰，可采用电磁兼容设计，目的是提高单片机系统在电磁环境中的适应性，即能保持完成规定功能的能力。
参考文献：
[1]麦山.基于单片机的协议红外遥控系统.电子技术.1998
[2]孟庆建张恭孝.单片机系统的电磁兼容问题[J].自动化仪表,2004
[3]周慧.单片机控制系统杭干扰技术研究[J].石油矿场机械，2007
篇2
【关键词】测试系统;电磁干扰;实验方法
引言
钢轨内应力测试系统以单片机为控制核心，应用纵横弯曲理论建立无缝线路轨道力学模型，根据钢轨内应力计算公式，以电测应力法进行比较分析[1]，测量时使被测段钢轨悬空，在其中部施加一横向挠动力，分别测试钢轨的横向力、横向位移、轨温和湿度等信号，将信号经A/D转换后计算，快速、准确得出被测线路的内应力，并可将测量数据进行存储，操作人员可通过液晶显示屏测试和查询。
作为电子类产品，提高测试系统的抗电磁干扰能力及屏蔽性能是研发、生产、使用过程中不可缺少的环节。
1.钢轨内应力测试系统的组成
本系统硬件部分由单片机控制器、A/D转换模块、传感器和自加载施力机构等组成。系统选用W77E532单片机为控制核心;压力、位移、温度和湿度为测量钢轨内应力的必要参数;自加载施力机构通过电机给被测钢轨施加定量的压力;U盘存储功能可将系统内数据转存至U盘，可通过U盘将数据转存至上位机管理软件，也可直接通过数据线将测试仪主机的数据转存至上位机。
2.钢轨内应力测试系统的抗电磁干扰方法
2.1 线路板抗电磁干扰设计
以W77E532为处理核心的控制系统具有灵敏度高、处理速度快等特点，正因如此，也更容易影响测试系统的抗电磁干扰能力，测试过程中使系统的性能指标偏离设计要求，导致测量结果误差大[2]，因此抗干扰技术己成为设计单片机控制系统时必须考虑的环节。本系统控制电路的抗电磁干扰部分除了采用常规方法，如数字地和模拟地单点相连、缩短旁路电容地线长度、相互关联的元器件尽量放得靠近外，还采取了以下措施：
（1）采用线性光耦PC817将所有模拟量信号与数字量信号输入输出端隔离，为了提高隔离效果，我们将PC817纵向排列整齐，沿PC817焊脚内侧在线路板上开槽。
PC817光电耦合器输入部分和输出部分采用独立的5V电源供电，数字量5V由锂电池经2940稳压后提供，模拟量5V由DC-DC5V提供。
（2）低压差稳压器LM2940及其滤波器件远离单片机放置;
（3）数字量部分沿PC817开槽处双面覆铜接地。采用金属敷层屏蔽材料抑制电磁干扰也是目前常用的方法之一，通过非电解电镀、阴极溅射、真空镀金等方法在绝缘材料的表面形成导电金属薄层[3]，可以提高电子设备的抗干扰能力。
2.2 供电部分的抗电磁干扰设计
钢轨内应力测试系统由8V锂电池供电，经两个低压差三端稳压器LM2940后，固定输出5V，LM2940内部含静态电流降低电路、电流限制、过热保护、电池反接和反插入保护电路，再经容阻滤波，给数字量电路供电。
模拟量电路电源经LM2940降压后，由DC-DC5V提供。
2.3 传感器部分抗电磁干扰设计
本系统共有1路数字量和4路模拟量输入，有位移、压力、温度、湿度和电压信号，其中，位移、压力2路信号对测试结果具有决定性影响，我们主要对这2路传感器信号做了抗电磁干扰处理：
（1）位移信号的采集使用千分表，其输出为数字信号，是不随时间连续变化的量，数字信号抗干扰能力强;
（2）压力信号由JLBS-Ⅱ型拉力传感器提供，其采用箔式应变片贴在合金钢弹性体上，可承受拉、压力，具有测量精度高、稳定性能好、温度漂移小、输出对称性好等特点。由于压力传感器的变送器电路处理的是比较微弱的信号，而且还要进行信号转换，外界干扰极易耦合到电路中从而影响有用信号。因此，本系统的压力信号采用电流传输代替电压传输，接收电路低的输入阻抗和对地悬浮的电流源（电流源的实际输出阻抗与接收电路的输入阻抗形成并联回路）使得电磁干扰对电流信号的传输不会产生大的影响，可获得较好的抗干扰性能。
另外，本系统针对模拟量输入通道的抗电磁干扰还采用了以下措施：压力、温度、湿度传感器使用屏蔽线，屏蔽层与线路板GND相连，尽量缩短信号线长度。
2.4 外壳抗电磁干扰设计
为了使外壳在操作者和内部电路间建立隔离、形成屏蔽层，起到抗电磁干扰作用，本系统主机箱采用金属铝壳，既可以防止因操作者对金属外壳的直接接触放电造成干扰，又可以防止环境干燥时操作者对周围物体放电形成的电磁干扰耦合到测试系统内部。即便如此，我们在做抗电磁干扰试验时，发现还是存在干扰现象，液晶屏出现乱码，经过分析，我们认为此现象是由于主机箱上铣了液晶屏安装槽、航空插座孔、充电口、电源开关孔、键盘孔等造成，于是又采取了以下抗干扰措施：
（1）尽量缩短主机箱内部导线长度，并在每根导线上增加磁环;
（2）将主机箱内固定线路板的所有金属小件都更换为绝缘材料，在液晶屏与主机箱外壳之间增加一层绝缘纸;
（3）主机箱内部在充电孔、航空插座孔、电源开关孔及液晶屏开孔处喷涂三防漆，三防漆是一种特殊配方的涂料，用于保护线路板及其相关设备免受坏境的侵蚀。三防漆具有良好的耐高低温性能，其固化后成一层透明保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能;
（4）主机箱底部装设一只金属螺帽作为电磁干扰泄放通道，在操作者对外壳的孔、洞、缝隙放电时将放电电流泄放，防止对内部电路直接放电。
2.5 软件抗电磁干扰设计
若单靠硬件措施消除干扰会增加系统的硬件成本，使系统复杂化，而且并非所有因干扰而产生的故障都可通过硬件抗干扰措施得到完全解决;软件抗干扰技术不仅可使系统结构简化，成本降低，设计也很灵活方便[3]。
本系统的控制软件由KeilC编制，软件组成主要包括A/D转换、键盘响应、液晶显示、数据存储读取及分析计算等部分。本系统采用数字滤波、设立软件陷阱、看门狗（Watchdog）和软件冗余等技术，提高系统的抗干扰能力。
3.结束语
影响钢轨内应力测试系统抵抗电磁干扰能力的因素有很多，本文从系统硬件的线路板、供电电源、传感器、外壳等部分入手，分析并提出了测试系统抗电磁干扰的方法，提高了测试系统的抗电磁干扰的能力，解决了系统受干扰时液晶显示屏出现乱码的情况，保证了系统运行的稳定性。
参考文献
[1]王建文.无缝线路温度力及锁定轨温测试技术研究.扩大铁路对外开放、确保重点物资运输――中国科协2005年学术年会铁道分会场暨中国铁道学会学术年会和粤海通道运营管理学术研讨会论文集，2005.
[2]李志宇.单片机控制系统抗干扰设计.电子测量技术2007，30：100-102.
篇3
[论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响,从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。
抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分,在研制综合自动化系统的过程中,如果不充分考虑可靠性问题,在强电场干扰下,很容易出现差错,使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误(误跳闸事故等),无法向站场和区间供电,影响铁路行车安全。
一、电磁干扰产生的原因及特点
(一)传导瞬变和高频干扰
1.由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变(配)电所二次侧进入远动终端设备,对设备正常运行产生干扰,严重还可损坏电路。2.由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰,电压幅值高,时间短、重复率高,相当于一连串脉冲群。3.铁路电力供电中,特别是现代高速铁路对电力要求都比较高,一般都是几路电源供电,母线投切转换比较频繁,振荡波出现的次数较多。
(二)场的干扰
1.正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种,特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2.由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3.变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程,也产生一定的磁场。4.无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰,铁路中继站通常会和通信站在一处,通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。
(三)对通信线路的干扰
1.铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站,再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心,遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号,由于变电所高低压进出线缆很多,远动终端受的干扰比较大。2.中继站一般距铁路都比较近,列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。
(四)继电器本身原因
继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号,或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。
二、干扰对电力远动系统的影响
无论交流电源供电还是直流供电,电源与干扰源之间耦合通道都相对较多,很容易影响到远动终端设备,包括要害的CPU;模拟量输入受干扰,可能会造成采样数据的错误,影响精度和计量的准确性,还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件;开关量输入、输出通道受干扰,可能会导致微机和远动终端判断错误,远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常,无法正常工作,还可能会导致远动终端程序受到破坏。
三、抗干扰设计分析
(一)屏蔽措施
1.高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装(屏蔽层)的电缆,电缆钢铠两端接地,这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2.在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器,也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3.在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容,可以有效抑制外部高频干扰。
(二)系统接地设计
1.一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备,合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行,对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量,设备接地处增加增加接地网络互接线,降低接地网中瞬变电位差,提高对二次设备的电磁兼容,减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地,安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时,遭受触电危险和保证设备安全,将设备外壳接地,接地线采用多股铜软线,导电性好、接地牢固可靠,安全接地网可以和一次设备的接地网相连;工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准,保证其可靠运行,防止地环流干扰。
3.由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料,本身也有屏蔽作用,将高低高柜都可靠接地。4.远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连,这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容,提高抗共模干扰的能力,可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。
(三)采取良好的隔离措施
1.为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器,电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合,隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离,分布电容小,可提高抗共模干扰的能力。2.电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等,开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3.信号电缆尽量避开电力电缆,在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4.采用光电耦合隔离,光电耦合器的输入阻抗很小,而干扰源内阻大,且输入/输出回路之间分布电容极小,绝缘电阻很大,因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去,能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。
(四)滤波器的设计
1.采用低通滤波去高次谐波。2.采用双端对称输入来抑制共模干扰,软件采用离散的采集方式,并选用相应的数字滤波技术。
(五)分散独立功能块供电,每个功能块均设单独的电压过载保护,不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏,也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合,大大提高供电的可靠性。
(六)数据采集抗干扰设计
1.在信息量采集时,取消专门的变送器屏柜,将变送器部分封装在RTU内,减少中间环节,这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2.遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号,并且还会产生尖脉冲信号,也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。
(七)过程通道抗干扰设计
(八)印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开;电源输入端跨接10~100μF的电解电容。
(九)控制状态位的干扰设计
(十)程序运行失常的抗干扰设计
(十一)单片机软件的抗干扰设计
(十二)对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管,特别是穿越其他电力电缆时,避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。
篇4
关键字：远程监控网络；抗干扰
中图分类号：TP315 文献标识码：A文章编号：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
基于网络的远程监控系统具有应用性广，易于生产等特点，但是系统中的各种干扰严重影响了其作用的发挥，也是设计生产者最关心，最难解决的问题之一。本文所做的抗干扰研究基于远程监控系统最常见的城市照明系统，带有一定的普遍性，在此系统中的抗干扰措施应用于其他系统也能得到较好的效果。本文分三部分，第一部分是对所研究的具体的远程监控系统，路灯系统的结构介绍。第二部分是分析其中的各类干扰的情况。第三部分是针对第二部分的各种干扰采取的抗干扰措施。
一、监控系统总体结构
路灯远程监控系统的组成如图1-1所示。MTU通过GPRS-Internet网络采集实时运行参数，进行远程监测、控制和信息管理。FTU安装于远程终端，接收并执行来自监控中心主站端计算机（MTU）的命令，并能自动检测设备异常事件及时将相关数据上传给MTU。
二、干扰的影响
可靠性是描述系统长期稳定、正常运行能力的一个通用概念，也是产品质量在时间方面的特征表示。影响系统正常运行的主要因素包括内部因素和外部的各种电气干扰，以及系统结构设计、元件选择、元件布局和外部环境等，主要表现在以下四个方面。
（一）数据采集误差加大
干扰侵入微机系统测量单元模拟信号的数据通道，叠加在有用信号之上，会使数据采集误差加大，特别是当传感器输出微弱信号时，干扰更加严重。
（二）控制状态失灵
微机输出的控制信号常依据某些条件的状态输入信号的逻辑处理结果，若这些输入的状态信号受到干扰，引入虚假状态信号，将导致输出控制失常。
（三）数据受干扰发生变化
在混合信号处理器系统中，存放于RAM中的内容受到干扰可能对系统造成不同的影响。
（四）程序运行失常
外界干扰导致PC值的改变，程序将执行一系列无意义的指令，最后进入死循环，这将使输出严重混乱或系统失灵。
三、抗干扰采取的一般措施
监控终端线路板硬件电路的可靠运行是整个系统得以正常工作的基础，因此采用的抗干扰措施一般应该包括元件的选型，电路原理图的设计，以及在设计PCB板时的特殊考虑等方面。
（一）印刷电路板采用的抗干扰措施
印刷电路板应本着尽量抑制噪声源、减小噪声的传播与耦合、减小噪声的吸收的原则来设计和布线。对印刷电路板进行了合理的分区，按单点接电源、单点接地的原则送电，每个区域的电源线、地线由该点分三路引出。噪声元件与非噪声元件要离得远一些。
（二）电源和地线设计
对于电源和地线的设计采用了如下几种措施来提高系统的抗干扰性能：单独设计模拟电源用于模拟部分供电，与噪声较大的数字部分完全分开；拥有数字地和模拟地的模拟芯片，采用在模拟电源入口处单点接地的方式，尽量减少数字信号对模拟信号的干扰；为减小地线的公共阻抗，降低不同地线上的点的电位差异，尽可能得将地线加粗；在电路板进行了大面积的覆铜处理，以降低地线的公共阻抗，提高地线的屏蔽作用。同时，电路板的地与机壳相连，这样有利于防静电、提高系统的可靠性。根据印制线路板电流的大小，尽量加粗了电源线的宽度，减少环路电阻。另外，尽量使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。
（三）采用隔离技术
为了减少监控终端工作环境中引入各种干扰，就需要在监控终端线路板与外界连接电路中进行隔离。在采集外部模拟量时，选用互感器可以阻断外部输入信号与监控终端线路板之间的电气信号的直接连接，从而减少了外部干扰侵入可能性。对于高频的干扰信号，经过互感器后也将被大幅度衰减，从使得在送到信号处理电路中干扰信号得到降低。同样，在开关量输入和输出信号处理时，分别采用光电隔离器和继电器隔离，隔离电路两端采用不同电源供电，使得监控终端线路板与外部信号完全断开电气信号连接。在通信电路中，则采用变压器隔离。
（四）硬件容错性设计
硬件电路的容错性是指在外部输入误信号，或者在输出端所接的驱动电路中有误时，系统能够自动检测错误，并做出处理。电路各种接口电路中，特别是有极性的接口中，必须严格按照信号极性连接，各种芯片所需的电源为直流电源，如果把电源接反，将损环系统。在设计过程中，对于直流电源输入进行了整流，这样无论所接电压的极性如何，经过整流桥输出的信号总是能够满足系统的要求，从而起到保护系统电路的作用。
对于电路中经常使用的RS-485通信。RS-485总线抗干扰的原因是因为他采用差分传输信号，从而达到抗共模干扰的作用。RS-485总线信号是由2根有极性的差分信号来传输的，也不能将其反接。一种常用的方法是对信号在发送以前进行调制，得到无极性信号，然后再发送，这样可以避免由于在电路连接过程中造成的信号反接现象。
（五）信号采集的数字滤波
使用的是算术平均值滤波法可以有效的过滤外界随机信号。采用算术平均值滤波，采样结果曲线平滑程度好，但如果采样次数取值太大，虽然平滑度好，但是影响程序运行时间。
（六）“看门狗”技术
除了采取防御和抑制干扰的各项措施外，还采用了MCU自带的正常工作监视器（通常称为“看门狗”）来监视MCU的工作状况。通过不断检测程序循环运行时间，一旦发现程序循环时间超过最大循环运行时间，就认为系统跑程序，需进行出错处理。
（七）其他软件抗干扰设计
除了在硬件上采取一些抗干扰措施外，还需要在软件上采取一定措施。方法很多，有开关量输出、设置软件陷阱、软件冗余、重要指令冗余、数据的保护与恢复技术和NOP的使用等。
参考文献：
篇5
论文摘要：目前单片机渗透到我们生活的各个领域，本文介绍了单片机的应用并且根据自己的一些经验谈了单片机应用过程中应该掌握的几个技巧。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，广泛使用的各种智能IC卡等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
一、单片机的特点应用
单片机的特点主要有：高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗，便于生产便携式产品；易扩展；优异的性能价格比。目前，单片机的应用领域主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域，单片机的应用更是不言而喻。
二、单片机开发中的几个基本技巧
在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。
1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。
2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。
3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。
综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。
参考文献：
[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1990
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[关键词]心音呼吸音听诊器
一、概述
1.电子心音听诊器的研究背景与意义。听诊是临床上广泛应用的一种诊断方法，听诊器的发明极大地推动了医学科学的发展。对心音和呼吸音的听诊是心脑血管疾病和呼吸系统疾病主要诊断手段之一。因此临床迫切需要一种准确性高、波形实时显示、能同时听诊心音、简单易用、成本低、体积小的装置，让临床医生在心脏听诊的同时能看到相应信号的波形图，以便对病人的病变做出更加准确的判断，促进心脑血管疾病和呼吸系统疾病的研究和诊治。
2.心音听诊器国内外研究现状。心音信号的分析与研究主要在以下几个方面：①对51(第一心音)和S2(第二心音)的生理病理研究；②对人工心脏瓣膜的无创伤检测；③对心音微弱成分(第三心音和第四心音)的分析研究；④分析心脏杂音的频率变化规律；⑤从一个心动周期中定位提取心音成分；⑥对心音传导机制建模。
在传统的稳态分析方法基础上，增加非平稳信号分析方法。典型的心音时颇分析有短时傅立叶变换、自回归模型、维格纳分布、小波变换等，人们将这些方法应用于第一心音分析、第二心音分析、心杂音分析，做了很多研究工作，取得了很好的成果。
3.心音产生机理和组成。心脏的瓣膜和大血管在血流冲击下形成的振动，以及心脏内血流的加速与减速形成的湍流与涡流及其对心脏瓣膜、心房、室壁的作用所产生的振动，再加上心肌在周期性的心血活动作用下其刚性的迅速增加和减少形成的振动，经过心胸传导系统到达体表形成了体表心音。心音中常包含心内噪音、呼吸噪音、体表噪音和心胸系统传播过程中产生的噪音。
4.本文研究的主要内容。本文对该领域的研究背景、研究现状和发展趋势进行了充分调研，对心音的形成机理进行了深入研究，针对传统听诊器的不足提出了电子心音听诊器的设计思想。
二、电子心音听诊器设计要求
1.心音信号技术指标。心音幅值：30-6OmV；心音频率：20-600HZ；心率：75次/分。
2.电子心音听诊器技术指标。工作环境：温度：+5-+4O℃，相对湿度：<80%；电源：电源适配器：+5V；
输入方式：心音探头各一个；输出方式：耳机或音响输出，示波器显示；
滤波频响：心音：20-15OHz；放大器增益：心音：100倍以上。
3.系统设计要求。易操作、低功耗、低成本、可靠性、便携性、抗干扰。
三、电子心音听诊器内部设计
1.心音探头。(1)驻极体电容式传声器。当声波传到振膜时，膜片发生相应振动，改变了电容器极板之间的距离，使电容量C发生相应的变化，其两端的电压也相应变化。由于R的阻值很大，充电电荷Q来不及变化，这样就把声能转换成了电能。(2)驻极体电容式传声器腔体设计。传声器是心音和呼吸音检测的关键部分之一，其性能直接影响心音和呼吸音信号的提取质量。另一个影响心音和呼吸音信号提取质量的重要因素是传声器与体表的声祸合方式。当用传声器检测心音和呼吸音信号时，传声器与体表皮肤的耦合形式不同，会给测量结果带来不同程度的影响。
本文使用传统听诊器集音腔体，在导音橡皮管末端接驻极体电容式传感器，完成心音探头设计。
2.初级放大模块。从心音呼吸音传声器输出的是非常微弱的交流小信号，根据我们使用的驻极体电容式传声器的敏感度，心音信号的幅值为：30-60mV，这种大小的信号不能满足滤波模块的要求，必须进行信号的放大处理。这里使用的是TI工公司生产的一款运算放大器芯片LM358。
初级放大模块电路。通过电阻、电容和+5V电源传声器供电；电容有两个作用：作为隔直电容，使电容两端直流电压不会相互干扰，二作为耦合电容，交流小信号可以通过电容传送给后面的运算放大器，进行电压放大。
3.滤波模块。心音的频率范围是20-600HZ，主要集中在20-15OHz范围内，信号的主要干扰源之一的工频50Hz在心音的频率范围，所以我们可构造低通-50Hz陷波滤波器网络，截止频率分别是0Hz和15OHz，中间滤除工频50Hz对心音信号影响不大，20Hz以下基本为直流信号，对心音信号影响也可以忽略，所以不专门设计高通滤波器。
4.再放大模块。在滤波模块后我们又设置了再放大模块，进行信号的再放大处理，不会把一些干扰噪声也同时放大，提高信号的信噪比。
在再放大模块中我们仍然使用运算放大器芯片LM358。
从再放大模块出来的信号可分两路：一路外接示波器进行波形显示，另一路送到功率放大模块驱动耳机。
5.功率放大模块。电子心音听诊器其中一个最重要的功能就是实现对心音的听诊，帮助医生诊断病情。然而心音信号经过再放大模块后，电压幅值己经达到示波显示的要求，但它尚不能驱动耳机发声。必须对信号进行功率放大，才能实现听诊功能。
在这里我们使用NS公司生产的LM386作为集成功放电路，LM386的功能和特性作看参阅相关资料。
6.功率放大电路。可参照一般的功放电路。
四、设计浏览及展望
本论文主要完成电子心音听诊器的硬件设计，包括心音呼吸音探头、初级放大模块、滤波模块、再放大模块和功率放大模块的设计。努力和研究，己经完成了系统的整体设计，达到了预期的目标。
以后还可以在以下几个方面作进一步研究和努力：对该设计进行数字化扩展，包括液晶显示波形，并可以对波形进行存储和回放。其次在本设计中，虽然对心音和呼吸音进行了硬件低通和陷波滤波，消除了部分噪声交叉干扰，但由于心音和噪音之间存在频谱上的重叠，不能用硬件滤波的方法得到纯正的心音和呼吸音信号。有研究者证明，可以用小波和自适应滤波法来减少这种频谱上重叠的干扰。今后需研究并设计出一套比较好的滤波去噪算法，得到相对纯正的心音信号，使听诊更加准确。
参考文献：
[1]单亚娅，赵德安.新型可视电子听诊器的研制.微型机与应用，2005.
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关键词：控制电路 反馈 脉宽调制（PWM）
中图分类号：TP303 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0041-02
1 控制器的设计结构
该设计考虑到小车移动控制的需要，以及在以后可以采用无线遥控，故采用主从控制结构，如图1所示。
1.1 控制芯片的选择
C8051Fxxx系列器件使用Cygnal的专利CIP-51微控制器内核。经过性能比较，以及电机控制精度对芯片的需要，最终选定Cygnal公司的8位单片机C8051F0XX系列作为控制芯片。
1.2 驱动芯片的选择
对直流电机的正反转的控制我们采用了一种典型的电机控制电路。如图2所示。三极管Q1、Q4导通而Q2、Q3关断时，将会有电流从电机的左端流向右端，电机将会转动。当三极管Q2和Q3导通而Q1、Q4关断时，电流将会从电机的右端流入，从左端流出。电流方向跟刚才的相反了，所以电机的转动方向跟刚才相反。当Q1和Q2或Q3和Q4同时导通时，电机就不转动。
1.3 电机控制系统硬件设计
整个硬件接口电路的结构如图3所示。
1.3.1 控制电路设计
控制电路的设计首先需要根据电路对控制芯片C8051F005进行引脚分配。CygnalC8051F005每个端口I/O引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出。在标准8051中固定的“弱上拉”可以被禁止，这为低功耗应用提供了进一步节电的能力。
因为电机的工作电压是24 V，且在工作的过程中容易产生电磁干扰，单片机系统对驱动芯片的控制信号需要通过光耦合电路传输。故采用光电耦合元件传递开关信号，本设计采用TOSHIBA的光电耦合器TLP521-4传递开关信号。
1.3.2 驱动电路设计
设计采用LMD18245芯片驱动电机，由于电机电流的跳变或换向经常出现，因此电源线上也经常会出现尖峰电压或浪涌电流。在电路实际设计中，常采用在芯片的电源端并联高频陶瓷滤波电容及大容量铝电解电容的方法消除尖峰脉冲及浪涌电流。通常陶瓷电容的容值设定为1μF左右;铝电解电容的大小设置为每安培负载电流100μF左右。
1.3.3 电源及其监控电路
由于需要对单片机控制电路和电机驱动电路分别供给5V、3V和24电源，而我们决定使用的是24V蓄电池，因此必须通过转换电路获得5V电源。+24V变为+5V，电源电路设计原理图4和电源的监控电路见图5。
在输入端需要并联两个4700 u和0.1 u的电容，4700 u的电容起到抗干扰，防电压冲击作用;0.1 u电容起到滤波作用;5V输出端并联一个100 u电容起到抗干扰和防止冲击电压的作用。为了防止电流过大烧坏DC-DC模块，在电路输入输出端都加装两个2A的保险丝。
通过同时调节两个变阻器，可使到当电源电压大于24 V时，比较器U_JKB的反相输入电压比正相输入电压的值小，比较器输出为高电平，监控灯亮;当电源电压小于24 V时，比较器的反相输入电压比正相输入电压的值要大，比较器输出为低电平，监控灯不亮。
2 结语
该论文在进行大量移动机构和控制器设计调研的基础上移动机构，该机构使用的电机数量少，转向灵活，整体结构可以在三个平面内活动使得其对地形的适应能力相应提高，就移动机构的地形适应性和相应的控制器的设计进行了研究，在该控制器的设计中，还存在着诸多不足之处和可以继续研究的地方，
参考文献
[1] 彭鸿才.电机原理及拖动[M].北京：机械工业出版社，1994.
[2] 陈传硕，田丽华.PID控制参数的整定方法[J].长春邮电学院学报，1994，12（l）：9-16.
[3] 陶永华，尹怡欣，葛芦生新型PID控制及应用[M].北京：机械工业出版社，2000.
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关键词：霍尔元器件，AT89C51，I2C协议
1 引言
车用仪表作为汽车的一个重要组成部分，使驾驶员能够迅速地掌握行驶信息，及时有效地采取相应操作，保证车辆正常安全工作。目前，在我国汽车电子市场中，70%以上的份额为国外企业的产品，国内企业产品所占市场份额不足30%，绝大部分车辆仪表仍以模拟式为主。由于模拟仪表表头的体积较大、指示内容单一，使得仪表显示系统占用了较大的空间，影响了车辆内饰的美观；另外，模拟仪表故障率高，降低了车辆行使的安全系数，增加了维护费用。现代车辆仪表系统不仅要求仪表耐用、耐振、指示准确、读数方便以及受温度、湿度的影响小，还要求轻巧、舒适、美观并具有良好的互换性。而车用数字仪表恰恰满足了这些要求。本文提出用51系列单片机和新型传感器等对传统车用仪表进行改进的新型数字仪表系统的设计方案。
2 车用数字仪表硬件电路设计
车用数字仪表主要由五个部分组成，即CPU主控制模块、温度采集模块、速度采集模块、E2PROM存储器模块以及LCD显示模块。
2.1 系统总体设计
作为车用仪表，其基本功能即为向用户提供车速、里程、车内温度等信息。从技术上说，其工作流程应为：系统启动时，单片机软件初始化，从0000H开始执行程序，开中断，单片机按工作周期输入霍尔传感器、温度传感器信号并进行处理，计算出行驶实时车速、行驶里程，并开中断，与温度数据一起输出到LCD显示模块AT1602A显示，且将里程信息存储信息到E2PROM存储器中。同时，为减少电磁干扰，采用抗干扰电源、光电隔离等措施保证系统正常稳定地运行[1]。
图2.1给出了基于AT89C51单片机的车用数字仪表系统的框图，本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成。整个系统主要包括：AT89C51控制模块、LCD显示模块TC1602A、温度传感器模块DS18B20、霍尔传感器模块A44E及E2PROM存储器模块AT24C02。其中AT89C51主要完成外围硬件的控制以及信息处理功能；温度传感器完成温度信号的采样及转换；霍尔元件采集汽车行驶的圈脉冲信号；E2PROM存储器模块存储当前里程信息；LCD显示模块TC1602A完成字符/数字转换、驱动及显示功能。
2.1.1系统保护
图2.1 基于单片机的车用数字仪表系统框图
一个稳定而完善的系统离不开一套完整的保护控制方案。这里根据单片机运行特点将其运行中可能出现的故障及相应控制措施列表如表2.1所示。
表 2.1 系统故障及相应措施
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【关键词】自动化程度；提高热工调试自动化系统的可靠性
0.前言
热工调试自动化系统应现代化生产要求，其功能不断增强，应用范围也逐渐扩大，但同时这也使得系统故障率迅速增加。不论系统运行过程中哪个环节出现问题，都会使生产造成不可挽回的损失。在此情况下，如何提高热工调试自动化系统的可靠性成为了电厂要解决的首要问题。
1.针对热工调试自动化系统可靠性研究背景的分析
随着DCS覆盖机、电、炉运行参数的增加，监控功能和范围的不断扩大以及机组运行特点的改变，热工调试自动化设备已经成为决定机组安全经济运行的主导因素。电力生产单位在面临市场竞争剧烈和安全考核风险提高的双重压力下，应坚持“安全生产，预防为主”的电力生产方针，以企业的最大利益为优先原则，从提高电厂热工调试自动化系统的可依靠性入手，保证热工调试自动化系统的安全经济运行。然而热工调试自动化系统是一个复杂的系统，稍有不慎便会导致热工调试自动化系统处在一个非理想的状态，而且在受到应用环境、时间等影响后，会产生一定的安全问题。因此如何通过科学的基础管理，确保所监控的参数准确、系统运行的可靠性成为了热工安全生产工作中的首要任务。
2.与热工调试自动化系统可靠性有关的因素
2.1控制软硬件不合理以及控制逻辑的漏洞
热工调试自动化设备和控制逻辑的正确与完善，是大机组安全运行的基础。只有在系统设计过程中保证高质量的软硬件和合理的逻辑控制才能够确保热工调试自动化系统的可靠性。很多电厂机组跳闸的主要原因就是是控制逻辑的不合理，这严重影响着生产的安全性。目前大多数电厂所采用的机组及逻辑控制系统，基本上都是随各机组的DCS控制系统从国外引进的。虽说其各有特点，但是技术层面上差异较大，因此必须寻求合理的配备，以保证机组的运行安全和产品的生产质量。
2.2使有效信号的可靠性降低的干扰信号
抗干扰能力在很大程度上说明了热工自动化系统的可靠与否，提高抗干扰能力是保障热工调试自动化系统可靠性的重要手段。由于电厂的热工调试自动化系统所处的环境较为复杂，并且存在着大量的干扰，严重影响了电工控制系统的测量精度，使控制无法实现，严重时会造成保护误动，损坏设备，甚至致使工厂停产并造成人员伤害。因而必须找到引起干扰的原因，釆取有效措施，提出各种防范对策。
2.3不够完善的热工调试自动化系统故障应急预案和设备管理制度
各电厂编写的《热控故障应急处理预案》内容参差不齐，有的内容不能满足故障时的处理需求，起不到指导作用；有的无预案，多数是凭着运行和检修人员的经验处理，结果发生了一些本可避免的机组跳闸。同时机组员工的素质也对生产有着很重要的影响。例如，有很多机组的跳闸是因为员工的实际操作不当引起的，并不是其向上级反映的设备功能不好引起的。有的机组出现异常，运行人员操作手忙脚乱，本可以不停机的停了机，本该停机的未停机，从而引发了一系列生产事故，甚至更严重的后果。此外，还有很多发电厂在采购设备前，并没有提前对这些设备质量的好坏进行了解，从而采购了很多不符合生产要求的设备，大大影响了产品的质量和设备运行的安全。因此电厂必须制定合理的仪表检验周期，加强对设备的管理。
3.提高热工调试自动化系统可靠性的方法
3.1控制软硬件的合理配置和逻辑的优化
热工保护及辅机控制是热工调试自动化控制系统安全运行的基础。而热控的误动和机组的跳闸大部分是辅机控制逻辑的不完善和不正确造成的。因此必须减少控制系统软硬件的低配置，并且加强对控制逻辑系统的完善。控制逻辑的改进应进行综合比较和整体优化，充分采用容错逻辑设计方法，对运行中容易出现故障的这类设备，从控制逻辑上进行优化和完善，通过预先设置的逻辑措施来降低或避免整个控制逻辑的失效，只有这样才能形成系统性的技术优势，也便于推广。
3.2提高采集信号的可靠性、加强对干扰信号的抑制
抗干扰能力是热工调试自动化系统的重要措施和手段，直接关系到系统的可靠性。生产过程中产生的干扰轻则影响测量的准确性和系统工作的稳定性，严重时会造成设备故障或机组跳闸。因此，我们在生产过程中应充分认识到抑制干扰信号的重要性，归纳总结电力生产中实际经验，提出各种防范对策，确保电力机组的安全正常运行。在热工调试自动化系统生产中产生的干扰大多数与工程设计、现场的安装设施和生产维护等因素有关。针对这几种影响因素，实际生产中已有多种抑制干扰的方法被总结了出来，如消除或抑制干扰源、切断引入干扰途径、提高设备本身抗干扰性能等。但就目前而言，抑制干扰、提高热工调试自动化系统的可靠性最常采用的方法是接地技术， 它可以提高所采集信号的可靠性。但是这种方法也有弊端，因接地有误引起的热工系统异常也时有发生，而且接地只能抑制干扰的影响，并不能阻止设备向外放出干扰。在电力事业迅速发展的今天，找到抑制干扰的新方法迫在眉睫。
3.3完善热工调试自动化系统故障应急预案和设备管理制度
电厂预案故障应急预案和设备管理制度或多或少都有些，但是不完整，不同的电厂之间缺乏交流故无法得到统一。为减少机组的误停机次数，应统一编写系统故障应急处理方案，当生产过程中出现紧急情况时要启动紧急预案，保证系统的可靠性和生产的安全，防止出现安全事故，以及提高事故发生后对事故的处理能力。其次，电厂应该具备完善的管理制度，加强对购进设备的质量检验，确定合理的检验周期，确保设备安全有效的运行。最后，应加强对机组员工的操作培训，定期组织员工进行热工调试自动控制系统故障应急处理演练，加强电厂之间的交流，可定期举办交流论坛会，实现各电厂专业人员的互动，从而更加完善电厂的生产系统，有效提高控制系统的可靠性。
4.结语
提高热工调试自动化系统的可靠性，是一个系统工程 。纵观制约热工调试自动化系统可靠性的种种因素，热工调试自动化系统的技术革新亟待进行。本论文只是一个起点，希望能够引起行业同仁们的关注和重视，以期减少电厂所面临的诸多安全隐患。希望各电力能从提高热工自动化系统的可靠性着手，开展深入的技术研究工作，使机组的安全经济地运行。 [科]
【参考文献】
[1]车朝瑞.浅谈大型火电厂的热工自动化水平[J].中国高新技术企业，2009.
篇10
摘要：电磁兼容是现代自动化装置抗电磁干扰能力方面非常关注的目标。文章提出了许多提高产品抗电磁干扰能力的措施。
关键词：自动化装置抗干扰措施
干扰的存在具有普遍性，根据电力系统的运行环境和自动化装置发展的实际情况，现在很多产品在“静电放电干扰、快速瞬变干扰和辐射电磁场干扰”方面实际上都没有很好办法，有些产品对电磁干扰还非常敏感，拒动、误动、死机、改变定值等现象都有发生。因此，自动化装置抗电磁干扰能力的提高，仍然需各位专业人士艰苦努力。电磁兼容是现代自动化装置抗电磁干扰能力方面非常关注的目标。
1静电放电的干扰防护
静电放电干扰试验，主要是模拟人体带静电以后，操作自动化装置时，将产生静电放电现象，对保护装置造成影响和破坏，其防护措施简述如下：
1.1面板上的开关、拨码开关、信号灯、按钮、液晶显示屏都有可能将静电放电干扰引入到装置内部，引起装置内部电路元器件的失效和损坏，所以没有必须的话，尽量少放，对于的必须的液晶显示屏等都应该认真的考虑硬件、软件方面的防护，在这方面应该注意两点：
1.1.1面板和器件都要可靠接地，使静电放电电流有一个良好的接地通道，因为对于脆弱的装置，静电放电过程中放电火花产生的高频辐射干扰，可能引起装置的混乱和误动。
1.1.2器件内部电路与金属外壳的电气间隙要足够大。使高压静电不至于由于间隙过小产生击穿现象，进入器件的内部电路。
1.2装置采用整体式金属机壳、整体式金属面板，比插件式金属面板要好得多。
1.2.1因为机箱外壳整体面板，容易可靠接地，但采用了整体金属面板，还要设计专门的接地线，仅仅依靠金属面板的固定螺钉或面板与机箱的金属铰链实现接地，这样很不可靠，很容易在静电放电干扰过程中出问题，金属面板上要有专门的接地螺钉或其它措施通过专用接地线实现可靠接地。
1.2.2插件式面板、接地困难，常常只能够靠面板背面与机箱框架的接触实现接地连结，面板上喷漆的漆膜或铝型材的氧化膜都不导电，且很难清除。无法保证面板与金属机箱框架之间形成良好的电接触。
1.2.3如果通过插件印制板布排专门的面板接地线，往往是得不偿失，很可能把静电放电过程中产生的高电压大电流直接引入到印制板上一一形成“干扰地线”，使装置抗静电放电干扰的能力更加脆弱。同时该地线还有可能对一些导电回路的绝缘性能带来不利的影响。
1.3对整体面板最好能实行整体面膜覆盖。对整体面板实行面膜覆盖，可将面板上的显示器、信号灯、按键等等都保护起采，只要面膜的强度足够高(一般的绝缘面膜都能满足要求)，当把静电高压施加到面膜上时，根本就没有放电现象发生，也就不会有静电放电干扰了。
2瞬变干扰的防护
2.1瞬变干扰的特点快速瞬变干扰脉冲的主要特点是幅值高，前沿陡，脉冲尖，重复率高。由于快速瞬变脉冲的特点，其干扰传播方式虽以传导为主，但由于其频谱带宽所致利用分布电容也是其重要传播方式之一，还有一部分是通过空间辐射进行干扰，可见要求我们产品设计人员对装置进行全面考虑，整体防护。
2.2印制板和电路布局多层印制板的选用是抑制干扰的一个很好手段，其电源回路具有很大的板间电容，可抑制电源上的各种干扰脉冲，器件间的布线也更简洁、短少、方便，可大大减少各回路间的串扰耦合。
如选用双面板进行布线，则更要对整个电路进行仔细推敲，精心布置，其主要原则是易引进干扰的器件和布线，一定要远离易受干扰的器件和布线，在电路中起隔离作用器件的进线和出线要分开。如光电耦合器的输入和输出的布线一定要尽可能的分开，继电器线圈和接点的布线也要远离，PT、CT的进出线更要严格分离”
2.3装置输入、输出回路的配线和布线自动化装置的特点是有大量的输入、输出回路，，如电源回路、电压回路、电流回路，开入回路、开出回路等，由于整屏布线时很难把他们一一分开，分别布置，它们常常都是捆扎在一起，由电缆通过各种沟、槽通道连到各个取样点或控制点，因此，通过分布电容的锅台，各个输入、输出回路，都可能会引入干扰。对这样的输入、输出线，在装置内部的布线一定要精心安排，进入装置后要尽快进入隔离器件，如PT、CT、开关电源、光耦等，布线越短越好，不能与装置内插件间的连线捆扎在一起或混排交叉。对装置内一些必需的软引线也应采取措施，如各个回路采用单独紧密绞合——双较线。正确的布线也是—种很有效的抗干扰措施，它能大大降低干扰，不需增加工程序和成本，却可收到满意的抗干扰效果，希望大家能够对此给予足够的关注。
2.4开关电源开关电源对电源回路的干扰有一定的隔离作用。但开关电源的进出线一定要分开布线，有的装置装有电源开关，并把电源开关布置在面板上，对这样的设计一定要小心安排，首先开关连线要取在电源滤波器(开关电源的内部滤波器)的后面，面板开关的线一定要相对“干净”一些，最好选用屏蔽线，其次，开关引线不能5V、-15V、24V面板指示灯线捆扎或布排在一起，以减少输入／输出间的干扰耦合，许多开关电源中的输入回路、输出回路与接地线间都接有抗干扰电容，其中输出回路的对地电容有时可能会对装置的抗干扰效果带来不利的影响，因为接地线并不是“纯的接地”？输入回路上的干扰信号会通过输入对地电容进入地线，再经过输出电容进入输出回路。从而引入干扰，必要时可拆除输出回路的对地电容，使内部电路与“地”彻底隔离，真正浮起来。
2.5滤波器的选用有的滤波器对快速瞬变干扰有明显的抑制作用，它是提高装置抗干扰水平最简单，最有效的方法之一。但是滤波器的最终效果与滤波器的选用和安装关系密切。一个好的滤波器很可能因为安装不当而起不到应有的作用。滤波器应直接安装在装置上，并按滤波器的使用要求进行安装布线，这样才能使滤波器发挥应有的作用，如只能将滤波器安装在屏架上，则需设计人员和安装人员认真安排，精心施工，滤波器的输入线和输出线一定要分开，输出线和其它可能产生干扰的回路一定要远离，输出线越短越好，防止在外暴露过长，重新接收或锅台干扰，滤波器的外壳要良好接地，以保证其滤波效果。另一方面，前面提到自动化装置的特点是输入、输出回路特别多，常常捆扎在一起，任一回路防护不当都有可能使干扰窜入装置内部，所以在滤波器的选择上应选用有较多回路的组合滤波器对众多回路同时进行防护，也可通过试验只对一些敏感回路进行滤波防护。当然如能通过元器件的选用，印制板电路、元器件的布局，各个接地回路的安排处理，以及软件上的各种措施等，使装置的各个回路对干扰都不敏感，也就无需使用外挂滤波器，这就是最好的结果。
3电磁场干扰的防护
辐射电磁场干扰的防护相对来说要容易一些，尤其是有金属机箱的微机型产品更容易，其防护注意点就是做好屏蔽接地；抗辐射电磁干扰所要做的就是选择金属机箱，保证机箱整体电气连结良好并可靠接地，装置面板上的开孔不能够太大、机箱上的散热孔应开成圆形小孔(圆孔比长孔屏蔽效果好)，这样才能使机箱起到应有的屏蔽效果。