抗干扰技术论文范文
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1.1跳频抗干扰
跳频抗干扰技术,是主要应用于超短波通信装备的一种较成熟的抗干扰技术。该技术抗干扰能力很强,广泛应用于民用无线通信系统。无线电发信频率技术是跳频抗干扰的核心技术,它是能按照特定规律、速度来回进行跳变的频率。与传统的无线电发信频率技术相比,该技术可以使载波频率不断跳变而达到频谱扩展的目的,就一般情况而言,无线通信载波频率的跳速高低能够直接反应出该系统的性能好坏。具体来讲,载波频率跳速越高,该通信系统的抗干扰性能也就越好;相反,载波频率跳速越低,该通信系统的抗干扰性能则会越差。除此之外,增加跳频的带宽也能提高无线通信抗干扰性能,带宽增大,抗干扰性能变好,带宽减小,抗干扰性能则变差。
1.2扩频抗干扰
扩频抗干扰技术,它主要是通过有效调整信号功率,从而对合成噪声进行一种编码、解码操作,正是把无线通信设备释放、接收的信号像这样隐藏在波状形的噪声中,就能有效地避免来自外界的电磁干扰。当前,最典型的扩频抗干扰手段是直接序列扩频法,它通过扩展无线信号的频带,降低其功率谱密度也就是说降低单位频带内的功率,这样就能让无线通讯信号在噪声中淹没隐藏。无线通信信号通过利用直接序列扩频法来避免干扰,不仅有很好的隐蔽性,还能实现多径抗干扰的目标。CDMA技术是我国3G(第三代移动通信系统)的关键技术之一,它也是主要使用直接序列扩频法。但是,CDMA用户所使用的扩频码一般不可以做到严格正交即无法准确同步,所以,CDMA技术随机接入多个用户时,它所使用的直接序列扩频法会时常受到多址干扰的影响。因此,这一缺陷会导致CDMA技术的通信质量以及系统容量受到很大程度上的影响,即其抗干扰性能会有所不足。
1.3多入多出或智能传输抗干扰
当前,无线通信领域中,应用度比较高的抗干扰手段还有多入多出抗干扰技术。该技术经过多根发射天线发送信号,同时使用多根接收天线接收无线信号。采用这种信息传输技术时,待传输的信息根据数学表达模型分解成了若干信息通道中的分量形式,所以当其中的一个通道中的信号分量受到干扰因素的影响而有所损耗时,我么可以通过其他分量通道进行逆变换从而得到未损耗的信号,从这里我们可以看出这种技术的特性就是,相对于单一载波信号传输,分通道传输能够有效抵抗信息传输过程的干扰,提高系统安全性。同时,还有经常使用的空时编码技术也能够通过相应技术处理提高信息传输的抗干扰性能,使信息传输更加安全可靠。此外,多入多出技术相对于一般的信息传输技术能够显著的提高总的通信系统容量,有效改善传输系统的通信性能。
2未来无线通信发展抗干扰技术的趋势
2.1自适应抗干扰
现阶段,随着对无线电通信理论研究的不断深入、调制技术和编码技术在无线通信领域中的迅速发展、计算机技术和数字信号处理技术的大量实践应用,调频技术已经突破传统的技术模式,向着自适应的方向快速发展。在学科定义上,调频技术是指随着通信系统中通信环境的不断变化,信号传输能力随之进行自动跳频、主动逃避受干扰频点等来适应环境变化,提高信息传输能力。自适应抗干扰的技术分类有很多,比如:频率自适应、功率自适应、速率自适应等。但是无论技术方法怎么变化,我们的目的只有一个:通过不断的进行信号选频和信号换频来保证无线电通信系统的信号通道在通信条件不断变化的情况下仍然处于良好的性能状态。
2.2超窄带抗干扰
超窄带技术是相对于超宽带技术而言的,超宽带技术的理论和方法已经非常的成熟,这种技术通过将待传输信号的能量在比较大的传输宽带上进行分散操作,避免不利的通信条件对通信系统造成影响。相对而言,超窄带技术就是将传输信号限制在带宽比较窄的传输通道中进行信号能量的相对集中,对于频带之外的信号能量传输时将其忽略,同样这种技术也可以提高通信系统的稳定性。
2.3组合集成抗干扰
在对多种传统的通信技术及其抗干扰技术的应用研究的基础上,我们可以将这些技术进行合理的集成,从而扬长避短,发挥各项技术的优势,例如:如跳频/扩频混合技术及时基于这样的设计理念。但是理论上讲,混合技术的集成过程比单一技术的研究使用要困难的多,这种困难不仅体现在理论上也体现在实现上,但是这种技术集成模式能够有效的提高信号传输的稳定性和安全性。比如上面所讲的跳频/扩频混合技术,这种方式在集成时不是简单地将处理增益相叠加,而是采用混合技术得到相对于单一技术模式下更大的处理增益,它是通过将频带拓宽和增加跳频效果实现的。智能天线在无线电通信中的定向接收方面和抗干扰方面都有着很好的技术指标,所以在智能天线系统中加入方向跟踪技术、分通道接收技术等可以有效的阻止干扰信号在通信接收端的被动接收,从而将接收信号和接收的干扰信号的干扰比大幅度提高,除此之外还可以在信号的发射端使用多天线技术,也可以有效提高传输信号在无线空间中的稳定性能和抗干扰能力。
3结语
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关键词:机电一体化,抗干扰,解决办法
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
1.机电一体化系统的干扰源
从干扰窜入系统的渠道来看,系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等。
1.1供电干扰
大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。论文参考网。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起CPU误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。
1.2过程通道干扰
过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电,接地系统不完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。
1.3场干扰
系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通讯发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。
2.抗供电干扰的措施
2.1配电系统的抗干扰
可采用分立式供电方案,就是将组成系统各模块分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电,这样就减少了集中供电的危险性,而且也减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合,提高了供电的可靠性,也有利于电源散热。另外,交流电的引入线应采用粗导线,直流输出线应采用双绞线,扭绞的螺距要小,并尽可能缩短配线长度。
2.2利用电源监视电路
在配电系统中实施抗干扰措施是必不可少的,但这些仍难抵御微秒级的干扰脉冲及瞬态掉电,特别是后者属于恶性干扰,可能产生严重的事故。
因此应采取进一步的保护性措施,即使用电源监视电路。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能;及时输出供CPU接受的复位信号及中断信号等功能。
3.过程通道抗干扰措施
抑制过程通道上的干扰,主要措施有光电隔离、双绞线传输、阻抗匹配、电流传输以及合理布线等。
3.1光电隔离
利用光电耦合器的电流传输特性,在长线传输时可以将模块间两个光电耦合器件用连线“浮置”起来,这种方法不仅有效地消除了各电气功能模块间的电流流经公共线时所产生的噪声电压互相窜扰,而且有效地解决了长线驱动和阻抗匹配问题。
3.2双绞线传输
在长线传输中,双绞线是较常用的一种传输线,与同轴电缆相比,虽然频带较窄,但阻抗高,降低了共模干扰。论文参考网。由于双绞线构成的各个环路,改变了线间电磁感应的方向,使其相互抵消,因而对电磁场的干扰有一定的抑制效果。
3.3阻抗匹配
长线传输时,若收发两端的阻抗不匹配,则会产生信号反射,使信号失真,其危害程度与传输的频率及传输线长度有关。
3.4电流传输
长线传输时,用电流传输代替电压传输,可获得较好的抗干扰能力。
3.5合理布线
强电馈线必须单独走线,强信号线与弱信号线应尽量避免平行走向。
4.软件抗干扰技术
各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施,但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为,实施软件抗干扰的必要条件是:
1)在干扰的作用下,微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁,或易损坏的单元设置有监测状态可查询。
2)系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。
3)RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立,并且系统重新运行时不会出现不允许的数据。论文参考网。
抑制数据采样的干扰可采用:数字滤波,宽度判断抗尖峰脉冲干扰等办法,也可采用重复检查法,偏差判断法来检查判断是否有干扰信号。而程序运行失常的软件抗干扰措施一般有:
1)设置WATCHDOG功能,由硬件配合,监视软件的运行情况,遇到故障进行相应的处理。
2)设置软件陷阱,当程序指针失控而使程序进入非程序空间时,在该空间中设置拦截指令,使程序进入陷阱,然后强迫其转入初始状态。
参考文献
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[10]郝树虹, 盛春玲, 李秋菊, 胡滨. 单片机嵌入式系统的抗干扰技术[J]. 中国新技术新产品, 2010, (05) :22
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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:
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[3]孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用.北京:北京航空航天大学出版社,1996
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论文关键词:扩频通信原理特点发展应用
论文摘要:扩频通信是现代通信系统中新的通信方式,它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能,频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。
一、扩频通信的工作原理
在发端输人的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。
二、扩频通信技术的特点
扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。
1.抗干扰性强
扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰,干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。
2.低截获性
扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。
3.抗多路径干扰性能好
多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程,利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时,从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象,使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。
4.保密性好
在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。
5.易于实现码分多址
在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。
三、扩频技术的发展与应用
在过去由于技术的限制,人们一直在走增加信号功率,减少噪声,提高信噪比的道路。即使到了70年代,伪码技术已经出现,但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事.近几年,由于大规模集成电路的发展,几十兆赫兹,甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实,扩频通信获得极其迅速的发展.通信的发展史又到了一个转折点,由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代.从最佳通信系统的角度看扩频通信.最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机.几十年来,最佳接收理论已经很成熟,但最佳发射问题一直没有很好解决,伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度,构成了最佳发射机.因此,有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识,人们就不难预测扩频通信的未来前景.从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代.扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信,码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路,发挥越来越大的作用.接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统,逐步发展、演变和升级而形成的.现代电信网络分为3部分:传输网、交换网和接入网.由于接入网发展较晚,往往成为电信发展的“瓶颈”,各国都很重视接入网的发展,因此各类接人技术和系统应运而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性,经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段,而无线扩频技术所使用的频段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM频段,包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段.在无线接人系统中,扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点:抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜.而且,扩频微波接入技术相对有线接入技术来说,有成本低、使用灵活、建设快捷的优势,在接入网中起着不可替代的作用.
扩频微波主要应用在以下几个方面.语音接入(点对点);数据接入;视频接入;多媒体接入;因特网(Internet)接入。
四、结语
扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向,是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点,使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中,它的易于实现码分多址的特点,使它能与第三代移动通信系统完美结合,发展前景极为广阔。
参考文献:
[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.
[2]查光明,熊贤祚.扩频通信[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.
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[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。
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(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。
(十三)对于特殊的变(配)电所或区间信号站的环境
(十四)提高远动信息传输的可靠性,在电力调度中心和远动终端之间建立出错重发技术直到住处确认信息为止。
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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:电力设备,状态检修,策略
0 引言
目前我国电力系统中电力设备大多采用的计划检修体制存在着严重缺陷,如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等,这使每年在设备维修方面耗资巨大。随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统、模糊集理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中应用,使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展,成为电力系统中的一个重要研究领域。
1 制约实现状态检修的主要因素
实现电力系统主要电力设备的状态检修,是检修策略发展的必然趋势,也是业内人士多年来的努力方向。但是就目前国内开展此项工作的情况而言,并没有形成有效的、系统的检修策略和管理方案。
1.1 主观因素
主观因素,即管理因素。没有形成系统的设备生命全过程管理是制约实现状态检修的最大因素。论文格式,策略。设计原理的合理性、制造工艺的科学性、出厂和安装质量的保证,将直接影响到该电力设备是否存在“先天不足”及运行后的潜伏性故障;供电系统设计的科学性及合理性,将影响到整个电力系统的绝缘配合和最优化经济运行;故障处理的正确迅捷性,表现为能否将故障的危害性遏制在最小范围内。上述几个方面都有可能给状态检修带来不必要的工作量和整个系统的不安全因素。论文格式,策略。论文格式,策略。
另外,管理机制、检修策略的不同观点、现有监测数据的利用力度及深入研究等方面的问题,是使状态检修工作进展缓慢的另一主要原因之一。论文格式,策略。
1.2 客观因素
客观因素,即技术因素。论文格式,策略。目前的监测技术手段还不能完全地、真实地反映运行中电力设备的状态,这是制约实现状态检修的另一个主要因素。
虽然现代的监测技术日新月异,但由于监测设备长期处于电力系统这样一个强大的电场和磁场之中,加之环境温度和湿度的影响、传感器灵敏度和抗干扰性等问题,使得监测数据不能正确地表征被监测设备的状态。即:设备故障的产生并不是没有先兆,而是我们无法从诸多的现有数据中去伪存真,发现问题。
另外,针对不同的电力设备还有其它的一些问题,诸如:监测手段的单一化、监测成本昂贵及监测过程中各种干扰的不能排除性等,是客观制约状态检修发展不可忽视的因素。
2 开展电力设备状态检修的几个误区
2.1 开展电力设备状态检修工作,必须立竿见影
目前,由于受各方面因素的影响,管理者往往将时效性强加于状态检修中,希望这项工作的开展能够马上看到效益,这样的观点是非常错误的!暂不言监测技术方面的问题,单单是大量的、全面的、真实的、可信的监测数据的获取、整理和分析以及设备故障发展、形成的机理研究等基础性工作就需要漫长的时间,而提出判据、建立设备的状态诊断系统和确定检修策略,只能在此工作完成的基础上实现。所以目前必须应有这样的观念:现在我们开展这方面的工作仅仅是整个电力设备状态检修工作最初的一小步。
2.2 视状态检修仅为技术方面的工作
仅仅将状态检修视为技术方面的工作是片面的。就现状而言,开展状态检修工作应更多地加强管理的作用。只有提高管理质量才能克服制约状态检修发展的最大不良因素。另外,将高质量的管理有效地加人状态检修策略中,不仅可以使状态检修早日实现,还能够将状态检修实现的效益反作用于整个电力行业的日常管理工作中—设计、制造、施工、运行、试验和检修等方面水平和质量的提高以及管理的规范化。
2.3 对在线监测的要求过高
虽然在国内外对电力设备进行在线监测已在许多方面取得了成绩,但还有不少问题尚待进一步研究,需要在实际运行中考验各种监测方法的可行性。因此,目前对在线监测的要求不宜过高。这同时要求各使用部门选择在线监测设备时应采取谨慎的态度:不能只听供应商的介绍,更重要的是了解其工作原理、试验和鉴定资料及运行情况等方面的内容;有条件的情况下,可以采取先试用的办法,待其监测系统经运行考验且监测数据符合规律后再购置推广。
2.4 对监测数据和限值要求的不合理性
如果对监测数据的准确级要求过高,势必会造成监测系统成本的提高,而过高的监测成本将直接影响到状态检修的实用性。只要监测系统的抗干扰性较好,且监测数据能够真实地分辨出被监测设备状态的变化,对监测系统的总体设计、传感器和信号传输等要求可适当放宽。
另外,业摘要”的观点,将这一观点作为状态检修策略研究的一个基点更加有实际意义。
3 状态检修策略的设想
从我国现阶段实际情况出发,在市场经济环境下,对原有计划经济机制形成的有关电力设备运行、检修和更换的管理观念和制度进行根本性地调整和修改。这就要求,电力设备的检修策略应借鉴国外先进技术和经验,涵盖运行、检修和更换以及包括设计、制造和施工在内的前期管理,即实施对电力设备整个生命周期的全过程管理。并在此基础上,从故障模式、经济合理性和技术可行性等三方面综合考虑,逐渐建立并完善一个以状态检修策略为主体,可靠性为中心,以其它检修策略为辅的综合检修策略体系。论文格式,策略。
4 结语
作为设备检修的一种新策略,状态检修在理论和技术上还有许多值得进一步研究的地方。我们有理由相信:随着科学技术的不断进步和电力设备状态检修的实施,将极大地提高电力系统的安全、经济、稳定运行水平,并对电力企业的社会效益和经济效益产生深远的影响。
参考文献:
[1]许婧,王晶,高峰,等.电力设备状态检修技术研究综述[J].电网技术,2000.
[2]陆颂元,汪江,刘晓锋.关于我国发电设备状态检修实施模式的探讨[J].轮机技术,2004.
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1 仪器与试剂
1.1 仪器 MS205型分析天平(瑞士,梅特勒-托利多),日立7180全自动生化分析仪(日本,株式会社日立制作所)。
1.2 试剂 同型半胱氨酸检测试剂盒(酶比色法,重庆中元生物技术有限公司生产);同型半胱氨酸检测试剂盒检测试剂(循环酶法,四川省迈克科技有限公司);Hcy(美国,Sigma公司);乳糜(西安立邦制药有限公司);血红蛋白(牛血红蛋白,北京经科宏达生物公司);胆红素(北京经科宏达生物公司);抗坏血酸等其他试剂均为国产分析纯。试剂均于4℃下低温保存。
1.3 血清样本 选择30份2013年6 月~9月于我院就诊的患者,空腹采血后,加入肝素抗凝后, 离心分离血浆,-20℃冷冻保存,并用同型半胱氨酸检测试剂盒(酶比色法和酶循环法)在日立7180全自动生化分析仪进行测定。
2 方法
2.1 操作方法 酶比色法试剂盒和酶循环法试剂盒测定参数设置和操作严格按照试剂盒厂家说明书规定进行。
2.2 评价方法 按产品执行标准及《临床化学体外诊断试剂盒质量检验总则》对试剂的精密度、线性范围、抗干扰[lunwen. 1KEJIAN.C OM专业提供写作论文和毕业论文写作服务,欢迎您的光临]性进行评价,最后采用加样回收的方法比较两种方法的准确性,并对临床30份血液样品进行了酶比色法检测。
2.3 精密度实验 取高、中、低浓度的Hcy质控液各1份,用酶比色法连续测定20次,分别测定质控液的日内和日间重复性。
2.4 线性和范围 选择50.00μmol/L的Hcy质控液,用缓冲溶液逐倍稀释成6个不同浓度的标本,用酶比色法重复测定3次,将测定值(Y)与理论值(X)进行线性回归分析。
2.5 干扰实验 以12.0 μmol/L的Hcy质控液为基础,加入不同浓度的乳糜、血红蛋白、胆红素和抗坏血酸进行干扰实验,用酶比色法测定后计算结果偏差。
2.6 回收率 取已知含量的血浆9份,分别加入含量为12.0、24.0、36.0μmol/L的Hcy质控液,每个浓度各三份。用酶比色法和酶循环法分别测定后,计算回收率。
2.7 临床样品测定 采用酶比色法对临床30份样品进行Hcy浓度测定,每个样品重复测定3次。
3 结果
3.1 精密度实验通过 高、中、低浓度精密度结果比较,结果表明,本方法的日间精密度的RSD值为2.1%~2.7%,日内精密度为1.7~2.5%,RSD值均小于5%,表明方法精密度良好。
3.2线性和范围通过理论值与实测值的回归方程,结果表明,理论值和实测值之间的回归方程为y=0.9857x+0.4528,相关系数(r)为0.9974,表明线性范围为1.56~50μmol/L。
3.3 干扰实验经过酶比色法测定血浆Hcy的抗干扰实验结果,由干扰实验可知,乳糜、血红蛋白、胆红素和抗坏血酸均会对实验测定结果产生影响,但总体影响不大,均能达到《临床化学体外诊断试剂盒质量检验总则》的要求。
3.4 回收率 见表1。
由表1可知,酶比色法的平均回收率为99.3%,酶循环法平均回收率为93.2%,且酶循环法每一份样品的回收率都偏小。当样品含量较小的时候,如2μmol/L 时,测定结果可能偏小,甚至低于检测线性范围。所以酶比色法具有更高的准确性,更适合临床样品的检测,特别是健康人群的同型半胱氨酸的测定。
3.5 临床样品检验结果 采用建立的酶比色法对临床样品进行含量测定,测得的结果,见表2。
4结论
由于同型半胱氨酸具有重要的临床意义,对多种疾病的具有重要的指示作用,随着其检测技术的发展,对其研究也逐渐深入。本研究通过精密度试验、线性、干扰实验,考察酶比色法的可靠性,最后采用加样回收的[lunwen. 1KEJIAN.C OM专业提供写作论文和毕业论文写作服务,欢迎您的光临]方法比较酶比色法和酶循环法的准确性,最后对临床30份血液样品进行了酶比色法检测,结果表明同型半胱氨酸酶比色法原理检测试剂与目前常用的酶循环法检测试剂,酶比色法具有更高的准确性,可用于临床同型半胱氨酸的检测。
参考文献:
[1]王鸿利. 同型半胱氨酸的检测及其应用[J]. 诊断学理论与实践, 2002,1(4): 257-261.
[2] 陈琦玲,王及华,马济顺,等. 同型半胱氨酸对高血压脑卒中患者血脂和颈动脉斑块的影响[J].中国动脉硬化杂志, 2002, 10(4): 345-346.
[3] 张卓伟,柳洁,张华屏. 同型半胱氨酸对高糖培养的人血管内皮细胞ICAM-1表达的影响[J]. 中西医结合心脑血管病杂志, 2013, 11(10): 1233-1235..
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论文摘要 煤矿胶带输送机控制运行系统种类繁多。采用可靠稳定的控制系统,提高皮带运转效率,在煤矿安全生产中具有重要意义。本文讨论应用plc控制系统来提高皮带运输系统的安全性和可靠性。
1 概述
现在的胶带输送机系统多数采用单片机控制,运行稳定性不高,智能化不强,尤其是综合保护装置稳定性差,各种保护传感器故障发生频繁,而且主机控制模块化,插件易损坏,更换频率高。由于采用模块化设计,小部分模块坏时,企业往往就要更换整个大模块,从而造成资源浪费,加大了煤矿生产成本投入。而采用plc可编程控制程序的综合保护装置,它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要。它的主要优点包括:
1.1可靠性高,抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。plc控制系统由于采用现代大规模集成电路技术,内部电路具有先进的抗干扰技术,为使无故障工作时间更长,采用可编程二重容错处理技术。此外,plc控制系统带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除plc以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。
1.2配套齐全,功能完善,适用性强
plc发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。随着plc的不断发展, plc在位置控制、温度控制、cnc等各种工业控制中的技术应用已相当成熟。
1.3易学易用,维护方便
plc作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。plc用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。
1.4经济合算
尽管使用plc首次投资要大些,但它的体积小、所占空间小,辅助设施的投入少;工作可靠,停工损失少;维修简单,维修费少;还可再次使用以及能带来附加价值等等,从中可得更大的回报。
通过以上分析,采用plc控制系统,能大大改善胶带输送机运行稳定差,设备易损害,成本投入高等缺点。它在综合保护装置技术中的应用十分广泛,可行性强。
2 plc控制程序在胶带输送机综合保护装置的应用
胶带输送机综合保护装置主要包括主机、防滑保护、堆煤保护和防跑偏保护、温度保护、烟雾保护和自动洒水装置,以及沿线紧停开关和全巷道语音报警信号等,现就plc可编程控制系统在综合保护装置中的应用做如下介绍:
2.1主机
主机可采用plc多重处理器,并行处理技术,多重抗干扰技术,软件采用模块化设计。使配置应用灵活,便于扩展维护,易于编程,可实时显示工作状态及故障性质,同时选用可靠性高的连接器件,使其布局合理、体积小、重量轻,本安电路经防潮防水处理,避免出现受潮。同时设计启动预告、启动、停止、紧急停车、联锁等功能的开关量输出。包括烟雾保护、温度保护、超温洒水等。
针对胶带输送机的频繁启动,输送带容易出现断带、撕带事故的弊端,设计胶带点动启动系统。同时可设有实验、集控、工作3种操作方式。可根据生产,维修需要任意转换,并可实时监测各种传感器状况及沿线紧停开关信号。
1)在实验操作方式下,可以对任意一种传感器进行实验,并确认是否完好运转正常;
2)在集控操作方式下,可以对某种故障传感器进行解除和投入。因某种传感器突然故障或其他原因等,仍使系统继续运转;
3)在工作操作方式下,可以根据点动启动方式,先让输送带得到缓冲,然后第二次按启动按钮使输送机正常运转,既减轻了胶带撕带接头的缓冲压力,避免了胶带断带撕带现象,有效地遏止了事故的发生。
2.2烟雾传感器
采用专用烟雾集成电路,传感器输出与烟雾信号成正比的电压信号,经电压比较器及数字电路处理输出烟雾超限报警信号。特别适合于矿井防火洒水,起到高温报警的作用。
2.3速度传感器
速度传感器具有发光管和光电接收管,通过接收滚筒上的磁脉冲,通过在标准时间内计数脉冲次数得到轮的转速,从而得到轴转速。实现检测低速打滑、断带和超速保护。稳定性、抗干扰能力强。
2.4防跑偏装置
可由接线箱和传动杆两部分组成,导杆采用高速轴承接触与皮带同步运动,减少了皮带磨损,选用行程开关,传动导臂大于设定时停机。
2.5堆煤传感器
采用万向推杆方式,当皮带煤仓、煤流超限时,煤流推动导杆大于设定角度时,延时0s~4s主机动作,皮带停机。
2.6温度传感器
采用专用温度集成电路和高精度转换器、v/v转换、电压比较器、报警器及输出电路。具有精度高,免校准,工作稳定可靠,设定容易等优点。
2.7急停开关
作为沿线维修及系统异常事故的安全锁定,复位后方可开机。可采用行程开关设计。输送机巷道每个紧停开关用拉绳进行连接,信号接入带式输送机控制开关,实现在输送机巷道内任何一点都能紧急停车的功能。
2.8语音信号器
语音报警信号装置集信号传递、发光显示、通话为一体。通过电压放大器与输送机综合保护装置主机相连接。在全巷道内安设多个该装置,并通过电缆串联连接,从而在全巷道内实现了报警功能。当输送带要启动时,它与胶带综合保护装置主机启动信号同步响起,在全巷道内发出启动预警信号,提醒周围职工远离输送带,确保人员安全。
2.9自动洒水装置
洒水装置应安装在输送机驱动装置两侧,其洒水能够起到对驱动胶带和驱动滚筒同时洒水降温灭火的效果。它与温度保护、烟雾保护装置的作用是当输送带在驱动滚筒上打滑,使输送带与驱动滚筒摩擦,驱动滚筒与输送带的温度升高,热量积聚,产生烟雾时,监测温度信号、烟雾信号,实现自动停机,并自动洒水,把事故消灭在萌芽状态。
3 结论
胶带输送机保护装置中plc可编程程序控制技术的应用,方便实现了整条输送机的逻辑控制,主要技术参数的在线监测,大大提高了文明生产与科学管理的水平,实现其速度、堆煤、跑偏的自动检测与温度、烟雾动作时的自动洒水,可使胶带输送机司机心中有数,这对减员增效,降低工作的维修工作量,提高工人素质,改善其工作环境均有一定的现实意义。