时间：2022-04-24 10:09:12
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇抗干扰设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】电子设备 电子电路 接地技术 抗干扰能力 干扰抑制
中图分类号：V443 文献标识码：A文章编号：
一．引言
我们知道在电子电路设计中的接地技术直接关系到了电器的使用寿命以及安全程度。在我国当前，各种各样的电子产品相继诞生，电子产品的应用也日益的广泛，可以说电子产品已经成为了人们生活工作的一个重要的组成部分。我们知道电子干扰是有很大的危害性的，它不仅仅严重的降低了电子系统的可靠性，还能够对人体的健康产生很大的负面作用。例如一些电子产品以及仪器就对电子电路的干扰十分的敏感，最常见的有家用电器比如收音机，电视机等等，还有一些医用设备，比如心脏起搏器等等。这些对电子电路的干扰电磁波都十分的敏感，干扰严重影响了这些设备的正常工作，严重的甚至使这些设备无法工作。为此，我们必须重视电子电路抗干扰能力的设计，可以说电子电路的抗干扰能力已经成了当前电子电路设计的一个非常重要的一方面，这是因为如此接地技术才显得如此重要，可以说接地技术的高低已经直接影响到了电子电路的抗干能力了。
二．接地技术的种类和目的
我们知道电磁干扰对电器具有很大的影响，严重的降低了其稳定性，也不利于工作人员的身体健康。为了保证用户用电的安全可靠，必须注意电子电路设计中接地技术的科学合理性。我们知道安全保护接地是接地技术中比较常见的一种，采用这种接方式地主要是为了保护用户的安全，在实际的生活中有的电器年记哦久了，则其绝缘性能下降，这样就给用户带来了很大的安全隐患，采用这种保护性的接地就是为了消除这种安全隐患而采取的措施。再者一些电器设备在运行的过程中会产生积累静电，这样就及其容易引起接触性的触电，甚至引起电器的爆炸，其危害极大，为了防止类似情况的发生，一般采用的接地方法是屏蔽接地法，能够有效的防止静电积累造成的损失。最后我们知道电磁干扰对电器设备是有很大的影响的，为了避免电器设备受到太多的电磁干扰，采取接地的方法可以有效的配出干扰，保证电器正常运行。
三．接地技术中的接地方式
电子电路设计中接地方式是比较多的，其接地方式不同那么它产生的效果也会不同，所以对于比较常见的几种接地方式我们要充分的了解，只有这样才能在具体的电子电路设计时运用自如。以下介绍两种最为普片使用的接地方式。
保护接零
一般用于三相四线制供电系统中的中性线，是电路环路的重要组成部分，在零线直接接地的一相四线制电网中，设计中一定要注意将电子电器设备征程运行时小带电的金属外壳于电刚的零线连接起来，这样一旦当电器设备中的某一项发乍漏电或者是碰壳时，由于事先金属外壳与零线相连，形成的单向短路，电流非常大，使电路保护装置迅速动的切断电源，从而保护了操作人员的人身安全和电网其他部分的正常运行，同时也可以避免一些重大安全事故的发生。
保护接地
接地保护的主要目的是为了防止用户触电，为了保护用户的安全而采取的措施，保护接地可以说是电子电路设计中最为常见的接地方式，一般来说对于那些中性点不接地的电网都采用保护性的接地方式，采用这种方式则电器设备的支架以及外壳均要接地，这样能够取得比较好的效果，有效的保护的电器安全一用户的安全。
四．电子电路设计中系统接地
通过接地技术的研究我们知道电子电路仪器中的电子仪器设备控制系统中遇到经常需要解决的就是系统接地问题，这也是设计中的一大难点。系统接地线是各种电路中的静态，动态电流的通道，同时又是各级电路通过共同的接地电阻相互耦合的途径，这样就形成了电路之间相互干扰的薄弱环节，所以电子电路设备中的切抗干扰技术，都和接地有很直接的关系。设计合理的接地足抑制噪音和防止干扰的主要途径，不仪能保证电子电器设备的正常，稳定和可靠性工作。
五．电子电路设计中系统接地的原则
根据不同的干扰源要设计不同的接地技术和工艺，不能存在侥幸认为电路中只要有一点接地就能消除干扰，要寻求综合性质的接地方式，才是最为安拿有效的，接地点的选择要恰当，避免设计不当引起的新的干扰。接地点的选择除了安全性外、还要一并考虑屏蔽效果的兼容性，就是要通过接地屏屏蔽技术达到消除多种干扰的综台目的。一般来说．电子电路设计如何和大地接触，与系统的工作稳定性能有着极为密切的关系，设计中常用以下三种方式。
1.浮地方式．不接触大地的悬浮方式。是将电路设备与公共地可能引起环流的公共导线隔离开来，从而抑制来自接地线的干扰。这种接地方式的缺点是设备不与大地直接相连．容易出现静电积累现象，这样积累起来的电荷达到·定程度后，在设备和大地之间会产生具有强人放电电流的静电击穿现象。
2.单点接地方式，我们知道采取两点接地扥方式很容易形成接地环路，一点接地的主要功能就是消除接地环路的形成。
3.多点接地方式，对于工作频率较高的高频电路，由于各元器件的引线和电路本身布局的电感都将增加接地线的阻抗，一点接地方式已不再适用
五．结束语
当前我国的经济快速发展带动了我国电子行业的迅速发展，各种电子产品相继诞生，并且应用日益广泛。在当前，我们已经进入了信息时代，各种各样的电子产品已经成为了人们生活的一部分，和人们的生活紧密相连，所以电子产品已经成为了当今不可或缺的一部分。但是我们知道，电子产品都存在电磁干扰，这不仅仅严重影响了电子系统的可靠性而且也严重危害到了工作人员以及用户的健康状态。所以，正是因为这个原因在进行电子电路设计时，我们要充分考虑其接地技术，这样可以有效的抗干扰能力。提高电子设备的抗干扰能力不仅仅可以提高经济利益还可以提高社会效益。可以说科学的接地技术已经成为了电子电路设计的一个重要的方面，是在电子电力设计工作中必须认真考虑的问题，其重要性不言而喻。所以本文就这个问题作了简单的探讨。
参考文献：
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关键词：光电着舰引导 陀螺稳定 伺服控制系统
中图分类号：V249 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0104-02
1、引言
舰载机的着舰有很大的风险性，首先飞机的甲板长度有限，舰载机必须保证以一定的着舰高度、一定的降落角和合适的姿态降落到甲板上，同时要求着舰点的位置要求非常准确，这样在着舰时才能钩住阻拦索，其次，航母由于受到海浪的影响，其甲板会产生艏摇、横摇、纵摇和升沉的运动，这样的运动会使舰载机的理想着舰点位置发生变化，为了保证舰载机安全着舰，现代的航母都装备一套完整的着舰引导系统，向飞机提供精确的着舰引导数据。
目前，国内用于舰载的光电跟踪设备很多，但真正用于舰载机引导的光电跟踪设备还很少，作为用于着舰引导的光电跟踪设备，为了能够准确安全的引导舰载机着舰，光电经纬仪必须采用高精度的视轴稳定控制方法，克服船摇的影响，从飞机进场到安全着舰的过程中稳定跟踪飞机。
2、光电着舰引导系统
光电着舰引导系统是集可见、中波、测距功能于一体的光电跟踪设备，具有随动跟踪、单站定位的功能。由光电跟踪转台和机下控制台组成，光电跟踪转台上安装了激光测距机、变焦距可见电视和中波红外三个传感器系统。这3个传感器组合在一起，可实现对远、近距离目标的捕获、跟踪和测量。变焦距可见电视焦距变化范围大，可实现对近距离目标的捕获、跟踪；中波红外系统的探测器的波长为3-5μm，主要实现低能见度时对目标的捕获、跟踪和测量；激光测距系统的激光波长为1.57μm，为人眼安全的激光波长，可实现对目标距离的测量，实现光电跟踪测量系统单站定位的功能。其光电跟踪转台的设计效果如图1所示。
3、视轴稳定跟踪技术
安装在舰船上的跟踪设备，为使设备正常工作，必须采用稳定控制方法，从稳定技术角度看，目前采用的方法可分为机械平台和视轴自稳定控制。
光电着舰引导系统采用视轴稳定技术是陀螺稳定技术，属于视轴自稳定控制方法，将两个互相垂直的单自由度的陀螺安装在俯仰框上，两个陀螺分别敏感经纬仪在方位和俯仰方向相对于惯性空间的运动，并将此信号作为速度反馈实现陀螺稳定。其两轴陀螺稳定伺服机构组成框图如图2所示。
从控制原理的角度上看，视轴自稳定控制技术有两种方法，第一种方法为船摇速度前馈法，第二种方法为速率陀螺反馈法。
3.1 船摇速度前馈法
利用船上惯导系统或其它稳定基准实时测量船摇运动的横摇、纵摇、艏摇角度和角速度，经过计算机平滑处理和解算外推，求出船摇速度前馈量。分别输入到伺服控制系统方位和高低回路，进一步补偿船摇扰动引起的指向误差[2]。
3.2 速率陀螺反馈法
速率陀螺反馈法，即将两个正交速率陀螺安装在天线俯仰支臂上，分别敏感船摇运动在天线横向及俯仰轴向引起的扰动信号，并负反馈到角伺服控制系统各只路中组成各自的稳定回路。这种方法已经在我所研制的设备上得到了应用。
其伺服控制结构有两种如图3、4所示。
比较两种方法可知，前者由于在陀螺反馈稳定回路中除包含基座机械谐振频率外，还存在速率陀螺本身的闭环谐振频率，因此对稳定回路的稳定性影响较大，使陀螺稳定回路频率展宽受到限制，对高频扰动的隔离度降低，但它设计、调试比较容易。后者在稳定回路内少了一个陀螺谐振环节，使稳定回路频带可做得更高，它对高频船摇扰动隔离效果更好，但设计与调试的技术难度大[4]。
本论文采用以编码器测速组成了速度内环，陀螺反馈作为速度稳定外环组成双速度环稳定控制的方法。内环包含了驱动电机及负载平台，主要作用是克服控制对象非线性和摩擦力矩对跟踪精度的影响；在速度稳定外环中，速率陀螺测量出框架相对于惯性空间的转速，主要用于敏感载体扰动，通过伺服控制实现视轴稳定，这样的控制方法把抗摩擦力矩干扰功能和隔离载体干扰功能采用分层设计。
3.3 控制方法的抗干扰性分析
为了显示双速度稳定环在抗干扰方面的优越性，本文接下来分别采用船摇前馈的控制方法、采用陀螺反馈的单速度环的控制方法和采用陀螺反馈的双速度环的控制方法对光电经纬仪的伺服控制器进行了设计。并对三种控制器的抗干扰性能进行分析。抗干扰性的分析方法是在船摇扰动的输入处施加与舰船摇运动相近周期和幅值的正弦干扰信号，然后比较经纬仪角度输出端处的响应[3]。输入的干扰信号如图5所示，图6为三种控制方法对干扰的输出响应曲线。通过三个输出响应曲线我们可以得到如下结论：采用陀螺反馈的双速度环的视轴控制方法对干扰的抑制能力最强，采用速度前馈的控制方法对干扰的抑制能力最差。
4、结语
本文针对舰载机着舰过程的复杂性和危险性，设计了一套光电着舰引导系统，用于在舰载机着舰的过程中向飞行员提供精确的着舰引导数据。同时针对其视轴稳定这一关键技术进行了研究，采用基于陀螺的双速度环的控制方法对伺服控制系统进行了设计，通过对抗干扰性能的分析，表明此控制方法有效可行，可以提高系统的隔离度。
参考文献
[1]郑峰婴.舰载机着舰引导技术研究[D].南京：南京航空航天大学，2007.
[2]王凤英.船载电视跟踪仪自稳定问题研究.大连海事大学，硕士论文，2005.
关键词：纸浆，软件组态，动态链接库，DDCRun
0.引言
随着造纸机车速的提高和设备的更新，原来的配浆箱方式配浆已逐步被管道配浆方式替代，而在管道配浆方式中，采用的三种配浆方式包括流量给定控制方式，比率自动控制方式和绝干量配比自动控制方式。配比自动控制方式按参与配浆的绝干纤维量来计算和控制各种浆的配比，具有配浆效果好，浆种配比稳定等优点。
1.配浆自动控制系统总体设计
纸浆配浆采用绝干量比例控制方式，自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合，同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。为了保证生产的正常运行，防止成浆池缺浆和满浆，在控制废纸浆和自制浆的绝干量配比同时，需要控制废纸浆和自制浆的浓度和成浆池的液位。
2.配浆自动控制系统的硬件设计
2.1 硬件结构
2.1.1浓度的检测与控制
浓度计采用武汉宇通仪表有限公司的DBNZ-1200型的动刀式纸浆浓度变送器，电动调节阀选用上海中泰自动化仪表厂的ZAZC型电动调节阀。
2.1.2流量的检测与控制
流量计采用上海光华仪表厂的LDG－150S型的电磁流量计，检测精度为0.5％，长时间测量累计误差小于1％。伺服放大器采用上海自动化仪表十一厂的ZPE-2010型伺服放大器，变频器采用日本富士通公司的5000G11S/P11S变频器。
2.2 硬件抗干扰技术
在此主要采用那RC滤波抗干扰技术。我们选用了光电隔离的多功能HY-6040A/D板，该板使用三总线隔离的形式，使其抗干扰能力大大增强。在此基础上，我们在810接口板上设计了RC滤波电路。对于变化速度很慢的直流信号，在仪表输入端加入滤波电路可使混杂于信号的干扰衰减至最小，这样我们就有效的提高了系统的硬件抗干扰能力。论文参考网。
3.配浆自动控制系统的控制策略
本配浆控制系统控制部分可分为绝干量配比控制；废纸浆和自制浆浓度控制；成浆池液位的控制及联锁控制，各控制部分具有耦合作用。
绝干量配比的控制较为复杂，废纸浆、自制浆的浓度、流量变化等都会对配比控制产生干扰，同时配比控制时又要考虑到节省能耗。通过对配比的分析，对配比中比重占较大的自制浆，我们将自制浆泵满负荷运行，而让废浆泵根据给定的配比，采用带有延迟环节的增量PID控制算法控制。
废纸浆和自制浆的浓度的控制，由于两者相互不影响，且受其他影响较少，我们分别通过控制相应电动阀的开度来控制加水量，从而控制纸浆的浓度。论文参考网。采用较为典型的闭环控制策略，控制算法采用增量式PID控制。
纸浆液位的控制，纸浆液位的控制是本控制系统的一个难点，由于搅拌器的动作及液位本身的不稳定，给液位控制带来了困难。论文参考网。我们采用了带联锁的液位宽限开关控制策略：
3.1 以成浆池液位为主控制对象，设立成浆池液位高低限开关，成浆池液位高于高限开关时，自动关闭废浆池泵和自制浆池泵；如果成浆池液位低于低限开关时，根据自制浆池和废浆池液位要求，确定是否启动废浆池泵和自制浆池泵控制。
3.2 考虑到液位的波动，在对采集的液位数据进行平均滤波的同时，对限位开关值设立宽限，宽限值的大小通过实际试验确定。当液位波动值小于宽限值时，则不动作；只有当液位变化值大于宽限值时才进行相关动作。
3.3 考虑到废浆池与自制浆池的联锁要求，启动废浆池泵和自制浆池泵时必须满足：废浆池和自制浆池的液位必须同时都大于设定的下限值。同时，浓度控制电动阀也产生联锁动作。
4. 配浆自动控制系统的软件设计
在本控制系统中，软件必须安全可靠，可移植性和可扩展性好，参数修改方便，调试简单。本系统软件分为：控制程序，显示操作程序，数据采集程序。各个部分分别开发，并通过DLL结合成一个有机整体。
控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计，显示操作程序使用Visual C++6.0开发，接口程序利用WinDriver进行开发。系统软件的各个组成部分通过DDL实现连接。
4.1 数据采集程序
WinDriver可用于各种接口程序的开发，在本系统中，我们采用它开发系统的数据采集程序的接口，我们首先使用驱动程序开发工具Windriver创建基于PCI/ISA的设备驱动程序，在此基础上，我们就可以在Visual C++中利用上述工具产生的硬件操作函数编写相应的数据采集程序。同时我们把数据采集程序做成DLL形式，DDCRun控制程序通过调用它实现控制程序和系统硬件的接口。
4.2 控制程序
在本系统中，控制程序采用软件组态方式实现。具有大大缩短开发周期，减轻调试复杂性，方便控制程序修改，系统易于维护等优点。
DDCRun控制组态软件是我们自行开发设计的模块化的控制组态软件，它的各个模块是以DLL的形式存在的。首先编写好控制程序需要的各个功能模块DLL：增量式PID，加减运算，限幅运算，绝干量统计，条件开关，平均滤波等；然后将各个模块添加到DDCRun；最后便可以根据控制策略进行组态设计，设置控制参数和相应硬件接口板卡的地址。
控制程序通过调用WinDriver生成的数据采集程序与硬件直接联接；与此同时，在显示操作程序中，通过调用DDCRun提供的接口函数，实现对控制程序各个控制模块的输入输出读写和控制参数的修改。
在系统调试过程中，我们只须通过软件修改控制算法的参数即可达到预定的控制目标。
4.3 显示操作程序
显示操作程序是本系统必须的组成部分，具有以下特点：界面简单直观，用户操作方便，运行稳定可靠，满足人体工学要求，采用面向对象的编程语言Visual C++6.0设计。根据要求功能模块分为[主界面]、[流量浓度曲线]、[液位曲线]、[报警显示] 、[参数设置]、[统计报表]、[关于系统]、[退出系统]、[密码保护]等九个模块。
为了方便历史数据的查询和以后网络化的需要，我们将所有有关数据保存在关系数据库SQL Server中，通过ADO对象对数据库中的数据进行操作。
ADO是面向对象的OLE DB，它继承了OLE DB技术的优点，并且对OLE接口作了封装，定义ADO对象，使应用程序的开发得到了简化。ADO技术属于数据库访问的高层接口，其主要优点是易于使用、内存支出少和磁盘遗迹小。与DAO和RDO类似，ADO也是一种基于对象的集合 .
主界面 主要实现重要参数的显示，纸浆动态显示功能以及启动和停止自动控制的功能。主要参数包括：废纸浆池的液位.浓度.电动水阀开度和变频泵的电流信号大小；成浆池的液位，浓度和两个抽浆泵的纸浆浓度和流量，自制浆池和废纸浆池的液位，浓度，电动水阀开度和变频泵的电流信号大小。同时，主画面上的水流动态显示，使得系统状态更加直观。
流量浓度曲线、液位曲线、报警显示、参数设置、统计报表、密码保护 实现系统密码保护、修改等功能。
5.结束语
与手工配浆相比，成浆的纤维配比更加稳定，系统控制精度高，提供了配浆的质量与效率；与此同时减轻了工人的劳动强度。
【参考文献】
[1]傅兴仁.管道配浆.中国造纸.2001,(01).
[2]葛升民,童树鸿,周斌.纸浆浓度控制系统的设计.中国造纸.2002(03).
[3]邵惠鹤.工业过程高级控制，23.上海交通大学出版社.1997.
关键词：单片机；串行通信；总线；计算机；接口
随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展和广泛应用， 工业过程的智能化、自动化监测与控制系统的应用日益广泛．单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的各个领域。因为工业现场环境较恶劣，单片机系统在使用过程中通常会出现一些设计时想不到的新情况、新问题，这就需要进一步修改和完善．因此，有必要设计一套单片机综合实验系统，根据工业现场反馈的各种问题，随时对系统中的功能模块进行实验研究和分析，解决工程实际问题．本文设计的这套单片机综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和显示、根据设定的参数自动调节和控制输出、与计算机进行远距离数据通信等功能．
1 系统组成及工作原理
综合实验系统主要由以下几部分组成：89C51单片机及其仿真系统，温度、压力等模拟量传感器及其接口电路，A／D转换模块，数据存储模块，按键控制模块，日历时钟模块，看门狗电路模块，FP—GA模块，液晶显示模块，通信模块及上位计算机，其组成框图如图1所示．系统采用89C51单片机作为主控芯片，A／D转换模块将多路模拟信号转换为数字信号；外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间；按键控制模块向CPU传回键值，用来设置和调节系统参数；日历时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间，而且为系统提供掉电保护功能；看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能，一旦系统出现故障或程序跑飞，它就可以在超时周期之后使CPU复位，提高系统的整体可靠性和抗干扰能力．FPGA模块是现场可编程逻辑门阵列，通过编程可将它作为多种数字逻辑器件使用；LCD液晶显示模块可以同时显示多行字符及自造图形，主要用来显示采集到的数据、系统时间等；兼容RS485和RS232两种协议的全双工串行通信接口，可以与上位计算机进行远(约1 200 m)近(约15 m)距离的数据通信[1] ；上位计算机将接收的数据进行存储、显示、绘制模拟曲线、打印曲线和数据文件，按照用户的具体要求作进一步的数据分析和处理，同时发送控制参数，对被测对象的温度、压力等进行控制和调节．
2 系统硬件设计
2．1 单片机仿真系统
单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存储器借用仿真机的)，也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能．仿真机一般都具有单片机的基本功能部件，如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等；具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能[2]．
监控程序放置在仿真机内，要仿真的CPU器件位于仿真机外仿真线的端头，毕业论文 更换不同的仿真头和CPU，该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机，该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序．通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作，只有当程序调试顺利通过才将程序写入芯片，编程方便且节省时间．
2．2 传感器的选择及信号变送电路的设计
传感器作为系统的感知器件，直接影响着系统的精度和稳定性．本实验系统中，温度传感器选用精度高，线性度好，使用方便的LM335传感器；压力传感器选用标准应变式压力传感器，它具有精度高、响应速度快、分辨率高等特点．传感器接El电路的设计采用了模块化设计方法，设计了温度、压力等专门接口电路，直接与上述各种传感器相连．由于从传感器输出的模拟电信号非常微弱，需对这些模拟信号进行放大，同时为了确保信号不失真，选用了线性度好、抗干扰能力强的高精度运放OP07，其特点是输入失调电压较高、温漂较小、开环电压增益较高、共模抑制比较大，它输出的模拟信号经10位A／D转换器TLC1543转换成数字信号后，送人89C51进行处理．
2．3 通信模块的设计
计算机(PC)串行通信端口是RS232负逻辑电平，该实验系统上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通过RS232总线进行点对点通信，也可以通过RS485总线进行多机通信_3]，RS485总线上最多可挂接32个综合实验系统，总体布局如图2所示．所以实现计算机和该实验系统之间的近距离通信，通过RS232接口即可；若要实现计算机和该实验系统之间的远距离通信，则必须将RS232电平转换为RS485电平后，才可将实验系统挂接在RS485总线上．RS232-RS485电平转换原理如图3所示，通过MAX485的差动输入(A、B)与RS485总线相连进行信号的收／发，由于RS485总线上只能进行半双工通信，所以MAX232和MAX485之间除了接收和发送线外，还有一个信号线来控制MAX485的接收使能(RE)和发送使能(DE)，在PC与RS232相连的这一侧，通过PC的请求发送(RTS)来控制．
2．4 串行总线I*2C
I*2C总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向二线制串行总线[4]．它只需两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能完成挂接在总线上的若干个I C器件与微处理器之问的数据交换．该实验系统采用具有I C总线接口的看门狗芯片CATll61和可编程实时时钟芯片PCF8563，由于单片机89C51自身没有I C总线接口，所以采用软件合成I C总线与它们相接．
I C串行总线与并行总线的最大区别在于：并行总线有地址总线，CPU通过地址总线访问从器件；而I C总线利用数据传送中的前几个字节传送地址信息，所以占用CPU的口线大大减少[5]．随着智能化测控仪器日趋小型化和集成化，I C串行总线正在逐步取代传统的并行总线．
转贴于 2．5 抗干扰设计
工业监控现场工作环境一般较差，干扰较严重，为了保证系统可靠工作，必须解决抗干扰问题．针对工业监控现场可能产生的干扰、干扰来源、传播途径等，采用了软硬件方法对系统进行抗干扰设计．硬件抗干扰设计主要包括：对电源噪声进行滤波、大功率驱动电路接口进行光电隔离、集成电路芯片的VCC与地之间并连电容、优化电路板的布线、看门狗监控等；软件抗干扰设计主要包括：软件陷阱、软件自恢复、数字滤波、求平均值等．
对于数据输入通道的干扰，采用软硬件结合的方法进行滤波．当存在随机干扰而使被测信号中混入了无用成分时，硕士论文首先经过一个时间连续的RC滤波电路，再经A／D变换成二进制数字量后，进行数字滤波．因为硬件滤波能很好地抑制高频干扰，而对低频干扰的滤波效果却较差；而软件数字滤波算法对低频干扰具有较好的抑制能力．
在控制强电设备的开关量输出通道中，为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到监控系统，采用了光电隔离技术．因为光信号的传输不受电场、磁场的干扰，可有效地防止干扰信号因耦合而进入系统，达到电气隔离的效果．
3 系统软件设计
系统软件包括单片机软件和PC机软件．单片机软件采用模块化结构，利用MCS一51汇编语言编写．根据要实现的功能，该软件由主程序以及数据采集、A／D转换、数据通信、日历时钟编程、键盘中断调控、液晶显示、D／A转换、数码管显示等程序模块组成．下面以加热炉的炉温控制为例，给出系统程序流程图如图4所示．
PC机软件的主要功能是对单片机系统采集的数据进行存储、处理、动态模拟显示、报表绘制、打印输出等．PC机软件采用Visual Basic 6．0编写，医学论文 PC机与单片机之间的实时通信程序主要是通过计算机的串行通讯口进行数据的实时采集和双向通信，此外，PC机程序还将单片机采集过来的数据按照用户的具体要求进行动态显示、数据统计、生成报表和数据文件等，并对不同情况下得到的数据进行对比分析，总结出变化规律．
4 实验结果与分析
为了测试该系统的实时性，将5台综合实验系统与工业计算机组成分布式多机通信系统，单片机串口工作方式1(传送一帧信息10位)，波特率2 400 bps，一帧数据采用5个字节(其中数据占2个字节是因为A／D转换结果是10位)的格式，如表1所示．5台实验系统各采集一次数据给PC机传送时，理论上连续发送速率为2 400／(10*5*5)= = =9．6次／s．经过测试发现，计算机在120 ms后收到了5台综合实验系统发送的共250位数据，实际发送速率约为8次／s，这是因为有状态转换和等待时间；为了测试系统的可靠性和稳定性，将调试好的程序写入单片机芯片，使系统连续运行，120 h后观察系统仍然在按设定的流程工作，没有出现死机现象．该系统经过多次改进和实验验证后，据此设计了工业加热炉炉温控制系统并在工业现场安装使用，结果系统能连续正常工作(工业计算机故障除外)，测量随机误差为±0．01℃，控制结果满
足了实际要求．
5 结论
该综合实验系统不仅能为以单片机为核心的系统前期探索研究提供一种方便的实验装置，而且能在远离工业现场的实验室解决工业应用中的实际问题．实验结果表明该系统可以将许多分散的实验项目整合在一起进行研究和分析，节约资源，降低成本；实验数据正确率高，通信实时性强，系统工作可靠；单片机串行网络构成的分布式通讯系统灵活性强，易于扩充，其基本原理适用于工业现场的分布式数据采集、检测及控制系统，具有很大的实用价值．
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[3]高红红．矿区专用铁路调度监督系统的研制[J]．现代电子技术，2005，21：84．GAO Hong-hong．Research and Development of Dis—patch and Supervision System of Mine Railway[J]．Modern Electronics Technique，2005，21：84．(in Chinese)
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
关键词：自动控制系统功能，改进
1 前言
莱钢三座120吨转炉烟气净化及煤气回收采用干法除尘技术，干法除尘系统的设备在布置上基本分两部分：蒸发冷却器在转炉跨内，静电除尘器、风机、液压站、放散烟囱和煤气冷却器分布在厂房外。其中的每个设备都非常重要，哪个设备出现了问题都将影响整个系统的进行，而这些设备的维修需要一个漫长的过程，因此原有的控制系统已不能适应转炉炼钢生产的快速节奏和环保要求，为此我们通过研究，对其自动控制系统进行改进，对于三座转炉公用的斗式提升机和刮板输送机，增加一套备用细灰运输系统，蒸发冷却器部分增加一旁通管路，当主管上的水调节阀和切断阀出现故障时切换到主管，从而不影响烟气的冷却，新上一套4#静电除尘器系统，哪个炉子的静电除尘器出现问题时可以切换到4#静电除尘器，新上一套备用风机系统和4#风机切换站系统，哪个炉子的风机出现问题时可以切换到备用风机系统或4#风机切换站系统，从而不会影响生产的正常进行。
2 工艺流程简述
转炉炼钢过程中，氧气与碳反应生成具有高含量一氧化碳的尾气。由于与工艺相关的原因，加热期间的烟道气流量、烟道气成分和温度是不同的。在高热的转炉烟道气可被有效使用之前，必须对它进行冷却和除尘。离开转炉的主烟道气在余热锅炉中得到降温，出口可得到约为850℃的烟道气平均出口温度。水被直接喷入要被冷却的烟道气流中。应将喷水速率选择为能确保被转炉热烟道气完全汽化，同时借助于双介质喷嘴实现水的雾化。除了冷却转炉烟道气之外，由于烟道气速度减速和用水滴湿润粉尘的缘故，出现集尘。被收集的粉尘量取决于转炉工艺及在吹氧阶段添加石灰的速率和时间。从蒸发冷却器出来的200℃左右的烟道气进入静电除尘器。静电除尘器包括并排布置的集电电极和呈缺口的条状电极状的放电电极。在静电场的作用下，气体离子向地迁移，导致电流流动。这些负气体离子的一些依附在粉尘上，从而使它们依附在集电电极上。然后通过规定的间隔时间通过振打使粉尘沉积下来。为了防止粉尘沉积或湿度引起电飞弧，对静电场的绝缘子要进行加热。利用可调速的轴流风机实现烟道气的吸入控制，并根据气体分析仪检测的CO浓度来控制切换站将煤气送至烟囱或煤气柜，实现放散或回收的快速切换。论文参考，改进。图1简单的表示了干法除尘的工艺流程图
图1 干法除尘工艺流程图
3自动控制系统功能
3.1系统的控制功能和特点
整个干法除尘自动控制系统的一级自动化（基础自动化）采用SIMATIC S7－400PLC系统作为系统的中心，系统软件选择SIMATIC WINCC6.2和STEP7 5.4作为监控软件和编程软件，与转炉本体、余热锅炉等自动化系统进行联网通讯，组成以太网光纤环网，实现PLC与上位机之间的信号的传输、报警和数据采集等。根据干法除尘设备分散的特点，PLC按设备分布区域划分为主站和从站，从站为主PLC的远程扩展单元，主站放置在干法除尘电磁站内，控制蒸发冷却器及相应的排灰等的蒸发冷却器从站放置在主控楼的PLC室内，采用SIMATIC S7－300PLC系统，通过光缆与主站进行通讯，其它分站通过IM460-0和IM461-0接口模块与主站进行通讯。论文参考，改进。其中蒸发冷却器的旁通在PLC室的从站上，备用细灰运输系统、备用风机、4#静电除尘器、4#风机切换站系统在干法除尘公用PLC上，公用PLC亦分为主站和从站，均放置在干法除尘电磁站内，其中煤气冷却器部分的从站采用SIMATIC S7－300PLC系统，通过PROFIBUS电缆与主站通讯，其余两个从站通过IM460-0和IM461-0接口模块与主站进行通讯。另外三座转炉公用的斗式提升机和刮板输送机的控制在1#炉干法除尘PLC上，因此在进行1#炉干法除尘PLC维护时注意，只有在确认另外两个炉子都没有使用的情况下，才能对其PLC进行断电等操作。
3.2蒸发冷却器的喷水控制
首先应进入吹炼的准备阶段（加铁水或二次吹炼信号），在画面上反映为第三阶段（PHASE3）在第三阶段的基础上氧阀打开，开始吹炼，进入第四阶段（PHASE4）。氧阀打开后，蒸汽阀立即打开。论文参考，改进。同时因为炉内的碳氧反应，烟道气温度开始上升，当EC入口高于300度时，水阀打开，开始对烟道气喷水进行降温，此时调节阀的开度保持在默认值（开度50％，可调）。15秒后，水量调节控制器打开，再过5秒后，温度控制器（PID调节块）被激活为自动模式。吹氧结束后，一旦EC的入口温度低于预设值（默认为250度，可调），水阀关闭，温度控制器回到手动模式，水量调节控制器关闭。水阀关闭20秒并且停止吹氧120秒后，蒸汽阀关闭（为了保证系统中剩余的水被完全雾化）。进入第四阶段后（PHASE4），过90秒，自动进入第五阶段（PHASE5）：吹氧。在氧气阀关闭以后，系统认为一个冶炼周期结束，自动进入第六阶段（PHASE6）：吹氧结束。该阶段自我保持100秒后回到第一阶段（PHASE1）：停止冶炼。等待加铁水信号或二次吹炼信号来到时，再次进入第三阶段，重新开始一个循环。
3.3转炉的烟气流量控制
为了适应炼钢工艺，将炼钢过程分为不吹氧、预热、开始吹氧、吹氧、吹氧结束、炉口清理等六个阶段，分别设定各阶段由轴流风机的变频器控制的烟气流量，根据该设定值和炉口压力来实现转炉烟气流量的控制。
将吹氧量与炉口压力控制器的输出信号相乘所得到的值，加到各阶段烟气流量设定的串级比例控制器上。论文参考，改进。如果吹氧速度发生变化，这种比例控制能够通过炉口压力控制器的输出信号，确保烟气的流速在相同的比例上立即得到适应。
炉况的变化以及炉气温度等所导致的余热锅炉中的压力变化通过压力控制器对吹氧速度和烟气流量之间的比例关系加以修正来进行补偿。测量的烟气流量根据标准的条件进行压力和温度校正。此外，将喷入蒸发冷却器的水蒸汽含量从校正后的烟气流量中扣除，使得受控变量能够代表标准条件下干态的烟气流量。
烟气流量控制器的输出信号经过变频器控制轴流风机的转速。
3.4 切换站的压差控制和钟形阀的位置控制
在炼钢过程中，烟气放散或回收是由CO的浓度条件来触发切换的，通过切换站的两个分别通往煤气柜和烟囱的钟形阀的开启来实现控制。论文参考，改进。
在放散转回收之前，首先通过烟囱钟形阀对风机下游的压力进行憋压，直到高于煤气柜一定的压力才能进行回收操作;当回收切换至放散时，也必须保持一个小的正压，以防止煤气从煤气柜倒流，因此针对这两种不同的切换方式，在程序中也必须由具有两个不同设定值的差压控制回路来控制切换过程，该控制器的输出信号控制烟囱钟形阀的开度调节，使煤气柜钟形阀前后的压差达到相应的设定值，从而保证煤气在正常切换或紧急快速切换过程中均能实现无压力扰动切换。LT系统的烟气切换所需时间仅为8秒，如在作业过程中发生事故，烟气流可在3秒内被迅速地从通往煤气柜切换到通往火炬的通道里。论文参考，改进。
3.5 原控制系统与备用系统的切换
蒸发冷却器系统当水切断阀或切断阀出现故障时，可以切换到旁通，通过点击蒸发冷却器画面上的主管/旁通按钮来实现，旁通管路上有水流量计，切换以后则旁通的水流量参与喷水流量调节。
当三座转炉公用的斗式提升机和刮板输送机出现故障时，可以切换到备用细灰运输，通过切换到备用细灰运输画面启动设备来实现。
静电除尘器系统出现故障时，可以切换到4#静电除尘器，通过在每个炉子的4#静电除尘器画面上点击选择/放弃4#静电除尘器按钮来实现。只能有一个炉子选择，某一个炉子选择时，其它两个炉子必须放弃选择才能正常使用。
风机系统出现故障时，可以切换到备用风机系统，通过在每个炉子的备用风机画面上点击使用/不使用备用风机来实现。也可以切换到4#风机切换站系统，通过在每个炉子的4#风机画面上点击选择/放弃4#风机来实现，同样只能有一个炉子选择，某一个炉子选择时，其它两个炉子必须放弃选择才能正常使用。切换到4#风机切换站系统后，则煤气回收通过4#切换站来实现。
4 抗干扰功能的设计与实现
由于供电系统中有大量高次谐波存在，严重威胁控制系统的正常运行和通讯网络的实现、安全、稳定、畅通.为此设计中根据各种干扰源的情况，采取了以下抗干扰功能.
4．1 接地措施
计算机系统单独接地，接地电阻小于1.0欧姆，与电气接地分开，以防形成接地环在接地线上产生接地电流引起PLC误动作。
4．2 模拟量输入信号滤波
对系统模拟量输入信号在进入PLC模拟量通道以前，先经过信号隔离器消除通道中的串模干扰，提高了通道的信躁比。
4．3 模拟量通道屏蔽
模拟量信号的输入导线采用有内外屏蔽线的多芯双绞线电缆，在桥架中分开敷设，单端接地,有效地衰减了高频干扰,降低了辐射干扰和电磁偶合干扰，保证了有用信号正常传输.
4．4 通讯电缆设置
采用光缆通讯，防止对设备进行干扰，保证了系统的稳定性。
4．5设备安装部置
PLC柜与动力柜分别安装在不同的地点,PLC柜安装在操作室,动力柜安装在电气室,这样有效地减少了强电磁干扰.
5结束语
系统投运至今运行可靠，抗干扰技术的合理应用，保证了PLC设备和通讯网络在恶劣环境下的安全运行，特别是控制系统改进后，提高了系统的自动化水平，为炼钢赢得了宝贵的时间，同时也为设计和维护人员积累了宝贵的经验。
参考文献：
（1）潘新民、王燕芳微型计算机控制技术人民邮电出版社1999年
（2）皮壮行等可编程控制器系统设计与应用实例机械工业出版社2003年
关键词：电气系统；机电；优化设计
中图分类号：U671.91+5 文献标识码：A
1 机电一体化集成装配装置概述
原有机电一体化集成装配装置主要由机械本体、控制系统、工控机测量系统、力传感器系统、真空系统和气动系统及工装等组成。由于工控机测量系统与控制系统是相对独立的一套系统，本论文将不论述。控制系统采用西门子840D和FM-NC数控系统来控制7个数字轴和2个模拟轴，其中840D系统控制7个数字轴（X、Y、Z、C1、C2、C3、W轴）的运动和处理力传感器的快速响应及相关实时控制，以及和工控机测量系统间的通讯和协调控制。FM-NC系统控制2个模拟轴(W1、W2轴)的运动，实现调姿机构的运动控制，从而达到对待装配工件的姿态调整。在上述的9个轴中，X、Y、Z、W、W1和W2轴是直线轴，C1、C2、C3轴是旋转轴，其中C1轴的旋转角度范围为0°～380°。W1、W2轴组成调姿机构，在调姿机构的下端装有拾取工件的真空吸盘和在移动过程中对工件起保护作用的气动手爪。W轴作为加载机构的加载轴在所有工件装配完成后对整个产品进行下压加载。C2轴作为装配工位，C3轴作为待装配工件放置工位装置的系统构成如图1所示，其中控制系统为SINUMERIK840D数控系统（CNC）。
2 电气系统的优化和改进设计
2.1 冗余设计
工作冗余应用在抓取所用的抓具以及吸纳装置，这使得装置更加稳定，对于装置以及器具的安全更具效果，如图2，若想要杜绝抓具产生错误操作，例如应当闭合的时候显示敞开，而本应敞开的时候发生了闭合，而应当将目标吸上的时候不产生效果，以上为误操作的表现，另外还有精度的掌握，抓合的力度以及方位，时间的准确，为了达到最佳操作效果，采用两个模块一个信号的对应模式加入设计。而对气动抓合也有更好的设计，被作为并联冗余的，除此，织袜器对于信号输出系统进行的控制也采用这一方法，不过在继电器控制电路不适用这一方式，而选用串联和并联配合的设计。
在图2中Gn和Gn+1是两块完全一样的SIEMENSDO模块，模块以及信号相互对应，模块的工作时间同步，因为继电器是并联的，都通过同一个输出点来控制，所以通常两个继电器同时有效，但是如果其中一个发生状况，可利用的输出信号就会产生，特别针对气动手抓。根据经验，只要并联的两个模块当中有一个不在状态，或者两个都出了问题，即可收到输出信号。
2.2 抗干扰设计
机电一体化内容很多，电流充足和电压很高的装置以及电压需求小，电流较低的装置，也就是通常所说的弱电设备，这二者都是存在的，而通常强电装置本身的磁力以及声音会将弱电装置干扰，弱电装置不但受到强电装置的干扰，其也会受到相似信号的干扰。此外，对弱电装置造成干扰的还有磁力声音以及供电系统，并且可以将供电干扰当做是元件受到干扰并且运行不稳定的主要方面，可以导致内容处理偏差，影响整个系统的最终效果，因此，在设计中一定要注意抗干扰能力。下面几种方法的抗干扰能力十分有效，被广泛使用。
2.2.1 屏蔽技术
屏蔽技术可抑制电磁噪声沿着空间的传播，及切断辐射电磁噪声的传输途径。在装置中，除了380V和220V电源电缆之外，其余电缆均使用了带屏蔽层的电缆，这将本信号的干扰源禁锢起来不会对外形成干扰，并且也阻止了外界的向内干扰。
2.2.2 接地技术
接地技术的应用是电路设计中一个不能缺少的角色。系统以及电路将“地”作为一个重要的参考方面，而其中的各个部分，例如电路和电流等都要经过地面，才能形成可以循环的回路。这一装置中包含了工地，屏蔽以及保护等连地接线，其中，保护地线是将电气控制柜柜体、操作台机壳和装置本体都可靠接地；地线使用的方法都是并联和单点的形式，对于干扰的抵抗能力很强，屏蔽接地是将所有的屏蔽电缆的屏蔽层通过接地线可靠地接到同一个接地铜排上，电源变压器和隔离变压器的屏蔽层接到保护地线。
2.2.3 滤波技术
滤波器是由电感、电容、电阻或铁氧体器件构成的频率选择性二端口网络，可以插入传输线中，抑制不需要的频率进行传播，能较小衰减地通过滤波器的频率段称为滤波器的通带。通过时受到很大衰减的频率段称为滤波器的阻带。为了抑制供电电网系统和装置周边环境用电设备所产生的电磁噪声对控制系统和驱动系统的影响，可以达到排除干扰的电气系统的方式，例如浪涌吸收器等也是其中一项。
2.3 热设计
元件生产的原料用一定的温度适应，如果温度不适宜可能造成原料的性能出现改变，而制造出的元件的效果也会发生差异，但是只强调温度还不够，如果温度适宜，而太长时间也会引起故障，根据发生故障类型和次数的统计，温度和使用时间的适当和工作效果联系十分紧密。
通常，温度如果不正常，太低温和过高温都将引起故障，而高温尤其是引起故障的原因，数据表明高温度和故障指数之间有直接关系，其各种性能参数，如耐压值、漏电流、放大倍数、允许功率等都是温度的函数。在本装置中，SINUMERIK840D数控系统、SIMODRIVE611D数字伺服驱动系统、松下模拟伺服驱动系统、可编程逻辑控制器（PLC）以及它们的电源都是模块化结构。每个模块内都有大量的电子元器件。
结语
本文总结说明了机电装置中的连接方式和抵抗干扰之间的关系，通过系统的介绍这些方法的运行过程以及缺陷等，提出合理的优化手段，有助于使用者和设计者参考自身所具有的条件对各个线路装置进行最优设计，找到元件与效果之间的最好关系，促进使用的合理性。
参考文献
[1]方建军，田建君，郑青春.光机电一体化系统设计[M].北京：化学工业出版社，2003.
关键词：香料厨房；网络闪断；PROFIBUS-DP
制丝加香加料工序是卷烟加工过程中的重要工序，通过对物料流量的跟踪、配比，精确控制加料量与加料精度误差，从而保证成品卷烟的感官质量以及品吸感受。目前制丝车间香料厨房主要负责叶片松散回潮加水、叶片润叶加料、白肋烟加里料、表料，梗丝加料、梗丝加香，混丝加香等工序的加料加香作业，而香料厨房远程加料的各子站通过PROFIBUS-DP连接。随着设备使用寿命的增长，基础硬件及周边环境的不稳定，PROFIBUS-DP网络固有缺陷逐渐显现，网络通讯质量严重下降，生产过程中的网络闪断频繁出现，最多一天出现5次，严重影响车间优质品率。
1 存在问题
1.1 网络干扰大
香料厨房于2007年进行了异地技改，由于施工原因，香料厨房电控布线的桥架中，动力电缆与网络线缆混在一起，对网络通讯产生了严重干扰。同时，香料厨房共有10台变频器，均通过PROFIBUS-DP进行连接。随着后期改造、大功率设备的增多，会通过电源干扰、空间辐射干扰等影响通讯系统。而且，变频器到加料电机所连接的电缆为非屏蔽电缆，变频器与变频器间也未安装等电位导体。因此，在实际生产过程中，网络干扰隐患重重。
1.2 网络连接元器件老化
香料厨房网络内共有2段DP网段，用以连接各个子站、流量计、变频器、FESTO阀岛等共计45件网络元器件（不含PA网络元器件）。而这些元器件中，如子站、阀岛是通过专用的总线连接器连接，变频器、流量计等则是DP网线直连元器件接线端子。长时间使用后，直连设备的接线端子会老化松动，造成接线虚或是出现网线铜芯断裂等现象。
而且，先前技改时所用的PROFIBUS-DP插头为快装接头，卡扣式，该型号插头安装方便，但容易老化、干裂。PROFIBUS-DP插头老化后接线容易松动、断裂，再加上现场设备震动较大，极易导致PROFIBUS-DP网络出现通讯故障，从而影响整个生产线的正常运行。
1.3 网络传输距离过长
由于加香加料各工艺段位于车间不同位置，按照距离远近，香料厨房远程加料各子站顺序图如下所示：
在整个网段内，子站间的传输距离过长，极易造成信号衰减，影响网络通讯质量。虽然可以通过降低网络通讯速率保障通讯质量，但由于香料厨房数据交换量大，网络通讯速率已降至512 Kb /s下限。且在512Kb/s时允许的最大长度为400 m，而最后一个子站与主控柜之间的PROFIBUS-DP通讯线缆长度为560多米，远远大于允许长度。
2 改进方法
2.1 规范布线方式，更换防屏蔽电缆
通过分析可知，动力电缆与通讯线缆同在一桥架内，极易产生干扰。因此，利用停产检修，将网路桥架打开后，对于通讯网线，单独嵌套小桥架，并加盖板封闭，无法分线槽布线的则尽量隔离；同时，更换变频器至加料电机电缆，全部更换为带金属屏蔽层的屏蔽电缆；最后，在主电控柜内增设等电位导体，进一步减少干扰。
2.2紧固网络接线，更换总线连接器
严格按照作业指导，紧固流量计、变频器等元器件的DP接线，尤其注意屏蔽层是否完好。同时，对所有的总线连接器、FESTO阀岛总线连接器进行逐一排查，打开塑料外壳，检查内部接线情况，发现插头老化、龟裂，立即更换，铜芯断裂则重新剥制网线。将总线连接器全部更换型号为6ES7 972-0BA52-0XA0的总线连接器。
2.3增设中继器，对网段进行隔离，减少干扰
通过网络硬件组态的在线检测，我们发现了设备频繁掉线的网络设备（松散回潮至梗丝加料节点），在其网络节点处增设中继器，通过对网段进行隔离，减少网段之间的电磁干扰，同时可以放大网路信号，提高通讯质量。
3 改进效果
上述措施实施完成后，我们对香料厨房网络情况进行为期一个月的跟踪观察，在此期间均未出现间隙性、无规律闪断问题，网络通讯质量提升明显，网络故障停机次数由平均5次每月减少为0次，提高了网络的可靠性和抗干扰能力。
4 结束语
通过对香料厨房网络闪断案例的分析、解决，我们发现现场总线 PROFIBUS系统的不稳定与基础硬件条件、周围的环境有很大关系。虽然网络闪断发生时，没有任何预兆，让电气维修人员摸不着头脑，但是通过监控软件（网络硬件组态监控）或设备确定闪断地点以及基础硬件的排查，能够发现问题的端倪，从而更加针对性地进行下一步排查。同时，要提高现场总线PROFIBUS 的可靠性，一方面要求现场总线PROFIBUS的质量和相关设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强现场总线通讯的稳定性。
参考文献
[1] 李晓堂.张宝文.马悦军.LI Xiaotang.ZHANG Baowen.MA Yuejun 制丝生产线PROFIBUS-DP网络闪断现象的改进[期刊论 文]-烟草科技 2013（10）.
[2] 段志宏 制丝生产线现场设备闪断故障案例分析[期刊论文]-内蒙古科技与经济 2013（18）.
关键词：电梯；PLC；编程；抗干扰
中图分类号：TU857文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010)16-0000-01
The Simple Analysis of PLC in Elevator Control
Feng Aimin
(Liaoning First Construction Design Co.ltd,Shenyang110001,China)
Abstract:Through simple analysis of PLC in elevator control,the thesis explains the requiremts of elevator to PLC and analyzes the advantages of PLC system compared with relay sistem.It discusses the basic elements in the design of the PLC system and put emphasis on the mode choice of the system and the basic method of anti-disturbance.
Keywords:Elevator;PLC;Programming;Anti-disturbance
随着科学技术的发展，电梯成为高层建筑中垂直升降的重要交通工具。国内的电梯产品和正在运行的电梯大多采用继电器组成的控制系统，缺点是触点多，故障率高，可靠性差和体积庞大等，采用PLC控制是解决上述问题的重要途径。PLC已拥有门类齐全的各种功能模块和强大的网络通讯能力。其控制范围由单机自动化、简单生产过程直至大型集散系统，可以覆盖现代工业的各个应用领域，满足绝大部分受控对象的不同控制要求。
一、PLC用于电梯控制的简单分析
（一）电梯对控制信号的响应要求
电梯一般是由电动机来拖动，运行过程包括起动、正（反）转、加减速、稳速、制动、停止等。具体的控制主要是对电动机及开门机的起动、换速、停止、运行方向、楼层显示、层站召唤、轿厢内指令、安全保护指令信号进行管理。
1.电梯无司机人工驾驶，完全自动响应层站召唤和轿厢内指令。
2.电梯起动后，轿厢在一楼，若一楼有呼梯信号，则开门。
3.当电梯“悬停”时，若有呼梯信号且信号对应的楼层高于当前楼层时，则电梯上升，反之则下降。
4.电梯运行时只响应顺向呼梯信号，对反向呼梯信号只作记忆。
5.电梯在运行过程中应具有自动换速、楼层显示、状态指示、极限位置保护等功能。
（二）PLC能满足电梯要求的控制功能
在现代电梯上，乘员对电梯只要完成很小的操作，其他动作由自动控制系统进行。要完成这一系列复杂的功能，一台五层五站交流双速电梯，控制继电器达50个，而每增加一层就要增加5个，楼层越高继电器数目就越多。PLC的逻辑运算功能完全可以代替继电器，满足电梯的控制要求。使用继电器30个以上的线路，采用PLC代替继电器可获得很好的性能价格比，电梯的楼层越高，使用PLC控制的优越性就越显著。
（三）运行的安全性
PLC既无内部配线，不必顾虑馈线松脱、接触不良、线路漏电或短路，又无接触点，既不会接触不良，亦不会由于接触产生火花干扰电路，可靠性极高。其无故障运行时间达一万小时以上，其寿命为半永久性，因而可大大提高电梯控制系统的安全性和可靠性。
（四）维护简单，检修方便
PLC控制系统具有自诊断功能，其输入输出均有信号灯指示，维修人员甚至不必动用电表就可以发现故障。若为内部故障，找到故障的模块，拆卸几个螺钉即可更换。
（五）电气柜体积小，制造安装工效高
PLC电梯的电气柜要比同样功能继电器电气柜小得多，可小l/3到1/8，层越高其差值越大。而PLC备料品种简单，安装方便容易，只要几个螺丝即可装好，更不必内部配线，制造安装PLC电梯电气柜比同样数目楼层继电器电梯电气柜提高工效几倍到十几倍。
（六）器件标准化，编程工程化
器件标准化按产品目录选用，可以免除电梯厂要建立自己工控微机产品的投资。编程工程化，简单易学，极易为熟悉继电器线路的电梯厂工程技术人员所掌握。使电梯企业可以在不增加投资，不更换人员的情况下进行产品改型换代，生产可编程控制器控制的电梯。
（七）功能性强
用PLC可设计更多的功能，如呼叫切除、重要层密码停靠、盲层设置等。还具备停电记忆功能，保护断电前的状态。
（八）通用性强
仅需简单修改程序，PLC系统就可与任一种拖动系统相连接的灵活性，同时还具有故障诊断、状态指示、运行监控等功能。
二、PLC系统设计
（一）电梯方面要考虑的因素
1.电梯的用途。是客梯、货梯、还是病梯等。
2.电梯的层站数。层数与站数是否一致，有无盲层。
3.电梯的拖动方式。应熟悉拖动系统接口信号的意义、电平和要求的时序。
4.电梯的控制方式和功能。包括信号控制、集选、并联、有/无司机、消防以及超载、满载、直驶等。
5.信号采集和输出方式。层站信号是使用磁感应器、双稳态开关、光电开关等进行层站记数，或是由旋转编码器全程或层站间记数；称重信号的方式是由分离开关产生，还是由压力传感器产生；楼层信号的输出方式是七段码还是BCD码或其它编码输出等。这些决定了PLC的I/O点数，PLC的选型，程序容量。
（二）PLC的选型方法
选型时应详尽了解和掌握产品性能，一般选择自己熟悉的产品，各公司的PLC产品呈系列化，具体型号应根据电梯控制系统的具体情况，综合考虑以下几个方面：
1.I/O点数及方式：输入分为开关量或模拟量，输出为继电器、可控硅、晶体管等形式。
2.存储容量和存储器类型：存储器容量有1K、2K、4K、8K等。EPROM要用专门的写人器完成程序的存入，且现场不能更改，适合定型后的大规模生产；E2PROM和FlashR0M无须专用写入器写入，程序也可现场修改，FlashR0M需要电池维持，E2PROM也适用于定型后的大规模生产。
3.结构：有单元式、模块式、积木式等。单元式I/O结构固定，而模块式I/O点可灵活配置。
4.工作电压：交流10O-240V，直流24V等。
（三）PLC在电梯控制中的编程技术
PLC具有很强的逻辑处理能力，由于电梯在运行过程中各种输入信号是随机出现的，同时信号需要自锁保持、互锁保护、优先级排队、数据比较等，因此信号之间就存在复杂的逻辑关系。编程工作主要是针对各种信号进行逻辑判断和处理。
（四）抗干扰措施
关键词:铁路牵引供电;信号系统;电磁干扰;施工工艺
中图分类号:U224文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)06-0172-02
随着我国现代铁路信号技术的发展,铁路信号设备大量采用电子元器件,以计算机联锁系统和区间无绝缘移频自动闭塞系统为代表的现代铁路信号系统在现场逐渐普及。但是从抗干扰的角度,上述系统更易受到来自于牵引供电系统的干扰。因此,铁路信号系统的抗干扰研究越来越引起重视。本论文主要分析牵引供电系统干扰信号的产生原因及干扰信号侵入信号系统的途径,并通过对干扰信号的分析,找到降低或抑制干扰信号的解决办法,并从现场设计及具体施工安装和使用维护的角度,提出相应的工程和技术措施,减少和避免牵引供电系统干扰对信号设备产生的危害,以确保铁路信号系统设备的正常运行,并为设备的现场维护及相关规范标准的制定提供一点参考。
一、高速电气化铁路牵引网供电方式及电磁干扰
(一)供电方式
我国电气化铁路采用工频交流制供电,接触网额定工作电压为25kV,电力牵引供电主要有AT(自藕变压器)、BT(吸流变压器)、直供和同轴电力电缆四种供电方式,不作赘述,简图如下:
(二)电磁干扰
所谓电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference)是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。主要有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径(或传输通道)。通常认为电磁干扰传输有两种方式:一种是传导传输方式;另一种是辐射传输方式。因此从扰的敏感器来看,干扰藕合可分为传导藕合和辐射耦合两大类。而牵引供电系统各种供电方式的特点,决定了牵引供电系统产生干扰信号的种类,主要有传导性干扰信号、电磁辐射性藕合干扰信号两种。具体为:一是当牵引电流通过时,对周围信号系统的电子、电气设备产生电磁辐射;二是不平衡牵引电流沿轨道传导到信号设备,或牵引电流对直接驱动的机车电动机产生电磁噪声,并传导干扰信号到电源和机车上的机车信号电子设备上;三是牵引电流对相邻的信号电缆线路产生感应藕合,感应出干扰电压或电流。
二、电力牵引系统对信号系统的干扰
信号系统各个子系统基本上都是通过电缆线路把室内室外设备联系起来,室内室外设备间有一定的逻辑联锁关系,室内设备通过采集室外设备的状态,通过联锁计算,结合操作人员指令,产生驱动命令,通过驱动电路来对室外设备进行控制,从而确保行车安全和效率。信号系统设备的上述特点决定了干扰信号也只能通过以下途径进入到信号系统:(1)干扰信号通过钢轨、信号电缆、接地设备、设备外壳、设备电源等部位进入到信号系统,对信号系统的正常运行产生干扰;(2)牵引电流产生的干扰信号以空中幅射的方式,即以电磁波方式向空中幅射,对信号系统的电子设备产生干扰;(3)干扰源通过感应的方式祸合到电缆等信号设备中去。
由于几种牵引供电方式中牵引电流都不同程度地要以钢轨(大地)为回路,而我国现有的铁路信号系统中无论区间自动闭塞系统还是站内联锁系统,都是以轨道电路来检查列车占用情况并作为信息的传输通道。所以牵引电流回流与轨道电路共用的同一载体――钢轨是使信号系统受到干扰的一个最主要原因。同时,牵引电流的高电压和电力机车运行时产生的含有丰富谐波的大电流会对周围电磁环境产生严重的电磁干扰(EMI)。
三、信号系统抑制干扰信号的施工工艺
要降低或减轻牵引供电系统对信号系统的干扰,应该从牵引供电系统本身入手,在设备选型、设计计算、工程措施的方面入手,减少干扰信号的输出。本部分重点探讨信号系统抑制干扰信号的施工工艺和工程措施。
(一)设备选型
1.在供电方式的选择上尽量采用BT、AT或同轴电力电缆供电方式,使牵引电流主要经回流线、正馈线或外导体流回牵引变电所,提高供电回路的对称性,降低接触网感应电流的影响。
2.在牵引变电所中安装并联电容补偿装置,以降低谐波干扰。这样一方面可以起到滤波作用,另一方面可以改善功率因数。
3.选择合理的机车类型或在机车上采取措施。在机车上安装并联补偿电容和滤波装置,在电力机车变压器二次侧安装3次和5次独立支路,在改善功率因数的同时可以滤去3次和5次谐波。
(二)牵引供电系统减少干扰信号的工程措施
1.在采用直供方式供电时架设架空回流线。利用接触网线与架空回流线间的互感作用,提高供电回路的对称性,使大部分回流电流经由架空回流线流回牵引变电所。
2.设有轨道电路的区段,吸上线、保护线、接地线及线路间的横向等电位连接线严禁与直接与钢轨相连,应连接至扼流变压器中心端子;当采用无绝缘轨道电路时,吸上线、保护线、接地线及线路间的横向等电位连接线只能通过空心线圈中点连接。
(三)施工工艺
在施工工艺要求方面,严格按设计及工艺标准施工是工程质量达标的先决条件,在现场施工和维护中,采用如下措施,能有效的减少干扰的影响:
1.室内屏蔽电缆、数据线等线缆的屏蔽网采用悬浮方案。不与综合地线相连,通过法拉第电笼与线缆屏蔽网的双重屏蔽,有效防止感应及辐射的干扰;使联锁微机逻辑地悬浮,防止因为地电位升的影响造成计算机逻辑错误。
2.加强钢轨连接线及箱合引接线和各种类型的电缆施工工艺,从而减轻干扰。施工细节问题都要严格要求,打轨道眼的距离长短、轨道眼眼径的误差、螺丝的松紧、垫片不垫、屏蔽网剥出的长短等看似很小的问题,都会影响到信号设备的正常工作状态。
3.为确保牵引电流纵向不平衡系数不得大于5%。凡通过交流牵引电流的钢轨,其轨端接续线应采用焊接式的多股铜线,其截面积不应小于50mm2。条件不具备时,应采用一根铜焊接线和一根塞钉式接续线并联运用,不得采用两根塞钉式接续线并联运用代替一塞一焊。
4.计算机联锁系统内部各微机之间的通信全部通过光缆进行连接,提高系统的抗干扰性及防雷性能,保证系统有高的运行稳定性。
5.在工作中要尽量保证钢轨接续线完好,紧固扼流箱中点连接线(连接板)以及扼流箱连接端子,使其接触良好。工务轨端鱼尾板螺栓紧固,供电接触网杆塔火花间隙良好,地线不能直接与钢轨相连,以便尽量减少轨道电路的横向不平衡,降低牵引电流不平衡对轨道电路的干扰。
6.在相敏轨道电路的接收端串联电阻,增加25Hz信号发送功率,使室外变压器端子达到送受电端电压标准,且确保一送多受区段各受电端电压调整平衡,极叉正确,并保证室内轨道继电器端电压不超标,防止因为干扰造成继电器的错误吸起或落下。
7.贯通地线严禁以电缆钢带连接或代替(这种情况经常发生在支线电缆接地时,施工人员怕麻烦直接用电缆护套连接贯通地线),避免贯通地线接地不良地点高电流通过钢带。另外用电缆护套代替地线时,当机车启动时接触网发生断线、短路或绝缘破损时会有很高的电流通过护套入地,对电缆造成损坏或腐蚀。有时直击雷击中钢带时也会造成电缆烧毁。
8.在交流电气化铁路区段,信号设备外缘距接触网带电部分的距离小于5m的均应接地。
四、结语
今后,随着我国高速、准高速、客运专线等线路在路网中的比例逐渐增加,各种高新技术设备不断在铁路现场应用,所以对电气化干扰的研究要更加深入和重视,加大新型高速、准高速铁路等电子信息和控制设备的抗干扰性能研究力度,以适应我国铁路不断发展的情况需要。
参考文献
[1]林瑜药.铁路信号新技术概论[M].中国铁道出版社,2007.
【 关键词 】 卫星广播；防插播；AES编解码 【 中图分类号 】 TN93
Technology Discussion on Satellite Broadcast Preventing from Insertion
Lu Lin 1 Zou Nan-jing 2 Jiang Hao 1
（1.No.36 Research Institute of CETC ZhejiangJiaxing 314033；
2.Zhejiang Radio and Television Group ZhejiangHangzhou 310005）
【 Abstract 】 The article bases on present situation and development trend of satellite broadcast preventing from insertion， has carried on the thorough discussion to the satellite broadcast transmission guard measure.To ensure reliable run of satellite broadcast and television system，construct and consummate safe broadcast system have the important reference significance.
【 Keywords 】 satellite broadcast； preventing from insertion； AEC code
1 引言
广播电视作为，是最为重要的宣传阵地，也是老百姓喜闻乐见的传播工具，受众面十分广泛，因此广播电视的插播亦将演变成突发的公共安全事件，广播电视安全播出已经成为广电系统的生命，根据中央政令各播出机构必须按照在任何时间、任何情况都不出现非法画面的要求做好安全播出工作。
目前，中央和省级广播节目大部分通过卫星链路，采用与电视节目复用上行的方式为调频覆盖点提供节目信号。研发基于卫星传输的广播节目防插播安全防范系统，对增强技术防范，切实提高安全播出保障能力具有十分重要的意义。
2 研究现状和发展趋势
针对恶意干扰，我国专家已提出了一些卫星抗干扰措施，主要有几种方法。
1）信号压制法。即增加正常广播节目信号的上行功率，使得信号强度明显大于干扰，以压制干扰信号。
2）空间隔离法。即上行固定赋形波束接收。卫星转发器接收天线的固定赋形波束仅覆盖各地合法的特定地区，不包含最有可能产生干扰的地区，以达到抗干扰目的。
3）频率隔离法。即改变上行信号频率。当卫星上转发器接收机接收到干扰信号时，转发器接收机依据控制信号及时改变接收频率以拒收干扰信号，并同时对应改变给定地面上行站发射频率，以使转发器接收机能继续接收并转发合法上行信号。
这些干扰措施，能够在一定程度上对特定区域的卫星干扰进行隔离，但无法从根本上防范恶意干扰和非法插播。
3 卫星广播防插播可行性分析
目前全国绝大多数广播电台采用MPEG1-LAYER2音频压缩编码标准。主要依据屏蔽模式通用子带编码复用和自适应谱感知熵编码算法。传输信号带宽为20Hz-20KHz。卫星上下行传输链路分别如图1和图2所示。
在卫星地球站上行端增加信号处理设备，实时对节目源进行增加认证标识处理，卫星地面接收下行端，增加特征信号检测装置，对数字卫星接收机送出的信号进行节目源合法性认证检测，只有通过认证的信号才能进行处理并经过FM发射机发射输出。从而对卫星上行干扰进行有效隔离。
4 卫星广播防插播具体实现
4.1 系统方案
分析卫星传输链路，将信号处理设备置于MPEG2信源编码与复用器前端，AES节目源信号首先经过信号处理设备接收解码，插入标识认证信号后重新编码输出至MPEG2复用器，然后送往卫星发射机发射输出。在卫星下行链路，特征信号检测装置首先对送入的AES信号进行特征解析，只有经过标识认证的信号才能输出给下游设备，对于未经认证的非法信号，自动切断输出并发出报警信号。
4.2 AES编解码
AES是广播级数字音频传输标准，也是地球站进行模拟音频数字化编码、传输的理论依据，它通过一条传输线进行数字音频数据串行传输，提供两个通道的音频数据，在发送和接收端需要对其进行耦合变换，以获得较好的共模抑制且避免信号的大地回路，具备通讯控制、状态信息和较好的检错能力。AES的接收与编解码的成功与否是整个系统是否构建成功的重要保证。
AES的编解码由芯片CS8420结合可编程逻辑器件EP2C50F484实现。AES信号经CS8420接收，并解码为采样频率与下游设备相同的串行码流，EP2C50F484对其进行缓冲，确定帧同步，判断音频数据、辅助数据和信息位，并将有效数据检出同时与调制后的标识认证信号合并并重新打包送入CS8420编码为AES信号送入MPEG2复用器。
AES/EBU帧和子帧的结构如图3所示，其中X、Y和Z都是子帧头的表示符号，相当于同步信息。每帧的第一个子帧的头用X表示，第二个用Y表示，但是第0帧的第一个子帧头要用Z表示，以表示一个块的开始。
4.3 对源信号的标识认证
在卫星地球站上行端的广播节目源信号中实时加入标识认证信号，选取频率为16kHz以上的至少一个频率值作为特征频率，将标识认证信号调制到特征频段，来自卫星地球站上行端的广播节目源信号和调制后的标识认证信号经过预处理和幅度控制后进行叠加，由发射站上星广播；
承载对源信号标识认证的信号处理设备由于位于MPEG2复用器前端，在MPEG2复用器中输入的码流不可避免的要经过MPEG2有损压缩、复用、调制、发射、接收等一系列过程，因此要想使处理后的音频流能被正常识别及解析，加入的标识认证信号必须符合音频信号的特征，这里选择一段连续的基带信号。
为了从连续的基带信号中取出离散的数字信息，必须要在最佳抽样时刻判决得到原始数据。同时为了保证源信号的传输质量，采用锁相环技术提取源信号的采样时钟和码流BIT时钟，以保证经特殊处理后源信号采样率和传输流同步。
4.4 对接收信号的认证识别
在卫星下行链路，对输出的AES数字信号进行解码，并对解码后的信号进行实时解析，对节目流中的标识认证信号进行捕获、分析，以确定节目信号的合法性。考虑到干扰情况的多样性，解析算法必须具有一定抗干扰特性，通过设计合理的判决机制，在出现日凌、太阳黑子爆发等非恶意干扰引起的卫星信号瞬时不稳定时，能确保正常播出；在发生严重恶意干扰、非法插播时，迅速切断节目流的传输，并发出相应的提示或告警信息。
5 结束语
研究基于卫星传输的广播节目防插播技术有助于构建和完善广播安全播出保障体系，抵御恶意插播行为，杜绝广播节目出现非法信号，同时可以有效减轻管理人员的工作压力，减少监控人力物力投入，具有显著的政治和经济效益。
参考文献
[1] 闵士权. 卫星广播电视抗干扰技术与应用.中国电子商情：通信市场，2007.3.
[2] 卢琳. 卫星广播节目防插播系统研究[硕士学位论文].东南大学，2012.
基金项目：
为2012年度浙江省科技厅重大科技专项（优先主题）社会发展项目――基于卫星传输的广播节目防插播系统。
作者简介：
卢琳（1979- ），女，汉族，通信指挥学院，本科，东南大学工程硕士学位，中国电子科技集团第36研究所，工程师；研究方向：视音频传输编解码及信息安全领域。
关键词：电气火灾 报警系统 设计
中图分类号： F407 文献标识码： A
电气火灾属于火灾但又不同于一般的火灾，传统火灾探测方法并不可靠，需要一套专门针对电气火灾的报警系统。CAN(Control Area Network)总线属于一种应用比较广泛的现场总线，专门用于工业自动化领域，可以实现点对点、一点对多点及全局广播几种方式传送接收数据。该系统不仅能及时发现电气火灾隐患，避免或减小火灾事故的发生，而且还可以对供电线路进行故障检测与诊断，实现对电气故障隐患的预警，避免事故的发生。在电气故障发生时，及时切断故障线路实现对供电线路的保护，并避免事故范围扩大，从而提高供电线路的可靠性。
1电气火灾报警系统总体方案设计
1.1总体方案设计
本文所设计的系统采用三层结构（图1.1）：最底层为火灾探测器，下级控制器为火灾监控控制器。电气火灾报警监控系统终端（上位机）。电气火灾监控系统由电气火灾监控设备、电气火灾监控探测器组成，能在当被保护线路中的被探测参数超过设定值时，发出报警信号、控制信号并能指示报警部位的系统。火灾监控设备能发出声、光报警信号和控制信号，指示报警部位，接收来自电气火灾监控探测器的报警信号，记录并保存报警信号的装置；电气火灾监控探测器能够探测被保护线路中的剩余电流、温度等电气火灾危险参数的变化；火灾探测器安装在事发现场，完成数据采集、分析火警信号，并把报警信号送至监控器的功能；监控器与探测器通过CAN总线实现板间通信，上位机与监控器之间通过RS232总线进行通信；火灾监控控制器能对探测器模块直接控制，电气火灾报警监控系统终端（简称上位机）为整个系统的主机，远离现场，由管理人员实现控制，承担着系统的管理功能。
1.火灾信号 2.火灾探测器 3.通信媒介 4.火灾监控控制器 5.监控系统终端
图1.1电气火灾报警监控系统图
1.2工作原理
每个探测器必须都拥有一个不同的ID，用于相互区别其他的探测器，探测器和监控设备之间则通过CAN总线通信。监控设备通过液晶屏实时显示各监控线路的运行状态,。一旦检测到报警信号,探测器通过再次检测核验，核实信号后，探测器控制断路器迅速切断电路，发出声光报警,并把报警信息发送给监控设备。监控设备接收到报警信息,则显示报警所在节点的位置、报警类型、报警值和设定值等。探测器会一直保持声在使用之前,先根据需要设置好漏电流报警值和温度报警值。光报警信号,直到用户按消音键消除声音或排除故障后才能恢复正常。同时发出声光报警信号,提醒消防人员及时去现场查明原因,有效预防电气火灾的发生。还可以存储报警信息,作为消防人员排查火灾原因的依据。
2电气火灾报警系统硬件系统设计
2.1探测器的硬件设计
火灾探测器由传感器、信号调理电路、数据处理、按键与显示界面、CAN通信接口等部分组成。探测器采集温度信号，热敏电阻元件将温度的变化转换为电信号。本系统采用自带A/D 接口的STC12C5410AD 单片机为运算核心，该系统运行快，低功耗，抗干扰能力强，指令代码完全兼容传统8051。温度探测器轮流采集下级终端温度探头传递过来的信号，温度探头发生故障时，故障指示灯显示并鸣叫示警；探头探测的温度值超出火灾报警阈值时，温度探测器发出声、光报警信号，值班人员受到信号后消除音响，根据温度探测器指示处理现场；键盘和显示电路主要是由按键输入电路、指示灯显示电路、显示驱动电路及数码管显示电路组成，通过这些电路实现对温度探头的火灾报警阈值的设定，显示测量的温度值，指示温度探头的状态（即故障状态、火灾报警状态、正常工作状态）。
2.2监控器的硬件设计
监控器的结构与探测器的区别在于去掉了传感器、增加了报警和联动消防电电路。系蜂鸣器负责系统的监控系统的报警功能，微型继电器负责联动消防电路，微型继电器用于控制报警灯及驱动相应的接触器。单片机I/O需要驱动电路转换从而驱动继电器，调整输出的驱动电压、电流以满足继电器的要求。在继电器线圈两端设计有并联的续流二极管，使继电器线圈产生的感应电流通过二极管流动，使三极管得到保护。在继电器的触点设计有阻容消弧电路，避免因为继电器触点断开使产生的有害电弧。
2.3抗干扰设计
环境因素如湿度、温度、电场、磁场等都会对设备进行干扰，从而使报警装置发生误判而发生误报、漏报的现象。因此，电气火灾报警监控系统必须具有很强的抗干扰能力。本系统电磁干扰源主要包括微处理器，微监控器，静电放电，传感器，瞬时功率元件，例如：继电器，电源等。针对这些干扰源，首先使用电磁屏蔽的方式，其次，对采样信号进行识别和过滤，在采样电路中加入有源滤波和无源滤波电路能有效避免测量干扰。最后采用抗干扰电源，能抵抗电源线或数据线等引线引入的串扰。在系统软件设计上采用软件滤波，进一步减少干扰。此外，合理布置各种芯片、元件，将高压元件与低压元件尽量隔离。电路板上接地线适当加粗，使之能通过三倍以上额定电流。交流地线与直流地线严格地分开，以避免彼此干扰。
3 CAN总线网络硬件设计
3.1 CAN总线接口电路设计
图3.1 CAN总线接口电路图
CAN总线接口电路主要由独立CAN通信控制器MCP2515（U2）和总线收发器 MCP2551（U3）两部分组成。其中MCP2515 执行对报文封装打包和接收解包的CAN协议；MCP2551 负责将 MCP2515 传送的数字信号转换为 CAN总线上的差分电平信号，完成电平转换。总线两端的120欧的电阻能够匹配总线阻抗，提高数据通信的抗干扰能力。
3.2 CAN总线网络设计
CAN总线是电气火灾报警监控系统的通信链路，其通信的稳定性决定了火灾报警控制系统的运行成败。本系统采用普通的双绞线作为媒介，讯媒介将若干个节点连接起来形成了CAN总线的网络。图3.2所示电气火灾报警监控系统的CAN网络结构中，可靠通信距离L取决于总线的通信速率，速率越高，其允许值越小。按照CAN 的国际标准IS011898，总线的位速率小于5Kbps，L的允许值可达1 0公里，R的取值范围在100~120欧之间；总线的位速率为1 Mbps 时，S和L的值不宜大于40米。
图3.2电气火灾报警监控系统的CAN网络结构
3.3 CAN网络总线通讯的软件设计
CAN总线通讯程序包括 MCP2515 的初始化、节点自测、通信波特率侦测程序，使用面向单片机的Keil C语言编写。MCP2515正常工作前要进行SPI 接口的数据传输速率、CAN 通信的波特率、MCP2515 的接收过滤器和屏蔽器以及发送和接收中断允许标志位等初始化设置。初始化之后，主监控程序调用的数据发送、接收及其他通信任务相关子程序。MCP2515 主要采取中断模式进行总线数据的接收和发送。中断处理程序包括总线错误处理子程序、发送接收、放弃发送子程序等。所有探测器和监控器主程序提供CAN总线中断和HD7279 中断。前者用于数据通讯，包括接收中断、发送中断、报文错误中断、总线活动唤醒中断、错误中断、中断确认，灵活的运用中断可以有效的的提高CAN总线的通讯效率与质量；后者主要负责参数设定，复位功能等按键功能地实现。MCP2515 有八个中断源，CANSTAT.ICOD（中断代码）位的编码反映等待处理的中断源。当同时发生多个中断时，INT引脚将保持低电平状态直至单片机复位。
4结语
目前国内的电气火灾报警系统还普遍采用传统的现场通信技术，信息集成能力不强，控制器获取的信息量有限，因此，更加先进的电气火灾报警系统的开发和普及需要该领域的同行们一起努力实现。
5参考文献
[1] 杨晓华，候巍，王树新等．基于CAN总线的分布式控制网络设计.低压电器,2006，1：40-43
[2]刘滏.灾报警图文控制系统后台通信的设计与实现（硕士学位论文）.四川：电子科技大