抗干扰技术论文范文
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第1篇
保证电厂安全运行的主要基础依据是电厂热工控制系统，由于现代科学技术的不断发展，热工控制系统的功能以及体制也随之发生改变。由于热工控制系统的复杂性，导致热工控制系统受到外界干扰的机率就会增大。全面研究了电厂热工控制系统抗干技术，从干扰信号的分类入手，将干扰信号进行合理的分类，便于对热工控制系统的隔离、屏蔽以及故障的排除等一系列的工作进行，将热工控制系统的抗干扰能力得以提高，确保检测的准确性、动作的精准性，将热工控制系统的功能和价值得以体现，使热工控制系统得以安全运行。
2干扰信号的分类
将干扰信号依据作用下可以分成差模与共模干扰两种。差模干扰也就是说在信号两端的作用下的干扰电压，引起的因素主要是由于电路的不平衡所至，以及在电磁场所发生的耦合感应而造成的电压所至，它相加于有效输入信号，直接影响了控制系统的精确测量以及精准度。共模干扰即是在系统的输入方与参考方同用的干扰电压。共模干扰是信号与地之间的电位差值，一般是通过电网的串入以及地电的差距和电磁辐射到信号线上所引起的电压相加在一起形成的。信号处理的部分别受到两种对地的电压，即是共模电压。
3干扰源
电厂热工控制系统运行的过程中，干扰信号主要是源于以下几方面：第一，绝缘所造成的漏电现象。长时间运行过程中，材料老化，绝缘效果降低，引起信号干扰；第二，共用阻抗。两个及以上线路合用一个阻抗或者一个电源时，就会引起回路的干扰；第三，静电耦合干扰，采用平行方法布置线路，这样系统容易受到外部的干扰；第四，电磁耦合的引起，在交变的信号源附近引起感应电势，进而引起一些没有用的信号干扰电路，这些感应电势即是电磁耦合；第五，计算机所引起的干扰，在整个系统中计算机是主要控制中心，计算机每个动作的实现都会引起电流以及电压的不稳，造成干扰；第六，现代通信设备所引起的干扰，手机信号通常都会引起一个电磁波，由于其来源与热工系统的不同，所以也会引起干扰信号的产生；第七，电感耦合和电容耦合，设备旁边的直流电以及直流与交流之间所产生的电容交变电流之间的电磁交联等都会引起电路中的电流发生变化，引起干扰信号；第八，电磁辐射，它存在于系统的每个空间中，不仅引起了信号的干扰还会影响测量干扰信号的准确性，比如说，进行测量时，测量一端接地，如果经过的电流过大就会引起系统的超负荷运行，进而引起电压，达成共模干扰，但是如果形成了电位差就会引起差模干扰；第九，受到自然因素的干扰，由于雷击或者其它因素所引起的电磁干扰，混入到控制系统中，影响系统的运行，破坏系统，引起信号的干扰。通过上文中的分析，得知每个干扰信号都一定会有一个干扰来源，一个传输通道，一个较为敏感的电路，三者并存。
4电厂热工控制系统抗干扰技术的运用
4.1屏蔽系统干扰技术屏蔽系统的干扰技术是对系统干扰信号利用屏蔽的方式进行处理，这样可以使电厂的热工控制系统避免由于干扰信号所产生的影响。它主要是把电厂的热工控制系统中的主要配件使用金属全部包起来，尤其是热工控制系统中的主要电路、各种接收信号的信号线、一些重要作用的元器件等其它的部位利用金属全部包围起来，将系统内形成一道完整的屏蔽体系，杜绝由于外部原因所引起热工控制系统的干扰影响。
4.2平衡抑制技术平衡抑制技术是抗干扰技术中最主要的一个部分，也是各类抗干扰技术中最为使用方便和灵活的抗干扰方法，它主要是将电路进行平衡，采用两条一样的传输信号代替干扰信号，以求达到抗干扰信号的目的。可以利用此种方法，平衡电路利用双绞线，一起对抗系统外部的电磁干扰，起到一定的抑制作用，从而达到维持热工控制系统功能稳定的目的。
4.3物理隔离技术在热工抗干扰技术中物理隔离技术是最为基础的一项技术，主要是隔离物理方向，阻止干扰信号，减少对热工控制系统的影响，提升稳定性；此外此种方法还可以提升电阻的绝缘效果。在实际系统的运行过程中，可以利用绝缘效果好的绝缘材料进行电阻绝缘，提升绝缘效果，在进行绝缘处理过程中，采用的绝缘方式很重要，一定要注意相关的技术要求，对于一些强电系统以及弱点信号应当避免利用相同的接地线，进而达到减少接地时的干扰。
4.4处理好热工控制系统的干扰故障杜绝由于接地原因所引起的热工控制系统的故障，主要是预防在接地时由于不均匀将电位分布好，所引起的电位差而形成的循环电流的产生，引起热工控制系统不能正常的工作运行。进行检测的工作人员可以采用检测仪器接地点出现浮空的现象，保障热工控制系统接地点的质量，将故障去除，使系统得以正常运行。当系统中的发电组出现跳闸现象，尤其是循环水泵发生故障时就会影响热工机组跳闸，因此在实际的工作当中对于循环水泵以及控制中心的接地系统都要加强检查，保证干扰信号的消除干净，使循环水泵得以正常、平稳运行。
5结语
第2篇
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
第3篇
1）脉冲压缩。
采用脉冲压缩技术的就是通过发射信号在总功率不变的条件下兼顾高的距离分辨率将时域加宽降低其峰值功率。因加宽了其时域对于电子侦察系统就难以实现对捕获信号线性匹配和相位匹配，增加信号抗干扰能力和反侦察能力。
2）空间选择。
对于接收系统的抗干扰就是要尽量避免被敌方侦察到和干扰，以便能更好地发挥设备的性能。让敌方的干扰信号进入我方接收设备的机会减少，发射天线的波束控制就是实现一个空间滤波，就是只有当信号在滤波通道内才可接收，而以外就会被滤除掉。天线旁瓣抑制技术就是空间滤波的主要环节，因现代的干扰信号发射功率都比较大，甚至超过了有用信号的强度，主瓣抑制掉的信号多会从天线旁瓣进行接收。采用多天线接收，主辅相成，利用调节辅助天线的幅度、相位和增益等指标，从而对有源干扰进行归零，达到抗干扰目的。
3）调频技术。
频率捷变一般指辐射源发射的信号载频在可预见或随机的方式下进行频率跳变，使得信号难以干扰。发射信号、本振信号、相位信号同时进行变化且保持关系稳定的全相参辐射源是目前最有效的抗干扰技术。
2网络化管理
抗干扰技术有很多种，为实现对特定的信号最有效的抗干扰，从辐射源的发射到我方系统的接收都应有相应、有效的管理。数据链网络控制站就是一种网络控制的核心。
1）网络规划。
为实现给定参与单元预计完成的工作下，设计出数据链网络链接平台，使所有单元可通过其进行相互通信。该网络在满足系统电磁兼容条件下尽量完成传输量化和链接性要求。在约束条件多的情况下，进行网络的规划是网络管理的关键，所以设计网络拓扑使得其可靠性最大已是其发展的必然趋势。
2）网络工作状态。
对于多种性质的干扰一般都会有相应的抗干扰技术，所以如何有效的完成相应的对策确保网路调控的高效性和可靠性，必须监视网络运行情况，其有多种管理，功能管理：对敌方干扰信号进行属性分辨，调控有源系统进行抗干扰的调试控制。故障管理：对网络中出现的故障现象进行判断、定位、诊断等。性能管理：分析评价任务完成的效果，规划改善系统性能。
3）网络运行管理。
对抗干扰数据资源通过网络运行管理，可使其发挥最大的效率。不同的战场拥有不同的数据资源、不同的网络结构和特征。其网络运行管理也是根据不同的环境进行不同调控，对于敌方各种辐射源干扰，我方将通过网络系统程序调用相应的抗干扰方案进行应对。网络工作站带有多功能显示器负责监视各个网络终端的工作完成状况，管理和调控每个数字终端的工作。如发现检测出一些妨碍相关作战的问题，数据系统自动提醒操作者是什么问题和潜在问题，并自动记录用于以后排故或进行分析。
4）网络控制与设计。
网络管理的核心就是要保证各个设备都能有效的工作，如果一台设备无法识别终端命令，找不到地址，那么其相关的设备也会瘫痪，不能传送信息。设备与设备之间良好的传输，保证信息的完整、准确地交换战术数据是决定战争胜负的关键因素。因此网络控制终端站的系统控制单元必须是所有系统中最为先进的，与其他系统的通信状况也是最佳的。其在接收位置上也应能够直接接收刚入网的任何一个设备的属性信息。根据定义与环境的考虑，在满足各个设备电磁兼容的条件下，在设计网络时应进行系统的部署，好的网络控制是离不开健全的网络规划的，规划最先要根据我方的数据属性进行编制，不同的辐射源信号应给与相应的抗干扰方案，其次考虑客观环境的影响，如网络平台数量、任务管理、活动区域、入网设备、网密要求、网络容量分配等等，使得网络最终能够满足作战需求的传输容量和终端与终端的连通性。
3总结
第4篇
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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第5篇
关键词：小位移测量仪 测杆运动 自动控制 抗干扰
中图分类号：TH741 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0007-02
随着现代传感技术和微纳米测量技术的迅速发展和广泛应用，国内外对小量程高精度位移测量仪器的研究与设计越来越多。现在市场上的该类仪器大都价格昂贵且和具体应用领域不相适应，所以笔者自主研发了一台用于测量微小零件尺寸和升降台位移的小位移测量仪，其量程为10 mm。采用的位移传感器为长光栅，其分辨率为10 mm。
小位移测量仪的测量过程可以分解为两个子过程：测杆运动过程和测量数据读取并处理过程。测杆运动的目的之一是使测杆能够平稳可靠地和各种不同的被测对象接触以实现对该被测对象竖向位置信息的读取；另一个目的则是通过测杆运动实现多次测量多次读数，以便通过对多个测量数据求平均值来消除随机误差对测量结果的影响。
1 测杆运动控制方法研究
1.1 测杆驱动方法
测杆的运动需要在驱动机构的作用下才能实现，小位移测量仪的驱动机构主要是直流电机和电磁离合器，如图1所示。对测杆升降的控制可通过控制电磁离合器来实现。
将电磁离合器的电源接通会使电磁离合器吸合，向上的驱动力作用在测杆上便可将测杆提升；当测杆需要下降时，将电磁离合器的电源断开会使电磁离合器断开，这时驱动力消失，测杆便可在自身重力的作用下降落。
控制电磁离合器电源的通断有两种方法：一种是通过连接在电源线上的按钮开关进行手动控制；另一种是使用处理器芯片通过编程实现自动控制。
手动控制需要操作者亲临仪器旁并在测杆运动的过程中实时观察自主判断何时接通或断开离合器电源，这种方法不方便操作，是落后的不被提倡的。
采用自动控制后，测杆运动控制完全由电路和软件实现，这样就减小了操作者的工作强度，也避免了由于操作者的误判断和误操作而导致的测量流程紊乱及测量结果错误。所以本论文采用自动控制的方法来控制测杆升降。
由于电磁离合器属于大功率器件，所以处理器对电磁离合器的控制需要借助继电器来实现。这样，测杆运动控制的控制链为：处理器引脚输出的控制信号输入继电器的控制端，继电器的两个触点接入电磁离合器的电源线路，继电器触点的通断决定了电磁离合器电源线的通断。
1.2 监测测杆上升高度的控制方法
本论文在控制测杆升降运动时采用了一种监测测杆上升高度的控制方法。
具体来说，就是在测杆上升阶段采用某种位置传感器对测杆的上升高度进行监测，当测杆上升到预定高度时位置传感器的输出信号会发生跳变，处理器感知到该信号跳变后就采取控制措施将测杆降落。
处理器会在测杆降落并和被测件表面稳定接触后从光栅信号处理板中读取测量数据。测杆降落的耗时是确定的，由实验知从测杆开始降落时刻算起的8 min之后测杆必定会与被测件稳定接触，所以在测杆开始降落之时开启了一个定时时间为八秒的定时器，处理器会在八秒定时时间到时进行测量数据的读取、保存与处理。
监测测杆上升高度的控制方法中提到的位置传感器可以是很多种传感器，鉴于光电开关（即红外反射式传感器）具有非接触触发且便于安装的优点，本论文选用光电开关作为位置传感器。
处理器对光电开关输出的跳变信号的检测是通过中断机制中的“外部中断”实现的，光电开关信号作为外部中断源输入处理器的外部中断引脚。当处理器检测到外部中断输入信号产生了下降沿跳变时，就会认为光电开关发出了中断请求，从而在外部中断的中断处理函数中将测杆降落。
2 大功率器件抗干扰方法研究
2.1 干扰的产生及其影响
分析1.1节所论述的控制链可以发现：电磁离合器和处理器之间存在间接的联系，大功率器件电磁离合器可能会对处理器产生干扰。
实际情况确实是这样，电磁离合器在工作时会将干扰信号通过连接线路耦合进处理器电路板中。这种干扰信号一般在电磁离合器进行电源切换和状态跳变时产生，用示波器对其进行观察，发现这种干扰信号是电压幅值大持续时间短的瞬间剧烈脉冲。
实验发现，干扰信号耦合进处理器电路板后，主要是对处理器中的“外部中断”部分产生不利影响，使处理器产生对外部中断输入信号的误判断和误触发。表1为大功率器件产生干扰的分析。
在正常情况下，输入外部中断引脚的跳变信号是由光电开关产生的，但是在表现为瞬间剧烈脉冲的干扰信号耦合进处理器电路板之后，输入外部中断引脚的跳变信号则有可能是干扰信号。当处理器检测到并响应了实际为干扰信号的外部中断信号时，就会发生测杆升降错误。
2.2 硬件抗干扰措施
本论文使用的处理器STM32F103ZET6是产品系列中最强大的，其抗干扰能力也比一般的处理器好很多。实验发现若选用51内核单片机STC12C5A60S2作为处理器，电磁离合器产生的干扰则可能会使处理器重启或者死机。所以通过更换处理器来消除干扰信号影响的方法是不可行的。
在干扰信号的耦合通道中进行信号隔离是抗干扰的一种主要方法，所以本论文在处理器的引脚和继电器的控制端之间加入了光电耦合器6N137。光电耦合器的输入级和输出级使用完全不同的两个电源供电，输入级的地线和输出级的地线亦相互独立，起到了对处理器电路和继电器电路进行信号隔离的作用。
大幅度延长干扰信号的耦合线路，使干扰信号在电线中发生损耗是抗干扰的另一种方法，所以本论文在处理器的引脚和光电耦合器的输入端之间以及继电器的触点和电磁离合器之间配置了超过15 m的电线。
另外，本论文还采用了对处理器电路板正反面覆铜的抗干扰方法。
实验证明，以上三种硬件抗干扰措施在很大程度上抑制了干扰，但是干扰并没有完全消除，在偶尔几次电磁离合器进行电源状态切换时处理器仍会产生中断误触发。
为了完全消除干扰的影响，本论文在采用以上硬件抗干扰措施的同时，设计了一种通过软件来抗干扰的方法。
2.3 软件抗干扰方法的实现
由于电磁离合器进行电源切换和状态跳变的时刻是可知的，即产生干扰的时间点是固定的，所以可以采用在产生干扰的时间点上不去检测外部中断信号的方法来避免“外部中断”扰信号所触发。具体来说就是在干扰产生时间点所在的一段时间内通过编程将外部中断检测功能关闭（即关中断）。这种通过在测杆升降过程中选择合适的时刻关中断和开中断来抗干扰的思路就是软件抗干扰方法的实现思路。
具有软件抗干扰功能的测杆运动控制流程图如图2所示。对该流程图和1.2节所论述的监测测杆上升高度的控制方法进行比较后可以发现：新方法中加入了一个定时时间为两秒的定时器。这两秒是从测杆开始提升的瞬间干扰发生到开启外部中断的时间间隔。也就是说在此干扰发生时刻之后的两秒内，外部中断是关闭的。
而在此干扰发生时刻之前的一段时间内，外部中断也是关闭的。具体来说，这一段时间是指从仪器开机到此干扰第一次发生时刻之间的时间段，以及上次测杆开始降落时刻到此干扰发生时刻之间的时间段。
可见，在测杆开始提升瞬间干扰发生时刻所在的前后一段时间内，外部中断是关闭的。
而由于在测杆提升到预定高度时处理器先关闭外部中断再降落测杆，所以在测杆开始降落瞬间干扰发生时外部中断也已经关闭。
所以在测杆整个运动过程中的干扰产生时间点上外部中断检测功能都是关闭的，这就避免了处理器检测并响应实际为干扰信号的外部中断信号。
3 结语
在小位移测量仪测杆升降运动过程中，通过采用硬件抗干扰措施和软件抗干扰方法，完全消除了大功率器件由于线路耦合而对处理器产生的信号干扰，保证了测杆自动升降过程的正常进行。该方法对含有大功率执行器的自动控制系统具有普遍适用性。
第6篇
【关键词】电涡流；传感器；单片机
1.引言
现代社会是信息化的社会，人们的主要交流和沟通都是通过对信息的传递、处理而进行的。传感器就是人们从自然界获取各种相应外界信息的方式，能够将相应的需要采集的信息转换成为控制芯片能够识别的电流或者电压等信号，在现代的控制测量系统中具有不可缺少的作用。
本论文主要介绍的是电涡流式位移传感器。电涡流式位移传感器属于电感式位移传感器的一种，是基于电涡流效应而工作的传感器，具有很多优点：高分辨率、高可靠性、较宽的频率响应以及较高的灵敏度等等。
该传感器还具有很强的抗干扰能力，相比而言，传统的传感器具有非线性误差，要求工作环境恒定或者价格较高[1]。
2.电涡流式微位移传感器
2.1 传感器发展历程
国外在工业化的过程中，逐渐将传感器广泛应用在各个生产领域，在航天和军事领域也有十分领先的传感器应用。之后伴随各个国家的机械、自动化、计算机等信息产业如日中天，欧美国家以及亚洲的日本都对世界的传感器具有相当重要的影响。
我国主要是在1960年开始对传感器进行开发工作。国家组织大批科研人员对其进行研究和开发，并实施了“八五”、“九五”等国家计划，使得其取得了十分瞩目的应用成就。然而我们也应该清醒地意识到，我国在传感器的基础制造工艺等方面还不能和发达国家相提并论，许多核心技术以及芯片都要进口。与此同时，我们的传感器在国际上没有太大竞争力，产品研发和更新速度很低，缺少实用创新性[2]。
2.2 传统传感器缺点
以往的传感器和电涡流位移传感器比起来，具有以下几个方面的严重不足：
（1）输入一输出特性存在非线性且随时间而漂移；
（2）环境会干扰参数，使得测量结果发生漂移；
（3）因结构尺寸大，而时间响应特别差；
（4）易受噪声干扰、信噪比低；
（5）灵敏度或者分辨率不够理想。
2.3 电涡流式微位移传感器
本论文所要介绍的电涡流位移传感器，其工作原理是利用了涡流效应。该类型的传感器，通过涡流效应使相应的位移的变化，转换成线圈的阻抗值变化；之后利用特定的电路将线圈阻抗值变化转换成为电压的变化，再进行检测和输出，根据相应的公式或者经验，能够还原成位移信息。这种传感器具有很多优点，比如具有很高的灵敏度、简单的结构以及及时的动态响应。该传感器广泛应用在测量振动和位移等信息量上。大体上输出的电压信号与位移的变化量是线性的关系，公式是ΔS=K・ΔV。其中K是系统的比例常数，在不同的传感器中根据系统结构的不同是不一样的。
2.4 电涡流式位移传感器测量原理
公式能够精确描述该原理。我们根据公式可以得知，在其他条件不变的情况下，Z（线圈的阻抗）与S一一对应。电涡流传感器测量位移的原理就是基于此公式，在特定的信号激励过程中，传感器会依据位移变化而产生电压的变化。
3.测量系统的硬件设计
3.1 主控芯片
本论文设计的电涡流微位移传感器使用的主控芯片是AT89S52单片机。MSC-51单片机是八位的非常实用的单片机。本论文所使用的AT89S52单片机就是基于这款单片机的。MSC-51单片机的基本架构被ATMEL公司购买，继而在其基本内核的基础上加入了许多新的功能，同时扩展了芯片的容量以及加入flash闪存等等。51内核的单片机具有很多优点，因此无论是在工业上还是在一些电子产品上应用都很多。全球也有许多大公司对其进行扩展，加入新的功能。即使是在今天，51单片机仍然在控制系统中占据很大市场[4]。
下面对本论文所使用的单片机作简要介绍。AT89S52单片机具有最大能够支持的64K外部存储扩展，同时还具有8K字节的Flash空间。该单片机具有4组I/O口，分别是从P0到P3，同时每组端口具有8个引脚。每个引脚除了能够作为普通的输入和输出端口外，还具有其它功能，也就是我们通常所说的引脚复用。其还具有断电保护、看门口、计时器和定时器。51单片机一般的工作电压是5V。
3.2 显示模块
本论文设计的LCD1602电路，该液晶模块能够显示2行*16列的字符，相对于数码管而言，显示更加灵活多变。该液晶模块用来显示其测量处理后的数据。
4.测量系统的软件设计
本论文的主程序循环采集电量的变化，并实时显示在液晶模块上。系统软件是指完成系统设计功能的软件。为了提高系统的实时性、可靠性，在编写系统应用软件时，主要考虑以下两方面：
（1）提高系统抗干扰性能。在工业现场不可避免的有各种抗干扰因素。因此本系统除了在硬件上硬件复位和加电容滤波外。在软件上，采用了指令冗余技术、延时消抖技术以及对位移大小采样值进行中值滤波的数字滤波方法，进一步提高系统的抗干扰能力。
（2）采用模块化编程。将系统的应用程序分为若干个功能模块，这些模块可以任意更改而不影响程序的其余部分，将各个功能模块程序调通后，再把各个功能模块结合起进行联调，这大大减少了调试时间，提高了程序的通用性，方便程序的修改和检查。
5.总结
电涡流位移传感器是一种基于电涡流效应的传感器，能够将位移的变化转换成电量的变化。本论文主要介绍了传统传感器的发展历程，进而介绍了电涡流式微位移传感器的测量原理和优势，并基于单片机设计了测量系统。
参考文献
[1]谭祖根，汪乐宇.电涡流检测技术[M].北京：原子能出版社，1986.
[2]于鹏，许媛媛.利用插值法和曲线拟合法标定电涡流传感器[J].中国测试技术，2007，1（33）.
第7篇
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
[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京：高等教育出版社，1992
[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
第8篇
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
[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京：高等教育出版社，1992
[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
第9篇
论文摘要：从竞赛学和心理学的角度分析健美操运动员比赛时的一些不良心理状态及其成因．并提出改善方法，为健美操训练提供理论参考
随着运动水平的提高，心理素质训练已和体能、技战术训练处于同等重要的地位。特别在健美操比赛中，心理因素已成为决定比赛结果的关键因素。本文根据自己在训练和比赛中的实践，结合心理训练的原理对健美操运动员比赛时的不良心理成因进行分析，提出科学可行的改善方法，为健美操训练和比赛提供理论参考。
1比赛中运动员的不良心理因素
1．1内在因素
1．1．1意志品质不坚强．缺乏自信心。
1．1．2技术不过关．掌握动作不牢固．比如难度动作不到位，技术细节重视不够，动作不连贯，和队友配合不协调等。
1．1．3过分在乎比赛结果．领导、教练，队友以及朋友和家人的希望和自己只想赢的思想成为沉重的负担。
1．1．4应变能力差，不能灵活地对待比赛中的小差错，从而导致更大的差错。
1．1．5收集情报不够准确．赛前对其他健美操队的情况了解出现偏差。
1．2外在因素
1．2．1裁判员。在评判过程中由于裁判员受到各方面因素的影响，评分结果难免出现不同程度的差异，从而影响参赛选手成绩不理想．造成了运动员心理上的压力。
1．2．2观众。不能适应当地观众的情绪和观众的行为，比如尖叫声，喧哗声；或者比赛时没有观众的掌声和叫好声。
1．2．3比赛对手。比赛对手的超水平发挥；比赛对手的容貌、体形、服装优于自己以及对手高昂的精神风貌，都造成一定的压力，带来紧张情绪。
2改善方法
2．1提高自身技术表现能力
健美操的制胜因素在于按照美学原理巧妙地把优美的人体形态、高超的技能技巧、悠扬动听的音乐、适宜的运动节奏和鲜明的个人风格等有机组织起来，运动员再通过扎实的基本功、娴熟的技术、自然流畅的衔接和富有超人的表现力去完成。因此，要求运动员要积极协调地配合教练，在训练中明确目的，高标准要求自己，努力克服困难．才能练就新颖、高超的成套动作。
2．2提高自我控制能力
自我控制能力关键在于自我情绪的控制。比赛中来自内部和外部环境的各种刺激都会使运动员产生情绪波动，如畏惧对手会产生焦虑情绪，裁判评判的主观性会使运动员愤怒等。因此，运动员要保持情绪的稳定性，在训练中掌握心理自我调节的方法，学会自我肯定、自我鼓励、自我暗示、自我命令和自我放松。控制好了自己的比赛情绪，即使在内部状态不良的情况下也能充分地发挥原有的技术水平。
2．3提高抗干扰能力
“人为”与“自然”两大方面因素致使比赛环境不可避免地出现干扰情况．而这种干扰主要是观众的情绪及行为，比如观众的叫喊声，喝倒彩等。因此．经常组织有观众的内部比赛和表演，或在训练成套动作时有意识地制造一些干扰，让运动员逐渐具备抗干扰能力；另一方面，健美操比赛中裁判员的“主观尺度”对比赛过程和结果也具有很大的影响。适应裁判员的“主观尺度”也是运动员平时应注意培养的。
2．4提高应变能力
比赛动作的自然流畅是裁判员评定成绩的一项重要因素，这就要求运动员在完成成套动作时不能有停顿和遗漏。但比赛是动态变化的，所以有可能在比赛当中忘记动作，这就需要运动员随机应变，巧妙地改变动作并继续做下去。在平时训练中教练员应加强对运动员创新能力的培养。
第10篇
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.
第11篇
关键词：PLC，控制系统抗干扰措施
可编程控制器（ProgrammableLogic Controller）简称PLC它是将传统的继电器控制技术、通讯技术和微机技术相融合，专为工业控制而设计的专用控制器。由于PLC本身所具有的一系列优点，因此在工业控制领域中的普及范围越来越广，PLC产品的种类也越来越多，其结构型号、性能、容量、指令系统，编程方法等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC 对于提高其在控制系统中的应用有着重要作用。应用PLC首先要详细分析被控对象、控制过程与要求，熟悉了解工艺流程后列出控制系统的所有功能和指标要求．与继电器控制系统和工业控制计算机进行比较后加以选择。PLC 最适合于控制对象的工业环境较差，而安全性、可靠性要求特别高，系统工艺复杂，输入输出以开关量为多，用常规的继电器接触器难以实现，工艺流程又要经常变动的对象和现场。其次要确定控制范围，一般讲，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接测量的参数；用人工进行控制工作量大，操作复杂容易出错或操作过于频繁，人工操作不容易满足工艺要求的往往由PLC控制。尽管PLC自身具备良好的抗干扰能力，但在实际应用中各种类型PLC大多处在恶劣电磁环境中,在实际应用中常遇到PLC因干扰而不能正常工作的情形,所以在PLC控制系统抗干扰能力仍然是设计系统不容忽视的问题。
1 PLC 的选择
1） PLC机型的选择
PLC机型的选择主要是指在功能上如何满足需要，并且充分利用系统资源。选择机型前，首先要对被控制系统进行初步估计：有多少开关量输入，电压分别为多少，有多少开关量输出，输出功率为多少；有多少模拟量输人和模拟量输出；是否有特殊控制要求，如高速计数器（HC）；现场对控制器响应速度有何要求；机房与现场分开还是在一起等。
在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格最优的机型。通常的做法是：在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，选用整体式结构的PLC；其他情况则最好选用模块式结构的PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的，一般其控制速度无须考虑，因此选用带A/D转换，D/A转换，加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而控制比较复杂，控制功能要求比较高的，可根据控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。应该注意的是，同一个企业应尽量做到机型统一，这样同一个机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，并集中管理。
2） 输入/输出端口（I/O）的选择
PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的，PLC有许多I/O接口模块，包括开关量输入、输出模块、模拟量输人模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。
（1） 确定l/O点数。不同的控制对象所需要的阳点数不同，一些典型的传动设备及常用的电气元件所需PLC的I/O点数是固定的，如一个带磁环双作用气缸需用2个输入点；一个按钮需一个输入点；一个指示灯占用一个输出点等。但对于同一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有变化。根据控制系统的要求确定所需的I/O点数时，应再增加10％一20％的备用量，以便拓展控制功能。
（2） 开关量I/O。开关量I/O接口可以从传感器和开关（如按钮、行程开关等）及控制设备（如指示灯、电动机启动器等）接收信号。典型的交流I/O信号为24～240V，直流I/O信号为5～240V。输入电路因PLC品牌不同略有差别，但有些特性是相同的，如用于消除错误信号的抖动电路等。
（3）模拟量I/O。模拟量I/O接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。其典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可以接收低电平信号，如RTD、热电偶等。
3） 存储器类型及容量选择
PLC系统所使用的存储器由ROM和RAM组成，存储容量则随机器的大小变化，最大存储能力：一般小型机最大存储能力低于6KB，中型机的最大存储能力可达64KB，大型机的最大存储能力可上兆字节。使用时可根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型。必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
4） 电源模块选择
在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能及编程器有所了解。小型控制系统一般选用价格便宜的简易编程器（如LOGO），如果系统较大或多台PLC共用，可以选用功能强，编程方便的图形编程器。如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时，为了防止因干扰、电池电压下降等原因破坏RAM中的用户程序，可以选用E2PROM模块作为外部设备。论文参考网。
对于结构为模块式的PLC，电源模块和额定电流必须大干或等于主机、I/O模块、专用模块等总的消耗电流之和。当使用专用机架时．从主机架电源模块到最远一个扩展机架的线路压降必须小于0.25V。
5） 程序设计
根据控制对象的控制任务完成前述阶段后就可以进行控制系统的流程设计，画出控制系统的流程图，进一步说明各个控制信息之间的关系，然后具体安排I/O的配置，并对I/O进行地址编号。I/O地址编号确定后，再画出I/O端子和现场信号接线图，进行系统设计即可将硬件设计和程序编写二项工作平行进行，编写程序的过程就是软件设计过程。用户编写的程序在总装统调前需要进行模拟调试。用装在户LC 上的模拟开关模拟输入信号的状态，用输出点的指示灯模拟被控对象，检查程序无误后便把PLC接到系统里，进行总装统调，如果统调达不到指标要求则可对硬件和软件作调整，全部调试结束后，一般将程序固化在有长久记忆功能的EPROM中长期保存。
2 PLC系统的干扰源
PLC的干扰源比较复杂，分类方法较多，常见的有按性质分或按来源分。
按性质可分为共模干扰和差模干扰两大类。共模干扰主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向) 电压迭加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电时,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因。这种共模干扰可为直流,亦可为交流。差模干扰主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种干扰直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。论文参考网。
按来源可分为内部干扰和外部干扰。内部干扰主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC 制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门无法改变,可不必过多考虑。外部干扰主要有来自空间的辐射干扰、来自电源的干扰、来自信号线引入的干扰、来自接地系统混乱时的干扰等。来自空间的辐射干扰主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂,若PLC 系统置于射频场内,就会受到辐射干扰。
3 抗干扰措施
1） 硬件措施
（1）屏蔽：对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。
（2）滤波：对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，以消除或抑制高频干扰，也削弱了各种模块之间的相互影响。
（3）电源调整与保护：对CPU这个核心部件所需的＋5V 电源，采用多级滤波，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。
（4）隔离：在CPU与I/O电路间，采用光电隔离措施，有效隔离I/O间的电联系，减少故障误动作。
（5）采用模块式结构：这种结构有助干在故障情况下短时修复。论文参考网。因为一旦查处某一模块出现故障，就能迅速更换，使系统回复正常工作，也有助于加快查找故障原因。
2） 软件措施
（1）故障检测：PLC本身有很完善的自诊断功能，但在工程实践中，PLC的I/O元件如限位开关、电磁阀、接触器等的故障率远远高于PLC的本身故障率，这些元件出现故障后，PLC一般不会察觉出来，不会立即停机，这会导致多个故障相继发生，严重时会造成人身设备事故，停机后查找故障也要花费大量时间。
（2）信息保护和恢复：当偶发性故障条件出现时，不破坏PLC内部的信息，一旦故障条件消失，就可以恢复正常继续原来的工作。所以，PLC在检测故障条件时，立即把现状态存入存储器，软件配合对存储器进行封闭，禁止对存储器的任何操作，以防存储器信息被冲掉，一旦检测到外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的程序工作。
（3）提高输入信号的可靠性：由于电磁干扰、噪声、模拟信号误差等因素的影响，会引起输入信号的错误，引起程序判断失误，造成事故，例如按钮的抖动、继电器触点的瞬间跳动都会引起系统误动作，可以采用软件延时去抖。对于模拟信号误差的影响可采取对模拟信号连续采样三次．采样间隔根据A/D转换时间和该信号的变化频率而定，三个数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。在硬件和软件方面采取各种措施后,大大提高。
4 结束语
目前，随着各种技术的迅猛发展，PLC的种类日益繁多．功能也逐渐增强，在产品规模上向大小两个发展。在实际工作中还要根据实际情况对PLC的选用做出适当调整以及根据具体情况选用适当的抗干扰措施，以便满足期望的工业控制系统。
参考文献
[1] 陈宇,段鑫.可编程序控制器基础及编程技巧[M].广州:华南理工大学出版社,2002.
[2 ]陈琳. 可编程控制器应用技术[M] . 北京:化学工业出版社,2005.
[3 ]郭银景,吕文红,唐富华,杨阳. 电磁兼容原理及应用教程[M] . 北京:清华大学出版社,2004.
[4 ]寥常初. 可编程控制器的编程方法与工程应用[M] . 重庆:重庆大学出版社,2004.
第12篇
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.
[3]吴慎山,万霞,吴东芳.扩频通信的发展与应用研究[J].河南师范大学学报(自然科学版),2008(5).
第13篇
[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。
第14篇
关键词：继电保护，维护，故障处理
0 引言
随着我国电力工业和电力系统的快速发展，对发电厂、变电站的安全、经济运行要求越来越高。另外，因电子、计算机和通信系统的快速发展，也使得发电厂、变电站监控系统的自动化水平不断提高。微机继电保护和安全自动装置也成为了电网安全稳定运行和可靠供电的重要保障。
1 继电保护发展现状
上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500kV线路上,结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。在20世纪70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产和应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。免费论文，维护。我国从20世纪70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全且工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。
2继电保护的维护管理
2.1 微机保护装置要采取电磁干扰防护措施
变电站改造中，电磁型保护更换成微机型保护时，必须采取防电磁干扰的技术措施，即严格执行微机保护装置的安装条件，安装带有屏蔽层的电缆，而且两端的屏蔽层必须接地。防止由于线路较长，一端接地时，另一端会由于电磁干扰产生电压、电流，造成微机保护的拒动或误动。为减少保护装置故障和错误出现的几率，微机保护装置必须优化设计、合理制造工艺以及元、器件的高质量。同时还要采用屏蔽和隔离等技术来保证装置的可靠性，从而提高抗干扰的能力。
2.2 微机保护装置的接地要严格按规定执行
微机保护装置内部是电子电路，容易受到强电场、强磁场的十扰，外壳的接地屏蔽有利于改善微机保护装置的运行环境；微机保护提高可靠性，应以抑制干扰源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干扰能力入手，并运用自动检测技术及容错设计来保证微机保护装置的可靠性；容错即容忍错误，即使出现局部错误也不会导致保护装置的误动或拒动。免费论文，维护。容错设计则是利用冗余的设备在线运行，以保证保护装置的不间断运行。采用容错技术设计是为了换取常规设计所不能得到的高可靠性，确保微机保护装置的可靠运行。
2.3 防误措施
微机保护的一些定值设定以及重要参数修改在硬件设计上设置操作锁，操作时必须正确输入操作员的密码和监护人的密码时，方可进行正常操作，并将操作人和监护人的姓名等信息予以记录和保存。
2.4 继电保护装置的日常维护
（1）当班运行人员定时对继电保护装里进行巡视和检查，对运行情况要做好运行记录。
（2）建立岗位责任制，做到人人有岗，每岗有人。
（3）做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注惫与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。
（4）对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次。
（5）每月对微机保护的打印机进行检查并打印。免费论文，维护。
3 继电保护故障处理要点
继电保护工作是一项技术性很强的工作。如果只想学会对设备的调试并不难,只要经过一段时间的培训,按照调试大纲依次进行就可实现。而一旦出现异常现象,想处理它并非易事。它要求工作人员有扎实的理论基础,更要有解决处理故障的有效方法。一个合适的方法,在工作中能帮你少走弯路,提高效率。可以说继电保护技术性很大程度上体现在故障处理的能力上。因此,如何用最快最有效的方法去处理故障,体现技术水平,成为广大继电保护工作者所共同要探讨的课题。下面是常用的几种故障处理方法。
3.1 直观法
处理一些无法用仪器逐点测试,或某一插件故障一时无备品更换,而又想将故障排除的情况。比如10KV开关柜分或拒合故障处理。在操作命令下发后,观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作,说明电气回路正常,故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄,或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在,更换损坏的元件即可。
3.2 掉换法
用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围。免费论文，维护。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障,或一些内部回路复杂的单元继电器,可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失,说明故障在换下来的元件内,否则还得继续在其它地方查故障。
如一条110 kV旁路L FP-941A微机保护运行指示灯忽闪忽灭,并不打印任何故障报告,很难判断为何故障。正好附近有备用间隔,取各插件相应对换,查出故障在CPU插件上。用此项方法,要特别注意插件内的跳线、程序及定值芯片是否一样,确认无误方可掉换,并根据情况模拟传动。
3.3 逐项拆除法
将并联在一起的二次回路顺序脱开，然后再依次放回，一旦故障出现，就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到故障点。此法主要用于查直流接地，交流电源熔丝放不上等故障。如直流接地故障。先通过拉路法，根据负荷的重要性，分别短时拉开直流屏所供直流负荷各回路，切断时间不得超过3秒，当切除某一回路故障消失，则说明故障就在该回路之内，再进一步运用拉路法，确定故障所在支路。再将接地支路的电源端端子分别拆开，直至查到故障点。如电压互感器二次熔丝熔断，回路存在短路故障，或二次交流电压互串等，可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离，此时故障消除。免费论文，维护。然后逐个恢复，直至故障出现，再分支路依次排查。如整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上，则可通过各块插件的拔插排查，并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小故障范围。免费论文，维护。
4 结语
继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障，目前已经得到了广泛的应用，随着科学技术的不断进步，继电保护技术日益呈现出向微机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展的趋势。
参考文献：
[1]罗钰玲.电力系统微机继电保护[M].北京:人民邮电出版社.
[2]应斌.浅谈继电保护工作中故障处理的若干方法[J].广西电力,2006,(4):80-83.
第15篇
摘要：通过对PLC干扰源的分析探讨抗干扰的措施。
关键词：PLC；抗干扰；编程；措施
PLC（可编程序控制器）是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种通用工业自动控制装置。具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。在冶金、交通、化工、电力等领域获得了广泛的应用，被成为现代工业技术的三大支柱之一。
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。故障也就大大降低。尽管PLC在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，但是为了确保整个系统稳定可靠，还是应当尽量使PLC有良好的工作环境条件，并采取必要的抗干扰措施。
1PLC控制系统干扰的主要来源及途径
1.1电源的干扰。PLC系统控制的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰，空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达等产生的，通常称为辐射干扰，若PLC系统置于所射频场内，就会收到辐射干扰，而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。
1.2信号线引入的干扰。与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，由此引起系统故障的情况也很多。21写作秘书网
1.3接地系统的干扰。接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。
1.4变频器干扰。一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。
2抗干扰的措施
2.1电源干扰的抑制。一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源、动力线和信号线走线要更加合理等等，对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件，采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理，以防止外界干扰信号的影响。电源调整与保护:电源波动造成电压畸变或毛刺，将对PLC及I/O模块产生不良影响。对微处理器核心部件所需要的＋5V电源采用多级滤波处理，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。尽量时电源线平行走线，时电源线对地呈低阻抗，以减少电源噪声干扰。其屏蔽层接地方式不同，对干扰抑制效果不一样，一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地，以抑制共摸干扰。此外可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路等。2.2信号线引入的防干扰措施。动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双绞线连接。将PLC的I/O线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。此外利用信号隔离器解决干扰问题也是很理想的办法，其原理是首先将PLC接收的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。只要在有干扰的地方，输入端和输出端中间加上这种隔离器，就可有效解决干扰问题。
2.3正确选择接地点，完善接地系统。良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。在PLC控制系统中，具有多种形式的“接地”，主要有：（1）信号地。输入端信号元件的地；（2）交流地。交流供电电源的N线；（3）屏蔽地。为防止静电和磁场感应而设置的外壳或金属丝网，通过专门的铜导线将其接入地下；（4）保护地。将机器设备的外壳或设备内独立器件的外壳接地，用于保护人身安全和防止设备漏电。为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰，应对PLC系统进行良好的接地。一般情况下，接地方式与信号频率有关，当频率低于1MHz时，可用一点接地；高于10MHz时，采用多点接地；在1～10MH之间时，通常情况下，PLC控制系统采用一点接地，将所有地线端子和最近接地点相连接，以获得最好的抗干扰能力。接地线截面积不能小于2mm2，接地电阻不能大于100Ω，接地线使用专用地线。
2.4变频器干扰的抑制。（1）加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。（2）使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。（3）使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常。