淺談保證計算機通信與控制系統可靠運行的措施論文
摘要：
隨著(zhù)高新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，數字通信及控制技術(shù)也在飛速發(fā)展，計算機通信及控制技術(shù)得到了廣泛應用，針對各種情況探討了保證計算機通信與控制系統可靠運行的措施。
關(guān)鍵詞：計算機通信；控制系統
1、在設計計算機通信與控制系統時(shí)要注意以下事項。
�。�1）在對計算機通信與控制系統設計和配置時(shí)，要注意到系統的結構要緊湊，布局要合理，信號傳輸要簡(jiǎn)單直接。
在計算機通訊與控制系統的器件安裝布局上，要充分注意到分散參數的影響和采用必要的屏蔽措施：對大功率器件散熱的處理方法；消除由跳線(xiàn)、跨接線(xiàn)、獨立器件平行安裝產(chǎn)生的離散電容、離散電感的影響，合理利用輔助電源和去耦電路。
�。�2）計算機通信與控制系統本身要有很高的穩定性。
計算機通信與控制系統的穩定性，一方面取決于系統本身各級電路工作點(diǎn)的選擇和各級間的耦合效果。特別是在小信號電路和功率推動(dòng)級電路的級間耦合方面，更要重視匹配關(guān)系。另一方面取決于系統防止外界影響的能力，除系統本身要具有一定的防止外界電磁影響的能力外，還應采取防止外界電磁影響的措施。
�。�3）算機通信與控制系統防止外界電磁影響的措施，應在方案論證與設計時(shí)就給予充分考慮。
例如數字信號的采集傳輸，是采用脈沖調制器還是采用交流調制器，信號在放大時(shí)采用幾級放大器，推動(dòng)司服系統工作時(shí)采取何種功放，反饋信號的技術(shù)處理及接入環(huán)節，電路級間隔離的方法，器件安裝時(shí)連接和接地要牢固可靠，避免接觸不良造成影響，機房環(huán)境選擇和布局避免強電磁場(chǎng)的影響等。
2、排除電源電壓波動(dòng)給計算機通信與控制系統帶來(lái)的影響。
計算機通信與控制系統的核心就是計算機，計算機往往與強電系統共用一個(gè)電源。在強電系統中，大型設備的起、停等都將引起電源負載的急劇變化，也都將會(huì )對計算機通信與控制系統產(chǎn)生很大的影響；電源線(xiàn)或其它電子器件引線(xiàn)過(guò)長(cháng)，在輸變電過(guò)程中將會(huì )產(chǎn)生感應電動(dòng)勢。防止電源對計算機通信與控制系統的影響應采取如下措施：
�。�1）提高對計算機通信與控制系統供電電源的質(zhì)量。
供電電源的功率因數低，對計算機通信與控制系統將產(chǎn)生很大的影響，為保證計算機通信與控制系統穩定可靠的工作，供電系統的功率因數不能低于0.9。
�。�2）采用獨立的電源給計算機通信與控制系統供電。
應對計算機通信與控制系統的主要設備配備獨立的供電電源。要求獨立供電電源電壓要穩定，無(wú)大的波動(dòng)；系統負載不能過(guò)大，感性負載和容性負載要盡可能的少。
�。�3）對用電環(huán)境惡劣場(chǎng)所采取穩壓方法。
對計算機等重要設備采用UPS電源。在穩壓過(guò)程中要采用在線(xiàn)式調壓器，不要使用變壓器方式用繼電器接頭來(lái)控制的穩壓器。
3、防止由于外界因素對供電電源產(chǎn)生的傳導影響。
由于外界因素對電源產(chǎn)生的傳導影響要采取以下措施。
�。�1）采用磁環(huán)方法。
�、儆么怒h(huán)防止傳導電流的原理。
磁環(huán)是抑制電磁感應電流的元件，其抑制電磁感應電流的原理是：當電源線(xiàn)穿過(guò)磁環(huán)時(shí)，磁環(huán)可等效為一個(gè)串接在電回路中的可變電阻，其阻抗是角頻率的函數。即：Z=f/(ω)
從上式可以看出：隨著(zhù)角頻率的增加其阻抗值再增大。假設Zs是電源阻抗，ZL是負載阻抗，ZC是磁環(huán)的阻抗，其抑制效果為：DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC/(ZS+ZL)]
從上述公式中可以看出，磁環(huán)抑制高頻感生電流作用取決于兩個(gè)因素：一是磁環(huán)的阻抗；另一個(gè)是電源阻抗和負載的大小。
�、谟么怒h(huán)抑制傳導電流的原則。
磁環(huán)的選用必須遵循兩個(gè)原則：一是選用阻抗值較大的磁環(huán)：另一個(gè)是設法降低電源阻抗和負載阻抗的阻值。
�。�2）采用金屬外殼電源濾波器消除高頻感生電流，特別是在高頻段具有良好的濾波作用。
電源濾波器的選取原則：對于民用產(chǎn)品，應在100KHZ一30MHZ這一頻率范圍內考慮濾波器的濾波性能。軍用電源濾波器的選取依據GJBl51/152CE03，在GJBl51/152CE03中規定了傳導高頻電流的頻率范圍為15KHZ-50MHZ。
4、抑制直流電源電磁輻射的方法。
�。�1）利用跟隨電壓抑制器件抑制脈沖電壓。
跟隨電壓抑制器中的介質(zhì)能夠吸收高達數千伏安的脈沖功率，它的主要作用是，在反向應用條件下，當承受一個(gè)高能量的大脈沖時(shí)，其阻抗立即降至很低，允許大電流通過(guò)，同時(shí)把電壓箝位在預定的電壓值上。利用跟隨電壓抑制器的這一特性，脈沖電壓被吸收，使計算機通信與控制系統也減少了脈沖電壓帶來(lái)的負面影響。
�。�2）使用無(wú)感電容器抑制高頻感生電流。
俗稱(chēng)“隔直通交”是電容器的基本特性，通常在每一個(gè)集成電路芯片的電源和地之間連接一個(gè)無(wú)感電容，將感生電流短路到地，用來(lái)消除感生電流帶來(lái)的影響，使各集成電路芯片之間互不影響。
�。�3）利用陶瓷濾波器抑制由電磁輻射帶來(lái)的影響。
陶瓷濾波器是由陶瓷電容器和磁珠組成的T型濾波器，在一些比較重要集成電路的電源和地之間連接一個(gè)陶瓷濾波器，會(huì )很好起到抑制電磁輻射的作用。
5、防止信號在傳輸線(xiàn)上受到電磁幅射的方法。
(1)在計算機通信與控制系統中使用磁珠抑制電磁射。
磁珠主要適用于電源阻抗和負載阻抗都比較小的系統，主要用于抑制1MHZ以上的感生電流所產(chǎn)生的電磁幅射。選擇磁珠也應注意信號的頻率，也就是所選的磁珠不能影響信號的傳輸，磁珠的大小應與電流相適宜，以避免磁珠飽和。
(2)在計算機通信與控制系統中使用雙芯互絞屏蔽電纜做為信號傳輸線(xiàn)，屏蔽外界的電磁輻射。
(3)在計算機通信與控制系統中采用光電隔離技術(shù)，減少前后級之間的互相影響。
(4) 在計算機通信與控制系統中要使信號線(xiàn)遠離動(dòng)力線(xiàn)；電源線(xiàn)與信號線(xiàn)分開(kāi)走線(xiàn)。輸入信號與輸出信號線(xiàn)分開(kāi)走線(xiàn)；模擬信號線(xiàn)與數字信號線(xiàn)分開(kāi)走線(xiàn)。
6、防止司服系統中執行機構動(dòng)作回饋的方法。
�。�1）RC組成熄燼電路的方法。
用電容器和電阻器串聯(lián)起來(lái)接入繼電器的接點(diǎn)上，電容器C把觸點(diǎn)斷開(kāi)的電弧電壓到達最大值的時(shí)間推遲到觸點(diǎn)完全斷開(kāi)，用來(lái)抑制觸點(diǎn)間放電。電阻R用來(lái)抑制觸點(diǎn)閉合時(shí)的短路電流。
對于直流繼電器，可選�。篟=Vdc/IL，C=IL*K。
式中，Vdc：直流繼電器工作電壓。I：感性負載工作電流。K二0.5-lF/A
對于交流繼電器，可選�。篟>0．5*UrmS，C二0.002-0.005(Pc/10) F。
式中，Urms：為交流繼電器額定電壓有效值。Pc：為交流繼電器線(xiàn)圈負載功率。
�。�2）利用二極管的單向導電特性。
二極管加電阻與負載并接起來(lái)，當切斷電源的瞬間，由于反電動(dòng)勢產(chǎn)生的電流，流過(guò)與負載并聯(lián)的二極管，并在負載電阻上消耗掉感應負載所產(chǎn)生的能量，這種結構的電路一般要求二極管的反向電壓為電源電壓的10倍以上。
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