工業(yè)稱重儀表的抗干擾與處理攪拌系統(tǒng)復(fù)雜工況的要求
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（5）防雷擊措施
室外使用的單片機(jī)系統(tǒng)或從室外架空引入室內(nèi)的電源線、信號(hào)線，要考慮系統(tǒng)的防雷擊問(wèn)題。常用的防雷擊器件有：氣體放電管、TVS（Transient Voltage Suppression）等。氣體放電管是當(dāng)電源的電壓大于某一數(shù)值時(shí)，通常為數(shù)十V或數(shù)百V，氣體擊穿放電，將電源線上強(qiáng)沖擊脈沖導(dǎo)入大地。TVS可以看成兩個(gè)并聯(lián)且方向相反的齊納二極管，當(dāng)兩端電壓高于某一值時(shí)導(dǎo)通。其特點(diǎn)是可以瞬態(tài)通過(guò)數(shù)百乃上千A的電流。
（6）電源系統(tǒng)抗干擾
由于工業(yè)電源特別是攪拌設(shè)備的電源工況復(fù)雜，因此如何在不穩(wěn)定電源場(chǎng)合確保儀表工作穩(wěn)定尤為重要。
常用的開(kāi)關(guān)電源與線性電源相比各有優(yōu)缺點(diǎn)：開(kāi)關(guān)電源作為恒功率器件，外部供電電壓高則輸出電流小，電壓低則輸出電流大，從而維持輸入到儀表內(nèi)部的功率恒定，從而減少儀表內(nèi)部溫度差，更不會(huì)因過(guò)熱造成元件損壞。而線性電源在電壓升高時(shí)，電流將增大，特別是電壓運(yùn)行高于240VAC時(shí)，內(nèi)部溫升加快，會(huì)造成變壓器或三端穩(wěn)壓器等損壞，在低于220VAC時(shí)，會(huì)造成運(yùn)行不可靠或停止運(yùn)行。所以一般工業(yè)控制采用開(kāi)關(guān)電源方式，而試驗(yàn)或商用設(shè)備采用線性電源較為合理。由于電源波動(dòng)會(huì)造成儀表輸出的激勵(lì)電壓波動(dòng)，因此稱量值會(huì)隨之變化，故應(yīng)采用較為保險(xiǎn)的多級(jí)穩(wěn)壓方案。UNI800與TR600均采用二級(jí)穩(wěn)壓，當(dāng)外部電壓波動(dòng)，對(duì)儀表讀數(shù)影響甚小；而有些儀表采用一級(jí)穩(wěn)壓，稱重?cái)?shù)值隨外部電壓波動(dòng)而異常變化根本無(wú)法滿足要求。
（7）模擬信號(hào)輸出
有些稱重儀表廠家為降低成本，往往采用12位脈寬調(diào)制方法輸出模擬信號(hào)，這有幾個(gè)壞處：①由于脈沖來(lái)自單片機(jī)系統(tǒng)，占用晶振資源，往往造成輸出模擬值滯后儀表讀數(shù)很多；②低位數(shù)的脈寬調(diào)制往往在重復(fù)性、線性上較差，再加上信號(hào)給上位機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換又有精度損失，故此方案用于配料 精度高場(chǎng)合不可行。UNI800及TR600由于采用16位DA轉(zhuǎn)換輸出模擬信號(hào)而成為較佳的選擇。
（8）來(lái)自稱體的干擾
由于秤體的結(jié)構(gòu)變化或物料的粘附等造成稱重?cái)?shù)值漂移，因此必須在啟動(dòng)配料時(shí)須有自動(dòng)清零功能，UNI800與TR600的此功能確保每次配料的準(zhǔn)確性。
（9）信號(hào)輸入范圍
很多添加量較小的材料因秤體自重較重，零位信號(hào)較高，放大信號(hào)也由于使用3mv/v傳感器而接近30mv，對(duì)于此要求很多儀表由于放大器設(shè)計(jì)所限最大只能接受25mv信號(hào)而導(dǎo)致不能調(diào)校，只能通過(guò)加高精度電阻下拉信號(hào)電壓，但這往往對(duì)于野外作業(yè)的工地是個(gè)難題。因此有合理的適合攪拌系統(tǒng)使用信號(hào)輸入范圍也應(yīng)成為選型要求之一。UNI800及TR600產(chǎn)品，零位可調(diào)電壓在0-15mv，放大可調(diào)最大至35mv，非常適合瀝青秤、外加劑秤使用。
4．對(duì)干擾措施的軟件處理方法
電磁干擾源所產(chǎn)生的干擾信號(hào)在一些特定的情況下（比如在一些電磁環(huán)境比較惡劣的情況下）是無(wú)法完全消除的，最終將會(huì)進(jìn)入CPU處理的的核心單元，這樣在一些大規(guī)模集成電路常常會(huì)受到干擾，導(dǎo)致不能正常工作或在錯(cuò)誤狀態(tài)下工作。特別是像RAM這種利用雙穩(wěn)態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)的器件，往往會(huì)在強(qiáng)干擾下發(fā)生翻轉(zhuǎn)，使原來(lái)存儲(chǔ)的“0”變?yōu)椤?”，或者“1”變?yōu)椤?”；一些串行傳輸?shù)臅r(shí)序及數(shù)據(jù)會(huì)因干擾而發(fā)生改變；更嚴(yán)重的會(huì)破壞一些重要的數(shù)據(jù)參數(shù)等；造成的后果往往是很嚴(yán)重的。在這種情況下軟件設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力的高低。
⑴ 程序會(huì)因?yàn)殡姶鸥蓴_大致會(huì)一下幾種情況：
①程序跑飛。
這種情況是最常見(jiàn)的干擾結(jié)果，一般來(lái)說(shuō)有一個(gè)好的復(fù)位系統(tǒng)或軟件幀測(cè)系統(tǒng)即可，對(duì)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。
② 死循環(huán)或不正常程序代碼運(yùn)行。
當(dāng)然這種死循環(huán)和不正常程序代碼并非設(shè)計(jì)人員有意寫(xiě)入的，我們知道程序的指令是由字節(jié)組成的，有的是單字節(jié)指令而有的是多字節(jié)指令，當(dāng)干擾產(chǎn)生后使得PC指針發(fā)生變化，從而使原來(lái)的程序代碼發(fā)生了重組產(chǎn)生了不可預(yù)測(cè)的可執(zhí)行的程序代碼，那么，這種錯(cuò)誤是致命的，它會(huì)有可能會(huì)去修改重要的數(shù)據(jù)參數(shù)，有可能產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的控制輸出等一系列錯(cuò)誤狀態(tài)。
⑵ 對(duì)重要參數(shù)儲(chǔ)存的措施
一般情況下，我們可以采用錯(cuò)誤檢測(cè)與糾正來(lái)有效地減少或避免這種情況的出現(xiàn)。根據(jù)檢錯(cuò)、糾錯(cuò)的原理，主要思想是在數(shù)據(jù)寫(xiě)入時(shí)，根據(jù)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)生成一定位數(shù)的校驗(yàn)碼，與相應(yīng)的數(shù)據(jù)一起保存起來(lái)；當(dāng)讀出時(shí)，同時(shí)也將校驗(yàn)碼讀出，進(jìn)行判決。如果出現(xiàn)一位錯(cuò)誤則自動(dòng)糾正，將正確的數(shù)據(jù)送出，并同時(shí)將改正以后的數(shù)據(jù)回寫(xiě)覆蓋原來(lái)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)；如果出現(xiàn)兩位錯(cuò)誤則產(chǎn)生中斷報(bào)告，通知CPU進(jìn)行異常處理。所有這一切動(dòng)作都是靠軟件設(shè)計(jì)自動(dòng)完成的，具有實(shí)時(shí)性和自動(dòng)完成的特點(diǎn)。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，能大大提高系統(tǒng)的抗干擾能力，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
檢錯(cuò)與糾錯(cuò)原理：
首先來(lái)看看檢錯(cuò)和糾錯(cuò)的基本原理。進(jìn)行差錯(cuò)控制的基本思想是在信息碼組中以一定規(guī)則加入不同方式的冗余碼，以便在信息讀出的時(shí)候依靠多余的監(jiān)督碼或校碼碼來(lái)發(fā)現(xiàn)或自動(dòng)糾正錯(cuò)誤。
針對(duì)誤碼發(fā)生的特點(diǎn)，即錯(cuò)誤發(fā)生的隨機(jī)性和小概率性，它幾乎總是隨機(jī)地影響某個(gè)字節(jié)中的某一位（bit），因此，如果能夠設(shè)計(jì)自動(dòng)糾正一位錯(cuò)誤，而檢查兩位錯(cuò)誤的編碼方式。就可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。
⑵ 對(duì)RAM和FLASH(ROM)的檢測(cè)
在編制程序時(shí)我們最好是寫(xiě)入一些檢測(cè)程序來(lái)測(cè)試RAM和FLASH(ROM)的數(shù)據(jù)代碼，看有無(wú)發(fā)生錯(cuò)誤，一旦發(fā)生要立即糾正，糾正不了的要及時(shí)給出錯(cuò)誤指示，以便用戶去處理。
另外，在編制程序時(shí)加入程序冗余是不可缺少的。在一定的地方加入三條或三條以上NOP指令對(duì)程序的重組有著很有效防止作用。同時(shí)，在程序的運(yùn)行狀態(tài)中要引入標(biāo)志數(shù)據(jù)和檢測(cè)狀態(tài)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤產(chǎn)生。
總的來(lái)說(shuō)為了提高單片機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容性，不僅要合理設(shè)計(jì)PCB板，而且要在電路結(jié)構(gòu)上及軟硬件中采取相應(yīng)的措施。最后我們還對(duì)珠海市長(zhǎng)陸工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)有限公司在冶金、混凝土、糧油飼料、化工、等行業(yè)國(guó)內(nèi)外用戶應(yīng)用情況進(jìn)行了廣泛考察，在作為單片機(jī)系統(tǒng)的稱重控制儀表UNI800和TR600系列的設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行的各個(gè)階段，正是通過(guò)以上各種抗干擾手段的運(yùn)用，并經(jīng)過(guò)形形色色的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境模擬及實(shí)際工作實(shí)驗(yàn)，造就了“金剛不壞之軀”，保證稱重儀表在各種工況下長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠、安全地運(yùn)行。該公司并因此獲得同類產(chǎn)品中為數(shù)不多的由著名認(rèn)證企業(yè)SGS公司簽發(fā)的CE認(rèn)證，由此獲得進(jìn)入發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的通行證，擁有與世界老牌企業(yè)同類產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的利器。 因此我公司決定選用該公司產(chǎn)品，實(shí)際應(yīng)用證明我們的選擇是正確的，是西筑攪拌設(shè)備可靠保證的重要因素之一。
評(píng)論