摘 要:計算機通信技術(shù)現(xiàn)在已深入到我們生活和工作的各個領(lǐng)域,也導(dǎo)致了自動化領(lǐng)域的深信變革。本文旨在為自動化領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和管理人員提供必需的通信技術(shù)的知識,側(cè)重探討計算機通信和控制系統(tǒng)可靠運行的基本措施和方法。
關(guān)鍵詞:計算機 通信與控制 工程技術(shù)
通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是樓內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)幕A(chǔ),同時與外部通信網(wǎng)絡(luò)(如公用電話網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、計算機互連網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)及衛(wèi)星通信網(wǎng)等)相連,確保信息暢通。CNS應(yīng)能為建筑物或建筑群的擁有者(管理者)及建筑物內(nèi)的各個使用者提供有效的信息服務(wù)。CNS應(yīng)能對來自建筑物或建筑群內(nèi)外的各種信息予以接收、存貯、處理、交換、傳輸并提供決策支持的能力。CNS提供的各類業(yè)務(wù)及其業(yè)務(wù)接口,應(yīng)能通過建筑物內(nèi)布線系統(tǒng)引至各個用戶終端。
1控制規(guī)律的選擇
盡管不同類型的控制器,其結(jié)構(gòu)、原理各不相同,但是基本控制規(guī)律只有三個:比例(P)控制、積分(I)控制和微分(D)控制。這幾種控制規(guī)律可以單獨使用,但是更多場合是組合使用。如比例(P)控制、比例-積分(PI)控制、比例-積分-微分(PID)控制等。單獨的比例控制也稱“有差控制”,輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例關(guān)系,偏差越大輸出越大。實際應(yīng)用中,比例度的大小應(yīng)視具體情況而定,比例度太大,控制作用太弱,不利于系統(tǒng)克服擾動,余差太大,控制質(zhì)量差,也沒有什么控制作用;比例度太小,控制作用太強,容易導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差,引發(fā)振蕩。對于反應(yīng)靈敏、放大能力強的被控對象,為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,應(yīng)當使比例度稍小些;而對于反應(yīng)遲鈍,放大能力又較弱的被控對象,比例度可選大一些,以提高整個系統(tǒng)的靈敏度,也可以相應(yīng)減小余差。單純的比例控制適用于擾動不大,滯后較小,負荷變化小,要求不高,允許有一定余差存在的場合。工業(yè)生產(chǎn)中比例控制規(guī)律使用較為普遍。比例控制規(guī)律是基本控制規(guī)律中最基本的、應(yīng)用最普遍的一種,其最大優(yōu)點就是控制及時、迅速。只要有偏差產(chǎn)生,控制器立即產(chǎn)生控制作用。但是,不能最終消除余差的缺點限制了它的單獨使用??朔嗖畹霓k法是在比例控制的基礎(chǔ)上加上積分控制作用。積分控制器的輸出與輸入偏差對時間的積分成正比。這里的“積分”指的是“積累”的意思。積分控制器的輸出不僅與輸入偏差的大小有關(guān),而且還與偏差存在的時間有關(guān)。只要偏差存在,輸出就會不斷累積(輸出值越來越大或越來越小),一直到偏差為零,累積才會停止。所以,積分控制可以消除余差。積分控制規(guī)律又稱無差控制規(guī)律。
2計算機通信與控制系統(tǒng)影響因素
計算機通信與控制系統(tǒng)的核心就是計算機,計算機往往與強電系統(tǒng)共用一個電源。在強電系統(tǒng)中,大型設(shè)備的起、停等都將引起電源負載的急劇變化,也都將會對計算機通信與控制系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響;電源線或其它電子器件引線過長,在輸變電過程中將會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
2.1電源電壓波動解除
提高對計算機通信與控制系統(tǒng)供電電源的質(zhì)量,供電電源的功率因數(shù)低,對計算機通信與控制系統(tǒng)將產(chǎn)生很大的影響,為保證計算機通信與控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作,供電系統(tǒng)的功率因數(shù)不能低于0.9。采用獨立的電源給計算機通信與控制系統(tǒng)供電,應(yīng)對計算機通信與控制系統(tǒng)的主要設(shè)備配備獨立的供電電源。要求獨立供電電源電壓要穩(wěn)定,無大的波動;系統(tǒng)負載不能過大,感性負載和容性負載要盡可能的少。對用電環(huán)境惡劣場所采取穩(wěn)壓方法,對計算機等重要設(shè)備采用UPS電源。在穩(wěn)壓過程中要采用在線式調(diào)壓器,不要使用變壓器方式用繼電器接頭來控制的穩(wěn)壓器。
2.2供電電源傳導(dǎo)消除
由于外界因素對電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)影響,通常采用磁環(huán)方法,即用磁環(huán)防止傳導(dǎo)電流的原理。磁環(huán)是抑制電磁感應(yīng)電流的元件,其抑制電磁感應(yīng)電流的原理是:當電源線穿過磁環(huán)時,磁環(huán)可等效為一個串接在電回路中的可變電阻,其阻抗是角頻率的函數(shù)。磁環(huán)抑制高頻感生電流作用取決于兩個因素:一是磁環(huán)的阻抗;另一個是電源阻抗和負載的大小。磁環(huán)的選用必須遵循兩個原則:一是選用阻抗值較大的磁環(huán):另一個是設(shè)法降低電源阻抗和負載阻抗的阻值。
2.3電源電磁輻射消除
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(shù)千伏安的脈沖功率,它的主要作用是,在反向應(yīng)用條件下,當承受一個高能量的大脈沖時,其阻抗立即降至很低,允許大電流通過,同時把電壓箝位在預(yù)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(tǒng)也減少了脈沖電壓帶來的負面影響。使用無感電容器抑制高頻感生電流,俗稱“隔直通交”是電容器的基本特性,通常在每一個集成電路芯片的電源和地之間連接一個無感電容,將感生電流短路到地,用來消除感生電流帶來的影響,使各集成電路芯片之間互不影響。利用陶瓷濾波器抑制由電磁輻射帶來的影響,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陶瓷濾波器,會很好起到抑制電磁輻射的作用。
3具體應(yīng)對措施
3.1防止信號被幅射
在計算機通信與控制系統(tǒng)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(tǒng),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(yīng)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(yīng)與電流相適宜,以避免磁珠飽和。在計算機通信與控制系統(tǒng)中使用雙芯互絞屏蔽電纜做為信號傳輸線,屏蔽外界的電磁輻射,在計算機通信與控制系統(tǒng)中采用光電隔離技術(shù),減少前后級之間的互相影響,在計算機通信與控制系統(tǒng)中要使信號線遠離動力線;電源線與信號線分開走線。輸入信號與輸出信號線分開走線;模擬信號線與數(shù)字信號線分開走線。
3.2防止司服系統(tǒng)回饋
RC組成熄燼電路的方法,用電容器和電阻器串聯(lián)起來接入繼電器的接點上,電容器C把觸點斷開的電弧電壓到達最大值的時間推遲到觸點完全斷開,用來抑制觸點間放電。電阻R用來抑制觸點閉合時的短路電流。
4結(jié)束語
二極管加電阻與負載并接起來,當切斷電源的瞬間,由于反電動勢產(chǎn)生的電流,流過與負載并聯(lián)的二極管,并在負載電阻上消耗掉感應(yīng)負載所產(chǎn)生的能量,這種結(jié)構(gòu)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。