电子控制装置

电子控制装置（精选12篇）

电子控制装置 篇1

摘要：随着科技的发展和进步, 农业发展也开始走向机械化。当前机械设备变得庞大和复杂, 需要有更加完善和先进的系统装置予以控制, 机械电子式软启动装置对控制机械设备的运行具有重要的作用。作为重要的机械电子技术之一, 软启动技术对于农业机械化发展具有重要的意义。文章围绕着机械设备装置控制系统进行分析, 对软启动技术进行研究, 设计出机械电子式软启动装置控制系统, 对机电一体化的发展具有重要的意义。

关键词：机械电子,软启动装置,控制系统

前言

机电一体化已经成为当前农业机械生产制造的发展趋势, 将电子设备与机械设备紧密结合, 形成机械电子系统, 主要起到对机械设备的启动和控制作用。当前的机械设备具有连续、高效的运行能力, 在农机生产当中起到关键性作用, 随着农业机械生产的规模的扩大对于相关技术的要求也就有了很大的提升, 这就需要先进的控制系统对大型机械设备进行有效的控制, 实现稳定的机械化生产。

1 软启动装置的重要性

电子设备在机械运行中发挥着重要作用, 现代农业机械设备业都是与电子设备实现操作控制的, 需要供电设施进行电力提供, 来维持发动机等电动机械设备的运转。电动机在启动过程当中, 会在短时间内产生高强电流, 一定程度上给供电系统以及电动机械设备带来一定的冲击, 增加电力荷载, 长期积累下来, 会给电动机械设备造成一定的破坏, 不利于机械电子设备的工作运行, 因此, 就需要能够有效控制机械设备运行的装置, 软启动技术是良好的选择。通过机械电子式软启动, 可以对机械设备有效的进行控制, 保证机械在启动过程当中所产生的高强电流能够得到控制, 避免产生危害。软启动装置有效的缓解了电力荷载压力, 将电流限制在合理的范围内, 同时保证机械设备的正常运行。机械电子式软启动装置控制系统的应用, 能够满足当前农业机械设备生产的需求, 对机械电子系统平稳有序的运行具有重要的作用, 在农业机械设备当中, 软启动装置发挥着重要的作用[1]。

2 机械电子式软启动装置的优势

农业机械设备多是大型机械设备, 在启动过程当中会由于压降产生冲击转矩和高强电流, 而软启动装置能够对其予以很好的限制, 以更好的保护机械设备降低能耗。软启动装置能够对启动电流进行有效的控制, 将电动机械设备需要承担的荷载限制在一定的范围内, 保证机械设备的正常运行工作。软启动装置的特点是占据空间小, 并且容易操控, 便于维护, 避免其故障的发生。随着科技的发展和进步, 农业生产水平有了很大程度上的提升, 对于机械设备控制系统有着极大的提升, 原有的软启动装置已经不能满足发展的需要了, 因此机械电子式软启动装置开始得到广泛的应用, 有着较大的优势。

2.1 故障频率低

传统的软启动装置在应用之初发挥了很重要的作用, 但是由于机械设备的功能得到了极大的完善和拓展, 传统的软启动装置在某些方面的不足开始显现出来。随着电动机械设备的功率不断提高, 软启动装置对其的调控力不足, 在长期的使用当中很容易发生故障, 难以保证电动机的平稳启动。因此, 机械电子式软启动设备开始得以应用。与传统软启动设备相比, 在控制故障的方面有着很大的优势。机械电子式软启动设备能够更好的适应当前机械设备所产生的强电流, 承担荷载压力, 能够有效的避免故障的发生, 同时, 机械电子式软启动设备由于其便于操作和维护的特性, 能够及时将故障隐患予以消除极大的降低了故障的发生频率[2]。

2.2 启动平稳

在传统的软启动设备的应用当中, 由于长时间的使用, 加上机械设备自身的改进和完善, 软启动设备渐渐跟不上大型电动机械设备的要求, 对于电动机启动时产生的强电流不能限制在合理范围内, 长此以往, 机械设备容易发生故障, 在运行过程当中难以保持平稳。机械电子式软启动设备就极大的改善了这一问题, 软启动设备能够对电动机械设备启动时所产生的高强电流能够有效的进行控制并根据机械设备运行的基本需要, 对产生的电流和荷载进行调控, 将其维持在合理的数字范围, 电动机械设备的启动也就更加平稳。在传统软启动设备的基础之上, 将最为先进的机械电子式软启动技术引用其中, 实现机械电子式软启动装置控制系统的建立, 使大型电动机械设备更加平稳有序的工作[3]。

3 机械电子式软启动装置启动设计

3.1 启动方式设计

为了农业机械设备平稳的启动, 良好的运行, 需要对机械电子软启动装置的启动方式进行科学合理的设计, 以实现机械自动化控制。主要的启动方式设计有斜坡电压式, 斜坡恒流式以及矩形转矩式。斜坡电压软启动操作简单, 在操作过程当中省略了电流闭环控制的环节;斜坡恒流式软启动则是将电动机启动电流呈现阶梯式增长, 并将电流最大值设置在最合理的范围内, 当电流增长到该值时, 进行有效的控制, 保持其恒定状态, 可以极大的缩短启动时间;矩形转矩式软启动则是以满足荷载要求为前提, 对软启动装置予以保护, 实现电动机的安全启动, 以上几种方法, 具有各自的优势喝缺陷, 因此需要根据电动机械设备运行的实际需要加以合理利用, 保证安全稳定[4]。

3.2 软件设计

农业机械设备电子式软启动的控制系统的设计离不开高新技术的应用, 以计算机信息系统作为基础, 将可编程控制器作为核心设备, 对软启动设备进行科学程序设计。首先, 采用控制语言以面向运行过程, 采用形象语言以面向问题, 建立最直观简单的结构, 在该结构下进行程序设计。以控制系统的流程图以及功能需要进行设计, 以完善机械电子式软启动装置的功能。其次, 进行根据程序编写需要进行最优化的设计。选取编程软件, 将计算机作为上位机, 面向设计对象和可视化程序进行设计, 采用不同的语言进行编写, 使机械电子式软启动软件在运行过程当中反应和执行的效率更高。再次, 依然以计算机作为上位机, 进行软件系统的设计。包括对软件系统主界面、图形界面、菜单和相关工具栏的设计。最后, 设计故障报警系统, 以实时监控软件的运行, 及时发现机械电子式软启动装置的故障, 并采取有效的措施予以解决, 保证其高效、稳定的运行[5]。

3.3 硬件设计

相比于软件设计, 机械电子式软启动装置的硬件设计就显得比较简单, 需要对机械电子式软启动装置进行电路设计。在主电路的设计只是在电源和电动机定子之间接上晶闸管, 能够有效控制电压以及电机转速, 实现对其的调控, 以更好的控制软启动装置的启动, 在很大程度上提升了农业机械设备的生产能力。

4 结束语

机械电子式软启动装置控制系统的设计研究, 需要对软启动技术进行完善和改进。为了满足农业机械生产的实际需要, 需要对机械电子装置控制系统进行针对性的设计发挥其自身优势, 拓展多样化的功能, 在未来的社会生产当中, 经过优化的机械电子式软启动装置控制系统将会发挥更为重要的作用, 对农业机电一体化的发展具有重要的意义, 对农业的发展具有重要的意义, 推动了社会的发展进步。

参考文献

[1]赵明阳.机械电子式软启动装置控制系统的设计[J].通讯世界, 2014, 6:38-39.

[2]何晓燕.机械电子式软启动装置控制系统及软件设计[J].机械工程与自动化, 2005, 3:36-38.

[3]孙一平.机械电子式软启动装置[J].山东农业技术, 2015, 11:143.

[4]刘琦.机械电子式软启动装置传动系统的优化设计[J].机械管理开发, 2013, 1:49-50.

[5]徐瑞银, 林晓磊, 杨永滕, 等.机械电子式软启动装置系统的研究[J].矿山机械, 2004, 12:65-66.

电子控制装置 篇2

0 引言

随着电力电子技术的发展，电力电子装置的广泛应用给电力系统带来了严重的谐波污染。各种电力电子设备在运输、冶金、化工等诸多工业交通领域的广泛应用，使电网中的谐波问题日益严重，许多低功率因数的电力电子装置给电网带来额外负担并影响供电质量，因此，电力电子装置的谐波污染已成为阻碍电力电子技术发展的重大障碍。故抑制谐波污染，提高功率因数的研究已成为电力电子技术中的一个重大课题。本文围绕这一关键问题，通过对电力电子谐波源及其危害的认识和分析，从污染和防治的关系考虑，探讨了综合治理的方法，最后对谐波综合治理的发展趋势进行了展望。1 电力电子装置——最主要的谐波源

非线性负荷是个谐波源，它引起电网电压畸变，使电压中带有整数倍基波频率的分量。作为最主要的谐波源的电力电子装置主要为各种交直流变流装置（整流器、逆变器、斩波器、变频器）以及双向晶闸管可控开关设备等，另外还有电力系统内部的变流设备，如直流输电的整流阀和逆变阀等。下面对其产生的谐波情况作一分析。1.1 整流器

作为直流电源装置，整流器广泛应用于各种场合。图1(a)及图1(b)分别为其单相和三相的典型电路。在整流装置中，交流电源的电流为矩形波，该矩形波为工频基波电流和为工频基波奇数倍的高次谐波电流的合成波形。由傅氏级数求得矩形波中的高次谐波分量In与基波分量I1之比最大为1/n，随着触发控制角α的减小和换相重叠角μ的增大，谐波分量有减小的趋势。

(a)单相(b)三相

图1 AC/DC整流电路

此外，现有研究结果表明：整流器的运行模式对谐波电流的大小也有直接的影响，因此在考虑调整整流电压电流时，最好要进行重叠角、换相压降以及谐波测算，以便确定安全、经济的运行方式；当控制角α接近40°，重叠角μ在8°左右时的情况往往是谐波最严重的状态，所以要经过计算，尽量通过正确选择调压变压器抽头，避开谐波最严重点[1]。1.2 交流调压器

交流调压器多用于照明调光和感应电动机调速等场合。图2(a)及图2(b)分别为其单相和三相的典型电路。交流调压器产生的谐波次数与整流器基本相同。

(a)单相(b)三相 图2 AC/AC交流调压电路

1.3 频率变换器

频率变换器是AC/AC变换器的代表设备，当用作电动机的调速装置时，它含有随输出频率变化的边频带，由于频率连续变化，出现的谐波含量比较复杂。1.4 通用变频器

通用变频器的输入电路通常由二极管全桥整流电路和直流侧电容器所组成，如图3(a)所示，这种电路的输入电流波形随阻抗的不同相差很大。在电源阻抗比较小的情况下，其波形为窄而高的瘦长型波形，如图3(b)实线所示；反之，当电源阻抗比较大时，其波形为矮而宽的扁平型波形，如图3(b)虚线所示。

(a)输入电路(b)输入电流波形

图3 通用变频器 除了上述典型变流装置会产生大量的谐波以外，家用电器也是不可忽视的谐波源。例如电视机、电池充电器等。虽然它们单个的容量不大,但由于数量很多,因此它们给供电系统注入的谐波分量也不容忽视。2 谐波的危害

谐波对公用电网的危害主要包括：

1）使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低了发电、输变电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时，会引起线路过热甚至发生火灾；

2）影响各种电气设备的正常工作，除了引起附加损耗外，还可使电机产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏；

3）会引起公用电网中局部并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，使前述的危害大大增加，甚至引起严重事故；

4）会导致继电保护和自动装置误动作，并使电气测量仪表计量不准确； 5）会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。3 谐波的管理原则

要提高电能质量，必须加强对谐波的管理。本着限制谐波源向公用电网注入谐波电流，将谐波电压限制在允许范围内的原则。首先要掌握系统中的谐波源及其分布，限制其谐波在允许范围内方可入网，未达标的必须采取治理措施，以防谐波扩散。为此国际电工委员会（IEC）和美国IEEE都有推荐标准，如IEEE规定的电流谐波极限标准见表1。我国结合电网实际水平并借鉴其他国家标准制定的电压正弦波形畸变率规定见表2。

表1 谐波电流极限值（IEEE519－1992规定）

表2 电压正弦波形畸变率限值 谐波的综合治理

目前，我国电力系统对谐波的管理呈现“先污染，后治理”的被动局面，所以如何综合治理已经成为一个迫在眉睫的研究课题。

关于“综合”的内涵，有人认为用范围广泛、普遍推广来描述；也有人认为用集合的、一体化的来表述更实际；笔者认为综合治理的工作应包含以下两方面: ——加强科学化、法制化管理；

——采取有效技术措施防范和抑制谐波。4.1 加强科学化、法制化管理 主要从两个方面加强管理：

——普遍采用具有法律约束和经济约束的手段，改变先污染后治理的被动局面，即应该严格按照各类电力设备、电力电子设备的技术规范中规定的谐波含量指标，对其进行评定，如果超过国家规定的指标，不得出厂和投入电力系统使用； ——供电部门应从全局出发，全面规划，采取有力措施加强技术监督与管理，一方面审核尚待投入负荷的谐波水平，另一方面对已投运的谐波源负载，要求用户加装滤波装置。

4.2 采取有效的技术措施

目前解决电力电子设备谐波污染的主要技术途径有两条：

——主动型谐波抑制方案即对电力电子装置本身进行改进,使其不产生谐波,或根据需要对其功率因数进行控制；

——被动型谐波抑制方案即谐波负载本身不加改变，而是在电力系统或谐波负载的交流侧加装无源滤波器（PF）、有源滤波器（APF）或者混合滤波器（HAPF）等装置，通过外加设备对电网实施谐波补偿。4.2.1 主动型谐波抑制方案 主要是从变流装置本身出发，通过变流装置的结构设计和增加辅助控制策略来减少或消除谐波，目前采用的技术主要有一下几个方面。

——多脉波变流技术大功率电力电子装置常将原来6脉波的变流器设计成12脉波或24脉波变流器以减少交流侧的谐波电流含量。理论上讲，脉波越多，对谐波的抑制效果愈好，但是脉波数越多整流变压器的结构越复杂，体积越大，变流器的控制和保护变得困难，成本增加。

——脉宽调制技术脉宽调制技术的基本思想是控制PWM输出波形的各个转换时刻，保证四分之一波形的对称性。根据输出波形的傅立叶级数展开式，使需要消除的谐波幅值为零、基波幅值为给定量，达到消除指定谐波和控制基波幅值的目的，目前采用的PWM技术有最优脉宽调制、改进正弦脉宽调制、Δ调制、跟踪型PWM调制和自适应PWM控制等。

——多电平变流技术针对各种电力电子变流器（对于电压型的变流器必须用联接电感与交流电源相连），采用移相多重法、顺序控制和非对称控制多重化等方法，将方波电流或电压叠加，使得变流器在网侧产生的电流或电压为接近正弦的阶梯波，且与电源电压保持一定的相位关系。

——功率因数预调整器在电力电子装置中加入高功率因数预调整器，在预调整器的直流侧通过DC/DC变换控制入端电流，保证电力电子装置从电网中获取的电流为正弦电流并与电网电压同相。此方法控制简单，可同时消除高次谐波和补偿无功电流，使电力电子装置输入端的功率因数接近1。

主动型谐波抑制方案的主要问题在于成本高、效率低。同时，电力电子系统中很高的开关频率使PWM载波信号产生高次谐波，还会导致高电平的传导和辐射干扰。因此在设计主动型谐波抑制方案时，必须用EMI滤波器将高次谐波信号从系统中滤除，防止它们作为传导干扰进入电网；还要利用屏蔽防止它们作为辐射干扰进入自由空间，对空间产生电磁污染。所以对于较大功率的电力电子装置，一般除了采用主动型谐波抑制方法以外，还要辅以无源或有源滤波器加以抑制高次谐波。4.2.2 被动型谐波抑制方案

——无源滤波器(PF)无源滤波器通常采用电力电容器、电抗器和电阻器按功能要求适当组合，在系统中为谐波提供并联低阻通路，起到滤波作用。无源滤波器的优点是投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便，因此无源滤波是目前广泛采用的抑制谐波及进行无功补偿的主要手段。无源滤波器的缺点在于其滤波特性是由系统和滤波器的阻抗比所决定，只能消除特定的几次谐波，而对其它次谐波会产生放大作用，在特定情况下可能与系统发生谐振；谐波电流增大时滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载；有效材料消耗多，体积大。

——有源滤波器(APF)图4为APF原理图，APF通过检测电路检测出电网中的谐波电流，然后控制逆变电路产生相应的补偿电流分量,并注入到电网中,以达到消谐的目的。APF滤波特性不受系统阻抗影响,可消除与系统阻抗发生谐振的危险。与无源滤波器相比，具有高度可控性和快速响应性，不仅能补偿各次谐波，还可抑制电压闪变、补偿无功电流，性价比较为合理。另外,APF具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波。

图4 APF原理图

APF按与系统连接方式分类,可分为串联型、并联型、混合型和串－并联型。并联型APF可等效为一受控电流源，主要适用于感性电流源负载的谐波补偿。它能对谐波和无功电流进行动态补偿，并且补偿特性不受电网阻抗影响。目前这类APF技术已相当成熟，大多数工业运行的APF多属此类滤波器。

串联型APF可等效为一受控电压源，主要用于消除带电容滤波的二极管整流电路等电压型谐波源负载对系统的影响，以及系统侧电压谐波与电压波动对敏感负载的影响。由于此类APF中流过的电流为非线性负载电流，因此损耗较大；此外串联APF的投切、故障后的退出等各种保护也较并联APF复杂，所以目前单独使用此类APF的案例较少，国内外的研究多集中在其与LC无源滤波器构成的混合型APF上[2]。

混合型APF就是将常规APF上承受的基波电压移去，使有源装置只承受谐波电压，从而可显著降低有源装置的容量，达到降低成本、提高效率的目的。其中LC滤波器用来消除高次谐波，APF用来补偿低次谐波分量。

串－并联型APF又称为电能质量调节器(UPQC)[3]，它具有串、并联APF的功能，可解决配电系统发生的绝大多数电能质量问题，性价比较高。虽然目前还处于试验阶段，但从长远的角度看，它将是一种很有发展前途的有源滤波装置。有源滤波技术作为改善供电质量的一项关键技术,在日本、美国、德国等工业发达国家已得到了高度重视和日益广泛的应用。但是有源滤波器还有一些需要进一步解决的问题，诸如提高补偿容量、降低成本和损耗、进一步改善补偿性能、提高装置的可靠性等。同时APF的故障还容易引发系统故障，因此各国对此技术还保持着一定的谨慎态度[4]。

——有源电路调节器(APLC)图5为有源线路调节器(APLC)的原理图，其结构与APF相似，因此过去很多文献上都将其等同于APF。其实，从原理上分析，与APF单节点谐波抑制相比较,APLC是向网络中某个(几个)优选节点注入补偿电流，通过补偿电流在网络中一定范围内的流动，实现该范围内所有节点谐波电压的综合抑制。即通过单节点单装置的装设，达到多节点谐波电压综合治理的功能，APLC的出现，表明电力系统谐波治理正朝着动态、智能、经济效益好的方向发展。

图5 APLC原理图 谐波综合治理的展望

日益严重的谐波污染已引起各方面的高度重视。随着对谐波产生的机理、谐波现象的进一步认识，将会找到更加有效的方法抑制和消除谐波，同时也有助于制定更加合理的谐波管理标准。加大对谐波研究的投入将会大大加快对谐波问题的解决，当然谐波问题的最终解决将取决于相关技术的发展，特别是电力电子技术的发展。随着国民经济、谐波抑制技术的进一步发展、法制的进一步完善和对高效利用能源要求的增强，谐波治理问题最终将会得到妥善的解决。

随着电子计算机和电力半导体器件的发展，有源电力滤波器的性能会越来越好，价格会越来越低。而用于无源滤波的电容和电抗器的价格却呈增长的趋势。因此有源电力滤波器将是今后谐波抑制装置的主要发展方向。另外，电力电子技术中的有源功率因数校正技术也是极具生命力的。6 结语

浅谈电子测量装置的抗干扰技术 篇3

一、主要干扰源及相应的抗干扰措施

1.机械干扰

可用减振措施来解决机械干扰,如减振弹簧和减振橡胶等。

2.热干扰

采用溫度补偿的措施,以补偿温度变化对检测工作的影响。

3.光干扰

半导体材料具有光敏特性,在光线作用下会产生电势或电阻值的变化。因此,半导体元器件应注意光的屏蔽,应放在不透光的壳体内。

4.湿度干扰

解决湿度干扰的方法主要是防潮和隔离。

5.化学干扰

化学物品如酸、碱、盐及腐蚀性气体,一方面会损坏元器件,另一方面可与金属导体形成化学电势。非常重要的防护化学干扰的措施是保持良好的密封和注意清洁。

6.电磁及辐射干扰

主要防护措施是设置合理地线,屏蔽和合理布局。

7.噪声干扰

应控制声源,控制传播途径,增加光电隔离措施。

二、电子测量装置的抗干扰技术

1.屏蔽

常用的屏蔽有静电屏蔽、电磁屏蔽、低频屏蔽、驱动屏蔽和电缆插接件的屏蔽。

2.接地

(1)接地线的种类

①保护接地线:出于安全防护的目的,将电子装置的外壳屏蔽层接地。②信号地线:电子装置的输入和输出的零信号电位公共线。③信号源地线:传感器的零信号电位基准公共线。④交流电源地线:电网中与大地连接的中性线。

(2)电子装置的接地系统

①高频电路应就近多点接地,低频电路应就近一点接地。②交流电源地线与信号地线不能共用,因为在一段电源地线的两点之间会有微弱的电压,对低电平的信号电路来说,这一电压将造成非常严重的干扰。③浮地和接地结合。将机壳接地,其余部分浮地的方法,可以使抗干扰的能力增强,而且安全可靠。④数字地主要是TTL、COMS引制线路板的地线。线路板中的地线应成网状,其他走线不要形成环路,特别是不能构成环绕外周的环路。线路板中走线不要常距离的平行,不得已时应加隔离电极和跨接线或屏蔽。地线宽度要根据电流通路决定,但最好不小于3mm。⑤A/D转换器在获取0～50mV的微弱信号时,模拟接地法极为重要。为了提高抗干扰的能力,可以采用三线采样双层屏蔽浮地技术,就是将地线与信号线一起采样。A/D转换器的模拟地一般采用浮空隔离,即A/D转换器不接地,它的电源自成回路。A/D转换器通过光电耦合器输出。⑥功率地线因电流较大,线径较粗,故应与小信号地线分开,与直流地线相连。⑦根据屏蔽目的不同,屏蔽接地线接法也不同。电场屏蔽解决分布电容问题,一般接大地。电场屏蔽材料,用低电阻率金属材料制成,可以接大地也可以不接,但最好接大地。电路屏蔽用导磁材料使磁路闭合,一般接大地为好。

3.长线传输中的抗干扰

①功率线、载流线和信号线分开,电位线和脉冲线分开,尤其是小信号时更应如此。②交流电源线是50Hz工频干扰的干扰源,必须采用双绞线单独走线,必要时加屏蔽。③为防止长线传输中的窜扰,采用交叉走线是行之有效的方法。

4.滤波器

(1)交流电源进线的对称滤波器

高频干扰电压对称滤波器电路,对于抑制中波段的高频噪声干扰很有效。低频干扰电压滤波器电路,对抑制因电源波形失真而含有较多高频谐波的干扰很有效。

(2)直流电源输出的滤波器

直流电源往往是几个电路公用的,为削弱公共电源在电路间形成的干扰耦合,对直流供电输出需加高、低频滤波器。

(3)去耦滤波器

当一个直流电源同时为几个电路供电时,为了避免通过电源内阻造成几个电路之间互相干扰,应在每个电路的直流电源进线与地与地之间加π型RC或LC滤波器。

5.光电耦合器件

使用光电耦合器件是切断环流电路干扰的有效方法。

6.脉冲电路的噪声抑制

(1)脉冲干扰隔离门

利用稳压管或二极管组成的脉冲干扰隔离门,可阻挡幅值较小的干扰脉冲通过,允许幅值较大的脉冲信号通过。

(2)积分电路

抑制脉冲干扰,使用积分电路是最有效的。当脉冲电路以脉冲前沿的相位作为信息传输时,此脉冲信号经微分后,再积分,最后可用射极耦合触发器将有用信号取出,再将窄脉冲排除。

(3)相关量的利用

脉冲信号序列和脉冲干扰序列同时存在的情况,如果脉冲干扰幅值和时间都超过正常的脉冲信号,上述方法是不能抑制它的,需采用相关技术。

一般来说,除上述措施外,还应在安装、布线等方面采取严格的工艺措施,如整个系统的分类布置,接插件的可靠安装与良好接触,焊接质量等。

电子控制装置 篇4

1干扰的理论概述

1.1干扰的定义

干扰是在电子自动化控制系统在正常运行过程中,受到来自系统内部或者外部产生的影响系统正常运行的因素。干扰使得电子自动化控制设备在接收或发送的信号受到影响,导致信号出现偏差或者错误,最终造成设备不正常运行或错误的运行。

1.2干扰的组成要素

干扰主要由干扰源、干扰传播载体及干扰接收体三部分组成。其中,干扰源指产生干扰因素的客观条件或者设备,如温湿度、无线电设备、变压器等;干扰载体则是干扰信号传播至接收体所使用的媒介, 如空气、导线、电磁场等;而干扰受体主要是指生产运行设备或设备中敏感元器件。

2电子自动化控制装置常见的干扰及解决方法

2.1干扰的分类

2.1.1静电的干扰

静电干扰是指带电体瞬时放电产生高电位、大电流及强电场对运行设备产生影响或破坏。而外界雷电、设备静电接地不良导致漏电及人体静电等都会导致静电的产生,也即是造成静电干扰的重要因素。

2.1.2电磁辐射干扰

电磁辐射干扰是指由于磁场与电场间的交互发生变化而产生的电磁波对电子自动化控制设备正常运行所产生的信号干扰。而电磁辐射干扰主要来源于无线电设备,如无线电对讲机、移动电话、室内无绳电话、雷达、电视塔等;另外也来自于其他电器设备,如电动机、发电机、计算机、交流高压输出装置等。

2.1.3共阻抗干扰

共阻抗干扰是指在电子自动化控制装置中的电子线路上的公共阻抗耦合在两个回路电流经过一个公共的阻抗时发生,导致一个电路经过公共阻抗的电压会对另一回路的电压产生影响。

2.1.4电网干扰

一般情况下,工业中的电子自动化控制装置的电力都是通过电网中的交流电处理而获得的,然而在工业中电网对设备的干扰主要来自于工业中的晶闸管设备、 电力机车及电火花设备的使用所产生的电网尖峰脉冲干扰。这种干扰带来的影响也是最为严重的,它不仅能破坏电子自动化控制设备中的整流器、滤波器及主振管等,还会窜如计算机线路对计算机运行造成严重的影响甚至破坏计算机。

2.1.5漏电耦合干扰

漏电耦合干扰是指电子自动化控制装置的绝缘器件的绝缘性能下降而导致漏电引起的干扰,主要产生于工作环境恶劣(如工作环境温湿度较大导致器件发热或结冰)或者元器件老化的情况下。

2.2抑制干扰的有效方法

2.2.1针对静电干扰,可以采取静电防护措施

由于静电源的不同而采取不同的静电防护措施:

(1)对于外界雷电导致的静电干扰, 应将安装避雷针,将避雷针与接地装置焊接在一起并埋于距离外墙壁20M以外的地面从而确保设备与人员的安全。

(2)对于设备静电接地方面,应充分确保接地良好防止漏电现象的产生,同时设备静电接地的地桩应与设备分开,距离在10M以外,确保设备及人员的安全。

(3)对于人体静电产生的干扰,应当做好人员静电的防护措施,例如给工作人员佩戴防静电服、防静电鞋套、防静电手环 ;在设备工作环境中安装离子风机、防静电测试仪等,防止静电对设备的静电敏感器件带来的损坏。

2.2.2对电磁辐射带来的干扰,可以采取电磁场屏蔽的方式,即利用导电或者导磁材料来制作壳状或者盒状的屏蔽装置, 将电磁干扰隔离起来防止设备受到电磁辐射的干扰。同时,还可以通过光电隔离的方式,也即是将光作为作为隔离两端的信号传输媒介,从而增强设备的电磁干扰能力。

2.2.3针对共阻抗干扰,可以采用变压器隔离的方式来抑制干扰,即利用变压器将数字地与模拟地断开从而使共模干扰电压无法形成回路,达到抑制干扰的目的。

2.2.4针对电网尖峰脉冲带来的干扰, 可以通过滤波法、吸收法等方式来抑制干扰。其中滤波法主要是通过在电源线路上安装滤波器来消除尖峰干扰;而吸收法则是采用稳压二极管来吸收控制设备电源进线的尖峰脉冲,达到抑制电网干扰的方法。

2.2.5对于漏电耦合干扰,应特别注意对恶劣环境中使用的设备进行定期的检查、保养及维护,对于老化的器件或设备应及时更换处理,防止产生漏电耦合干扰对人员或设备带来的危害。

3结束语

监测和测量装置控制管理程序 篇5

监视和测量装置控制程序

编号：HLQC/Q 307-27-2015 目的

为了使本公司的监视和测量装置的购置、验收、领用、检定、分类管理、标识、维护的各项内容得到有效控制，特制定本程序。

范围

本程序适用于公司所有对产品特性和过程参数进行监视和测量装置的控制及其相关单位。规范性引用文件

无 规定表格

计量表606号 计量器具检定周期表（见附表1）

计量表607号 计量器具收发登记表（见附表2）计量表608号 计量环境记录表（见附表3）计量表609号 在用计量器具抽检记录（见附表4）计量表610号 计量器具封存申请表（见附表5）术语和定义

5.1监视和测量装置

指能用于直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器、仪表、量具和用于统一量值的标准物资，包括计量基准、计量标准和工作计量器具。5.2计量设备

所有的测量仪器、测量标准、参数物资以及测量所必须的辅助装置和规范。5.3检定 华龙汽车质量管理体系文件

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由法定计量机构确定并证实测量器具是否完全满足规定要求而做的全部工作。5.4检定规程

检定监视和测量装置时，必须遵循的决定性技术文件。5.5周期检定

根据检定规程规定的程序及确定的周期，对监视和测量装置所进行的随后检定。5.6校准

在规定条件下，为确认测量仪器或测量系统的示值或实物量具或参考物所代表的值与相应的由参考（测量）标准所获得的量值之间关系的一组操作。5.7固定资产的监视和测量装置

价值在2000元以上或计量准确度对质量有较大影响的计量器具、设备。5.8非固定资产的监视和计量器具、设备 除固定资产以外的计量器具、设备。

职责

6.1 工装设备室为公司计量工作的主管单位。负责：

a)公司内所有监视和测量装置的周期检定工作，实施有效控制监督与考核；

b)对使用单位监视和测量装置的周期检定工作实施监督考核； c)对检定不合格的监视和测量装置联系有关单位进行处理； d)属于固定资产的监视和测量装置购买申请的选择合理性进行考核； e)属于固定资产的监视和测量装置，根据批准的计划、报告实施选型、比价，属于非固定资产的监视和测量装置，根据生产需要实施选型、比价； f)属于非固定资产的监视和测量装置到货后，进行入库验收检定；属于固 定资产的监视和测量装置到货后进行验收。华龙汽车质量管理体系文件

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6.2 品质保证室为公司计量工作的分管单位。负责：

a)所使用的监测和测量装置的管理工作。建立分管台帐。对领用的监视和测量装置编入检定周期表进行检定管理，并按规定的周期将其送工具库待检；

b)监视和测量装置送检率必须达到100%，当有不可遇见的原因需延期使用时，必须经工装设备室批准，延长使用周期的时间不得超过一周或规定周期的10％。工作程序

7.1 购置计划和审批

7.1.1属于固定资产的监视和测量装置的购买计划应提前经工装设备室审核并列入计划，临时因生产急需购买的监视和测量装置应有使用单位的申请报告，并经工装设备室审核。

7.1.2 各单位根据生产、科研、检测、试验的需要提出监视和测量装置的购买申请，报送工装设备室审核是否需要购买。

7.1.3 属于非固定资产的监视和测量装置由各单位提出申请，由工装设备室根据生产需要审核是否需要购买。7.2 验收和领用

7.2.1 属于固定资产的监视和测量装置到货后，由工装设备室进行开封检查，检查外观质量、配套性和合格证明文件等，开封检查合格后送检定单位检定，检定合格后由使用单位使用。

7.2.2 属于非固定资产的监视和测量装置到货后，由工装设备室送检定单位检定，检定合格后入库保管，由使用单位领用。7.3 检定

7.3.1 监视和测量装置一律由法定计量部门检定。

7.3.2 外送检定的计量单位及检定费用必须提前经工装设备室审核。华龙汽车质量管理体系文件

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7.3.3 公司在用监视和测量装置必须进行周期检定，且在检定有效期内。7.3.4 监视和测量装置检定周期有检定单位根据“强制检定和依法管理监视和测量装置目录”、国家计量检定规程和监视和测量装置使用频次的变化及检定合格率的高低制定或送检单位根据公司产品开发、制造、检验和实验中使用的监视和测量装置的计量准确度对质量影响程度来规定。7.4 不合格监视和测量装置的认定及处理

7.4.1 下列监视和测量装置视为不合格监视和测量装置：

a)已经损坏的； b)过载或误操作的； c)显示不正常的； d)功能出现不正确的； e)超过有效期的；

f)封缄的完整性已被破坏或损坏的； g)没有计量标识的。

7.4.2 当在使用过程中发现异常偏差或损坏时，应及时通知工装设备室，联系维修，维修后需要重新检定，并用合格的监视和测量装置对该设备结果进行复验评审和记录结果有效性。

7.4.3 监视和测量装置的检定和修理可请外委检定单位进行。

7.4.4为公司提供检测服务的部门必须是经国家主管部门考核合格并授权的计量检测机构。

7.4.5 禁止使用不合格的监视和测量装置。使用单位发现监视和测量装置不合格时，应立即停止使用。

7.5 监视和测量装置的分类、管理 7.5.1 监视和测量装置分类 7.5.1.1 A类（强化）

a)公司级最高计量标准装置和核查标准； 华龙汽车质量管理体系文件

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b)经政府计量部门认证、授权的社会公用测量标准装置；

c)用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强检目录的工作监视和测量装置；

d)用于产品质量检测的监视和测量装置； e)用于统一量传的一、二级标准器具。7.5.1.2 B类（重要）

a)用于公司内部能源、物料核算的监视和测量装置； b)用于工艺过程控制参数检测的监视和测量装置； c)专用监视和测量装置、硬质量具（量规、卡规、环规）。7.5.1.3 C类（一般）

a)国家计量行政部门规定一次性使用或实行有效期管理的计量器具； b)计量性能稳定、量值不易改变，且使用不频繁的监视和测量装置； c)固定安装在生产线或设备上，计量数据有要求的，但平时不允许拆装，实际检定周期必须和设备同步的监视和测量装置；

d)对准确度无严格要求的指示用的或简易的监视和测量装置。7.5.2 管理办法

a)公司购入的监视和测量装置必须有制造和测量装置许可证标志MC，其检定周期不得超出国家检定规程规定的周期；

b)凡列入A、B类管理范围的监视和测量装置应确定检定周期； c)列入C类管理范围的监视和测量装置实行长周期检定，一次性检定或有效期管理；

d)监视和测量装置编号有其出厂号和监视和测量装置自编号两种形式，自编号必须是首次检定合格的监视和测量装置，由检定员按规定进行编号；

e)凡列入C类管理范围的监视和测量装置如：钢板尺、卷尺、直角尺等，由工装设备室进行分类，检定后贴C类标识。华龙汽车质量管理体系文件

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7.6 彩色标识管理

不同彩色标识表明对不同监视和测量装置有不同的管理要求。

7.6.1《合格证》标识：绿色，表示经检定系统按检定规程依法检定合格的监视和测量装置。

7.6.2 《准用证》标识：桔黄色，表示无检定系统、检定规程又无量值传递计量标准的监视和测量装置，可依照本企业制定的检定校准方法进行周期检定，校准后使用（含引进设备和随设备大中修）的监视和测量装置。

7.6.3 《限用证》标识：蓝色，表示在使用中的通用监视和测量装置，仅用于某一范围或一定点的测量，定期检定和校检某一特定测量范围或测量点时，必须标明限用范围、限用点。

7.6.4 《封存》标识：深蓝色，在生产或流转中暂时不用的监视和测量装置，使用《封存》标识，防止流入生产和管理中使用。这类监视和测量装置在封存期内可不按周期检定。

7.6.5《禁用》标识：桃红的，对国家规定淘汰和超过检定周期或抽检不合格的监视和测量装置贴《禁用》标识，禁止在生产和管理中使用。7.6.6 《封缄》标识：蜡封、铅封、漆封、防窜签，在计量检测设备能影响其性能的调试点上进行封缄，以防无关人员改动。7.7 监视和测量装置台帐周检标志

合 格： 红三角 不 合 格： 蓝三角

丢 失： 红三角框内含蓝十字 封 存： 红三角框

报 废： 蓝三角框内含红十字 下个周期： 红斜线 返 修： 蓝三角框 原 修： 蓝三角框内斜蓝线 华龙汽车质量管理体系文件

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延 期： 红三角框内含红十字 准 用： 红勾

限 用： 红三角框蓝横线

7.8 设备上的监视和测量装置的检定

设备上的监视和测量、仪表所计量的参数对工艺过程的质量以及对设备安全和人身安全无直接影响时，可随设备大中修检定，检定周期按设备大中修日期确定，检定合格后贴C类计量标识。7.9 监视和测量装置的封存

监视和测量装置封存时，由使用单位提出申请，经使用单位领导和检定单位批准后，贴封存标识；单独封存监视和测量装置时，单独贴封存标识；随设备的不单独贴封存标识，以设备的封存标识为准。7.10 使用、维护和保养

7.10.1 领用者必须保管好所领监视和测量装置，以确保其精度和良好状态。7.10.2 在用监视和测量装置必须有合格标识，且在有效期内。

7.10.3 在用监视和测量装置必须按照使用说明书及操作规程规定进行使用，严禁超负荷使用。

7.10.4 需要用前校准的监视和测量装置在使用前必须按照有关规定进行校准并填写校准纪录，履行签字手续后方可使用。

7.10.5 在用和封存的监视和测量装置应分别放置，并有明显标记；报废的必须立即撤离工作、试验或实验现场，隔离存放；暂时不能撤离的必须在醒目处张贴“禁用”标识。

7.10.6 存放监视和测量装置的环境应符合技术说明书的要求。

7.10.7 使用人员负责监视和测量的日常维护和定期的维护保养工作，生产线用监视和测量装置的定期保养由工装设备室负责。

7.10.8 监视和测量装置使用前，要检查各个部位的运动是否正常，使用中要轻拿轻放，严禁野蛮操作，用后要擦拭干净，防止灰尘或杂物渗入运动部位，华龙汽车质量管理体系文件

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降低监视和测量装置、设备的精度。

7.10.9 使用者不得私自改动封缄，不得私自拆卸或调修监视和测量装置、设备，应将有故障的监视和测量装置、设备送主管单位处理。7.10.10 在运输监视和测量装置、设备时，应采取有效的保护措施。7.11 监视和测量的修理、降级、报废、注销及监督考核

7.11.1 在用监视和测量装置在检定周期内发现损坏或故障时，应立即停止使用，进行修理。修理后应进行检定，合格后方可使用。

7.11.2 在用监视和测量装置、设备经检定达不到原精度要求，但仍有使用价值时由检定单位签发降级报告，经工装设备室审核后方可降级使用。7.11.3 当监视和测量装置的修复费用与原值相比过大或无法修复时，由主管单位办理报废手续。

7.11.4 监视和测量装置报废申请经批准后，主管单位应注销监视和测量装置台帐。

7.11.5 工装设备室对监视和测量装置检定和使用情况进行监督考核，使用单位必须及时整改检查中发现的问题。记录控制

电子控制装置 篇6

关键词：电子标签；电子标签地面读出装置；改进设计

1 便携式机车电子标签读出装置原理

机车电子标签是专为我国铁路机车的自动识别而开发，在日常作业过程中需要对其进行信息的讀取，发明了便携式机车电子标签读出装置，它是一款处理速度快、便携性好、功能集成度高的电子标签读出装置。机车电子标签内存储的信息分为固定信息和可变信息，固定信息存储机车基本信息，包括机车型号、配属机务段、双节车的A、B节、客货车等；而可变信息存储运行车次等动态信息，固定信息和可变信息可通过连接机车安全信息综合监测装置实现静、动态编程录入。机车电子标签安装于机车车体下方，日常检测通过便携式机车电子标签读出装置进行读取信息，以验证机车电子标签的运用状态，便携式机车电子标签读出装置由无线发射接收模块部分及控制显示电路两部分组成，读取时作业人员将便携式机车电子标签读出装置伸入机车车体靠近机车电子标签到达允许范围内后，即可自动读出机车电子标签中的信息。

2 对便携式机车电子标签读出装置问题的提出

便携式机车电子标签读出装置主要用于库内读取机车电子标签信息，以验证机车电子标签的运用状态，它是一种便携式装置，也正是因为集成度高，造成电务作业人员在日常检测作业时，作业人员必须进入机车检查地沟内或者从侧面探身到机车底下对电子标签的信息才能进行读取，这就存在着人身安全隐患；如果遇到机车电子标签故障，需要更换备件时，机车必须停留在带有机车检查地沟的股道上，或者机车转线到有机车检查地沟的股道上，就会造成检修停时延长、检测效率低下的后果，否则就无法处理机车电子标签的故障，因此有必要对便携式电子标签读出装置进行技术改进，改进后的机车电子标签读出装置取名为机车电子标签地面读出装置。

3 便携式电子标签检测装置改进的可行性及研究现状

机车电子标签地面读出装置与普通电子标签读出装置工作原理基本相同，不同之处在于电路功能模块布局不同。其最大特点是将发射接收电路模块部分与控制显示电路部分分离，通过内置有屏蔽电缆的伸缩调整杆相连接，通过调整伸缩杆的长度，就可以将发射接收电路模块部分伸入机车车体下部进行电子标签信息接收，作业人员在地面上直接进行操作就能显示电子标签的固定信息和可变信息，从而达到读出机车电子标签中信息的目的。

为了验证其方案的可行性，我们进行了研究，制定了解决方案并进行了实施。将一台外壳破损报废的原机车电子标签读出装置进行分解，将发射接收模块电路部分与控制显示模块电路部分进行分离，中间通过一根多芯并装有屏蔽电缆线的伸缩调整杆相连接，发射接收模块电路部分安装在伸缩调整杆的前端，控制显示模块电路部分安装在伸缩杆的后端，前端可伸入到机车车体下，对准机车标签允许的范围内，即可自动读取机车电子标签中的信息（如图1）。

通过对修程机车DF8B-5558读取机车电子标签信息的实验，证明此改进方案是可行的。作业人员站在距离机车1米的地方，将调整伸缩杆的前端伸入机车车体下方，靠近机车电子标签，检查电子标签读出装置自动读出信息，显示内容依然清晰正常，没有干扰现象。以下是读取机车电子标签的信息显示情况：

机车型号：

142（东风8B）

机车号：

5558

试验车次：

11111

配属局段段别：

0324（侯马北机务段）

端码：

A（内燃机车Ⅰ端）

客货：

H（货车）

通过与机车上安装的电务车载设备LKJ2000型监控装置设置的检修参数显示内容对比结果完全相同。

4 改进后的电子标签读出装置效益分析

机车电子标签地面读出装置的效益，主要体现在人身安全与车载设备质量方面，作业人员在机车修程完毕进行交验时，或者在机车入库检测人员进行动态试验时，作业人员是不允许进入机车检查地沟进行任何作业的，而探身机车限界进行作业也是非常危险的，一旦发生人身安全事故，后果将不堪设想。而有了改进后的机车电子标签地面读出装置，即使没有机车检查地沟，仍可轻易地读取检查电子标签中的信息，无论从人身安全方面还是保证车载设备检测质量方面都有很大的效益。

参考文献：

[1]XC-2000D型双向数据收发器用户手册.深圳市远望谷信息技术股份有限公司.

作者简介：

电子控制装置 篇7

加州圣雷蒙2012年11月16日电/美通社/--为能源管理、商业和消费应用产品创建无线解决方案的全球性企业生态系统Zig Bee�联盟 (Zig Bee Alliance) 今日宣布, Zig Bee Input Device标准已对公众开放下载, 并已选择在消费电子产品和计算机附件人机接口装置中支持该全球标准的黄金单位。该联盟计划将于12月6日举行一场免费的公众网络研讨会, 展示Zig Bee输入装置的创新特点。

作为该联盟广泛测试和认证计划开发流程的一部分, Freescale、Green Peak Technologies和Texas Instruments的一些黄金单位开发套件已被批准为黄金单位。此举使将来使用此套标准的Zig Bee认证产品均须对照这些黄金单位进行测试。该测试程序确保产品符合标准要求, 使消费者大可放心。不论出自哪家制造厂商, 所有Zig Bee输入装置产品都将具备互操作性。测试服务则由TUV Rheinland提供。

Zig Bee输入装置为消费电子产品制造商提供标准化途径, 开发先进的设备, 使消费者能在更远距离甚至附近的房间内操作鼠标、触摸板、键盘、扫描笔或遥控棒。鉴于消费者寻求一种更高效地操作智能电视、流放设备和机顶盒的方式, 该功能变得尤为重要。Zig Bee输入装置在设备之间实现双向通讯, 使它们更加智能化并能够提供比已有30年历史的红外技术更多的功能。此外, 采用Zig Bee输入装置的设备能效高, 在其生命周期内使用的电池数量显著少于红外, 所以也就更加环保。

Zig Bee联盟主席鲍勃-海利 (Bob Heile) 表示:“Zig Bee输入装置对寻求改进其先进互动式产品操作方式的消费电子产品制造商有很大帮助。Zig Bee输入装置利用的是Zig Bee遥控已在数以百万计的电视、机顶盒和网关上取得的成功。传统的红外技术已不能满足消费者尝试快速、方便的流化电影、购物、搜索应用程序或定时录音的需求。带有键盘的Zig Bee输入装置将帮助消费者瞬间完成上述任何活动。”

Zig Bee输入装置-先进的人机输入装置标准

Zig Bee输入装置是一种更为环保、创新和便易的用于计算机和消费电子设备鼠标、键盘、扫描笔、触摸板和其它输入设备的全球性标准, 它给予这些设备无视距操作和双向通讯的能力、更大的使用范围、更长多电池寿命以及更广泛的性能和功能。Zig Bee输入装置是一项针对Zig Bee RF4CE规格专门设计的标准。

Zig Bee:世界尽在掌握中

一种电子信息的显示装置 篇8

授权公告日:2016.05.18

专利权人:吉林工程技术师范学院

地址:130000吉林省长春市凯旋路52号

发明人:刘银辉;赵航

Int.Cl:G09F9/30(2006.01)I

机械电子结合软启动装置设计 篇9

关键词：机械电子,软启动,设计探究

近些年来, 带式传输机凭借其连续、高效、运行可靠及地形适应力强等特点, 在冶金、煤炭、采矿、港口、石油等行业中的作用日益凸显, 成为了粉散物料高效运输的主要机械设备。我国学者针对带式传输机的工作原理进行了大量的实验研究, 然而仍然存在一些如传动效率低、系统结构复杂等问题。尤其是伴随现代工业的高速发展, 对带式传输机的要求正逐步向大功率、大运量、大倾角、高带速的方向发展。由于带式传输机经常高负载运行, 其启动、运行及停动过程中存在诸多问题, 因此, 十分有必要研究开发传动效率高、结构及控制系统简单、性能优良、维护方便、安全平稳的机械电子软启动装置控制系统, 它可以使带式传输机在高负载情况下实现整个系统的逐步启动, 达到平稳运行, 安全停动的要求。

1 机械电子软启动控制系统组成

机械电子软启动控制系统总体由上位计算机、变频器、可编程控制器 (PLC) 等组成, 为了实现对控制系统的维护, 可将变频器、可编程控制器等统一安装在控制柜内。将异步电动机作为执行机构, 最终控制带式传输机。

控制系统以计算机为主, 可编程控制器为辅。控制系统软件设计完成后, 计算机将控制程序装载到可编程控制器, 计算机作为控制主机, 主要负责对可编程控制器程序的在线修改、数据采集、处理及控制输出等, 而可编程控制器主要负责处理大量循环动作。

2 机械电子软启动控制系统流程

机械电子软启动控制系统流程是指控制系统在收到运行信号后, 自动对带式传输机进行的一系列调控, 包括带式输送机的启动、运行、验带、软停车等, 完全根据用户的设定及要求来实现。要想完成控制系统流程的一系列操作, 对控制系统的硬件设计也提出了要求, 因此系统选用了高可靠性能的可编程控制器作为控制中心。当控制系统工作时, 可编程控制器根据现场传感器检测到的数据进行分析处理, 通过控制变频器输出来调控调速电机运转, 使其按照设定达到预定转速。之后微型计算机根据可编程控制器的数据分析对现场参数进行跟踪、分析和管理。

机械电子软启动控制系统主要工作流程具体为, 当控制系统受到开始命令后, 系统首先进行自检, 传感器检测数据并传给可编程控制器, 之后调节电机分时空载启动, 输送机主电机开始做启动准备, 当主电机由低速开始运行并按照用户设定曲线开始加速时, 机器设备松闸直到主电机开始正常运行, 此时机器的冷却系统、润滑系统及电机功率自行检测。当机器负载软停车时, 可编程控制器调节变频器的输出频率调节调速电机, 通过速度合成使主电机缓慢减速为零, 直至系统完全停车时, 可编程控制器与主电机断开并切断调速电机的电源, 此时系统工作结束。

3 机械电子软启动控制系统软件设计

机械电子软启动控制系统采用了国际领先、可靠性强的可编程控制器作为核心, 以微型计算机作为上位机来控制整个系统。在硬件配套设施完善的情况下, 就需要根据用户的直接需求, 对可编程控制器和计算机进行软件程序的设定编写, 来作为软启动控制系统运行的媒介。软件程序设计的好坏, 直接影响着带式输送机工作运行的稳定性、可靠性及效率。

3.1 可编程控制器的程序设计

可编程控制器作为软启动控制系统的核心, 其程序设计方案主要是根据控制系统主要功能及控制系统流程图来实现的, 采用结构简单、方便直观的梯形图来表示。

3.2 上位机软件系统的程序设计

上位机软件系统的程序设计涉及用户界面设计及数据处理、硬件接口通讯两大部分内容, 要想保证机械电子软启动控制系统的良好运作, 必须将上位机的用户界面设计和接口通讯两方面完美结合。

当今计算机软件信息技术高速发展, Microsoft Visual Basic软件在大规模通信控制、信息管理系统等方面具有出色的表现, 是一款理想的开发工具。而汇编语言程序具有执行速度高、目标代码高效紧凑等特点, 在硬件的程序设计中也有着不可替代的作用。因此, 机械电子软启动系统的上位机结合以上两款软件的优点, 利用Microsoft Visual Basic软件来设计用户界面和数据处理, 利用汇编语言程序来设计接口模块, 将两者的优点合二为一, 从而实现了其他编程软件都无法达到的优化效果。

上位机软件系统的主界面为简单明了的图形界面, 包含了控制系统中的常用功能, 设置了系统的菜单栏、工具栏、控制栏、数据分析栏、系统状态栏等内容, 为用户提供了一个友好、形象、快捷的人机交互环境。

3.3 上位机软件系统流程

机械电子软启动系统中的上位机软件系统主要包括了权限设置、外接程序、帮助系统、远程控制、参数设定、参数检测、网络通讯七大部分。

用户权限设置系统包含了用户权限和系统锁定两部分内容。机械电子软启动控制系统是对机械设备运行中各个环节的有力控制, 在运行中对机械设备采取合理有效的控制能够保证机械设备稳定、安全运行。而不合格的操作者或非法操作者将会从根本上对设备的运行造成威胁, 甚至会破坏整个生产线从而给企业造成重大损失。因此对上位机软件系统必须加强用户权限设置, 保证除了合格的操作人员能够操作系统外, 其它任何人都无法破坏系统。

外接程序、帮助系统、远程控制和网络通讯能够为用户使用该系统提供最大的便利, 可以及时为用户提供帮助, 遇到疑难杂症还可以使用网络通讯或远程控制解决问题, 更加人性化。外界系统还包括离线编程、动态仿真及程序下载三部分, 使上位机软件系统保持在最新状态。

参数设定系统包括了系统参数设定、技术参数设定和曲线设定三部分内容, 通过对各种参数的设定来满足用户对控制系统使用的要求, 全方面、多方位的设定可有效保证机械设备的良好运行。

参数检测部分主要包含了状态监测、参数显示、故障诊断、错误报警、工作日志、曲线生成和数据采集七部分功能。通过对设备运行的参数显示和状态监测, 可以方便用户根据设备运行情况进行控制。而系统工作日志生成、工作曲线生成和数据采集, 可以方便用户对现场采集到的数据进行进一步的分析整理从而为改进系统功能提供数据支持。错误报警系统设置能够让设备运行在某一环节出错后及时向用户发出警示信息, 从而让用户及时作出挽救措施, 以免造成不必要的损失。故障检测能够对设备运行中的各项指标进行动态跟踪, 以便于在第一时间发现故障的发生, 从而保证控制系统的平稳可靠运行。

4 结论

在我国产业化高速发展的背景下, 大功率传输机械设备的启动控制系统无法满足用户的需求, 无法实现真正的软启动控制要求。虽然造价昂贵的CST控制系统能够有效地解决机械设备软启动问题, 但其高昂的造价和复杂的结构根本无法适应我国的国情, 得不到普及。而机械电子软启动结合装置不仅能够有效解决机械设备的软启动问题, 还具有造价低、结构简单、维护方便等特点, 真正做到了从用户的实际需求出发, 因此它将在我国得到大范围的推广, 在我国日后的机械设备运行中起到举足轻重的作用。

参考文献

[1]郑学坚, 周斌.微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社, 2000:35-89.

汽车电子手刹装置解析 篇10

关键词：电子手刹,作用,类型,组成,工作原理

高科技畜产品不断应用在汽车上, 使得人们对汽车的驾驶越来越电子容易、轻松和安全。自动变速器的出现大大简化了驾驶者的操作程序, 减少了驾驶过程中复杂的换档过程。而电子手刹 (EPB) 与自动驻车装置 (AUTO HOLD) 越来越多应用于轿车上, 它与自动变速器、电子防抱死等装置相配合, 实现各种自动复杂的控制, 并从以往的高档豪华级别开始普及到了20万元之内的车型, 使驾驶者再也不用因为忘记拉手刹而烦恼, 并且也让对驻车的操作变得简单。

电子手刹全名为电控机械式驻车制动器 (以下继续简称“电子手刹”) 。电子手刹基本是用按钮代替手刹杆, 用电机来完成拉动手刹拉线, 使之带动后轮制动器动作从而实现刹车的装置。EPB系统可以在发动机熄火后自动驻车制动。驻车方便、可靠, 制动力固定。EPB系统还能在紧急状态下作为行车制动器使用。

从结构上来看, 电子手刹有以下几种形式。

1简单的电子机械式电子手刹

在不改变原来鼓式制动器结构的情况下, 稍加改装, 即可实现电子驻车。这种装置由手刹开关、手刹执行器、拉线和鼓式制动器等组成。

当拉起手刹按钮时, 蓄电池给电机供电, 电机转动, 螺丝旋转, 顶杆前进, 通过钢丝卷绕或者其他方式制动刹车蹄片以完成驻车制动, 螺丝自锁, 电机停止工作, 使手刹处于锁止状态。如果需要放松手刹, 反方向板动手刹按钮, 电机反转, 顶杆后退, 使手刹解除。

2电脑控制拉索式电子手刹

这类电子手刹用一个手刹开关控制一个由电机驱动的执行器, 如图1所示, 通常有手刹开关、EPB控制模块、指示灯和执行器等组成, 执行器又有电机、减速传动装置、传动轴、平衡臂、索轮和拉索等组成。EPB控制模块位于执行器总成中, 控制电机的工作。

当驾驶员拉起手刹按钮后, EPB控制模块接通驱动电机电路, 电机顺时针旋转, 驱动蜗杆涡轮组和减速齿轮带动轴转动, 使平衡臂沿轴向移动, 带动索轮拉动拉索, 使后轮制动蹄张开压紧在制动鼓上, 实现制动。当驾驶员放松手刹按钮后, 电机逆时针方向运转, 通过减速机构, 使平衡臂沿轴向反向移动, 带动齿轮放松拉索, 制动蹄收紧, 解除制动。

这种方式和传统手刹差异不大, 可以应用于盘式车轮制动器和鼓式车轮制动器的后轮上。雷克萨斯车型就采用这种电子手刹装置。

3整体式电子手刹

宝马、大众等品牌在用的整体式电子手刹是通过安装于刹车壳体上的电机, 来压紧刹车片完成制动操作的。

整体式电子手刹通常有机电式驻车制动控制单元、倒车灯开关、倾角传感器、离合器踏板位置传感器、制动执行电机和指示灯等组成, 其结构如图1所示, 霍尔式离合器位置传感器用来检测离合器踏板位置信号, 产生脉宽调制信号传送给驻车制动控制单元, 使车辆在行驶过程中, 电子手刹功能安全起动。电子手刹警报灯一共有两个, 一个位于手刹开关内, 当按下开关并且驻车制动被激活时, 警报灯点亮相;另一个警报灯位于组合仪表内, 当制动系统有故障时亮起。

电子手刹 (EPB) 控制单元位于行李箱上面随车工具箱边上, 在其内部集成了微型机械式倾斜传感器, 用来测量车辆的倾斜角, 电子手刹启动前的0.5秒, 离合器位置传感器发出信号, 以此来保证行驶过程中, 电子手刹功能能够安全启动。实现通过手刹按钮实现静态驻车和静态释放功能;在行车过程中, 按下手刹按钮, 可以实现制动功能;当汽车熄火拔出钥匙后, 电子手刹自动启用, 不起动发动机驻车就不能解除;当车辆挂挡起步后自动解除驻车。

汽车两后轮各有一个制动执行电机, 其作用是通过装置与刹车壳体上的电机, 来压紧刹车蹄片实现两后轮的驻车制动。制动执行电机总成主要由直流电机、制动活塞、齿型带、斜盘和驱动心轴等组成, 如图2所示。电机和驱动机构之间以橡胶轴承连接, 同时齿型带为斜齿带, 可以降低运行噪音。

斜盘装置主要由主动齿轮、齿形带、大齿带轮、锁销、斜盘和输出齿轮等组成。偏心斜盘的齿轮减速比非常大, 在斜盘有51个齿, 输出齿轮上有50个齿, 这种齿数差可以保证斜盘与输出齿轮通过齿面以一个很小的旋转角啮合。主动齿轮旋转时, 每次啮合都由输出齿轮和斜盘的两个齿完成, 在一个完整的啮合过程中, 斜盘每转动一半后, 第二个齿轮副啮合, 这样主动轮每旋转半周, 输出齿轮和它相连的带螺纹的心轴大约转动半个齿距。

电子手刹执行器的工作过程是:当按下电子手刹按钮, 该按钮和仪表盘上制动报警灯点亮, 电子手刹控制单元向手刹执行器的直流电机供电, 直流电机通电后工作, 带动主动齿轮通过齿形带使大齿带轮带动偏心斜盘旋转, 偏心斜盘驱动输出齿轮旋转, 使心轴带动压力螺母往复直线运动对制动活塞施压, 制动活塞纵向滑动, 使刹车蹄片压紧在制动盘上, 实现手刹制动。电机旋转运动的速度通过霍尔传感器来测量, 并将这个信号传送给控制单元。当放松手刹按钮后, 电子手刹控制单元则向手刹执行器的电机提供的电流相反, 直流电机反转, 通过输出齿轮带动心轴反向转动, 拉动制动活塞回位, 使刹车蹄片和制动盘出现间隙, 驻车制动解除。

电磁控制运动装置方案选择 篇11

关键词：电磁控制装置 单片机 步进电机

1 控制要求

设计并制作一套电磁控制运动装置，该装置由电磁控制装置、摆杆等部分构成。

1.1 基本要求 ①按下启动按钮，由静止点开始，控制摆杆摆动。②由静止点开始，控制摆杆在指定的摆角（10°～45°范围内）连续摆动，摆动摆角绝对误差≤5°，响应时间≤15s。③由静止点开始，按指定周期（0.5s～2s 范围内）控制摆杆连续摆动，摆动周期绝对误差值≤0.2s，响应时间≤15s。④在摆杆连续摆动的情况下，按下停止按钮，控制摆杆平稳地停在静止点上，停止时间≤10s。

1.2 发挥部分 ①摆杆摆角幅度能在10°～45°范围内预置，预置步进值为5°，摆角幅度绝对误差值≤3°，响应时间≤10s。②摆杆的周期能在0.5s～2s范围内预置，预置步进值0.5s，周期绝对误差值≤0.1s，响应时间≤10s。③摆杆摆角幅度和周期在上述范围内可同时预置，由静止点开始摆动，摆角幅度值和周期相对误差要求均和发挥部分中的①、②相同。当摆杆稳定运行20秒后发出声、光提示，并在5s内平稳停在静止点上。

2 系统方案选择与论证

根据要求，设计的电磁控制运动装置系统主要包括主处理器、液晶显示模块、按键模块、步进电机驱动模块、编码器角度测量模块、声光报警模块等几部分。

2.1 系统总体方案 电磁控制装置控制磁铁左右摆动，带动运动摆杆摆动，连动摆角指针，指示出摆动的角度。通过对系统功能要求的分析，设想了实现电磁控制装置功能的两套方案。①风扇驱动方案。通过两个相对的风机组成风道，中间放置一块挡风板，挡风板连接电磁铁，通过对两个风机开启、关闭的时间控制改变挡风板位置，连动电磁铁发生位移，同时电磁铁通过电磁场带动摆杆上的磁铁形成摆动。两个相对的风机可以方便简捷的控制挡风板左右位移，从而可以轻易的带动上方磁铁及摆杆，完成题目基本要求；但精度较低，对于题目发挥部分较难操控。②电机驱动方案。电机以特定的连接方式带动电磁铁发生位移，从而通过磁场控制摆杆下方磁铁运动以及摆杆的连动。电机进退位移准确，精度高，稳定性好，便于控制。方案比较：通过实用性、可控性、可靠性、稳定性、精度等方面的对比，选择方案二。

2.2 电机方案机械部分选择 电磁控制装置驱动方案确定使用电机后，需考虑电机驱动模型的构造。通过对目的及功能要求的分析提出三个较可行方案。①齿条轨道。电机上安装电磁铁，两侧安装齿轮，齿轮下方与齿条咬合形成轨道，通过控制电机正反转，电磁铁在轨道上呈“折返跑”运动，通过磁场带动摆杆下方磁铁运动。齿条可塑性高，便于构筑轨道，电机的齿轮与齿条咬合便于控制距离。②履带轨道。用履带模拟轨道，履带两端分别有两个电机连动，履带上放置电磁铁。左右两端电机分别控制履带正反转，完成电磁铁的位移，进而通过磁场控制摆杆下方磁铁运动。两个电机分别控制正反转便于操控，同时考虑电机性能，两个电机提高了安全性，防止电机因不断高速变向运转而损坏。③双摆模型。制作一个摆轴由电机控制的摆（L2），摆杆下端放置电磁铁，同时摆L2与角度测试摆（L1）保持同心旋转，摆L2半径比摆L1长。两摆通过特定位置放置，达到L2电磁铁与被测摆L1的磁铁相邻平行。通过电机控制摆L2左右摆动，依靠磁场带动L1磁铁及L1摆杆做同样摆动。用电机直接控制摆动角度便于操作，精度较高，稳定性高。方案比较：通过实用性、可控性、可靠性、稳定性、精度等方面的对比，方案一中，齿条对于构筑轨道强度、韧性不足，直接导致精度和稳定性下降；方案二中，履带相对较稳定，但两个电机控制履带正反转，转速和精度很难同时达到。最终选择方案三。

2.3 电机方案电机选择 电机机械部分确定后，需根据机械构造对电机的性能需求选择合适的电机。由于本实验要实现对角度的较准确的定位。采用步进电机作为该系统的驱动电机。由于其转过的角度可以精确的定位，可以实现直接对摆杆角度控制的精确定位。步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低。

2.4 控制器方案选择 选择宏晶科技的STC12C5A60S2单片机，该芯片是单时钟（机器周期1T）单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S，即25万次/秒），针对电机控制，强干扰场合。STC12C5A60S2单片机具有两路PWM，可以更好的支撑硬件电路，有效的减少编程量，且STC单片机运行速度较快，易于实现电机的控制，所以系统控制选择STC12C5A60S2单片机。

3总结

电磁控制装置主要包括步进电机和电磁铁，由步进电机带动电磁铁摆动，形成摆动的磁场，从而带动运动摆杆在指定的角度范围内摆动，指针指示出摆动的角度，同时由编码器构成的闭环系统可实时检测摆杆摆动的角度，并可通过液晶显示屏显示。

参考文献：

[1]张有志.全国大学生电子设计竞赛培训教程[M].清华大学出版社，2013.

[2]宁武等.新版大学生电子设计竞赛基本技能指导[M].电子工业出版社，2013.

[3]郭天祥.51单片机C语言教程[M].电子工业出版社，2009.

简易电子式硬币分拣装置的设计 篇12

关键词：STC89C52,电阻应变压力传感器,24位AD转换,硬币分拣

1引言

硬币以其成本低, 流通次数多、耐磨损、易回收等无可替代的优势将占领小面额货币市场是大势所趋。在目前国内的小面值货币流通的领域, 硬币分拣大多为人工操作, 生产率低, 浪费劳动成本。部分采用机械式硬币分拣系统, 具有系统体积庞大, 成本高的缺点。

本文旨在设计以STC89C52单片机为核心的电子式金属硬币分拣装置能够快速清分不同种类的金属硬币, 通过LCD显示硬币种类数量, 同时加入了语音播报功能, 使得系统的具有智能化、人性化的特色。

2系统设计方案

由于各个金属硬币重量不同 (1角硬币3.2克, 5角硬币3.8克, 1元硬币6.1克) , 故系统使用电阻应变压力传感器, 对于不同的硬币数值通过HX711芯片将动态变化的阻值进行AD转换, 然后驱动步进电机旋转机械臂相应的角度, 并通过电磁铁吸合金属硬币至指定出口槽, 并通过LCD12864显示硬币类型及数量, 以及语音播报。系统方案框图如1:

3系统电路说明

(1) 压力传感器及24位AD:压力传感器采用高精度电阻应变式压力传感器 (750g) , 其主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成, 内部线路采用惠更斯电桥, 当弹性体承受载荷产生变形时, 电阻应变片 (转换元件) 受到拉伸或压缩应变片变形后, 它的阻值将发生变化 (增大或减小) , 从而使电桥失去平衡, 产生相应的差动信号, 通过HX711芯片 (24位AD) 可以获得精度在0.1g的重量数值。为了尽量避免外界电磁干扰对24位AD转换数值的影响, 选择带金属屏蔽罩的HX711芯片, 实测情况良好。

(2) STC89C52单片机:该单片机是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器, 具有8k字节Flash, 256字节RAM, 32位I/O口线, 3个16位定时器/计数器, 5个中断源, 1个全双工串行口, 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

(3) 步进电机及驱动器:采用两相四线42步进电机, 驱动电压12V, 电流2A。采用THB6128步进电机驱动器, 可以很方便实现对电机的正反转、停转、以及调速控制。通过拨码开关可以灵活调节细分数 (8档) 控制以及电机电流 (6档) 控制, 使电机转动平稳、噪音小、震动小。

(4) 蓝马语音模块:对分拣结果实现语音播报功能。

(5) 电磁铁:与步进电机连接的机械臂连接, 用于吸合金属硬币, 旋转一定角度至指定金属币槽。电磁铁通过继电器控制其导通与关闭。

(6) LCD12864:4行字符液晶, 可以显示汉字, 带字库, 用于显示分拣结果, 包括币种、数量等信息。总电路图如2:

随机选择多枚1角、5角、1元硬币测量, 其结果如下:单种硬币测量:每种测量5次, 每次20枚, 共100枚, 准确率100%;混合硬币测量:每种测量5次, 每次20枚, 共100枚, 准确率99%, 优化算法, 可以达到99.9%以上。

4结束语

本文所设计的电子式硬币分拣装置, 摒弃传统的手工硬币分拣或机械式分拣, 结合电阻应变压力传感器、24位AD转换器、步进电机、电磁铁等结构实现电子分拣硬币, 具有体积小, 识别速度快, 识别率高等优点。同时具有分拣结果LCD显示、语音播报等实用功能, 具有一定的市场应用前景。

参考文献

[1]张毅刚.单片机原理及接口技术[M].北京:人民邮电出版社, 2011.

[2]单成祥.传感器理论设计基础及其应用[M].北京:国防工业出版社, 2010.