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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2020-06-29 09:02:44 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
1引言
包裝機(jī)是一種煙草高速包裝設(shè)備,其控制系統(tǒng) 是以工業(yè)計算機(jī)技術(shù)為主,實現(xiàn)機(jī)器的過程控制、參數(shù)設(shè) 置、人機(jī)交互等功能,并對機(jī)器運行情況監(jiān)測和管理。由于 生產(chǎn)現(xiàn)場往往存在大量的電和磁的干擾源,它們可能會破壞 某部分電路甚至是整個系統(tǒng)的正常工作,因此抗干擾技術(shù)就 顯得尤為重要。本文根據(jù)干擾產(chǎn)生的機(jī)制,提出相應(yīng)的抗干 擾對策,以保證設(shè)備的可靠性和包裝產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
2控制系統(tǒng)的組成
包裝機(jī)控制系統(tǒng)的核心是CPU模塊,它以一定 的時序接收來自機(jī)體上檢測元件釆集到的信息及數(shù)據(jù),進(jìn) 行分析、判斷和處理后,通過系統(tǒng)總線把處理結(jié)果輸出到 執(zhí)行機(jī)構(gòu)去控制生產(chǎn)流程,同時也將有關(guān)的狀態(tài)信息和數(shù) 據(jù)通過工業(yè)測控局域網(wǎng)送給操作員控制臺OPC。OPC是一個 專供顯示包裝機(jī)工作狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)的工業(yè)計算機(jī),它是 面對操作員、維修人員和管理人員,并提供多方位信息量 的智能終端,包裝機(jī)組控制系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。
圖1 包裝機(jī)組控制系統(tǒng)組成框圖
3系統(tǒng)干擾源的分析
干擾信號主要通過三種途徑進(jìn)入計算機(jī)控制系統(tǒng):電磁 感應(yīng)、傳輸通道和電源線。包裝機(jī)控制系統(tǒng)在設(shè)計上使用 兩個CPU,它們之間又通過局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,因此計算 機(jī)系統(tǒng)的可靠性及抗干擾性是機(jī)器穩(wěn)定運行的主要因素, 按干擾信號進(jìn)入計算機(jī)系統(tǒng)的途徑有以下的一些干擾源。
3.1電源
工廠里往往多臺機(jī)器共用一個電源,某些大型設(shè)備的 起、停,電源負(fù)載的急劇變化等,都會產(chǎn)生很大的干擾信 號,特別是動力設(shè)備啟動時,瞬間電流能夠達(dá)到額定電流 的6-11倍,會產(chǎn)生大電流沖擊的暫態(tài)干擾,便會通過供電 系統(tǒng)而進(jìn)入控制系統(tǒng),從而影響系統(tǒng)的內(nèi)部總線。
3.2輸入輸出通道的干擾
包裝機(jī)使用了大量的檢測傳感器,各種檢測 信號的傳輸必須用幾十米長的電纜相連接,很容易接收周 圍強(qiáng)電設(shè)備的干擾。電纜連接以及外界干擾等問題都會產(chǎn) 生極大的測量誤差,甚至?xí)鼓M信號失真,數(shù)字信號出 錯,計算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)這種輸入信息作出的反應(yīng)必然是錯誤的,將導(dǎo)致輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的誤動或振動,產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)
機(jī)器中包含各種執(zhí)行部件如電機(jī)、電磁鐵、加熱器 等,電機(jī)的起停和電磁鐵的吸合與斷開會通過多種途徑對 控制系統(tǒng)的電源以及信號造成瞬時干擾,還有執(zhí)行開關(guān)、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)線圈動作回饋的干擾,執(zhí)行機(jī)構(gòu)接通或斷開瞬 間,由于負(fù)載電感部分產(chǎn)生反電勢,沖擊正常運行的系 統(tǒng),使運行的程序混亂或“跑飛"。
4硬件抗干擾措施
4.1電源的抗干擾
計算機(jī)系統(tǒng)的供電線路是電網(wǎng)中各種浪涌電壓入侵的 主要途徑,對于包裝機(jī)控制系統(tǒng),首先是提高供電系統(tǒng)的質(zhì) 量,釆取措施消除外界對電源的干擾。
4.2輸入輸出通道干擾的抑制措施
4.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)干擾的抑制措施
5軟件抗干擾措施
盡管我們采取了硬件抗干擾措施,但由于干擾信號產(chǎn) 生的原因錯綜復(fù)雜,且具有很大的隨機(jī)性,有些干擾是用 硬件措施難以解決的,只能采取軟件的方法加以抑制,消 除其對系統(tǒng)的影響,系統(tǒng)的軟件抗干擾設(shè)計主要包括以下 內(nèi)容。
5.1軟件冗余
當(dāng)CPU受到干擾后,往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來 執(zhí)行,引起程序混亂。這時我們首先要盡快將程序引入正 軌。當(dāng)程序“跑飛”到某一條單字節(jié)指令上時,便自動納 入正軌。當(dāng)"跑飛”到某一雙字節(jié)或三字節(jié)指令上時,有 可能落到其操作數(shù)上,從而繼續(xù)岀錯。因此,常在一些對 程序流向起決定作用的指令之前插入2條NOP指令,以保證 “跑飛”的程序迅速納入正確的控制軌道。
5.2軟件陷阱的設(shè)置
指令冗余不能完全解決程序“跑飛”的問題,若“跑 飛”的程序沒有落到程序區(qū)則指令冗余就無能為力了。對 于此種情況采用
設(shè)置軟件陷阱的方法加以解決。這種方法 是在非程序區(qū)設(shè)置攔截措施,當(dāng)PC失控、程序“跑飛”進(jìn) 入非程序區(qū)時,使程序進(jìn)入陷阱,從而迫使程序返回正常狀態(tài)。
5.3自診斷
包裝機(jī)控制系統(tǒng)中包含大量的自診斷功能,從技術(shù)上 可歸結(jié)為系統(tǒng)開機(jī)自診斷、周期性自診斷等。它可以檢査 計算機(jī)系統(tǒng)RAM區(qū)數(shù)據(jù)是否安全,系統(tǒng)定時器、系統(tǒng)接口 是否正常完整等,若不正常給出信息提示或報警提示。對 系統(tǒng)運行過程中系統(tǒng)零漂自檢、系統(tǒng)自動校正、系統(tǒng)自動 補(bǔ)償?shù)?,以提高系統(tǒng)運行的準(zhǔn)確性和可靠性。
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