保证计算机通信与控制系统

1、保证计算机通信与控制系统1 在设计计算机通信与控制系统时要注意以下事项 在对计算机通信与控制系统设计和配置时， 要注意到系 统 的结构要紧凑，布局要合理，信号传输要简单直接。在计算机通讯与控制系统的器件安装布局上， 要充分注 意 到分散参数的影响和采用必要的屏蔽措施：对大功率器件 散 热的处理方法；消除由跳线、跨接线、独立器件平行安装 产 生的离散电容、离散电感的影响，合理利用辅助电源和去 耦 电路。计算机通信与控制系统本身要有很高的稳定性。 计算机通信与控制系统的稳定性， 一方面取决于系统本 身 各级电路工作点的选择和各级间的耦合效果。特别是在小 信 号电路和功率推动级电路的级间耦合方面，更

2、要重视匹配 关 系。另一方面取决于系统防止外界影响的能力，除系统本 身 要具有一定的防止外界电磁影响的能力外，还应采取防止 外 界电磁影响的措施。算机通信与控制系统防止外界电磁影响的措施， 应在方 案 论证与设计时就给予充分考虑。例如数字信号的采集传输， 是采用脉冲调制器还是采用 交 流调制器，信号在放大时采用几级放大器，推动司服系统 工 作时采取何种功放，反响信号的技术处理及接入环节，电 路级间隔离的方法，器件安装时连接和接地要牢固可靠，避 免 接触不良造成影响，机房环境选择和布局防止强电磁场的 影 响等。2 排除电源电压波动给计算机通信与控制系统带来的影响计算机通信与控制系统的核心就是计算

3、机， 计算机往往 与 强电系统共用一个电源。在强电系统中，大型设备的起、 停 等都将引起电源负载的急剧变化，也都将会对计算机通信 与 控制系统产生很大的影响； 电源线或其它电子器件引线过 长， 在输变电过程中将会产生感应电动势。防止电源对计算 机通 信与控制系统的影响应采取如下措施：提高对计算机通信与控制系统供电电源的质量。供电电源的功率因数低， 对计算机通信与控制系统将产 生 很大的影响， 为保证计算机通信与控制系统稳定可靠的工 作， 供电系统的功率因数不能低于。采用独立的电源给计算机通信与控制系统供电。 应对计 算机通信与控制系统的主要设备配备独立的供 电电源。要求 独立供电电源电压要稳定

4、， 无大的波动； 系统 负载不能过大， 感性负载和容性负载要尽可能的少。对用电环境恶劣场所采取稳压方法。对计算机等重要设备采用 UPS 电源。在稳压过程中要采 用在线式调压器， 不要使用变压器方式用继电器接头来控制 的 稳压器。3 防止由于外界因素对供电电源产生的传导影响 由于外 界因素对电源产生的传导影响要采取以下措施。 采用磁 环方法(1) 用磁环防止传导电流的原理。 磁环是抑制电磁感应 电流的元件，其抑制电磁感应电流 的原理是：当电源线穿过 磁环时，磁环可等效为一个串接在 电回路中的可变电阻，其 阻抗是角频率的函数。即： Z 二 f 从上式可以看出：随着角频率的增加其阻抗 值再增大。假设

5、 Zs 是电源阻抗， ZL 是负载阻抗， ZC 是磁环的阻 抗， 其抑制效果为：DB=20Lg(Zs+ZL+ZC 从上述公式中可以看出，磁环抑 制高频感生电流作用取 决于两个因素：一是磁环的阻抗；另 一个是电源阻抗和负载 的大小。(2) 用磁环抑制传导电流的原那么。 磁环的选用必须遵循 两个原那么：一是选用阻抗值较大的 磁环：另一个是设法降低 电源阻抗和负载阻抗的阻值。采用金属外壳电源滤波器消除高频感生电流，特别是在 高频段具有良好的滤波作用 电源滤波器的选取原那么对于民用产品，应在 100KHZ 一 30MHZ 这一频率范围 内考虑滤波器的滤波性能。军用电源滤波器的选取依据 GJBl51 1

6、52CE03 ，在 GJBl51 152CE03 中规定了传导高频 电流 的频率范围为 15KHZ-50MHZ 。4 抑制直流电源电磁辐射的方法 利用跟随电压抑制器件 抑制脉冲电压 跟随电压抑制器中的介质能够吸收高达数千伏 安的脉 冲功率，它的主要作用是，在反向应用条件下，当承 受一个 高能量的大脉冲时， 其阻抗立即降至很低， 允许大 电流通过， 同时把电压箝位在预定的电压值上。利用跟随电 压抑制器的 这一特性，脉冲电压被吸收，使计算机通信与控 制系统也减 少了脉冲电压带来的负面影响。使用无感电容器抑制高频感生电流俗称 “隔直通交 是电容器的根本特性，通常在每一个 集 成电路芯片的电源和地之间

7、连接一个无感电容，将感生电 流 短路到地，用来消除感生电流带来的影响，使各集成电路 芯 片之间互不影响。利用陶瓷滤波器抑制由电磁辐射带来的影响 陶瓷滤波器 是由陶瓷电容器和磁珠组成的 T 型滤波器， 在一些比较重要 集成电路的电源和地之间连接一个陶瓷滤 波器，会很好起到 抑制电磁辐射的作用。5 防止信号在传输线上受到电磁幅射的方法(1) 在计算机通信与控制系统中使用磁珠抑制电磁射。磁 于抑制 1MHZ 以上的感生电流所产生的电磁幅射。 选 择磁珠 也应注意信号的频率，也就是所选的磁珠不能影响信 号的传 输，磁珠的大小应与电流相适宜，以防止磁珠饱和。珠主要适用于电源阻抗和负载阻抗都比较小的系统，

8、主要用(2) 在计算机通信与控制系统中使用双芯互绞屏蔽电缆做为信号传输线，屏蔽外界的电磁辐射。(3) 在计算机通信与控制系统中采用光电隔离技术， 减 少前后级之间的互相影响。(4) 在计算机通信与控制系统中要使信号线远离动力线； 电源线与信号线分开走线。 输入信号与输出信号线分开走 线； 模拟信号线与数字信号线分开走线。6 防止司服系统中执行机构动作回馈的方法 组成熄烬电 路的方法 用电容器和电阻器串联起来接入继电器的接点上， 电容 器 C 把触点断开的电弧电压到达最大值的时间推迟到触 点完 全断开，用来抑制触点间放电。电阻 R 用来抑制触点闭 合时 的短路电流。对于直流继电器，可选取：R=Vdc 式中，Vdc :直流继电器工作电压。I :感性负载工作电 流。K 二 UF/对于交流继电器，可选取：R>0C 二 (Pc /式中， Urms ：为交流继电器额定电压有效值。 Pc ：为 交流继