脉冲功率装置能源计算机控制技术

脉冲功率装置能源计算机控制技术摘要介绍一种多分布传式MARX发生器能源计算机监控系统．详细叙述了系统的硬件构成,计算机与各能源系统之间的通讯原理和通讯协议,以及系统的软件实现，同时简要说明了系统抗干扰解决办法。

关键词MARX发生器程控电源RS485总线VisualBasic

1引言

脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用，通常使用数量较多，分布较广，同时周围电磁干扰较强，控制操作和参数测量都比较复杂，同时也需要较多的人力来维护。

随着计算机技术的发展，当今世界上基于PC的自动化方案已成为主流，PC在自动化领域的应用正迅速增长，通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上，通过人机界面可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化。

2控制系统硬件构成

整个系统有多台Marx需要控制，每台发生器由充电控制和触发两部分组成，需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等，通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起，构成一分布式控制系统，这里采用工业上广泛使用的RS485总线，RS485总线是美国电子工业协会（EIA）制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线，具有传输距离远、通讯速率高，抗干扰能力强，软硬件支持丰富与现场仪表接口简单，易于实现和扩展等特点，接口总线上可连接32个设备，加中继器后最多可达255个设备，因此完全满足该能源控制要求。该系统由一台主控上位机PC和一系列MARX发生器充电电源设备构成，由于环境电磁干扰较为严重，在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式，通讯速率57.6kB/s，通讯距离可达1.2km，通过上位机（PC）发送参数及控制命令，给电容器充电到事先设定的电压值（0到100kV之间任意值）。在以上各子设备中，经常要用程控电源去控制MARX发生器的充电电压、充电速度。通过一台工控PC机灵活地控制多台充电电源，以达到控制各MARX发生器充电的目的。针对这一需要，采用带有RS485通信接口的具有线性升压功能的可编程交流电源，该电源内部自带单片机系统和看门狗定时器，每个电源赋予各自独立的地址码用以识别身份，同时它属于正弦波调压，可有效避免采用传统的采用可控硅调压方式时屡次损坏高压变压器的情况，使操作者能够方便灵活地对其进行控制。

每路Marx发生器充电部分包括程控电源、双极性高压变压器，分压器和接地装置等三部分，，程控电源给高压变压器初级提供缓慢上升的电压，变压器高压侧经整流后给MARX发生器充电，电压检测是通过10000：1的高压分压器将分压后的信号送给程控电源内部A/D转换，经内部单片机处理，并与设定的电压值进行比较，比较后的结果用来实现自停控制，这样可有效防止通讯故障所造成失控现象。3MARX发生器能源制过程

①程控电源接通供电电源时的输出为0伏，开关量输出为假（开路）。

②首先上位机发出各种设置参数到指定地址程控电源。如,上升时间、上升速度、保持时间、充电电压等。

③程控电源收到电压回传命令后，将两路模拟量的值传送到上位机。

④上位机发出启动指令后，指定地址程控电源的输出开始从0伏慢慢线性上升到设定值，保持到指定的时间后关断输出。当上位机发出所有电源都启动指令后，所有程控电源都启动。

⑤上位机发出立即停止指令后，指定地址程控电源的输出立即停止上升，保持到指定的时间后关断输出，当上位机发出所有电源都停止指令时，所有程控电源都立即停止。

⑥上位机发出接地打开指令后，指定地址程控电源的开关量输出为1，电磁铁吸合，当上位机发出所有程控电源的接地都断开命令时，所有程控电源的接地电磁铁都吸合。

⑦上位机发出接地指令后，指定地址程控电源的开关量输出为0，电磁铁释放，当上位机发出所有程控电源都接地时，所有程控电源的接地电磁铁都释放。

4监控软件设计

软件采用VisualBasic6.0编程，作出十分直观的人机界面，采用RS-485通信标准和上述的问答方式进行数据通信，通过上位机向串口读写数据，并通过光纤485总线将各种控制信息传送到现场的每路MARX充电子系统，上位机就可以监控网络上任何一台MARX能源了，予置数值可以分别显示在PC机软件窗口和单片机系统的予置数字表头上。同时，现场实测电压信号也可以实时显示在PC机的界面上。此设计界面直观，而且利于对现场信号进行实时监测。因此，采用本系统，大大提高了现场信号予置精度，对实验操作人员来说人机界面良好，简单易懂。

根据系统功能的要求，上位机需发送2种类型的命令：（1）同期命令，它由定时器触发引起，每隔一个定时周期发送1次，例如发往各充电单元的数据和状态回传命令；（2）非周期性命令，它由操作者按动相应命令按钮引起，非周期性发送。所有命令均采用ASCII码方式传送，为了防止通讯错误，各子机正确收到上位机发来的命令后返回相应的确认字符。

在VB6.0中使用了MSCOMM控件，用来实现串行通信。MSComm控件有很多属性，其中最基本的有以下几个：

Commport属性设置并返回通信端口号，用于指定使用PC机的哪一个串行端口。

Setting属性以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位和停止位。

Portopen属性设置并返回通信端口的状态，用于打开或关闭端口。

Output属性用于发送数据，可以是文本数据或二进制数据。

Input属性从接收缓冲区返回和删除字符，用于接收数据。

本系统VB程序初始化上位机通信程序如下：

mPort=2；选串行端口2

MSComm1.Settings=“57600，n，8，1”'设置通信参数

MSComm1.OutBufferSize=512'设置发送缓冲区大小

MSComm1.OutBufferCount=0'清除输出缓冲区

Mscomm1.Inputlen=0'读入接收缓冲区全部字符

MSComm1.PortOpen=True'打开串行端口

由于数据是动态接收，所以数据的处理也是动态进行,程序中使用了一个Timer控件，其命令发出与数据的接收均在Timer控件的定时期间进行，在Timer控件的定时期间依次调用模拟量和状态量返回子过程，同时监视是否有命令按钮按下，当按下某操作命令按钮时调用命令处理子过程，部分程序如下：

PrivateSubTimer1Timer()

IFCmdPress=TrueThenCallSendCmd'当按下某操作命令按钮时转入命令处理子过程

UpdateAI更新各模拟量数据的显示

UpdateDI更新各状态量

EndSub

PrivateSubsendCmd()

UpdateDO(Cmd)'输出控制开关量

………

EndSub

5系统抗干扰问题

监控系统在工业中的应用越来越多，由于现场的电气环境比较复杂，容易形成各种干扰源，特别是在大电流、强脉冲实验环境中，因此研究解决系统抗干扰问题对确保系统的稳定运行有着非常的意义。

该系统中使用RS485总线，RS485总线是采用差分平衡电气接口，本身具有较强的抗电磁干扰能力，但在实际当中仍然会现一些问题，为此应注意以下几个方面：

（1）与远距离上位机通讯采用光纤传输，子机之间不方便采用用光纤传输时，应选择合理的网络拓扑结构。

（2）采用双绞线作为RS485传输线时，虽然对电磁感应噪声有较强的抑制能力，但对静电感应引起噪声的抑制能力较差，因此应选用带屏蔽的双绞线，同时双绞线的屏蔽层要正确接地。

（3）通过在总线两端加入匹配电阻的方法，解决信号反射问题

（4）系统的供电方式有两种：一种是集中供电方式，即电源都引自同一处，另一种是分布式供电，各子设备在安装位置附近取电源，从抗干扰效果的角度讲，应选择集中供电方式，这样可基本消除各处参考电位不等的情况。

6结束语

本文提出的主从分布式多机通信系统硬件电路简单，控制灵活。与其他语言相比，用VB语言实现上位机数据传送的优点是可方便地控制通信对象的选择，具有较大的灵活性，且编程容易。此外，由于RS485总线的通讯方式仍属于串行通讯方式，在通讯速度上有些偏低，在操作上表现为数据刷新时间稍微偏长，当系统子设备较多时，其控制的实时性不很理想，此时需对控制系统作进一步的改进。

大型化工装置拆除运输方案一、工程概况二、运输路线三、运输时间安排四、运输车组车辆配置五、车组操作程序六、公路运输安全措施七、运输安全保证措施工程概况：拆除，我公司负责运输吊钩下接货，走公路至大庆市油田现场车面交货。货物基本信息如表：序号设备名称外形尺寸（cm）重量（t）数量（台）预计装车时间1炼油设备各种2023.09，152炼油设备2023.10未完工二、运输路线：1.运输起止地：四、运输车组车辆配置序号1运输车组车辆配置1号车组参数表1厂牌陕汽产地中国型号F2000驱动形式6×4发动机功率440匹马力最大扭矩2200Nm/1000-1500rpm轮胎1200R20桥荷（吨）前8后32自重（吨）10外形尺寸7.36米×2.5米×3.3米牵引重（吨）200配备数量1台低平板参数表2轴线数2纵11轴轴载（吨）25轮胎数88单胎载荷3.125自重（吨）50载重量（吨）250外形尺寸长17米，宽3.4米，高1.07米数量1部车组参数表3车货总重车组总长车组总宽车组运行高度25米序号2运输车组车辆配置2号车组参数表1厂牌东风产地中国型号DFL4251A2驱动形式6×4发动机功率380匹马力最大扭矩1800Nm/1000-1500rpm轮胎1200R20桥荷（吨）前8后32自重（吨）8外形尺寸7.36米×2.5米×3.3米牵引重（吨）80配备数量1台低平板参数表2轴线数3桥轴载（吨）17轮胎数12单胎载荷4.25自重（吨）16载重量（吨）80外形尺寸长12米，宽3.2米，高0.7米数量1部车组参数表3车货总重车组总长车组总宽车组运行高度80吨20米3.2米4.5米五、车组操作程序（1）挂车的组装接货前，按设备的参数配备好适合的牵引头，拼好所需轴线板。（2）挂车组装载流程按照既定路线在厂方人员带领下进入车间指定地点接货，接货时板车纵向中心线对齐货物纵向中心线，货物重心与板车承载中心重叠，并在设备与板车接触地放上薄橡胶皮，封固货物，苫好苫布（3）封车加固在设备的每个吊点处采用下压式八字加固法进行捆扎，每个捆扎点用5吨手拉葫芦和钢丝绳捆扎。加固时钢丝绳、手拉葫芦等与变压器接触点用垫好以防摩擦刮伤设备表面油漆。所用工装、索具与变压器有接触的部位都要用胶皮片进行隔离。（4）捆扎加固措施要切实可行的做好捆扎加固工作，捆扎前要检查捆扎索具的完好度，如有索具磨损严重情况，坚决禁止使用。捆扎要牢固可靠，同时又不得损伤设备，在设备与车辆之间要加垫薄橡胶皮增大摩擦系数，无吊点设备应征求业主方技术人员的意见。六、公路运输安全措施（1）车组装载后，起步前司机及施工人员再次检查装载、封车等情况。清除影响行车中的不安全因素，确认牵引车和板车状况正常后方可起车。行驶一公里再次检查装载、封车等情况。并在运输途中适时安排车况检查及货物绑扎情况。（2）参加运输的所有人员（项目经理、驾驶员、乘员）应提前沟通确定，所使用的指挥信号，如：起车、慢行、缓行、停车等，并在运输过程中正确使用。用对讲机联络时，要事先调整好频道，检查试用无误后再使用。（3）在主变运输途中，板车前后布置开道车辆和联络人员，勤和交警、路政人员联络安排好行车、会车、超车等问题，发现问题及时处理。（4）开道车与大件运输车辆应密切联系，遇到道路施工、道路狭窄、路肩不实等特殊情况，严禁靠边行驶，。必要时与有关部门联系封道单线居中通行，防止造成交通堵塞，保证板车顺利行驶。（5）通过弯道时必须在运输指挥人员的指挥下通过，并在牵引车、平板车前、后端及左右侧设人监护，防止刮擦周边设施或障碍。（6）沿途穿过电力线、通讯线、广播线等高空障碍时应减速行驶，应注意保持对电力线路的安全距离，如有碍安全通行，使用竹质材料或干燥木质材料加工制作排障撑杆，要坚固、耐用、轻便，使用人员要戴绝缘手套、穿绝缘胶鞋。通过需做停电的高压线路时，务必以接到可靠的书面正式通知为准，在规定的时间内安全通过。（7）沿途排障作业应指定专人负责统一指挥，指挥信号应清晰、醒目、明确、及时、果断。作业人员应注意过往车辆、行人，避免发生交通事故。（8），在运输过程中不允许出现任何冲撞。运输途中尽可能避开陡坡和坑洼不平路面，并尽可能保持匀速行驶，不允许急剧转向和紧急刹车或急牵引。（9）公路运输时，其速度为高速公路40km/h一级公路20km/h匀速行驶。普通公路车速应控制在10km/h以内。（10）在运输过程中，桥身可以升高降低，行程1米，用于通过凸形道路和钻越高空障碍；桥身自动调平以适应道路横坡。（11）在运输过程中倾斜角不得超过10度，在坡道处随时调节工作台的高度，使变压器始终处于水平状态。保持变压器的平稳。（12）由专人统一指挥上坡联合牵引、顶推作业，各台车应同时发力，牵引作业时在钢丝绳周围不准站人，以防钢丝绳突然蹦断伤人。（13）运输中需停车、会车时，要选择路基坚实的地方，严禁在桥梁、涵洞上刹车、换挡、改变行车速度。不得在车辆行驶中上下车，以保证行车和人身安全。（14）在运输途中临时停置时，选择在安全地区停置，放好反光牌、反光圆锥，以三角木楔楔紧前后车轮，防止平板挂车前后移动。（15）夜间停车应在平板车组前后和最宽处设红灯警示标志并派专人看管。七、运输安全保证措施运输安全保证措施：（1）有组织协调负责提前向各地段交通主管部门提出超限设备运输护送方案，运输道路排障申请报告，并且和沿途的交警部门联系，超限运输车辆通过时调派警力护送。（2）由于本次运输车组的宽度约3米，因此当道路宽度小于9米时，为了保证运输安全整条道路要采取完全封闭措施。（3）运输车组要有醒目的警示标志，白天车组两侧要悬挂警示旗帜；晚上悬挂警示灯，并在突出的位置张贴反光警示标志。（4）运输途中每运行30公里必须停车检查，尤其是轮胎、发动机、承载托架、捆扎加固等重点部位，确保运输车组始终处于完好状态。通过铁路道口、跨线桥梁和特大桥时，也要停车检查，提前消除不安全隐患。（5）牵引车司机和平板临护及操作人员要注意力集中，服从指挥，按照指挥的运输信号行驶；平板车人员应随时临视平板车状态，发生异常要及时示警，并采取必要的安全措施。（6）运输车组通讯讯指挥系统畅通。指挥人员、操作人员护送车辆等岗位要配备对讲机，牵引车头要配备对讲机及车载台。（7）变压器属精密设备，在运输过程中冲击振动不允许超过3G，在运输过程中设备倾斜长轴方向不大于15度，短轴方向不大于10度，在高速公路上最大时速40公里，在一级路面运输时速不超过25公里，在二级路面运输时速不超过15公里，在一般路面上（未铺平的公路）运输时速不超过10公里。（8）通过桥梁要对道路封闭，车辆居中行驶，中途不得停车、换挡，速度不得大于3km/h。（9）运输车组通过弯道时要提前鸣笛，车速小于3km/h。（10）运输车组通过跨线桥梁，上部要专门安排人员看护，观察间隙，必要时可以降低平板车高度通行。（11）运输车组通过较大的横坡路段时，板车操作人员要随时调整板车，确保运输组横向安全可靠。（12）停车过夜：主液压降至最低，关闭所有液压悬挂。（13）对于路况复杂，车流量较大，人口密集路段实行交通管制。（14）精心指挥，正确操作，确保运输“完整无损、万无一失”。

暑期实习报告我们马上就要上大三了，在大一大二的时候，我就想应该找点工作来做做，可惜一直都因没有适当安排好时间而作废，我正想这个假期应该可以去上班试试看，总归得回归社会嘛，农村在暑期基本上农活并不多，我就想这确实是个去实习的好机会，可能今后未必就有这么好的机会。巧的是，老师也这么要求，那我就更是有这个必要去实习实习了。我刚开始就是去小镇上找找看，有没有什么活干，我看到街上的昭示，有百货超市啊，餐馆啊，还有就是招人打小工的，不过因为毕竟这个是需要盖章的，所以呢，超市就是个不错的选择，而且关键在于，在我们今天这个市场经济带动作用下，懂得销售技巧是非常好的，不光要求把商品推销出去，把自己推销出去，还有把一种理念，一个招牌打出去。我本来平时就比较喜欢和人交流，就喜欢人与人交流的那种思想碰撞的感觉，人也和蔼可亲，可是呢，感觉有时候又缺乏一定的技巧，最后给人一种不存在的感觉，有些不服气，这不，这文铭家用电器超市啊是卖家用电器的，我们那边的离一公里的两个小镇都开有他们的店，他们家在一边，只能照看一头的生意，另外一头是新开的，就需要个可靠的人给他们照看家用电器和家具，他们是希望招一个能说会道而且可靠的人，给他们招呼客人。如果遇到什么生意，需要把人家客人款待好些，让他们看看家用电器和家具，给他们介绍介绍价格和性能什么的，然后说服他们到老板家那个小镇去说去看，我二姨家就住在街上，和这家人关系很好，听说我需要找工作，就向他们介绍我，而且还不说，我和他们的侄女就是初中同学，我也去过他们家玩，只是他们需要招的是长期的工作人员，我说我一个月，然后把他们出的工资降低，又和他们再说说，终于就在他们的另一个小镇承担起了负责人的态度，平时我就住在我大娘家，我大娘家的对面就是那个超市。找工作的路途让我明白，这个社会人脉是很重要的，人更愿意相信和自己有些关系，有些来往的人，这会增加一种信任度，还有就是人际交流，自己需要展示好的品质，比如诚实，谦虚，和蔼可亲，有说服力。诚实是最打动人的，如果一个人油腔滑调，旁人是不会放心地任务交在他的手上，另外，如果自己可以说服他们雇用自己，他们即便就会认为自己可以说服自己的顾客购买自己的商品，还有就是保障，这是一桩大生意，家具若有任何闪失，损失的就是一大笔钱，我二姨家和店主他家很亲近，他们是信得过的，我二姨说，若我犯了什么闪失她来担保，而且想必考取一个名牌大学的学生，人格上他们还是信得过，另外，店主他家也偶尔会来看一看哪里有没有什么问题。再说，他们有我的个人信息，我是不会因小失大犯事儿的。因此，我最终就谋上了这个职位，松了一口气，感觉自己很幸运。因为我是临时工，而且主要是为了锻炼自己的市场营销能力，薪水不是关键，本来的职工薪水是底薪一千二百元，百分之一的提成，而我，是底薪八百元，百分之一的提成。若是由我这边介绍的人，最终买了家具，我就可以拿到提成，想想还是蛮可以的。我在这个镇上是住在我大娘家，她家就在我们这个超市的对面。早晨我七八点起床，速速做饭吃了，就去开店门。然后在那里坐着守着，还可以拿我喜欢的故事书，名著啊什么的在那里阅读，和周围忙活的人闲聊说说话，还可以打开音响，放着他家这里的碟片，听各种美妙的音乐。贵州的气候本就凉爽，小镇在山半腰就更加清风吹拂，是避暑的好地方，我抬头就能看见我最喜欢的青山，总是一直耸立在那里，有一种父亲的风骨，更有一种超凡脱俗的韵味，看见山我就觉得自己是自然的一分子，觉得自己很高，我觉得这日子舒服极了！每次赶集，我妈妈都会背来一些菜啊，瓜果之类的来卖，一些给我大娘家，就当是我在我大娘家住的生活费用，毕竟是我得麻烦人家一个月呢！生活上的事情是无忧无虑的了，至于生意上的事情，基本上是冷冷清清，隔三岔五才会有人来问一下，当有人来问家具或电器的时候，我就十分地欣喜，觉得又是个锻炼的好机会，有客人来了我就希望尽我的全力，让人家买我的产品，这样才能实现我的价值，也证明了店主家没有白白雇用我，家用电器和家具的性能店主家都给我说的，我基本上也会了，还有我又有自己看说明书，知道怎么说产品的性能。我微笑着招呼人家，和人家谈论产品性能，还和人家拉拉家常，其实卖家具和买菜就差不多，主要是人家看着差不多，你又会说，人家感觉舒服就愿意向你买，我一遇到问的人，就好象激活了我浑身的细胞，总想把东西卖出去，一欣喜，脸就会红，觉得世界非常美好，想到我的工资可以加，名声也会更好听，我妈妈也更加喜欢我了，（我好像长不大，从小就喜欢这些），人会变的很友善很机灵，很努力的款待人家，还有一点，贵州的农村人都是很喜欢机灵可爱的人的，我感觉我给他们留下的印象就不错。他们有在议论这个姑娘机灵。我卖的第一套家具是我姐夫的二哥买的，他们是自己看的，我给他们说了一下性能，没说产品什么好话，他们看着还可以，估计觉得买别人的还不如买自家人的，最终我就算完成第一笔生意。生意不是天天都卖成，所以，每每完成一笔生意，我就在心里记得很清楚，想着就高兴，然后期待下一场生意的到来。有几个只是随便问一下，然后又去别的地方看，有的人问了问了，然后又回来在这里买了。有的人自己会看，我根本不用怎么介绍，他们就要求见店主，我就当是个服务员就好了，打给店主他们，周罗一些杂碎事物。也遇到了一位难缠的，我给他说，他不断用没有理论依据的话质疑我们的产品，我还没听过类似的话语，觉得很无语，最后他和店主说，讲了又讲，最后还是买了几件家具。算算卖了的家具，我这一个月下来总共是四五家的人买，一般都是买一套家具，还有就是买的电器，我需要告诉他们怎么操作，怎么看性能，最终那个月卖了两套电器。这家具，如果客人买的是一套就是几千上万元，我也就可以拿到一百元左右的提成，电器还零散一些。最后我得到的工资是1280元，在农村还是可以的。总体来说，我对我的销售成果还是比较满意的。我赚到了一点钱，可以拿来作为我上学生活费