论文(智能仪表)

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1、智能型仪表可靠性设计与研究王秋珍(牡丹江第二发电厂黑龙江牡丹江157015)摘要：通过对智能仪表和常规仪表的具体工作情况的分析，我认为智能仪表可靠性设计中一项很重要的工作是进行抗干扰设计。文中分析了T•扰來源和抗干扰方法，重点分析了瞬间断电时的干扰过程和具冇良好抗干扰性能的复位电路。关键词：可靠性设计；智能仪表；抗下扰0引言随着微型计算机技术的迅速发展，它已经被越來越多地应用于各种仪表，构成智能仪表，使其性能得到很大改善，例如：提高精度、扩展最程、增加功能、方便使用等，因此智能仪表受到广泛的欢迎。它在我

2、厂应用已经有较长一段时间了，在具体应用中，我发现了一些问题.例如,在我厂#5机组的运行过程中，用智能巡检仪表测量发电机静子线圈温度时，在机组停运的情况下,都能止常显示温度值，而当机组启动时,所有显示温度值都比实际温度值高很多,超出误差允许的使用范围，经过反复校验通道，查找原因，发现还是市于现场干扰信号过大造成的，因此，如何捉高解能仪表的nJ靠性是一个不容忽视口急待解决的课题。通过实践与研究，我认为由于智能仪表与常规仪表的工作机理不同，在进行智能仪表可靠性设计时特别重要的是进行抗干扰设计。以卜•将对此问题

3、进行探讨。1智能仪表进行抗干扰设计的必要性首先，我们来分析一下常规仪表可靠工作的过程。如图1所示，F(x)是仪表的运算电路，x是广义的输入信号，它不仅包括各测量对象的信号，还包括供电电源；y是仪表输出信号，对于常规仪表而言，如果将仪表各部分看成一个申联系统，则只要元气件完好，各单元正常，则系统能有正确输出，且保证y二F(x)的正确运算。如果发生下扰，x成为X’,仪表仍进行F(x‘)的运算，输出发生错谋；一旦干扰消失，只要仪表中各元器件完好，仪表输出就会恢复正常。可见，对于常规仪表而言，仪表可靠性工作的关

4、键是构成仪表的各个元器件均可靠工作。XY>F(x)►图1常规仪表工作原理对于智能仪农而言，情况就不完全一样，常可见到一些智能仪衣不能长期可靠地运行,但是仪表的元器件并没有损坏。为了研究造成这种情况的原因，下面就以Intel8031为核心的典型稠能仪表为例分析其工作过程。作者简介：王秋珍(1968)女，毕业于黑龙江电视大学计算机专业，现从事热工仪表检修工作，工程师。图2智能仪表工作过程智能仪表由于内直单片机，实际上是一种单片机系统。T作时它依据CPU中程序存储器的程序指令进行工作：CPU中的程序计数器PC

5、给出将要执行的指令地址，该地址反映在A1——A15,16条地址线上选通程序存储器中该地址的指令，指令内容通过DO——D7八条数据线送入CPU执行相应的操作，其中还有若干条控制线进行控制。这样一个指令操作仅需几us的时间。一般智能仪表的一个工作循环要执行儿千至儿万条这样的指令，才能完全一次从采样到输出的测量任务。从以上分析可见，对于智能仪表而言，要使其工作止常，必须耍按止确的顺序运行每一条指令，止确运行指令的每一个环节，即16条地址线、8条数据线、若干条控制线上的信号必须准确无误，不允许出现哪怕是短暂到几

6、个us的错误。如此短暂时间的错误在常规仪表中几乎是无碍大局的，大都可以被滤波网络滤掉；而在科能仪表中如执行了若干条错误指令就可能造成灾难性的后杲，比如地址总线上给出一个错谋的地址，该地址上恰是一条输出指令，输出结果必然是错谋的，而仪表的输出可能在控制着一个工艺过程，必然导致生产的混乱。対于单片机系统而言，一个错误指令的执行就很nJ能完全打乱程序止确运行的顺序而落入死循环，单片机是十分敏感的。nJ见时能仪表Z所以造成工作失误的原因只能有两种町能：一为元器件损坏，二为外界干扰。集成电路芯片可以认为具有较长的

7、使用寿命，在元器件损坏Z前造成工作不町靠，只能是由于干扰而使单片机系统不能止常工作，故对解能仪表而言，全面严格的进行抗干扰设计是提高其运行可靠性的重要手段。2智能仪表复位电路研究工作现场的工作环境恶劣，现场T扰因索很多，如电机运转噪声、人型设备的强电磁场T-扰、温度、湿度的变化等都会造成对单-片机系统匸作的干扰。我在多年的实践工作中认为:在诸多干扰源中，来自于电网电压的波动、尖脉冲干扰、瞬间断电对于单片机的工作是一个很重要的干扰源，它使单片机不能连续正常工作。图3昔通单片机豆位电路及时序t由于工业现场的

8、智能仪表人都要求上电后自动进入状态，所以一般均采用上电自动复位电路，其工作原理是：上电时rh于电容的耦合，使rst端出现足够长时间的高电平，单片机处于复位状态，随着电容充电过程的完结，RST端变为低电平，程序计数器指箱000H地址开始执行程序。若电源Vcc突然出现一个短脉冲的瞬间断电，由于脉冲时间太短，电容没有完全放电，因此RST端仍为低电平，单片机没有复位，仍处于工作状态，然而在td期间，Vcc已为低电平，前文叙述的各地址线，、数据线、控