计算机控制系统可靠性和抗干扰性优化设计

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1、计算机控制系统可靠性和抗干扰性优化设计　　摘要：人们在使用计算机时，对计算机控制系统的可靠性提出了很高的要求，抗干扰技术是保证计算机控制系统可靠性能的一种重要方法。对计算机控制系统的可靠性进行了定量计算，着重介绍了提高可靠性的抗干扰技术法，并从控制系统的软件系统和硬件系统两个角度对提高控制系统可靠性的方法进行了介绍。关键词关键词：计算机控制系统；可靠性；抗干扰性；抗干扰设计中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：16727800（2014）0020108020引言计算机控制系统是工程项目中的重要组成部

2、分，它关系到工程项目中的众多仪表、机器能否正常、安全、稳定运转。对于如何才能保证计算机控制系统能够安全稳定地运行的问题，设计人员们首先考虑的是在控制系统中添加抗干扰设计，计算机系统中的抗干扰设计是事关项目机器仪表能否正常运转的关键部分。1计算机控制系统的可靠性1.1可靠性的定量化5在实际生产操作中，可靠性是个定性的概念，大都以量的多少来计算控制系统的可靠性，在生活中常以维护率、故障率、平均故障间隔时间、平均维护时间、有效度等来表示系统的可靠性。平均维护时间表示系统经过多次维修后，平均一次维护所需要的时间，平

3、均维护时间越短，表明系统越容易维护，也即更容易修复。除了上述指标外，还有有效度的概念，表示系统在某一瞬间正常工作的概率，该指标越大则越好。1.2系统可靠度提升方法计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成，因此，提高计算机系统的可靠性可以从提高计算机硬件系统的可靠性和提高计算机软件系统的可靠性两部分来考虑。由上述定量化描述计算机系统的可靠性可知，提高系统的可靠性需要注重两个方面，一是在系统正常工作时间内减少系统故障发生的次数；二是系统发生故障后要能够及时排除故障。提高计算机硬件系统的可靠性主要考虑计算机抗

4、干扰技术的实现，增强硬件系统对运行环境的适应性，以及使用质量比较好的硬件材料。软件系统的可靠性主要考虑软件的自我测试技术、自我纠错、自我修复等。1.2.1硬件系统的可靠性5研究计算机系统的最终目的是为了实现一定的功能，所以应当根据计算机的性能和工作要求来决定计算机系统的结构。（1）系统的可靠性由系统中各个元件的可靠性决定，只要能满足系统的性能指标，就应尽可能地简化系统结构，减少元件的数量，并简化方案，避免片面追求高性能指标和过多的功能，采用模块化、积木化、标准化结构。在组建控制系统时应当采用类似积木的标准组

5、建模式，根据工程项目的大小和功能要求，采用相应的模块来组建控制系统，尽可能在实现项目工程目标的同时使系统最简化。这样的结构不仅仅可以减少不必要的损失，而且还方便用户备份，一旦在使用过程中出现问题，用户便可以很快地通过备份进行恢复，这对于增加平均间隔时间、缩短平均维护时间具有重要意义，同样可以达到增强系统可靠性的目的。（2）计算机系统中很多元器件的功能与效率与环境有很大关系，在使用元器件时必须考虑温度因素的影响。因此，要做好电源的配置工作和散热装置的设置。（3）计算机控制系统受环境的影响不容忽视。这种环境不仅

6、仅是系统的内部环境，还有整个计算机控制系统所处的大环境，如风火雷电雨雪等。必须针对计算机控制系统所处的大环境来进行专门的防护工作，比如系统的防火、防水、防雷击等，确保万无一失。5（4）尽量节省硬件资源。比如，如果一项工作能够适应中央处理器有限的条件，则尽可能通过使用计算机的软件功能来实现。（5）计算机硬件系统往往由众多的元器件按照一定的功能组建在一起，所以对元器件之间的焊接及接触部位，应进行详尽检查，以防发生故障。同样，有些硬件是故障的高发部位，所以应该有针对性地进行更高频率的检查，把隐患尽可能地消除在发生

7、阶段。（6）用多重化技术解决隐患。很多情况下，有些元件有重复的部分，应当利用这些多余的元件发挥它们的效用来消除或者减弱已经发生的故障对系统造成的影响。常用的系统包括备用系统、并联系统和表决系统3种。（7）还有一种很重要的方法就是抗干扰技术的使用，这是提高硬件系统可靠性的关键部分，下文将会详尽介绍。1.2.2软件系统的可靠性可以通过采用高质量的元器件、采取比较好的维护防护措施以及采用抗干扰技术来提高计算机硬件系统的可靠性以提高计算机控制系统的可靠性。但是仅仅通过硬件系统可靠性的提高来保证计算机控制系统的可靠性

8、是不够的，还需要通过一些措施来提高软件系统的可靠性以间接提高整个计算机控制系统的可靠性。具体措施如下：5（1）提高应用程序的运行速率。如果编制的程序能够达到一种很高的运行速率，在这种运行速率下程序的运行周期小于断电器等一些保险装置的反应时间，就可以保证一些程序运行过程中不会因小小的失误而造成大的故障。（2）通过把输出信号与计算机存储器中的输出量相比较，如果两者不相同则需要再一次输出，如果出现故障则需要报警，同时采