時間：2022-09-18 20:36:50
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇測控技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：軟件無線電數字信號處理調制解調TMS320C6701
軟件無線電是隨著計算機技術、高速數字處理技術的迅速發展而發展起來的，其基本思想就是將寬帶A/D/A變換器盡可能地靠近天線，將電臺的各種功能盡量在一個開放性、模塊化的平臺上由軟件來確定和實現。該平臺的調制方式、碼速率、載波頻率、指令數據格式、調制碼型等系統工作參數具有完全的可編程性。
傳統的衛星測控平臺存在著性能不完善，調制方式、副載波、碼速率組態不靈活，體積偏大等問題。研制和開發通用化、綜合化、智能化的測控平臺，通過注入不同的軟件，實現對調制載頻、調制方式、傳輸碼速率等參數的改變，應用于各種軌道衛星平臺的遙測遙控任務。數字信號處理器（DSP）是整個軟件無線電方案的靈魂和核心所在。通用平臺的靈活性、開妻性、通用性等特點主要是通過以數字信號處理器為中心通用硬件平臺及DSP軟件來實現的。經過比較，我們采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的芯片形成一套實時的DSP系統。
圖1TMS320C6701結構框圖
1軟件無線電通用平臺的DSP技術
1.1TMS320C6701DSP芯片介紹
TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片，具結構框圖如圖1所示。
TMS320C6701的主要特點為：
*單指令字長為32位，8個指令組成一個指令包，總字長為256位，引腳與TMS320C6201系列的引腳兼容。
*體系結構采用甚長指令字（VLIW）結構；
*硬件支持IEEE標準的單精度和雙精度指令集，支持字節尋址獲得8位/16位/32位數據，指令集中有位操作指令（包括位域抽取、設置、清除以及位計數、歸一化等）；
*1Mb(位)的片內存儲空間，其中程序存儲空間和數據存儲空間各512Kb；
*32b外部存儲器接口（EMIF），有52MB的外部存儲器尋址能力；
＊四通道自加載DMA協處理器，可用于數據的DMA傳輸；
*16位宿主機接口（HPI）；
*兩個多通道緩沖串口（McBSPs）；
*兩個32位通用定時器；
＊靈活的鎖相環路（PLL）時鐘產生器，可以對輸入時鐘進行不同的倍頻處理；
*芯片內部有IEEE1149.1標準邊界掃描仿真器（JTAG），可用于芯片的自檢和開發；
*芯片共352腳采用BGA封裝，以獲得好的高頻電氣性能，并使芯片尺寸變小；
*采用0.18μm工藝，則五層金屬組成，輸入輸出接口電壓為3.3V，核心電壓1.8V(167MHz時為1.9V)。
1.2DSP技術在軟件平臺中的應用
每套測控平臺含雙機備份的遙控調制器與遙控解調器，雙機分別由獨立電源供電。系統總體框圖如圖2所示。調制器與解調器分別通過不同的RS232串口與遙控處理計算機通信，完成對調制解調器的控制及其帶數據的收發。
用戶在每次任務前通過控制計算機設置調制方式、調制參數及通信連接方式，并調用算法參數生成程序產生調制器和解調器中算法的預置參數，并在設備初始化時以批數據方式從串口送入DSP芯片，經校驗后送FlashROM中。為保證程序傳送的可靠性，采用IRQ差錯控制方式，DSP每接收一個數據包在存儲的同時向計算機回傳數據信息，計算機一旦發現數據出錯即轉入重傳方式。參數設置成功后，調制解調器根據協議發送和接收遙控指令，并將工作狀態回送遙控處理計算機，同時在遙控前端機面板上顯示。
1.3調制器與解調器硬件結構與功能描述
硬件系統以DSP為核心，電路主要由下述模塊組成：電源模塊、系統時鐘及模式設置模塊、存儲器模塊、系統監控模塊、與控制計算機通信模塊、調制輸出模塊、B碼時鐘接收模塊和顯示控制模塊。在解調系統中，除解調輸入模塊、解密接口模塊和顯示控制模塊外，其余模塊均與調制系統一致，如圖3所示。
調制器加電時，DSP首先通過外部存儲器模塊完成自加載。自加載完成后，由DSP主程序對狀態顯示監控模塊進行參數初始化設置。在有調制任務時，首先由控制計算機對DSP進行參數設置（如濾波器參數、調制制式、調制副載頻、調制碼速率等），然后發調制數據給DSP，由DSP的串行通信口接收數據，在DSP內完成副載頻調制；調制數據經DSP串口發送給數模塊轉換進行數模轉換，轉換的信號過低通可編程濾波器濾波后輸出。解調器的工作過程與上類似，在檢測到有已調副載波進入A/D通道時，啟動解調模塊進行解調，將解調的數據送到控制計算機。
2DSP實現信號調制和解調
2.1信號調制
調制器的設計目標是在可編程的硬件平臺上，通過注入不同的算法或執行軟件，實現不同載波頻率、調制方式、傳輸速率和碼型的多制式的通用型調制器。它將以靈活的重構性支持各種通信發射機的不同需求，更有利于各通信設備的互連互連。考慮到數字直接合成技術具有數控靈活、頻率分辨率高、頻率切換快、相位可連續線性變化、覆蓋帶寬大、生成的正弦/余弦信號正交性好等特點，我們的設計方案是以DSPs芯片為內核，采用軟件DDS技術，實現高精度、高性能的數字調制器。調制器的總體框圖如圖4所示。
幀分析在設備初始化時完成程序數據的接收、校驗和轉發（向FlashROM送）。在正常工作時，從幀數據中分離出調制參數及等調制數據，分別送參數寄存器與數據寄存器。
圖5BPSK接收總體框圖
在數據格式變換中，完成將輸入的數據分別轉變為調制參數控制字（如相應調制方式下的頻率控制字K、相位控制字φ和副度控制字A）和相應格式的被調制數據，經滾降處理后(對于FSK方式可不用滾降處理)對正弦載波進行調制。
2.2信號解調
對于BPSK接收，我們采用相干解調方式，如圖5所示。接收信號經帶通采樣得到原始信號序列后，首先與本地產生的正弦序列相混頻，然后經低通濾波除高頻分量，得到其帶信號樣值序列（正弦序列的頻率與相位也由此樣值序列獲得）。再對基帶信號樣值序列進行最佳判決點時刻波形估計，估計值送往均衡器做均衡處理，均衡結構再做0、1判決得到最終的解調數據。解調的關鍵點在于本地載波的同步和符號定時誤差的提取。
ASK(FSK)信號的解調方法可分為相干解調和非相干解調兩類。由于相干解調的抗干擾能力較強，本方案采用相干解調方式。圖6為采用相干解調時，接收端的解調總體方案流程框圖。
接收信號首先經低通濾波器，濾除帶外噪聲（此處的低通濾波器由專用器件設計）。然后經A/D變換，得到樣值序列，按照工作的不同階段，分兩路分別與本地相應的相干載波進行解調，主要包括混頻和低通濾波兩過程。解調后的信號經低通濾波器后，恢復出基帶信號。基帶信號進行位定時和碼元判決，得到最終的解調數據。
圖6ASK/FSK相干解調總體流程框圖
防潮是糧食儲存過程中一項重要內容，對糧食的儲存質量有很重要的作用。它直接影響到儲備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作的順利進行，首要問題是加強倉庫內溫度與濕度的監測工作。但傳統的方法是用扦樣式玻璃溫度計，人工判讀等最原始的測溫方法，工作量大，難以控制，滯后嚴重，做好日常的糧情檢查工作，可以發現問題，及時處理，以保證儲糧的安全。本論文側重介紹“單片機溫度檢測系統”的軟、硬件設計及相關內容。論文的主要內容包括：采樣、LED顯示，單片機89C51的開發以及系統應用軟件開發等。作為控制系統中的一個典型實驗設計，單片機溫度檢測系統綜合運用了單片機技術、模擬電子技術、通信技術、數碼顯示技術等諸多方面的知識。
2糧倉濕度檢測系統硬件設計
糧情測控系統是計算機硬件與軟件的結合體，實現了計算機對儲糧的檢測與預警。系統硬件由控制部分和信號檢測部分組成，其中，控制部分包含五個模塊：控制器模塊、手動按鍵、顯示模塊、通信模塊和報警模塊；信號檢測部分包含一個模塊：濕度檢測模塊。
2.1核心單元電路
綜合考慮系統的方便性，可靠性，性價比等因素，系統主機芯片采用AT89C51。AT89C51是控制系統常用的單片機，應用在很多領域，利用它完成的報警系統很多。使用AT89C51單片機構成的計算機系統能夠實現準確的采樣煤氣濃度，能夠達到題目的設計要求，而且AT89C51單片機相對于其它型號的單片機，更加易于學習和掌握，性能也相對比較好。
2.2檢測傳感器和檢測電路
濕度檢測采用的是濕度傳感器HS1101。在糧情測控系統中主要是檢測室內與室外的濕度，一般一個糧倉有兩個濕度檢測點，且精度要求不高。
2.3顯示電路設計
系統顯示模塊采用數碼管動態顯示原理，清晰的顯示實時濕度值
3軟件設計
整個系統軟件設計分為兩個部分，作為主控的上位機的軟件設計及作為數據采樣的單片機終端節點的軟件設計。系統采用模塊化編程，將各部分功能分別實現，主要的功能子程序有：數據采集、標度變換、線性校正、數制轉換、數值顯示、發送、接收和部分中斷子程序。
4系統調試
本次設計采用的是模塊化電路和模塊化程序，因此在聯調時只需要把各模塊進行正確的連接就可以實現仿真，其模塊與電路圖在前面已經介紹這里只是給出總體調試的效果，把軟件調試的.HEX文件燒入其中的AT89C51中就可以運行了。
5結語
關鍵詞：科技期刊；市場意識；創新發展
中圖分類號：G206.2文獻標識碼：A文章編號：1672-8122（2011）06-0078-02
《計算機測量與控制》雜志是中國計算機自動測量與控制技術協會主辦的刊物，于1993年創刊，1995年轉為公開發行的科技期刊，為季刊，2000年改為雙月刊，2002年改為月刊。其始終圍繞著“報道前沿技術，引領測控領域發展，突出前瞻性、導向性和實用性”的辦刊方針，學術水平、期刊質量和經濟效益不斷提高，期刊市場經營意識不斷提高。創刊至今已走過18年歷程，正是由計劃經濟向市場經濟轉型的時期，由行政撥款辦刊過渡到自收自支、自辦發行，以刊養刊的辦刊道路，這對辦刊人來說，意味著丟下拐杖和鐵飯碗，到市場經濟的大海中去游泳，要想生存和發展，編輯部必須按市場經濟規律運作，期刊必須接受市場的檢驗和讀者的認可，逐步創造一種自我生存、自我發展、具有競爭力的氛圍。
一、找準期刊的定位，打造自己的品牌
期刊要生存、要發展，只有依靠清晰的定位、準確的目標讀者，以及符合讀者需要的產品和服務。《計算機測量與控制》是報道自動化測試和控制技術科技的刊物，它是集計算機技術、先進的總線技術、傳感器技術、網絡通信技術、人工智能技術、軟件技術于一體的高新技術。在航天和國防的各類武器系統、衛星系統、載人航天和繞月工程及民用領域得到了廣泛應用。《計算機測量與控制》以“報道前沿技術、引領測控領域發展，突出前瞻性、導向性和實用性”為宗旨，面向國防工業和民用工業的自動化測控領域。主要定位在自動測試、試驗驗證和控制技術領域，報道國內外測試技術的理論、成果和先進的總線技術標準，突出應用技術，促進測控領域新技術應用和科技成果向生產力的轉化，既強調理論與實踐的結合，又兼顧提高與普及并舉。利用本刊的學科優勢，重點加強“自動化測試”、“試驗驗證”、“控制技術”、“軍事測控技術”、“設計與應用”等特色欄目，形成自己的優勢，突出個性。同時，不斷研究國內外測試和控制領域的難點、熱點、焦點，根據該學科領域的發展變化，及時修改報道內容，不斷滿足讀者對新技術的需求，爭取更多的讀者群。
二、樹立前沿意識，提高期刊學術水平
計算機測試和測控技術發展迅猛，應用領域廣泛，基于總線標準的測試技術不斷出現，作為主編必須了解本學科領域的發展和變化，培養善于捕捉、把握、跟蹤、剖析新信息的能力，在選題工作中注意瞄準前沿、跟蹤新技術發展的方向，時刻關注報道本學科領域的發展動態，選擇具有學術價值的稿件，避免稿件的重復性、低層次性和抄剩飯，更好的為本學科領域的讀者服務，為武器裝備測試手段的現代化服務。
在選題組稿中，我刊注重發揮學科帶頭人、專家和讀者的作用。一是向學科帶頭人征集選題計劃，提出階段性的報道內容，撰寫綜述與評論的文章，為讀者導向；二是發揮編委會的作用，要求編委隨時提出對報道內容的評價意見，對欄目的設置，論文的創新性建言獻策；三是利用中國計算機自動測量與控制技術協會每年舉辦全國性測試與故障診斷技術研討會和國防科技工業試驗與測試技術發展戰略高層論壇的平臺，了解專業領域的發展方向，選擇相關的報道題材；四是由同行專家和讀者評價論文的創新性、科學性和顯示度，并融入年度報道規劃中；五是向優秀期刊學習，取人之長，補已之短，把大視角、全方位收集的意見綜合起來，對改進編輯部的工作、提高學術期刊的質量至關重要。
通過報道具有前瞻性的論文和選題計劃，除提供給讀者知識的享受外，還應達到三個導向作用，一是高學術水平的導向，通過刊發高質量、高水平論文，引導讀者向虛擬試驗技術與綜合試驗驗證，先進總線技術、人工智能故障診斷技術、通用測試與故障診斷、控制技術等專業領域研究的深度方面發展；二是開展學術課題研究方向的導向，引導科技工作在技術研究領域不斷創新；三是學術服務的導向，使學術期刊成為科研工作的智囊，起到了開闊視野、了解動態、啟迪思路的作用，堅持科技期刊與學科的同步發展，為建設創新型國家和科技成果向生產力轉化服務。
由于期刊的學術水平和編輯質量的不斷提升，《計算機測量與控制》先后入選中國科技核心期刊，中文核心期刊，500種精品期刊，俄羅斯《文摘雜志》、英國《科學文摘》、美國《劍橋科學文摘》等國內外著名檢索機構。在2005年榮獲國家“第三屆國家期刊獎100種重點期刊”、“讀者喜愛的優秀學術期刊”、首都廣告業精神文明先進單位、清化大學執行規范優秀獎等榮譽。2010年在中國科學技術信息研究所的評價指標中，《計算機測量與控制》在航空、航天工業科學技術類期刊中總被引頻次學科排名第3位，影響因子排名第7位。英國《科學文摘》從2003年至2009年，收錄我刊文章3125篇。
三、擴大宣傳力度，強化經營意識
期刊成敗的基礎在于編輯，成敗的關鍵在于市場，期刊社會效益和經濟效益是靠市場來實現的，期刊的市場化是大勢所趨，是期刊生存發展的必由之路。[1][3]在期刊進入市場過程中，必然要遇到各種困難，只要我們樹立正確的辦刊理念，按市場化規律運作，就會找到適合本刊的發展之路。
第一，在辦刊理念上，要跳出計劃經濟時代的圈子，克服等、靠、要的思想，樹立策劃意識，策劃是前進的導向標，樹立廣告意識，廣告是提高期刊經濟效益的來源之一；樹立品牌意識，打出品牌，就奠定了發展基礎；樹立發展意識，才能做到不斷創新；樹立經營意識，才能不斷提高期刊的管理和經營水平。
第二，期刊是傳播知識，技術的園地，但又是一種特殊商品。既要注重傳播新技術，為建設創新型國家服務，又要講投入產出，經營創新是擺在我們面前的一個最大挑戰，也是反映我們自主創新能力的重要標志。所以，期刊像產品一樣，要進入市場就得加大宣傳力度、傳播力度，使更多的讀者、廠商了解、鐘愛自己的刊物，我們主要做法是：
1.以學術交流會為平臺，擴大贈閱量。我刊是中國計算機自動測量與控制技術協會主辦的刊物，每年要主辦全國性學術研討會1～2次，同時參加全國工業展覽會10多次，充分利用這些宣傳平臺，為會議代表和觀眾贈閱雜志，只有讓更多的專業讀者閱讀刊物，才能擴大期刊的傳播因子和影響力。
2.在內容上擴大信息量，新產品信息。設立“新產品信息”欄目，把國內外開發、經營與本刊專業密切相關廠、所、公司的新成果、新產品即時出來，為從事設計、開發的讀者提品信息服務，在讀者、商家、編輯之間搭起一座互通信息的橋梁，為新技術、新成果的推廣應用提供渠道。
3.開展廣告業務，實現雙贏。利用《計算機測量與控制》傳播力度大，專業讀者集中的優勢，發展廣告業務，爭取我協會的會員單位、從事計算機測控行業的制造商做廣告，實現雜志社與產品經營的廠商互贏。開展廣告業務，提高期刊的質量和發行量是前提，提高期刊的知名度和影響力是基礎。
4.利用網絡，宣傳期刊和廠商的產品。我們在創辦的“中華測控網”上，把期刊文章上網供讀者閱讀，把廣告廠商的產品上網供設計師選購，既提高了期刊的信息傳播，又宣傳了廣告客戶的企業形象和成果推廣。因此，樹立良好的服務意識和經營意識，講誠信服務，才能實現雜志和商家相互依存、共同發展的雙贏目的。
《計算機測量與控制》雜志社堅持履行社會責任，在廣告業務經營中，做到政治文明、精神文明一起抓，定期公益廣告，幾年來從未過違法廣告，2005年被北京市委宣傳部、首都精神文明建設委員會、北京市工商局評為“首都廣告行業精神文明先進單位”。
四、執行國家保密法，杜絕泄密文章發表
我刊是背靠航天，面向軍工和民用領域，部分文章涉及到武器裝備的敏感題材，必須杜絕涉密文章的發表。認真執行《中華人民共和國保守國家秘密法》，我們制定了編輯部保密的規章制度。對一些涉及到軍事、武器裝備的敏感題材嚴格進行保密審查，由作者單位提供保密審查證明后才能發表，文章不涉及具體型號、參數和保密的敏感技術，十多年來，我刊常抓不懈，崩緊保密這根神經，沒有發表過涉密事件，不斷提高保密管理與技術防范水平。
五、成立雜志社，促進期刊可持續發展
期刊要持續、健康的發展，需要與之相適應的體制和機制，體制和機制已成為制約該行業發展的根本性因素。[2]很多期刊掛靠在廠、所，辦刊經費由上級撥款，工資、福利由主辦單位支付，很多編輯部主任、總編都是上級派來的機關領導干部，沒有意識到自己身上責任，較少考慮期刊的經營和發展，不利于發揮期刊編輯人員的積極性和創造性。
國家新聞出版總署出臺了《關于進一步推進新聞出版體制改革的指導意見》，期刊作為新聞出版業的重要組成部分，鼓勵期刊推進編輯部的轉企改制。因此，2008年，我們編輯部報國家新聞出版總署批準，經北京市工商局注冊，將《計算機測量與控制》編輯部注冊為雜志社，改制成為企業法人單位，實行企業化經營，成為自主經營、獨立核算、自負盈虧的企業。明確了經營方針、積極開拓市場，加強成本控制和質量管理，理順和激活內部管理機制，包括有效的激勵機制、靈活的市場機制和高效的用人機制來激發和調動全體員工的積極性和創造性。不斷建立和完善各項規章制度和管理辦法，做到有章可循，職責明確，使雜志社各項工作走上正規化、規范化的道路。
雜志社成立后，在體制上邁出了重要一步，更有利于期刊的經營和發展，有利于按市場規律獨立運作，賦予我們更大的責任和壓力，從管理方式上、經營方法上帶來新的挑戰，既要注重雜志社的效益，又要處理好期刊的質量。通過雜志社運行幾年來看，產值比以前提升20%，載文量比以前增加100多篇，保持了期刊的學術評價指標相對穩定。管理水平和市場化經營能力在不斷改進和提高，為促進期刊的可持續發展注入了新的活力。
《計算機測量與控制》在發展過程中取得了可喜的成績，堅持市場化道路，促進了期刊的改革與發展，期刊的社會影響力和傳播力不斷提升，實現了社會效益和經濟效益的同步發展，但與國內優秀期刊相比，還存在一定的差距。我們將進一步創新管理模式，找準期刊的發展定位和市場定位，學習優秀期刊的辦刊經驗，積極進取，開拓創新，順勢而為，把握機遇，為推進我國的測控技術的創新做出貢獻。
參考文獻：
[1] 陳玉琴.議學術期刊的可持續發展[J].中國科技期刊研究,2006(17).
英文名稱：Radio Engineering of China
主管單位：信息產業部
主辦單位：中國電子科技集團公司第54研究所
出版周期：月刊
出版地址：河北省石家莊市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1003-3106
國內刊號：13-1097/TN
郵發代號：18-150
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1971
期刊收錄：
核心期刊：
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
聯系方式
期刊簡介
測控技術作為新興產業，是電子技術中的重要內容。測控技術無論是在科學研究領域，還是在工業領域，都起到了技術支撐作用。測控電路在實際的應用領域中，可以保證多種電子設備和產品正常運行。為了保證電子設備和產品能夠安全穩定地運行，本論文針對電子技術中測控技術的應用展開研究。
關鍵詞：
測控電路；電子技術；應用
科學技術的進步讓人們感受到時展越來越快。特別是電子技術已經深深地滲入到人們的生活中，是人們賴以生存的專業技術。隨著工業自動化方向發展，電子技術中的測控技術在工業領域中得以廣泛應用。但是電子設備實際運行中會出現各種干擾源而導致測控系統的運行難以滿足技術要求。為了確保測控系統能夠處于運行可靠，就要采用相關的抗干擾技術將抗干擾措施制定出來。
一、測控系統干擾源的分析
（一）電磁干擾
當電子設備處于運行狀態的時候，就必然會在電子設備的周圍產生電磁場。其中的主要原因就在于，電子設備運行中必然會使得電壓和電流產生變化。但是，這種變化或者是連續發生的，或者是間歇性的，如果電壓和電流的變化速度過快，就會有電磁場產生[1]。電磁場中的電磁能量并不僅僅在有限的磁場范圍內，而是會以電路為主體，不斷地擴展活動范圍，由此而影響了測控電路的正常運行。
（二）地線干擾
地線具有一定的抗阻性。當電流沿著接地線流動的時候，就會使地線上有電壓產生。電流受到阻抗的影響而不斷增大，電壓也會隨之增大而導致地線的負載增加。當測控系統對電子設備進行測試的時候，如果電子設備為大功率設備，在地線中就會有強電流通過，隨之，連接電子設備的電纜上也會有電流通過，而且電纜中所流通的電流缺乏穩定性，導致每一根電纜中所流經的電流都會有所不同，這些電纜中的電壓也會各有不同。缺乏穩定性的電流和電壓的大量存在，就會產生差模電壓而影響電路的正常運行。因此，應在測控電路中增加相應的過壓保護電路，以保證整個測控電路以及測控系統的正常運行。（圖1：過壓保護電路）
（三）濕度干擾
電路處于運行中如果環境濕度過低，就會在電路周圍產生靜電效應從而對電子設備造成干擾，特別是在靜電干擾下使得測控電路中的檢測信號受到干擾而導致元器件失效，最終造成整個測控系統無法正常運行；如果環境濕度過高，就會引起元器件間的短路和PCB的焊點銹蝕，在高濕度環境的影響下則這些焊點的接觸電阻就會有所提升，而影響了使用性能的發揮。如果這些焊點處已經被銹蝕，就會導致電子元器件功能減退而引發電路短路。
二、電子測控技術的應用
（一）合理的電路設計
所有的元器件在使用之前都要做好測試，并根據實際應用需要而經過技術處理，調試合格之后方可使用。如果是邏輯元器件，要采用接地技術，以提高電路的抗干擾能力，確保電路處于正常的運行狀態。在電路的設計上，注意邏輯電路與數字電路要分別單獨使用，且要對電源線進行加粗處理。接地線要盡量選擇網狀的接地線或者環形的接地線，并在連接接地線之前，要做好加粗處理工作，以確保邏輯電路和數字電路在數據的傳輸和走向能的傳遞上保持方向上的一致[2]。在進行布線的時候，折線的角度不可以超過90度，以在電路運行中能夠對頻率很高的噪音產生抑制作用。為了避免來自噪聲的干擾，還要采用接入旁路電容的方法，即將旁路電容接入到PCB板上面的IC點。所有接入的引線都要與接受旁路處理的端口相靠近，注意接入的引線長度要合適，避免由于過長而影響技術處理效果。
（二）屏蔽技術的應用
如果是對電磁場屏蔽，就要對噪聲騷擾源使用接地導體將其包圍起來，可以對電路以有效保護。屏蔽體所使用的導線要以銅或者鋁等具有良好的導電性能的材料為主，控制好中心導線的長度，以避免其從屏蔽體中伸出過長。如果屏蔽體是網狀的，網孔要盡量小，且要采用單端接地的方式，以保證屏蔽體有效地發揮屏蔽作用。如果既具有干擾能力的電磁場具有很高的干擾強度，在設計屏蔽電路的時候，就需要采用雙層屏蔽技術。但是，這種雙層屏蔽技術在使用中需要注意要加裝濾波電路，且內屏蔽盒與外屏蔽盒之間不能夠多處連接，一點連接即可。雙層屏蔽的兩個屏蔽體之間所間隔的距離不可以太大，以確保獲得最好的屏蔽效果，而且屏蔽層之間不可以有間隙，間隙的厚度與單層屏蔽材料的厚度等同[3]。如果干擾電磁波為空間電磁波，很容易對具有較高靈敏度的信號接受設備造成干擾。對這種空間電磁波可以采用金屬網屏蔽室進行屏蔽，屏蔽效能可以達到45dB至50dB。如果金屬網屏蔽室為雙層的，且有絕緣襯墊安裝在其中，所能夠獲得的屏蔽效能就可以達到75dB至95dB。屏蔽室的連接要正確，以在發揮屏蔽作用的同時，還確保屏蔽體本身能夠安全運行。此外，可同時根據電子產品的不同特性在測控電路中增加不同類型的濾波電路，可以將騷擾電磁過濾掉。（圖2：濾波電路）
（三）接地技術的應用
測控系統的接地多會采用三條地線，其一為信號地線，用于低電平電路接地；其二為噪聲地線，包括電動機的地線、繼電保護裝置的地線等等；其三為外接地線，連接在交流電源的接地線上，用于外殼、機架等接地使用。雖然接地技術可以單獨使用，但是要獲得良好的抗干擾效果，則需要與屏蔽體結合使用。如果電路處于運行狀態時，工作頻率沒有超過1兆赫，就可以將屏蔽體的接線用于一點接地設計，地線的長度要局限于信號波長的1/20[4]。如果工作頻率超過10兆赫，就可以將屏蔽體的接線用于多點接地設計。所選用的接地線要加粗，特別是連接印刷板上的接地線，要確保接電線所流過的電流要達到印刷板上所流過的電流的3倍之多。如果印刷板上為數字電路，就需要接地線的線路為閉環線路。
三、總結
綜上所述，電子技術中，測控技術屬于是新型的技術，而且隨著電子技術的發展，測控技術也在不斷地更新。各種電子設備中的測控系統往往會受到各種因素的干擾而導致系統無法可靠運行。特別是電子設備的使用功能不同，對使用環境也具有不同的要求，當然，其中的測控電路受到干擾的原因也會有所不同。這就需要提高測控電路的抗干擾能力，在測控電路的設計中加入相應的抗干擾電路，以確保測控系統處于良性運行狀態。
參考文獻：
[1]彭捷.電子技術中測控技術的應用[J].應用技術，2014(08):235-236.
[2]劉志剛.現代測控技術的發展及其應用探析[J].機電信息,2012(12):114-115.
[3]馮嘉鑫.電子技術中測控技術的應用[J].基本建設經濟,2014(03):197-198.
關鍵詞：以太網；藍牙；EPA；測控系統
The EPA bluetooth application in mine
measurement and control system communication
GAO Ya-lan（Institute of Electrical and Information Engineering
of Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China）
Abstract：To Ethernet network in coal mine underground communication need wiring， limits the movement of field devices and network restructuring. Bluetooth wireless communication technology has high security， strong anti-jamming， flexible networking characteristics of alternatives to traditional Ethernet network communication technology become an inevitable trend. Mine measurement and control system are studied in this paper .The EPA bluetooth communication module embedded in the mine field devices realize the automation of the coal industry production.
Key words：Ethernet；bluetooth；EPA；measurement and control system
在現代自動化技術中，無論是測控技術，數據采集技術還是過程控制技術，都離不開單片機。由于單片機技術的快速發展，工業自動化的體系結構產生了巨大的變化。用多片單片機構成分布式測控系統，使工業自動化的研究提高到了一個新的臺階。煤礦井下作業因為遠離地面， 地下環境復雜，環境惡劣，還存在一些不可預知的環境，很容易發生事故，因此煤礦產業實現自動化生產是具有重大意義。在控制系統中，在不同的軟件設備中分布著各個軟件對象模塊，對象模塊之間通過通信網絡互相連接，構成了一個完整的應用控制程序。隨著單片機的高速發展，分散的設備的處理能力得到不斷的增強。由于分布式設備和工具的應用具有的性能有著和集中式應用一樣的作用，控制系統中的所有對象和數據在任何時間都可以被任何設備訪問。EPA使很多成熟的IT技術在工業控制系統中得到應用，并且利用確定性通信調度策略和穩定、高效、標準的以太網，為適用于現場設備的實時工作建立了一種全新的標準。EPA分布式控制系統的發展和應用使煤礦實現現代化的自動化安全生產實現可能。針對礦井下復雜的環境，本文主要研究了通過藍牙通信技術的無線通信功能，將以太網與EPA藍牙通信技術相結合的方法。
1 系統硬件結構
本論文的礦井測控系統由基于EPA協議的藍牙通信模塊組建而成，系統主要由EPA網橋，基于藍牙通信的現場設備，藍牙接入點等組成。系統的硬件結構圖如圖1所示。
通過“藍牙”技術的面向底層控制設備的雙向數據傳輸，嵌入式藍牙通信模塊成功的嵌入到礦井下的多種現場設備中。
EPA網橋是專門為EPA數據包設計的數據轉發設備，它具有兩個甚至多個網絡接口，將多個網絡互連起來，為彼此間提供了透明的通信。此網橋集成BNC和A13I10，ET收發器、接口之間的自動檢測功能，避免了由于以太網頻道爭奪特性導致的讀出多路存取協議的問題，因而不會發生采用一般交換機在報文轉發時所出現的廣播風爆。
基于藍牙通信的嵌入式EPA現場設備可以把藍牙通信模塊嵌入到現場設備中，在模塊設計時要考慮到以下因素：
（1）系統擴展：所設計的模塊應能支持產品升級與功能擴展。
（2）系統配置：按照系統功能要求配置設備。
（3）程序效率：外部設備和外部事件盡量采用中斷方式和CPU聯絡。
（4）抗干擾性：簡化器件，器件越多，器件之間的相互干擾越強。
2 藍牙通信塊的硬件方案
藍牙通信模塊主要由微控制器，藍牙芯片及存儲器RAM組成。
藍牙通信模塊中微控制器選用美國ATMEL公司的AT89C51芯片，AT89C51是一個低功耗，高性能的含有4K字節閃爍存儲器的8位CMOS單片機，時鐘頻率高達20MHZ，與MCS-51的指令系統和引腳完全兼容。閃爍存儲器允許在線（+5V）電擦除，電寫入或使用。此外，AT89C51可降至0Hz的靜態邏輯操作，支持由軟件選擇的兩種掉電方式，掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位，非常適合電池或者有低功耗要求的場合。AT89C51芯片內的4K字節閃爍存儲器可在線編程和使用編程器重復編程。AT89C51具有兩個優先級嵌套中斷結構，一個可編程全雙工串行口，可尋址64K字節外部數據存儲器和64K字節外部程序存儲器空間的控制電路。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串口通信口及中斷系統繼續工作。硬件原理框圖如圖2
現場設備之間可實現串口全雙工通信，藍牙通信模塊用來與現場設備進行連接：系統上電復位后，首先完成藍牙模塊的初始化，現場設備所測的數據通過串口傳送給藍牙的CPU，現場設備在它的通信網絡覆蓋范圍內搜索另一現場設備。當另一現場設備接收到上位機藍牙模塊發送的控制命令后，完成與上位機的建立連接，數據傳輸，斷開連接等操作。
3 結束語
本文設計的EPA藍牙測控系統使煤礦實現現代化的自動化安全生產實現可能。將藍牙通信模塊成功嵌入多種現場設備中，通過EPA網橋實現設備之間的透明通信，大大提高了系統的安全性和穩定性，使煤礦的安全生產大大的提高。
[參考文獻]
[1]馬金山，姚兆建.基于網絡的煤礦機械模型庫系統的研究和開發.煤礦機械，2011（11）：216-217.
[2]謝凱東，盧山.一種高可用性的冗余工業實時以太網設計[J].儀器儀表學報，2010：704-706.
【論文摘要】通過結合國內牽引供電綜合自動化現場教學需求，根據實際工程項目提出并設計了一種適合供電段操作和運行維護人員的教學培訓系統，該方案軟硬件結合，具有投資低，便于學員快速入門上崗，也便于升級換代的特點。
1引言
隨著鐵路大規模提速，東南沿海主要千線正在逐步實現電氣化，牽引變電站基本采用了最新的綜合自動化技術，對于新建供電段和既有舊的電氣化線路，對值班和運行維護及管理人員都提出了較高的專業供電技能要求，采用以往的課堂教學模式難以直觀對學員進行系統培訓，同時由于現場設備都在投運狀態，無法滿足學員的操控需求。借鑒國內國際經驗，采用全仿真模擬教學軟件進行教學已經在飛行員、機車司機等職業培訓領域得到推廣，但該類系統投資巨大，對學員文化和專業基礎要求高，難于適應基層站段人員的應用需求。
因此，有必要采用全新的綜合自動化教學培訓方式對學員進行仿真培訓。設計的教學培訓系統首先要直觀，便于學員操作，盡量與現場應用模式保持一致，這樣通過教學培訓可快速滿足崗位上崗要求，能很快適應現場的工作，安到廁利地完成操作維護任務。同時也要利用 計算 機 網絡 和流行的多媒體教學的手段，加速學員的知識培養和動手操作，從設備內部熟悉系統的工作原理和掌握故障排查方法。
2設計原則
為實現基層運行人員快速熟悉和掌握現場綜合自動化的目標，充分利用軟硬件資源，按典型牽引變電所進行設備配置，一次設備全部采用模擬方式，主變和電容等一次設備可在現場進行知識講解，斷路器和隔離開關為保證操作的直觀性，需要配備模擬機構。wWw.133229.COM由于電站設備的備用設計，可按半個牽引變電站進行硬件系統配置，實際操控完全滿足全站的操作要求，對于備用電源自投，可采用軟件模擬方式進行培訓教學。考慮到需要進行保護模擬和測量模擬，需要外配電壓電流源，通過其調節可直觀進行保護試驗和測量觀察。
系統構筑一臺服務器，通過服務器對保護測控設備進行操作，通過服務器建立基于tcp/ip協議的局域網，配置一定數量的學員機，使資源得到共享，每臺學員機都可通過服務器搶占控制權，對保護測控設備進行操作，當不操作設備時，每臺學員機可進入仿真環境進行仿真模擬培訓。
模擬培訓軟件采用先進實用的計算機應用軟件，對電氣化鐵路綜合自動化系統的牽引供電原理、保護原理、所內實際操作演練、故障模擬、工程應用等進行教學，同時能夠軟件模擬正常狀態下的倒閘作業以及事故狀態下的處理手段，同時系統配置評價考核子系統，具備豐富的實用題庫，可對學習效果進行基本評估，以確認學員的學習能力和檢驗學員的知識掌握程度，為保證現場設備運行安全提供人力資源保證。
牽引供電培訓系統由保護測控盤、機構及故障模擬盤、電壓電流源、控制臺、聯網微機和服務器組成。組網采用星型高速以太網連接，保證多媒體信息量帶寬要求。全部采用多媒體電腦，具有先進的多媒體教學功能。硬件系統的配置將保證系統有足夠的冗余度，云博機的內存、cpu時間和硬盤空間均應保證有40%以上的余量。
3牽引供電綜合自動化教學仿真系統組網方案
教學培訓系統組網示意圖如下:
4培訓系統主要功能
4.1教學部分
采用組網微機進行系統模擬操作和仿真培訓。系統正常工作時只有一臺主機可對保護測控盤進行操作，當該機操作時，其他 計算 機無法登陸進行保護側控盤操作，只能進行仿真模擬操作，當無主機對保護側控盤操作時，每臺計算機都可搶占主機地位，對保護測控盤進行操作。系統(te`i’s)采用多媒體計算機系統，應用視頻處理技術，通過高分辨率彩色屏幕，來表現電氣化鐵路綜合自動化系統的構成，并通過 藝術 處理，來形象地表現電氣化鐵路綜合自動化系統的運行方式，系統組網、組屏方式，后臺監控軟件及保護測控盤的控制操作、保護裝置的原理及操作，資料查詢等內容。利用多媒體豐富的圖形、圖象及數字化處理技術，提供友好的人機界面，使學習者身臨其境地進行實習操作，創造最佳的教學環境。教學部分內容主要包括牽引供電系統原理，保護原理，綜合自動化系統裝置原理，圖紙說明系統和工程應用部分。
4.2仿真模擬部分
主要針對以下部分進行仿真:綜合自動化系統的監控后臺軟件，備自投，保護測控盤的柜體，電鐵饋線保護裝置，電鐵變壓器差動保護裝置，電鐵變壓器后備保護裝置，電鐵變壓器本體保護，電鐵并補保護測控裝置。由于需要培訓的操作主要是針對后合監控系統可遙控的開關和刀閘的操作，以及各保護裝置的操作。因此仿真培訓系統采用仿真的設計。包括供電系統的正常手動/遙控控分、控合，遠方/當地投入退出，操作方法按照實際系統的操作規程進行。以及事故處理，如開關狀態故障，變壓器:差動保護、重瓦斯等本體故障、輕瓦斯等告警故障、高壓過流、低壓a過流、低壓b過流等，110kv進線失壓，饋線過流、距離保護i段ⅱ段、電流速斷、電流增量保護等，電容器速斷、過流、諧波過流、差壓、差流、過壓、低壓等。
關鍵詞：體系結構；水文自動測報；傳感器網絡技術
中圖分類號：TN711 文獻標識碼：A 文章編號：
傳感器最早在軍事等領域應用，傳感器網絡由空間上分布的許多自動裝置構成計算機網絡，通過傳感器，裝置對不同位置的物理或者污染物、運動、壓力、振動、聲音、濕度等環境狀況進行協同監控。雖然傳感器網絡最早起源于軍事監測，現今已經在交通控制、家庭自動化、健康監護、生態監測等很多民用領域應用。傳感器集成了分布式信息處理技術、嵌入式計算技術、通信技術、傳感器技術，具備通信、計算、感知等功能。而論文中的主角傳感器網絡技術可以對網絡分布區域內各種監測或環境對象的感知和采集，并對其進行處理，最后以多跳中繼的方式，通過隨機無線通信網絡，給用戶終端傳輸信息。在交通管理、醫療衛生、環境監測、遠程控制等領域方面都離不開傳感器網絡技術，我們就來了解一下其在水文自動測報系統中的應用。
水文測報系統
傳感器網絡與其他無線網絡的本質區別在于：它是以數據為核心的網絡，它是具有分布式的智能網絡系統。傳感器網絡實現了虛擬計算世界和真實物理世界的耦合。傳感器網絡中，網絡在得到信息后，將其匯報給用戶。社會經濟的飛速發展，科學技術水平的不斷提升，水文測報系統也進入了網絡時代。水文測報系統為一個計算機網絡。而系統按照不同的用戶，將其分為中央機、中樞機、中心機、現場機。在國家防洪防旱調度指揮中心或者國家水利部服務的為中央機，在流域級管理的信息系統稱為中樞機，服務于市級管理部門的信息系統稱為中心機，而布置在現場環境的水文傳輸以及遙測系統稱為現場機。建立水文測報系統的目的就是要將在現場采集的水文數據傳達到數據處理中心，再通過決策和融合處理，滿足系統同于管理與組織的目的。由現地機到中心機、由中心機到中樞機、中樞機到中央機，水文測報系統采用網絡拓撲結構。通過現場裝配的傳感器，將各種水文數據由各個水文測站進行采集后，在進行存儲前，適配器會將不同標準與格式的數據轉變為具有統一標準格式的數據，并通過等無線方式或等有線方式傳輸到中心機，再對各種數據分析、處理、存儲后，通過例如：、等傳輸至上層控制中心。
獲取與處理信息是為了能夠使傳感器資源達到最優工作狀態，用戶除了能夠及時掌握環境內的影響因素數值外，就需要控制與管理資源。管理層與系統組織控制與管理了分布于網絡環境中各個節點上的數據源設備。智能儀表儀器、工作站、計算機等都在網絡節點上體現。其核心設計就是采用分布模式代替了原來集中控制的測控網絡，使其成為具有智能化、網絡化、分散性、可互操作性、開放性的測控系統。
水文測報系統中傳感器網絡技術的應用
由處理、傳遞、收集水文實施數據的各種計算機、通訊設備、傳感器等裝置共同組成了水文自動測報系統。主要用于水利的調度和防汛，其分為中心控制站、信息傳輸通道、遙測站這3部分。水文自動測報系統僅需要幾分鐘的時間就可以處理小流域范圍內的數據收集，并提供出水庫、重點河段的水清和雨情等。
中心控制站將各個遙測站的水文數據集中，在經過了整理和計算后，對閘門的啟閉進行控制，并及時預報洪水情況，最終實現水利調度。中心控制站的設備主要有電子計算機和通信電臺等組成。信息傳輸通道分為無線和有線兩類，作為電波傳輸線，它將中心控制站與遙測站連接。無線電通道克服了距離或障礙的困難，中繼站在通信距離大于五十公里位置設置，能夠滿足各個方向通信要求。而有線通道可采用電話線為其專用線路，有線通道的不足之處在于受惡劣天氣影響較大，會增加架空線等設備的成本。而有線通道最大的特點就是使用較為可靠方便，抗干擾能力強等。人們往往采用脈沖調制數字通信來作為傳輸信息的方式。遙測站中有電源設備、電臺、數傳機、編碼器、水位計、雨量計等儀器設備，通過中心控制站的控制，遙測站實現自動收集水文參數實時數據，并將這些數據編成脈沖信號，傳遞于中心控制站。
我國的湖泊、江河分布范圍廣，例如太湖、長江等流域范圍內存在著人力難以觀測障礙，而在這些難于達到的流域部署傳感器節點，就可對高精度的數據做到了如指掌，在水文監測中，使用傳感器節點所組成的傳感器網絡，具有著顯著的特點。第一，傳感器的節點可以在節點之間進行監控，且具有通信能力，可以通過環境的變化來實現對復雜情況的控制。無線傳感器節點其自身也具備了一定的存儲功能和計算功能。第二，傳感器的網絡節點具有精度高、采集數據量大等特點，每一個局部區段的具體信息都可以由每個節點檢測，其節點分布的范圍廣、密度高。第三，該傳感器網絡人為影響流域的因素小，因為傳感器節點的部署簡便，僅需要部署一次即可，且體積小。
2.1結構
傳感器節點能夠分布在不相鄰的測控區域中，也可以集中部署在同一個區域內，不管如何布置，都可以形成傳感器網絡。傳感器網絡在水文測報中的應用如圖所示。傳感器節點向網關節點傳送感知到的數據，而將傳感器節點傳輸來的數據傳到基站就是網關節點的任務，期間，數據會經由傳輸網絡進行傳輸。傳輸網
圖傳感器網絡用于水文測報系統的體系結構圖
絡的傳輸方式可以是無線也可以是有線。它負責協同綜合網關節點、傳感器網絡網關節點信息的局部網絡。基站備有本地數據庫，用于傳感數據的存放。通過，基站可以將數據傳輸至用戶數據處理中心。用戶可以在任何時候、任何地方，通過連接了的計算機，發出命令控制基站。
2.2功能
傳感器網絡通過分析流域內水文測報傳感網絡，而構建了其功能。在其功能中，從下至上分別為基礎層、網絡層、中間件層、數據處理與管理層、應用開發層。一個傳感器的集合體現在基礎層中，基礎層是以研究水文測控系統中的蒸發器急閘門開度儀、雨量計、水位計等傳感器及其系統為核心，它的主要功能有信息的初步處理、感知信息的傳輸與、感知對象信息的采集、監測感知對象等。網絡層支持多傳感器之間的寫作，成功完成大型感知工作，網絡層實現用戶與傳感器、傳感器與傳感器之間的通信，有效管理和控制傳感器節點。通過軟件系統，中間件層能夠分析傳感器網絡系統的動態環境和資源管理。傳感器數據管理與處理是數據處理層的核心，其中包括了對各種數據進行管理，支持感知數據的查詢、存儲、采集等，并對軟件系統進行分析和處理。另外，還包括，對大型分布式傳感器陣列的圖像識別方法，排除誤差信息的方法、新型統計算法等等。應用開發曾能夠使用不同的應用層軟件，開發各種傳感器網絡應用軟件，它以檢測任務為基礎，傳感器網絡的管理層有遠程管理、網絡管理、拓撲管理、能量管理等。傳感器管理主要對傳感器智能設備和資源的管理，這時從廣域上來講的。另外，傳感器的管理還可以看成是對傳感器網內節點的管理。
論文摘要：實測了不同工況時的柴油機缸蓋振動位移、速度及加速度信號，通過對比振動位移及缸內壓力信號，認為缸蓋振動位移信號受約束支架振動的影響嚴重，從中提取燃燒相關信息較為困難。對比缸蓋振動速度及壓升率信號，認為振動速度信號同樣包含了約束支架振動的影響，可以通過去除趨勢項及濾波處理的方法對缸蓋振動速度信號進行處理，處理后的振動速度信號中包含了豐富的燃燒相關信息。缸蓋振動加速度信號對高頻成分敏感，約束支架的影響基本可以忽略，通過低通濾波的方法可以得到與缸內燃燒狀態密切相關的成分，并用于分析缸內燃燒狀況。
論文關鍵詞：柴油機,振動位移,振動速度,振動加速度,信號處理
0前言
柴油機表面振動信號包含豐富的柴油機工作狀態信息，利用振動信號對柴油機缸內燃燒狀況進行評價具有廣闊的應用前景。柴油機振動信號可以通過振動位移、速度及加速度三種方式進行度量，不同度量參數包含的振動信號頻率成分都是相同的，只是敏感的頻帶不同，使其對不同頻率分量的計權存在差異。度量參數的選取需要根據振動的特征及研究的目的確定。目前，研究者多采用缸蓋振動加速度信號進行了缸內燃燒狀態的識別研究，取得了較多的成果。利用振動位移及速度信號反映缸內燃燒狀況是否可行，前人進行的研究較少。
作者簡介：紀少波(1979-)，男，講師，博士，內燃機工作過程及測控技術研究
基金項目：國家自然科學基金資助項目（50876055）
英文名稱：Journal of Anhui University of Science and Technology(Natural Science)
主管單位：安徽省教育廳
主辦單位：安徽理工大學
出版周期：季刊
出版地址：安徽省淮南市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1672-1098
國內刊號：34-1220/N
郵發代號：26-135
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1981
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
聯系方式
期刊簡介
《安徽理工大學學報(自然科學版)》是由安徽省教育廳主管，安徽理工大學主辦的以刊登理、工、醫學基礎理論研究與應用為主的自然科學類期刊。1981年創刊，名為《淮南礦業學院學報》，1997年4月淮南礦業學院更名為淮南工業學院，本刊于1999年3月改名為《淮南工業學院學報（自然科學版）》。2002年4月淮南工業學院更名為安徽理工大學，本刊于2003年第1期改名為《安徽理工大學學報（自然科學版）》，刊期仍為季刊，國內外公開發行（國內統一刊號CN34―1220/N）。
該刊旨在總結、交流本校基礎理論研究、專業技術應用、醫學等領域具有創新性、學術水平較高的學術論文和科研成果，加強與兄弟院校及有關設計、研究、煤炭生產建設等單位的學術經驗交流，為不斷提高我院教學、科研水平服務。
關鍵詞：數字技術；工業電氣自動化；應用；創新
近年來，計算機技術得到了十分迅速的發展，其應用領域也越來越廣泛，基于數字理念的新技術在電力工業領域中的使用范圍也越來越廣泛，與普通的技術手段相比而言，數字技術的可操作性與可靠性更加的理想，性價比也較高，能夠實現工業電氣自動化的智能操作，也可以在一定程度上促進電力工業的發展，為了更好的實現工業電氣的自動化發展，就需要對數字技術在工業電氣自動化中的應用進行分析與創新。
1.數字技術在工業電氣自動化中應用的作用
電氣自動化對于國民經濟的發展有著重要的作用，這不僅是科技產業化的載體，也是科學技術物化的重要基礎，在科技水平的發展之下，數字化技術已經在電氣工業自動化領域中得到了廣泛的應用，這不僅能夠促進該領域定量化與綜合化的發展，也能夠提升工業自動化領域的自動化水平。截止到目前為止，自動化技術也應用在電氣工程、過程控制、科學計算、經濟、信息、人工智能機網絡通信系統以及計算機輔助系統之中，從這一層面而言，將數字技術應用在工業電氣自動化中能夠對計算機系統起到應有的輔助作用。
此外，數字技術不僅能夠輔助計算機系統進行檢測與管理，也能夠對工業電氣自動化開展維護，數字技術的廣泛應用可以減少工業電氣自動化設備的使用，也可以顯著的提升其準確率與便捷性，此外，數字技術與光纖網絡和數字化互感器的融合也可以顯著的提升自動化應用的有效性以及安全性。與普通的技術相比而言，數字技術也具有操作簡單、邏輯能力強的特征，可以更好的對數據信息進行識別，這樣便可以減少人力、物力與財力的浪費，也能夠保證工業電力自動化的持續性。在具體的操作過程中，操作人員僅僅需要對相關的指令進行傳達與指示，數字技術便可以判別出其中包含的信息，并通過網絡、光線、微波、電纜等完成信息的傳送過程，這就大幅的提升了系統的工作效率。
2.數字技術在工業電氣自動化中的創新應用方式
截止在現階段，數字技術已經在工業電氣自動化中得到廣泛的應用，也取得了一定的發展，但是由于各種因素的影響，數字技術在工業電氣自動化中的應用還存在一些不足之處，最為突出的表現就是發展時間短，未出現標準、統一的規范，且專業性的技術人才數量較少，這就限制了數字技術的應用。此外，我國互聯網技術雖然得到了完善的發展，但是其智能化水平也相對降低，這就導致數字技術的智能化水平也普遍偏低。在社會的發展之下，電力行業對于數字技術的應用要求也越來越高，為了滿足電力行業的發展，必須要創新數字技術，就目前的情況來看，數字技術的創新方式包括完善程序化操作、智能化安裝以及使用虛端子幾種形式，下面就針對這幾種形式進行深入的介紹。
2.1. 完善程序化操作
完善程序化操作的前提就是調度命令，為進行調度命令之前，必須要將審核票據進行數字化處理，并設置好人工操作界面，并以此為基礎設計開關與閘刀，并不斷完善整個系統的功能。此外，為了保證提升系統的各項功能可以得到順利的實施，可以先進行模擬工作，保證系統能夠達到默認識別的狀態，這時，即使工作人員不在場，系統也可以實現正常的運作。
2.2. 實施智能化安裝
為了實施智能化安裝，可以廣泛的將光纖技術利用起來，在連接的過程中，利用間隔層與智能終端實現數據的采集與控制，以便完成雙重設計終端的操作，其中一部分能夠實現對現場信號的傳達與遙控的保護，另外一部分則需要提升整個系統的可靠性。與此同時，還需要完善工業電氣自動化程序的接口，設置好PC自動化平臺，并將此平臺與MES和ERP系統來接連，此外，為了保證數據質量，一般情況下，通訊標準則使用TCP/IP，這樣就能夠滿足用戶對不同數據標準的實際需求。這樣不僅可以提升通訊的智能化效果，也能夠解決平臺自動化的問題。考慮到以上的因素，將數字技術應用于工業電氣自動化的過程中，要做好相關的智能安裝工作，保證整個工業自動化程序可以得到有序的進行。
2.3.虛端子的使用
虛端子在整個工業電氣自動化中有著十分重要的作用，因此，在測控裝置與智能終端的信息交換過程中也得到了廣泛的應用，虛端子可以對母線、全站線路、主變、開關來進行控制，也可以將跳合功能開啟，這樣便可以實現不同裝置間的通信，也能夠保護連閉鎖功能與測控遙控裝置間隔層的保護，此外，虛端子也能夠對二次回路進行管理，這種管理不僅包括對溫度的調控，也包括對檔位的調節，這樣即可對非電量信息進行操作。此外，為了將數字技術的作用充分的發揮出來，還應該創新數字化裝置的設計，以便滿足工業電氣自動化的發展需求。此外，在應用過程中，還要對虛端子進行相關的優化，以便對智能終端系統進行更好的控制。
2.4. 實現操作理念的程序化
對于數字化技術而言，執行力有著十分重要的作用，在下達調度命令之前，還有一些前期工作需要依靠電腦來完成，在進行實際操作時，應該設置好人工預界面，進行開關、閘刀設備的控制，為此，就必須要實現操作理念的程序化，這樣才能夠促進工業電力自動化的開放化與信息化發展。
3 .結語
將數字技術與工業電氣自動化進行有機的結合便可以完成計算機系統的計算、檢測與管理功能，同時，也能夠減少對企業內部人力、物力和財力的浪費，促進電力工業的信息化發展。相信在科技水平的發展之下，數字技術應用性能將會得到不斷的提升。
參考文獻：
[1]馬建華.數字技術在工業電氣自動化中的應用與創新[期刊論文]. 制造業自動化，2012，03（25）
【關鍵詞】聯合站；監測控制；應用
1、前言
聯合站是油田原油集輸生產中最重要的生產工藝過程，它是集油水分離、污水處理、原油及天然氣集輸等多個工藝系統為一體的綜合性生產過程，主要包括輸油脫水、污水處理、注水、鍋爐和配電等生產崗位或工藝環節。目前，聯合站生產工藝過程的控制主要有人工監測控制、常規儀表監測控制、微機監測控制等三種方法。
微機監測控制系統是通過現場儀表、執行機構、微機以及PLC實現生產過程中各項參數的動態計量、生產流程的有效控制，為生產開發、科學研究、安全保障和油氣貿易結算工作提供準確數據。
2、微機監測控制系統的組成
微機監測控制系統工作原理是利用傳感器裝置將被監控對象中的物理參量（如溫度、壓力、物位、流量）轉換為電信號，轉換后的電信號通過數據采集設備接收并處理，然后傳輸至微機以數字、圖形或曲線的方式顯示出來，使操作人員能夠直觀了解生產過程中各項參數。控制上由微機發出控制指令，經過PLC處理后控制繼電器，最后通過繼電器來控制現場的執行機構，微機監測控制系統主要由以下幾個部分組成：儀表、執行機構、PLC、微機等部分組成。圖1就是一個典型的微機監測控制系統組成圖。
2.1 儀表與執行機構
圖1中可看出儀表和執行機構是整個系統的末端，直接與監控對象發生作用，儀表的功能是對生產過程中的重要參數進行監測，其作用相當于整個系統的“感知器官”。在聯合站生產過程中主要監測的參數有溫度、壓力、物位和流量，監測溫度和壓力的儀表分別是溫度變送器和壓力變送器；物位檢測儀表的種類很多，油田上使用較多的是差壓式液位變送器、探桿式物位儀表、超聲波液位計。以上的儀表都是按測量量程把實際參數以線性轉換成4-20mA的直流電流信號。
油田上流量計量儀表的種類繁多，計量介質只要是油、氣、水或油水混合物。計量介質是極低含水原油時多用刮板、腰輪流量計等，配合傳動裝置與光電轉換器可將流量信號轉換為數字脈沖信號；氣計量主要采用旋進漩渦流量計，精度要求高時采用孔板流量計，流量計本身都整合有變送器，直接可輸出數字脈沖信號；水計量主要使用渦街流量計或電磁流量計一般采用4-20mA直流電流信號進行信號輸出。
執行機構是使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用來控制閥門或開或關的設備。執行機構屬于現場控制類儀表，主要分為電動執行機構和氣動執行機構兩種。
電動執行機構：使用電機驅動，方便控制，體積小，效率高。氣動執行機構：氣源驅動，使用簡單，防爆性能好，成熟可靠，運行速度快，需要氣源及管路，效率低，維護量大。無論是電動還是氣動閥門，都是將PLC傳送來的開關信號或者4-20mA的電流信號轉換為閥門開關或者閥門開度的狀態，并將閥門實際狀態反饋回PLC。
2.2 可編程邏輯控制器PLC
可編程邏輯控制器（英文縮寫PLC）是一種進行數字運算的電子系統，是專門為在工業環境下的應用而設計的工業控制器。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產過程。PLC功能高度模塊化，而且結構簡單、穩定性極佳、易于組建與擴展，在油田集輸系統中得到了廣泛的應用，我廠使用較多的PLC品牌為西門子與GE公司。
PLC在微機監測控制系統中負責整個微機監測控制系統信號通訊的承上啟下作用，現場所有儀表信號都要先進入PLC進行集中處理，然后送進微機。
以西門子S7-300為例，下面是一個PLC的硬件圖。
上圖中PLC采用的是典型的也是用的最多的模塊式結構，從左到右依次為電源模塊、CPU模塊、信號模塊、通信模塊。電源模塊負責為整個CPU提供24V電源。CPU模塊負責存儲、執行用戶程序，與其他模塊進行通信，與微機進行通信等功能。通信模塊負責與其他PLC進行通信。
信號模塊分為模擬量輸入、輸出模塊與數字量模塊，模擬量輸入模塊可以接收4-20mA的模擬量信號，模擬量輸出模塊可以輸出4-20mA直流電流信號以驅動執行機構。數字信號模塊可以接收和輸出數字量開關信號，但由于CPU存在掃描周期，掃描周期外的數字信號會丟失，所以通常不用數字信號模塊來接收流量計的數字信號，而采用高速的計數模塊來接收流量計信號。
如上圖所有信號（4-20mA，數字脈沖）信號都進入PLC的CPU中，然后通過用戶程序進行處理，數據經過處理后通過DP通信或者以太網傳輸至微機。
3、A聯合站微機監測控制系統的應用
A聯合站是我廠大型的聯合站之一，2013年完成自動化的改造，改造后的A聯合站自動化系統是一個典型的微機監測控制系統。
3.1 A聯合站微機監測控制系統組成
使用GE系列的PLC構成微機監測控制系統的控制核心，由中控室的PLC主站控制下面的5個PLC子站，分別是油崗、電脫水崗、供水崗、水質崗、注水崗，PLC主站與子站采用光纖進行通信，A聯合站微機監測控制系統構成示意圖如下：
現場各種壓力、溫度、液位、流量等信號通過儀表變送器，先由PLC子站集中處理，然后通過由光纖組成的以太網傳輸至中控室PLC主站內，由PLC處理后送入微機。控制上，由軟件判斷生產情況，當滿足觸發條件時連鎖啟動，向主PLC發出控制信號，控制信號經由以太網進入PLC子站中，然后通過繼電器、執行機構等設備，完成生產控制操作。
3.2 A聯合站微機監測控制系統功能
改造后的微機監測系統相對于以前的A聯合站微機系統功能上有以下變化：
由上表可看出相比原有的微機監測系統，功能上除了顯示之外多加了控制的功能，原來的微機監測系統是5個獨立的系統分散在5個崗位上，系統與系統之間并無通訊，改造后的微機檢測控制系統則是一個整體的系統，位于中控室崗位上。A聯合站微機監測控制系統主要有以下幾個功能。
（1）參數顯示
系統有6個頁面分別是中控室、油崗、電脫水崗、供水崗、水質崗、注水崗，可以顯示溫度、液位、壓力、流量等信號。泵的運行狀態，閥門的開關也可在界面上顯示出來。
（2）報警功能
系統設有報警功能，當滿足一定條件時，比如溫度過高過低，壓力過高過低、液位過高等，系統會發出報警信號提升工作人員及時出來，避免造成生產事故。
（3）控制功能
系統可以對所有電動閥進行人工控制，工作人員想要對生產過程進行控制時，在界面上點擊相應的閥門圖標和泵的圖標就可以控制閥門開關和泵的啟停，極大地簡化了操作。
（4）連鎖功能
系統具備很多連鎖功能，連鎖功能開始并滿足觸發條件時，系統自動進行生產工程控制。比如某個罐液位較高，開啟該罐出口閥門與泵等。
（5）歷史記錄
系統可對所有的生產參數進行歷史趨勢查詢，中控室的值班人員可有效掌握重要生產參數的歷史動態，同時與便于進行生產分析。
（6）報表打印
系統可定時打印報表，減少工人工作量。
（7）通訊功能
系統內部遵循以太網通信協議，PLC主站與PLC子站間使用以太網進行通信，假如系統接入油田內網，可通過軟件配合，在廠內就可以看到聯合站的生產參數。
3.3 A聯合站微機監測控制系統運行現狀
（1）全部測量點、控制點都通過測試
在運行初期，技術人員、聯合站工作人員、自動化廠家共同配合，對230多個測量點與控制點位逐一進行測試，就已發現的10多處問題進行了處理，并及時跟蹤反饋，目前全部測量點、控制點都通過測試，保證了生產參數的有效顯示。
（2）全部連鎖調試完畢
A聯合站微機監測控制系統的全部連鎖經過逐一調試，全部設計的連鎖都運行正常，保證了自動化控制穩定性。A聯合站微機監測控制系統設計了PID自動控制調節器，調節器參數經過了初期的整定，后續整定工作根需據實際控制情況進一步進行調節，以達到平穩控制。
3.4 A聯合站微機監測控制系統應用效果
（1）部分基層崗位實現無人值守
目前供水崗與電脫水崗的工作人員已經轉移到中控室進行工作，油崗在測試運行一段時間后也將撤離工作人員，實現崗位無人值守。
（2）中控室可控制現場大多數生產過程
值班人員可在中控室微機上控制現場的電動閥門與泵啟停，實現了現場操作啟動的集中控制。
（3）先進的報表管理
生產報表將原來的8張報表整合成為一張大的報表，方便了報表管理，報表由微機生成，減少了工人的勞動強度。
4、總結
在信息化的不斷推進的今天，對石油計量數據的采集和傳遞的要求越來越高。且自動化技術發展的日新月異，自動化技術在工業生產中的應用越來越廣泛，給數據管理的科學化和合理化指明了方向，用微機監測控制系統來代替人工進行生產已成為必然。利用微機監測控制系統，實現數據自動采集，使生產和管理人員及時控制和掌握生產動態，并可以對取得的實時數據進行統計、分析、優化，從而為保證生產設備正常運轉、降低生產成本提供保障。通過本次對A聯合站進行數字化改造，生產單位將可以建立先進管理模式，優化人力資源配置，提高集輸系統的自動化水平和運行效率，改變過去管、控分離的局面，方便運行管理，改造后A聯合站減少一線操作員工36人，年減少運行費用360萬元。
參考文獻
[1]潘永湘.編著.《過程控制與自動化儀表》，機械工業出版社，2011.6.
[2]廖常初.編著.《S7-300/400 PLC應用技術》，機械工業出版社，2012.1.
