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汽车试验设备开发过程中的数据干扰问题及软件解决方法

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日期:2006-7-26 23:12:51     来源:   作者: 点击:
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摘 要:本文阐述了工业现场环境中干扰的特点,并详细介绍了工控软件抗干扰设计的方法。 
关键词:工控软件、数据采集与处理、抗干扰、噪声。
一、    引言
随着计算机技术、电磁兼容技术、传感器技术和信息技术的飞速发展和普及,现场实时数据的的采集与处理也越来越重要,越来越得到了应用。例如,在生产过程中,应用这一技术可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录,为提高产品质量,降低生产成本提供信息资源和手段保证,在科学研究中,应用这一技术可获得大量的动态信息,是研究瞬间物理过程的有力工具,也是获得科学奥秘的重要手段之一。然而,一般实时数据采集的工作现场较为恶劣,充斥着各种工业干扰(来自系统内部和外部的),这些干扰通常称之为噪声,当被测信号很微弱时,就会被噪声“淹没”掉,导致很大的数据采集误差,可靠性就会降低,可能造成系统失灵,甚至酿成重大事故。因此,噪声的有效处理在系统控制中至关重要。本文从软件的角度对系统中采集数据的抗干扰问题进行论述。
二、    干扰的表现
工业测控系统中的实时数据采集部分,由传感器、编码器、采集卡和测控软件组成。在没有经过处理的原始数据中,得到的数据无效数据太多,造成由实时数据而绘出的实时曲线上下、左右的波动非常大、线条乱,其原因是由于干扰信号的出现,主要表现:1、程序计数器PC值发生变化,破坏了程序的正常运行。PC值被干扰后的数据是随机的,因此引起程序执行混乱,在PC值的错误引导下,程序执行一系列毫无意义的指令,最后常常进入一个毫无意义的“死循环”中,使系统失去控制;2、数据采集误差加大,干扰侵入系统的前向通道,叠加在信号上,导致数据采集误差加大。特别是当前向通道的传感器接口是小电压信号输入时,此现象更加严重; 3、输入/输出接口状态受到干扰,破坏了工控软件的相关性和周期性,造成系统资源被某个任务模块独占,使系统发生“死锁”现象;4、控制状态失灵,在工业控制系统中,控制状态的输出常常是依据某些条件状态的输入和条件状态的逻辑处理结果而定。在这些环节中,由于干扰的侵入,会造成条件状态错误,致使输出控制误差加大,甚至控制失常。因此,为了使系统正常运行,为了得到有效的数据,使能绘出平滑的曲线,以提高采集数据的可靠性和稳定性,因此干扰信息的有效处理(从掺杂着干扰信号的采集信息中获取有效数据)是必不可少的。
三、    系统干扰的软件措施
a.    采用拦截失控程序的方法
主要有:1、在程序设计时应多采用单字节指令,并在关键处插入一些空操作指令,或将有效单字节指令重复几次,这样可保护其后的指令不被拆散,使程序运行走上正轨;
例如:    for I=1 to 20                  ‘重复采集
             temp(i)=ad_read(ad_base)    ‘采集数据语句
             for j=1 to 10000            ‘空操作
             next
          next               

          Function ad_read( ch as integer) as  single

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