實(shí)習(xí)報(bào)告主要內(nèi)容包括實(shí)習(xí)目的與任務(wù)

1、實(shí)習(xí)報(bào)告主要內(nèi)容包括實(shí)習(xí)目的與任務(wù)、實(shí)習(xí)單位、實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)習(xí)收獲等引言    隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，提升機(jī)在工礦企業(yè)廣泛應(yīng)用。在提升機(jī)的減速階段，一般采用直流動(dòng)力制動(dòng)和低頻發(fā)電制動(dòng)兩種電氣制動(dòng)方式。由于后者能從減速點(diǎn)開始，將定子繞組從電網(wǎng)斷開，并接到2-5Hz的低頻電源上，降低旋轉(zhuǎn)磁場頻率，從而運(yùn)行在再生發(fā)電狀態(tài)。系統(tǒng)在達(dá)到爬行切換點(diǎn)后，無需再切換其它電源，即可自然過渡到爬行狀態(tài)，消除了動(dòng)力制動(dòng)的失控現(xiàn)象，因而得到大力推廣應(yīng)用。    目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍使用基于單片機(jī)的數(shù)字交交變頻低頻電源用于提升機(jī)的低頻發(fā)電制動(dòng)。但在工礦惡劣的生產(chǎn)環(huán)

2、境中，如粉塵濃度較大的煤礦井下，高頻串?dāng)_嚴(yán)重的采掘現(xiàn)場，單片機(jī)數(shù)字交交變頻低頻電源極易受到各種干擾。因此研究專門針對單片機(jī)的數(shù)字交交變頻低頻電源抗干擾的措施就具有一定意義。    本文介紹一種專門針對單片機(jī)數(shù)字化交交變頻低頻電源的抗干擾措施。1 單片機(jī)數(shù)字交交變頻低頻電源    單片機(jī)數(shù)字交交變頻低頻電源由主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、觸發(fā)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他外圍電路三部分構(gòu)成。主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按照提升機(jī)生產(chǎn)工藝的要求，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體控制。并按照輸入的低頻電壓和頻率信號，產(chǎn)生正弦給定信號。主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由單片機(jī)、模擬量輸入輸出電路、負(fù)載檢測電路構(gòu)

3、成。電壓給定信號由負(fù)載檢測電路產(chǎn)生。觸發(fā)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為三相，分別為負(fù)載的U、V、W三相輸出觸發(fā)脈沖信號。單片機(jī)按上位機(jī)的給定正弦調(diào)制信號進(jìn)行觸發(fā)移相控制。其關(guān)鍵技術(shù)是查表實(shí)現(xiàn)移相定時(shí)和同步信號相應(yīng)。同步信號電路負(fù)責(zé)準(zhǔn)確提供主電源的同步信號。以實(shí)現(xiàn)始于自然換相點(diǎn)的移相。為了實(shí)現(xiàn)無環(huán)流換向邏輯，單片機(jī)還對零電流檢測電路送來的零電流信號做出響應(yīng)，封鎖所有脈沖。    此例中研究的單片機(jī)數(shù)字交交變頻低頻電源，其主回路由三相零式電路構(gòu)成，具有元件少，成本低，控制線路簡單等優(yōu)點(diǎn)。控制回路是我們研究的抗干擾要素中的主要敏感體?？垢蓴_措施分為硬件抗干擾和軟件抗干擾兩部分。2 硬件

4、抗干擾2.1 電源抗干擾    電網(wǎng)電源是本系統(tǒng)最大的干擾源。在現(xiàn)場中，電機(jī)的啟停，強(qiáng)繼電器的通斷等，往往造成電源電壓的波動(dòng)，直接影響系統(tǒng)的正常工作。因此必須對交流供電系統(tǒng)采取一些措施。以抑制由電源引起的干擾。    此例中采用交流穩(wěn)壓器來保證供電的穩(wěn)定性。防止電源系統(tǒng)的過壓與欠壓；隔離變壓器采用屏蔽層隔離，以減小分布電容，提高系統(tǒng)抗共模干擾的能力；低通濾波器濾去高頻干擾，改善電源波形；T型濾波電路濾除50Hz的工頻干擾；同時(shí)在主控制回路的各模塊上加上三端穩(wěn)壓塊7805構(gòu)成的穩(wěn)壓電源，以期在電路中。由穩(wěn)壓塊單獨(dú)對電壓過載進(jìn)行保護(hù)，提高

5、主控制回路供電的可靠性。2.2 CPU監(jiān)視抗干擾    CPU監(jiān)視即“看門狗”，其應(yīng)用單片機(jī)中的兩個(gè)定時(shí)器T0和T1對主程序的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。T1監(jiān)控主程序的運(yùn)行，給T1設(shè)定一定的定時(shí)時(shí)間，在主程序中對它進(jìn)行復(fù)位，如其不能在一定的時(shí)間內(nèi)復(fù)位，T1的定時(shí)中斷就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。T1的定時(shí)時(shí)間大于主程序運(yùn)行時(shí)間，以給主程序留有一定的裕量。T1的中斷是否正常再由T0定時(shí)中斷子程序來監(jiān)視，以構(gòu)成如下循環(huán)：T0監(jiān)視T1，T1監(jiān)視主程序，主程序又來監(jiān)視T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。    此例通過8097BH的片內(nèi)Timer實(shí)現(xiàn)“看門狗”技術(shù)。809

6、7BH的片內(nèi)Timer是一個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，其時(shí)鐘源為系統(tǒng)的對鐘，每輸入一個(gè)T狀態(tài)。Timer器就加1，當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)，就把RESET引腳電平拉低。并保持兩個(gè)T狀態(tài)的時(shí)間，使系統(tǒng)復(fù)位。若系統(tǒng)產(chǎn)生故障。在64K倍T狀態(tài)時(shí)間內(nèi)不能將Timer復(fù)位，Timer就會(huì)自動(dòng)將系統(tǒng)復(fù)位，從而保證單片機(jī)不正常工作時(shí)間16ms。2.3 掉電保護(hù)    單片機(jī)數(shù)字化交交變頻低頻電源一般直接選用具有掉電保護(hù)功能的單片機(jī)作為主控IC，此例中采用Intel8097BH單片機(jī)。2.4 其它硬件抗干擾措施    結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，此例中也采取一些其他的輔助抗干擾措

7、施：如在主機(jī)與測控通道的連接部分接入光電耦合器，以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力；利用雙絞線來解決單片機(jī)控制系統(tǒng)中信號的長線傳輸問題等。3 軟件抗干擾措施3.1 軟件冗余和陷阱抗干擾    程序正常運(yùn)行時(shí)，程序計(jì)數(shù)器PC始終指向正在執(zhí)行的這條指令的下一條指令的第一個(gè)字節(jié)的程序存儲器單元地址，以保證單片機(jī)能夠正確地讀取每一條指令的各個(gè)字節(jié)，即CPU先讀取操作碼瑪，再讀取操作數(shù)。在51系列單片機(jī)中。程序計(jì)數(shù)器PC的尋址范是0000HFFFFH，共64KB。用戶應(yīng)用程序中，根據(jù)系統(tǒng)要求，規(guī)定了程序運(yùn)行的惟一路徑。這體現(xiàn)在系統(tǒng)上電后，程序計(jì)數(shù)器Pc有唯一的變化歷程，保證了程序正常、

8、有序地運(yùn)行。    程序“跑飛”是指系統(tǒng)受到某種干擾后，程序計(jì)數(shù)器PC的值偏離了給定的唯一變化歷程，導(dǎo)致程序運(yùn)行偏離正常的運(yùn)行路徑。程序“跑飛”的因素及后果往往不可預(yù)計(jì)的。多數(shù)情況下，程序跑飛后系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入死循環(huán)而導(dǎo)致死機(jī)。這時(shí)，應(yīng)采取有效措施引導(dǎo)跑飛的程序盡快退出死循環(huán)并迅速復(fù)位。實(shí)踐證明，軟件冗余和陷阱技術(shù)能有效引導(dǎo)“跑飛”的程序盡快退出死循環(huán)并迅速復(fù)位。    本例中的軟件冗余實(shí)現(xiàn)方法為：對于3字節(jié)指令、對程序流向起決定作用的程序控制類等指令等關(guān)鍵指令。將其重寫1-2次，以確保其轉(zhuǎn)入正軌。    此例

9、中的軟件陷阱實(shí)現(xiàn)方法為：在0000H單元開頭的3字節(jié)內(nèi)放置LJMP MAIN(主程序入口地址)，從而使程序納入正軌。    關(guān)鍵語句如下：    NOP    NOP    LJMP 0000H3.2 開關(guān)量輸入/輸出抗干抗    只有高、低兩種狀態(tài)的量叫做開館量，因?yàn)槠涞闹挥袃蓱B(tài)，因此對干擾特別敏感，干擾能夠使開關(guān)量向相反的狀態(tài)發(fā)生躍變。即并狀態(tài)變成關(guān)狀態(tài)，關(guān)狀態(tài)變成開狀態(tài)，如這樣將錯(cuò)誤信號傳輸給系統(tǒng)，將產(chǎn)生完全相反的動(dòng)作，后果十分嚴(yán)重。故當(dāng)硬

10、件無法抑制開關(guān)量信號的干擾時(shí)，可對開關(guān)量輸入信號可采用軟件延時(shí)重復(fù)涮試的方法達(dá)到“去偽存真”。    此例中的開關(guān)量輸出的軟件抗擾，主要采用重復(fù)輸出后再判新的辦法，其流程圖如圖1、圖2所示：圖1 抗干擾算法流程圖圖2 配置采用和采用抗干擾措施的低頻電源提升機(jī)力圖對比3.3 故障自診斷    故障自診新即通過執(zhí)行一定的程序?qū)ο到y(tǒng)的硬件工作是否可靠，工作是否正常進(jìn)行檢查，從而提高系統(tǒng)可靠性，減少干擾帶來的危害。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)，應(yīng)具有自動(dòng)檢測、自動(dòng)故障診斷的功能。系統(tǒng)的自診斷不應(yīng)影響正常工作。    本例中

11、故障自診斷程序，由主控制回路診斷子程序、控制系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換模塊自診斷子程序、I/O接口模塊自診斷子程序、其他關(guān)鍵模塊自診斷子程序構(gòu)戚。故障自診斷程序是單片機(jī)初始化程序的組成部分，在系統(tǒng)初始化時(shí)運(yùn)行，并長期駐留內(nèi)存。在系統(tǒng)正常工作程序的問隙周期性運(yùn)行：當(dāng)系統(tǒng)工作程序運(yùn)行一個(gè)周期T或者多個(gè)周期后，自診斷程序即執(zhí)行一遍，以確保系統(tǒng)的可靠。4 結(jié)論    基于本文的數(shù)字化交交變頻低頻電源擾干擾措施在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試通過，在現(xiàn)場實(shí)施后可見：硬件抗干擾措施能夠有效地保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，軟件抗干擾措施能夠在允許的情況下，縮短信號輸出周期會(huì)很短，降低系統(tǒng)出錯(cuò)率。經(jīng)試驗(yàn)，在輸出端口受某種干擾而輸出錯(cuò)誤信號后，未等外執(zhí)行器件做出有效反應(yīng)，正確的信號即很快輸出，器件的誤動(dòng)作被有效的防止。    單片機(jī)數(shù)字交交低頻電源采用抗干擾措施前后的提升機(jī)力圖對比如圖2。    綜上，配備使用本文所述抗干擾措施的低頻電源的提升機(jī)能夠在低頻制動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)從減速段向爬行段的自然過渡，系統(tǒng)的可靠性強(qiáng)，在一定程度上提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗。因此，本文所述抗干擾措施實(shí)現(xiàn)容易，價(jià)格低廉，通用性、實(shí)用性強(qiáng)，能夠在稍作改造后或直接用于各種單