机电系统设计资源 赵先仲 主编 第二章.pptVIP

14270B 2.4.1　硬件调试 硬件调试的任务是验证各接口电路是否按预定的时序和逻辑顺序工作，验证硬件系统是否正常运转、各性能指标是否达到预定的工作要求。 14270B 2.4.2　软件调试 软件调试的顺序是子程序、功能模块、主程序。软件调试的基本方法是，首先给软件一个典型输入，然后观测输出是否符合要求，若发现输出结果有错，则设法找出原因并加以修正。子程序可以采用伪主程序、流程图分析、强制程序运行等调试技巧。 14270B 2.4.3　模拟调试 模拟调试是指在实验室模拟被控制对象和运行现场，由计算机对模拟对象进行控制，检查控制性能是否符合要求，对计算机的硬件和软件进行全面系统的检查，并进行长时间运行试验和特殊运行条件下的考验。 14270B 2.4.4　现场试运行 系统在组装后，应进行全面的试验、检查和考核，进行总体性能测试。检查运动参数、动力参数、尺寸参数、品质指标、可靠性指标、操作指标、自身保护指标和人员安全等指标是否达到要求，如果有问题，有时还需对系统做部分改进。 14270B 2.5　抗干扰设计 抗干扰问题直接影响整个系统的可靠性和稳定性，各种干扰是引起机电一体化控制系统和产品出现瞬时故障的主要原因。以下介绍几种常见的干扰源和抑制干扰的措施。 14270B 2.5.1　干扰源 1.串模干扰2.共模干扰3.供电干扰4.强电干扰5.接地干扰6.辐射干扰7.数字电路干扰 干扰渠道示意图 整流电源 接口 控制器 IO 辐射干扰 供电干扰 接地干扰 强电干扰 辐射干扰 驱动器 检测器 2.5.2接口电路的抗干扰方法 2．接口电路的抗干扰措施 在控制器与驱动器之间的接口电路中，少不了由弱电转强电的电感性负载，以及用来通断电感负载的触点，这些都是产生强电干扰的干扰源。 对于这种干扰，首先是采取吸收的方式，抑制其产生，然后采取隔离的方法，阻断其传导。 (1)强电干扰吸收电路 在电感负载断开时，会产生过电压， 强电干扰 阻容抗干扰电路 R R R R R M 3~ R C W C C 通 断 UL E t UL=L*di/dt 通 断 t UL E S W UW 对于强电干扰，除用RC电路外，还采用二极管和稳压二极管来吸收过电压。 强电干扰吸收电路 － ＋ VD ＋ － VD VDW W ＋ － VDW VDW W ~ (2)驱动接口的隔离 为了防止驱动器接口中的强电干扰及其他干扰信号进入控制器，通常采用光电隔离。 驱动接口的隔离措施 12V K 3KΩ 3KΩ 5.1KΩ 10KΩ 51pF 51pF VLC (3)变送接口的隔离 对于由检测器传来的模拟信号，通常采用差动运算放大器来隔离干扰，其原理如图所示。 检测器 输入信号 差动式运算放大器抗干扰原理 输出信号 ＋ － U RU R1 R2 R3 U U 干扰 模拟信号抗干扰接口电路 + - 检测器 0~10mA 0~5V 0~5V +6V -5V VD C1 V0 A/D R8 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 330Ω 270Ω 130kΩ 51kΩ 130kΩ 130kΩ 1kΩ 10kΩ 10μF 远距离数字信号抗干扰接口电路 + - 检测器 VD Vi +5v VLC TTL CTC或PIO V0 R1 R2 10kΩ 270Ω R3 3kΩ R4 2kΩ 近距离抗干扰电路 对于由近距离的检测器发出的数字或脉冲信号，不必再经过放大，可采用图所示抗干扰电路。由R1和C1组成滤波器，滤去高频干扰。由于经过RC滤波器后的脉冲信号往往有脉动和抖动，为了改善脉冲前沿，故增加一级斯密特电路来整形。 CTC或PIO R1 R2 R3 2kΩ 1kΩ Vi V0 TTL斯密特电路 3．接地系统的抗干扰措施 防止从接地系统传来的干扰，主要方法是切断接地环路，通常采用下述措施： (1)单点接地 由于接地点远离而形成的环路，可采用图a所示单点接地的方法来切断。 (2)并联接地 由于多个设备采用公用地线串联接地而形成的环路，可用如图b所示并联接地的方法来切断。 抗干扰接地系统 a)单点接地系统 b）并联接地系统 传感器 屏蔽层 变送借口 整流电源 CRT 控制器 打印机 接口 (3)光电隔离 对于用长线传输的数字信号，可用光耦合器来切断接地环路。图为控制器与主机分离的控制系统，采用双重光电隔离来切断多点接地环路的例子。图中1、2、3表示不同的接地点。采取这种措施，不仅能消除公用接地线及其引进的干扰，而且能解决长线驱动和阻抗匹配问题，因此可用