第一篇：淺談計算機控制系統(tǒng)在汽車行業(yè)的應用

淺談計算機控制系統(tǒng)在汽車行業(yè)的應用

關鍵詞:計算機控制;汽車行業(yè);汽車性能測試;汽車監(jiān)控;汽車檢測 摘要:一直以來汽車工業(yè)都是國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展以及我國入世以后汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，這就把汽車行業(yè)對科技水平需求提升到了一個新的高度。文章就計算機控制系統(tǒng)在汽車行業(yè)中的一些重點應用問題進行了綜合論述。

我國入世以后汽車行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，汽車已逐漸成為人們生產(chǎn)和生活中不可或缺的工具。目前，我國是全世界機動車保有量增長最快的國家（2007年末統(tǒng)計超過2300萬輛）。這也就強烈的促進了汽車行業(yè)的發(fā)展。與此同時，現(xiàn)計算機控制技術已滲透到汽車的各個組成部分，汽車的結(jié)構變得越來越復雜，自動化程度也越來越高。不過對于汽車行業(yè)來說，從宏觀角度來看計算機控制系統(tǒng)表現(xiàn)最為突出的是在：汽車出廠前的性能測試、汽車出廠后的監(jiān)控及汽車檢測三大方面。下面我們首先來看一下：

1．計算機控制系統(tǒng)在汽車性能測試方面的應用

由于電子技術的飛速發(fā)展，測試技術日新月異。應用先進、成熟的測試技術，是成功開發(fā)性能優(yōu)良、經(jīng)濟實用的汽車性能測試系統(tǒng)的基本原則。在汽車性能的測試方面，最常見的計算機控制系統(tǒng)包括：

1.1 PLC控制系統(tǒng)

可編程序控制器PLC(Programmable Logic controller)控制系統(tǒng):PLC是重要的機電一體化產(chǎn)品，其主要功能是開關量控制。起初主要用于替繼電器控制，目前已發(fā)展到具有模擬控制功能，因而應用范圍也有所擴展，形成了以PLC為核心的控制系統(tǒng)模型。

1.2 面向?qū)ο罂刂葡到y(tǒng)

面向?qū)ο蟮目刂葡到y(tǒng)是利用典型基礎控制產(chǎn)品，針對特定應用對象進行系統(tǒng)設計和二次開發(fā)，二次開發(fā)的重點是系統(tǒng)結(jié)構、專用系統(tǒng)或部件以及應用軟件的開發(fā)。這種系統(tǒng)由于其針對性強，因而能夠做到系統(tǒng)緊湊、價格低廉，并能實現(xiàn)EIC（電控、儀控、計算機）一體化。

1.3 DCS控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)DCS(Distributed control of system)，DCS是當今汽車過程工業(yè)自動化的主控系統(tǒng)，特點是控制分散、操作顯示集中、系統(tǒng)具有很高的可靠性和很強的功能。

1.4 模塊化控制系統(tǒng)

近年來控制模塊和模塊化控制系統(tǒng)得到發(fā)展。模塊化控制系統(tǒng)是以模塊為基礎，組成高度可配置的、分布式采集控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)當I/O出現(xiàn)故障時，只需要調(diào)換故障的模塊，而不需替換整個系統(tǒng)。模塊化控制系統(tǒng)的持點是：結(jié)構簡單、安裝方便、組織靈活、可擴展性較好、可靠性高、維護方便。

2.計算機控制系統(tǒng)在汽車監(jiān)控方面的應用

從上世紀末90年，電子信息技術越來越多地進入交通運輸部門，并逐漸形成一個嶄新的工程領域，即智能交通系統(tǒng)ITS(Intelligent Trans Portation System)。所謂智能交通系統(tǒng)，就是通過采用先進的電子技術、信息技術、通信技術等高新技術，對傳統(tǒng)的交通運輸系統(tǒng)及管理體制進行改造，從而形成一種信息化、智能化、社會化的新型現(xiàn)交通系統(tǒng)。

2.1車載端計算機控制系統(tǒng)的職能歸納

車載端計算機控制系統(tǒng)的職能可歸納為：首先，精確定位:車載監(jiān)控終端全天候24小時連續(xù)不斷的接收GPS衛(wèi)星信號，從而為系統(tǒng)提供車輛的位置和速度，定位精度可達10米。其次，記憶功能:車載監(jiān)控終端具有存儲車輛位置/模擬量/異常信息的功能，而且可存儲長達兩個月的車輛位置/模擬量信息。第三，控制功能:車載監(jiān)控終端接收到監(jiān)控中心的控制命令后，對車輛執(zhí)行控制動作。第四，通信功能:在GSM網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)，車載監(jiān)控終端可與監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)交換。最后，防劫報警職能:在車輛遭受搶劫時，駕駛員觸動一個隱蔽報警按鈕，即可在自保的同時等待援助。

2.2監(jiān)控端計算機控制系統(tǒng)的職能歸納

監(jiān)控端計算機控制系統(tǒng)的職能可以歸納為：首先，數(shù)據(jù)預處理:通信服務器從Internet上接收到車輛的信息之后對信息進行初始的驗證、校驗、數(shù)據(jù)日志處理。并將待處理的信息分發(fā)給有處理能力的監(jiān)控終端。其次，數(shù)據(jù)跟蹤:將移動車輛的實時位置以列表的方式顯示出來。第三，跟蹤監(jiān)控功能:服務器端可以實現(xiàn)對多終端的跟蹤監(jiān)控，系統(tǒng)實現(xiàn)采用TCP/IP協(xié)議，采用此協(xié)議是因為該協(xié)議可以保證信息傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性。第四，報警功能:終端設備報警分為預報警，實際報警，以及報警解除三級報警狀態(tài)，這主要為了避免誤報警情況發(fā)生，當服務器端收到終端設備預報警信息，則彈出報警對話框，并且在預報警車號列表框中列出發(fā)出預報警信息的車號，雙擊其車號可以使系統(tǒng)定位到該車上，預報警情況不會使系統(tǒng)自動定位該車號的終端。

3.計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應用

對于計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應用，我們需要從汽車管理檢測和汽車故障檢測兩方面來進行分析。

3.1計算機控制系統(tǒng)在汽車管理檢測方面的應用

其實也就是常說的“多站點汽車檢測動態(tài)管理網(wǎng)絡系統(tǒng)”主要是利用計算機信息技術實現(xiàn)道路運輸管理部門對多個汽車檢測站的檢測數(shù)據(jù)進行實時傳輸與檢測結(jié)果的自動判斷，實現(xiàn)車輛二級維護備案，并實現(xiàn)對道路運輸車輛技術狀況的實時監(jiān)控和道路運輸車輛相關信息的自動化傳輸，該系統(tǒng)還可以對汽車維修企業(yè)的二級維護車輛的一次檢驗合格率進行監(jiān)控，該系統(tǒng)可以應用于所有道路運輸管理部門，以及其相應的檢測站，利用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)車輛技術管理及信息傳遞的自動化，滿足交通部4號令的要求。該系統(tǒng)采用分級分布式星型網(wǎng)絡結(jié)構，網(wǎng)絡各工作站點通過集線器相互連接構成檢測系統(tǒng)局域網(wǎng)絡，完成數(shù)據(jù)通信和信息傳輸;通過調(diào)制解調(diào)器能方便地與電話網(wǎng)連接，加入Internet國際互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)局域網(wǎng)與局域的遠程通信，從而構成廣域網(wǎng)。其車輛檢測、辦理車輛技術等級評定和二級維護簽章實行封閉式自動檢測和流水作業(yè)辦公。3.2計算機控制系統(tǒng)在汽車故障檢測方面的應用

經(jīng)過多年的發(fā)展，目前國內(nèi)的汽車故障檢測維修行業(yè)已具相當規(guī)模。大部分汽車綜合性能檢測站均采用了計算機控制系統(tǒng)，汽車維修企業(yè)也應用維修信息管理系統(tǒng)，一定程度上實現(xiàn)了檢測自動化和管理科學化。

3.2.1 計算機控制系統(tǒng)可以為汽車故障檢測提供技術支持

通過計算機控制系統(tǒng)完善汽車行業(yè)整體信息化之后，維修企業(yè)就可以通過一個公共的專家數(shù)據(jù)庫查詢需要的維修技巧并將自身的工作經(jīng)驗與同行共享；一個維修企業(yè)的配件儲存是有限的，但如果將每個維修企業(yè)甚至供應商的配件倉儲量、型號和規(guī)格等登入信息網(wǎng)，可以較好地解決企業(yè)配件短缺但一時難以購置的問題；為車主提供周到迅速的服務，應是每個維修企業(yè)追求的目標之一，車輛檢測不合格需要進廠維修時，維修企業(yè)可以通過網(wǎng)絡查詢到該車輛的原始檢測數(shù)據(jù)和汽車性能曲線，極大地提高維修效率和準確性。

3.2.2 計算機遠程故障控制系統(tǒng)對汽車行業(yè)的現(xiàn)實意義

目前我國汽車維修行業(yè)已經(jīng)從完全依靠檢查者的感覺和實踐經(jīng)驗進行診斷的階段，發(fā)展到了利用專門設備進行綜合檢測診斷階段。計算機遠程故障控制系統(tǒng)為傳統(tǒng)汽車故障診斷技術進行了很好的補充。首先，它增加了用于遠程診斷的診斷服務器，并預期能與該技術領域力量較強的大型汽車維修企業(yè)、科研院所、高等院校或國內(nèi)外汽車生產(chǎn)廠家建立的故障分析診斷中心互聯(lián)，同時與相關專家建立一種協(xié)作關

系，共同為系統(tǒng)提供高效、快捷的遠程故障診斷服務。其次，形成了豐富的診斷數(shù)據(jù)庫和診斷知識庫，提高了診斷智能，并通過多手段、多專家協(xié)同對故障進行會診，提高了故障診斷的準確性和可靠性。再次，遠程故障診斷技術同時克服了地域障礙，使用戶在行駛過程中也可以對汽車進行故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測。

參考文獻

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第二篇：計算機控制系統(tǒng)論文

計算機控制技術的應用

xx（沈陽工業(yè)大學 研究生學院，遼寧省 沈陽市110000）

摘要：隨著科學技術的發(fā)展，人們越來越多的用計算機來實現(xiàn)控制。近年來，計算機技術、自動控制技術、檢測與傳感器技術、CRT顯示技術、通信與網(wǎng)絡技術和微電子技術的高速發(fā)展，給計算機控制技術帶來了巨大的發(fā)展，因此，設計一個性能良好的計算機控制系統(tǒng)是非常重要的。計算機控制系統(tǒng)包括硬件、軟件和控制算法3個方面，一個完整的設計還需要考慮系統(tǒng)的抗干擾性能，使系統(tǒng)能長期有效地運行。本文的主要目的就是在淺析計算機控制技術原理的同時，對計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢進行描述。關鍵詞：計算機控制技術；原理；應用

中圖分類號：TP29

文獻標識碼：A

文章編號：

The application of computer control technology

xxxxx(Shenyang University of Technology Shenyang 110000)

Abstract: with the development of science and technology, more and more people use computer to realize control.In recent years, computer technology, automatic control technology, measurement and sensor technology, the CRT display technology, communication and network technology and the rapid development of modern microelectronics technology, computer control technology on the development, therefore, to design a good performance of the computer control system is very important.Computer control system includes three aspects: hardware, software and control algorithm, a complete design also need to consider the anti-jamming performance of the system, the system can run effectively for a long time.The main purpose of this article is on the principle of computer control technology of shallow at the same time, the development trend of computer control system is described.Key words: computer control technology;The principle;application

1.計算機控制系統(tǒng)組成

計算機控制系統(tǒng)的組成計算機控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。而一個完整的計算機控制系統(tǒng)應由下列幾部分組成：被控對象、主機、外部設備、外圍設備、自動化儀表和軟件系統(tǒng)。1.1硬件部分

計算機控制系統(tǒng)的硬件構成將自動控制系統(tǒng)中的控制器的功能用計算機來實現(xiàn)，就組成了典型的計算機控制系統(tǒng)。計算機控制系統(tǒng)由計算機(工業(yè)控制機)和生產(chǎn)過程兩大部分組成。工業(yè)控制機是指按生產(chǎn)過程控制的特點和要求而設計的計算機，它包括硬件和軟件兩部分。生產(chǎn)過程包括被控對象、測量變送、執(zhí)行機構、電氣開關等裝置。1.2 軟件部分

軟件系統(tǒng)是控制機不可缺少的重要組成部分。只有在適當?shù)能浖到y(tǒng)支持下，控制視才能按設計的要求正常地工作?？刂茩C的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應

用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件是用于計算機系統(tǒng)內(nèi)部的各種資源管理、信息處理相對 外進行聯(lián)系及提供服務的軟件。例如操作系統(tǒng)、監(jiān)控程序、語言加工系統(tǒng)和診斷 程序等。應用軟件是用來使被控對象正常運行的控制程序、控制策略及其相應的 服務程序。例如過程監(jiān)視程序、過程控制程序和公用服務程序等。應用軟件是在 系統(tǒng)軟件的支持下編制完成的，它隨被控對象的特性和控制要求不同而異。通常 應用軟件由用戶根據(jù)需要自行開發(fā)。隨著計算機過程控制技術的日趨成熟，應用 軟件正向標準化、模塊化的方向發(fā)展。標準的基本控制模塊由制造廠家提供給用 戶，用戶只需根據(jù)控制的要求，經(jīng)過簡單的組態(tài)過程即可生成滿足具體要求的專 用應用軟件，大大方便了用戶，縮短了應用軟件的開發(fā)周期。提高了應用軟件的 可靠性。

2.計算機控制系統(tǒng)的特點

（1）結(jié)構上：計算機控制系統(tǒng)中除測量裝置、執(zhí)行機構等常用的模擬部件之外，其執(zhí)行控制功能的核心部件是數(shù)字計算機，所以計算機控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字部 件的混合系統(tǒng)。

（2）計算機控制系統(tǒng)中除仍有連續(xù)模擬信號之外，還有離散模擬、離散數(shù)字等 多種信號形式。

（3）由于計算機控制系統(tǒng)中除了包含連續(xù)信號外，還包含有數(shù)字信號，從而使 計算機控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)在本質(zhì)上有許多不同，需采用專門的理論來分析 和設計。

（4）計算機控制系統(tǒng)中，修改一個控制規(guī)律，只需修改軟件，便于實現(xiàn)復雜的 控制規(guī)律和對控制方案進行在線修改，使系統(tǒng)具有很大靈活性和適應性。

（5）計算機控制系統(tǒng)中，由于計算機具有高速的運算能力，一個控制器（控制 計算機）經(jīng)?？梢圆捎梅謺r控制的方式而同時控制多個回路。

（6）采用計算機控制，如分級計算機控制、離散控制系統(tǒng)、微機網(wǎng)絡等，便于 實現(xiàn)控制與管理一體化，使工業(yè)企業(yè)的自動化程度進一步提高。

3.計算機控制系統(tǒng)的控制過程

（1）實時數(shù)據(jù)采集：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入。

（2）實時控制決策：對采集到的被控量進行數(shù)據(jù)分析和處理，并按已定的控制 規(guī)律決定進一步的的控制過程。

（3）實時控制：根據(jù)控制決策，適時地對執(zhí)行機構發(fā)出控制信號，完成控制任 務。

4.計算機控制系統(tǒng)的設計過程

計算機控制系統(tǒng)的設計過程計算機控制體系的軟件和硬件的組織構造是根 據(jù)它聯(lián)系的設備不一樣，有所改變的，他們的組織結(jié)構大致是一樣地，可以涉及 到系統(tǒng)設計，控制任務，軟件設計等。4.1系統(tǒng)方案設計

我們依據(jù)體系設計任務書進行總體方案設計，對體系的軟件，硬件它們的構 造再考察它的要求，推算出合適它的的系統(tǒng)，組成一個新的系統(tǒng)。再時間很緊張 的時候可以拿現(xiàn)場的配件組合，再設計費用不到位的時候工作人員可以組織自己 設計的模式，但是要注意化風好軟件和硬件的價格及時間，控制體系結(jié)構它的概括微型的處理器、存儲器、選擇好接線口、傳感器、硬件的設計與調(diào)試的基本內(nèi)容。4.2控制任務

我們要對超控設備進行調(diào)研，研究，了解工作程序是再體系設計1前應該做好的事，只有理解了它的要求，理解了它要接收的任務，涵蓋體系的終極目標，數(shù)據(jù)流量還有準確度，現(xiàn)場的要求，時間的控制，我們要嚴格按照計劃說明操控，實現(xiàn)整個系統(tǒng)操作。4.3軟件設計 計算機軟件的設計要依據(jù)體系規(guī)劃的總意見，確定體系下所要完成的各種功能及完成這些系統(tǒng)性能的推理和時差序關系，并用合理組成部件表格畫出來。他們是根據(jù)體系組成表格不同的功能，分別規(guī)劃出相應的控制體系所需要的軟件。例如仿真的量輸入和仿真量輸出及數(shù)據(jù)處理還有互聯(lián)和打字版處理格式等。每一種表格都可以單獨進行實驗調(diào)試，各種表格分別實驗調(diào)試好以后，再按工作路線圖推理和時間順序關系將他們正確組合、互相連接、實驗和調(diào)試。

4.4現(xiàn)場安裝調(diào)試

首先要按設計計劃合理組裝裝，對體系結(jié)構進行大體的演練和比較準確的演練，結(jié)合演練的結(jié)構數(shù)據(jù)重置體系的置和儲存數(shù)據(jù)進行軟硬件的調(diào)試，他們的構件組成都可以在演練數(shù)據(jù)下用對演練數(shù)據(jù)進行試研的辦法同時進行，同時他們要進行統(tǒng)一的實驗及推理，仿真物體是這個體系驗證的最基本要求，而好的體系的數(shù)據(jù)調(diào)整實試要在現(xiàn)場進行。

5.計算機控制技術在自動化生產(chǎn)線上的應用

工業(yè)機器手臂的自動化的沖壓生產(chǎn)線運行循環(huán)路線可以簡單概括為：上下料機構板材沖壓。鋼板物料的傳送、線頭板料清洗涂油、鋼板板物料料位置校正、第一臺壓床沖壓、下料機器手臂提取物料、壓床再次沖壓、依設計流程傳到下一個工序、機器人收取物料并裁剪、把它輸送到下一臺壓床、下一臺機器人接著提取物料、把物料放到輸送裝置上，工人開始按規(guī)定型號堆積板材。用工業(yè)機器人的自動化的生產(chǎn)線，會更加符合現(xiàn)再經(jīng)濟發(fā)展的需求及技術方面的創(chuàng)新。機器人手自動的化生產(chǎn)線適用于現(xiàn)在大規(guī)模的生產(chǎn)的各個行業(yè)，也適合已有生產(chǎn)線實現(xiàn)全自動的業(yè)再次更新，工程機器人自動的生產(chǎn)線通過改變不同的軟件，它可應用于很多車型生產(chǎn)，它的可控制性能很好，工業(yè)機器人體系組成包括上下料結(jié)構、清洗涂油機體系對各種型號的沖床兼上下料體系、物料輸送體系。各個分體系連接間的電氣化操控是按照統(tǒng)一操做控制和刪減控制的原則，他們再不同附件的操控系統(tǒng)中，他們是應用了機械與構建操控的很有代表性的一個組成，他們每個級別都應用不一樣的互聯(lián)網(wǎng)工程和軟硬件控制，以達到不同的設計效果實現(xiàn)自動化。各部分操控體系采用具有現(xiàn)場總線形式的PtC操控方法，他有獨立操控和智能操控的特點。為確?？刂企w系正常運轉(zhuǎn)，我們在車間總的線路全部采用西門子Proflbus總線及di數(shù)字化的局域計算機網(wǎng)絡的分布式包交換技術體系。每個監(jiān)督控制結(jié)構的PiC之間及PiC與上～個機械間的聯(lián)系全部采用了現(xiàn)代化的集成板的局域電腦互聯(lián)網(wǎng)的分布式包交換技術，供監(jiān)控體系相互聯(lián)系時應用。沖床機的運動中樞應連接Ethetnet csrd與機器人的操控體系聯(lián)網(wǎng)，操控體系與工業(yè)機器人的聯(lián)系方式是通過Proflbus．DP的總路線連接的他們實現(xiàn)了信息的互換和連接。連接體系采用了HMI SIEMENS的觸摸技術，在每一個可操控的部件上都放置一個顯示屏，它應用了Proflbus的數(shù)據(jù)連接。各個部件都安裝了信息指示燈和緊急開關，屏幕可看到系統(tǒng)信息及顯示錯誤出現(xiàn)在那里，與這個設備有聯(lián)系的的i＼O 信號在HMi上顯示，他們以紅燈和黃燈區(qū)分。系統(tǒng)如果發(fā)現(xiàn)哪里有情況，將會鳴笛警報，顯示屏上將會出現(xiàn)問題出現(xiàn)在那里，以便維修人員查找。這個體系還有演練數(shù)字場景的能力，在磨擬演練中，它的壓力和轉(zhuǎn)動速度可能會影響到生產(chǎn)還有可能會發(fā)生操作控制與機械運轉(zhuǎn)不同步的可能，體系是通機器人的離線程序控制的機器人的運行路線，來減少生產(chǎn)現(xiàn)場的實驗休整周期。機器人沖壓設備再生產(chǎn)中使用面很廣，他改變了傳統(tǒng)的勞動模式，改善了勞動條件及強度，確保了生產(chǎn)的安全，提高生產(chǎn)的進度及產(chǎn)品的合格率，它不但材料的生產(chǎn)流程還減少了浪費，節(jié)約了時間，縮小了生產(chǎn)成本，隨著生產(chǎn)線的制作、調(diào)試設備的周期設計時間不斷提前，機器人自動化生產(chǎn)線越來越為汽車主機廠所接受，成為沖壓自動化生產(chǎn)線的主流。

6.豎爐球團計算機控制系統(tǒng)

結(jié)合球團生產(chǎn)的特點，將豎爐球團T藝分解為四組，即配料烘干組、潤磨旁路組、造球組、豎爐組根據(jù)現(xiàn)場的實際情況。系統(tǒng)的控制設備主要分布在總控室和現(xiàn)場設備控制站，其中豎爐組控制箱全部放在總控室。按照豎爐自動系統(tǒng)的控制要求和各設備的功能，系統(tǒng)可分為四層，各層設備和功能如下。

第一層為處于系統(tǒng)底層—— 檢測元器件與執(zhí)行機構。該層主要有電動蝶閥、放散閥、各種儀器儀表、變頻器以及快切閥等。主要完成生產(chǎn)設備的操作和工藝參數(shù)的監(jiān)測，執(zhí)行來自PLC的程序指令，并做出相應的操作或顯示實時監(jiān)測數(shù)據(jù)參數(shù)。

第二層為PLC控制層，包括CPU模塊，PS模塊，DI、DO、AI、AO模塊，ET200M模塊和各種網(wǎng)絡通信接口適配器等 主要完成整個系統(tǒng)PLC站的控制網(wǎng)絡集成，負責接收從設備層傳送的信息、數(shù)據(jù)和上位機控制的命令，并將這些命令再反饋到設備層，完成中央信息層與設備層之間的信息、數(shù)據(jù)、命令傳輸及交換

第三層為中央信息層，即上位機控制層。監(jiān)控上位機是j臺研華IPC一610H工控機(配有Windowsxp操作系統(tǒng)，并安裝STEP75．4西門子編程軟件和組態(tài)軟件)，一臺為操作員站，一臺為T程師站，另外一臺作為操作員站和工程師站的熱備；兩臺彩色噴墨打印機和相關網(wǎng)絡通信設備等組成。通過上位機，操作人員可以遠程控制現(xiàn)場各設備的運行，完成實時監(jiān)測參數(shù)和現(xiàn)場設備運行狀態(tài)的控制，歷史數(shù)據(jù)的記錄、查看，報警與故障的提示和處理等功能

第四層為網(wǎng)絡和其他外部保護設備 工業(yè)以太網(wǎng)交換機、不間斷電源(UPS)、信號避雷器和隔離器，用于發(fā)生斷電、雷擊或電磁干擾等情況，各種設備仍能安全穩(wěn)定地運行且信號正確無誤傳送。

7.總結(jié)

計算機控制就是用計算機對一個動態(tài)對象或過程進行控制。在計算機控制系統(tǒng)中，用計算機代替自動控制系統(tǒng)中的常規(guī)控制設備，對動態(tài)系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)和控制，這是對自動控制系統(tǒng)所使用的技術裝備的一種革新。通過大量的閱讀關于計算機控制的文章，了解到了計算機控制與我們密切相關，無處不在。也隨著社會的發(fā)展，人們也越來使用計算機來控制，對與一些企業(yè)來說使用計算機控制，雖然技術或者一些儀器需要大量的資金，但是從長遠方面來看，它節(jié)省了人力物力。從算機控制的技術應用的方面的考慮，我認為計算機控制的技術發(fā)展?jié)摿€是很大的，值得我們?nèi)W習去研究?？傊S著計算機軟件技術的逐漸發(fā)展，計算機的操作控制正逐步的進入到生產(chǎn)的各個領域。所以我們要不斷創(chuàng)新改革，創(chuàng)作出一個更好的控制體系是非常有意義的。

參考文獻

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第三篇：計算機與PLC集成控制系統(tǒng)在石化行業(yè)的應用

計算機與PLC集成控制系統(tǒng)在石化行業(yè)的應用.txt13母愛是迷惘時苦口婆心的規(guī)勸；母愛是遠行時一聲殷切的叮嚀；母愛是孤苦無助時慈祥的微笑。本文由gdturui貢獻

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計算機與 PLC 集成控制系統(tǒng)在石化行業(yè)的應用

陳 勇 張華平趙顯紅

摘 要：計算機與 PLC 集成控制系統(tǒng)的基本組成、功能、系統(tǒng)軟硬件設計與 通信技術以及該系統(tǒng)在石化行業(yè)的應用。關鍵詞：計算機 PLC 可編程序控制器 控制系統(tǒng) 通信技術 關鍵詞近年來，國際市場上石化產(chǎn)品的競爭日趨激烈。與國外同類產(chǎn)品相比，我國 的石化產(chǎn)品無論在生產(chǎn)工藝上，還是產(chǎn)品質(zhì)量上，都存在著相當大的差距。為改 變我國石化產(chǎn)品發(fā)展嚴重滯后的局面，國內(nèi)石化行業(yè)的許多廠家已開始向產(chǎn)品的 多樣化、添加劑材料和配方的高科技化邁進。我們應有關廠家提出的技術要求，針對石化產(chǎn)品生產(chǎn)工藝復雜、添加劑配比要求嚴格、品種多樣、互換性差的特點，開發(fā)研制了計算機與 PLC 集成控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)控制可靠、操作簡便、開放性強、性能價格比高，在國內(nèi)石化系統(tǒng)的數(shù)家企業(yè)推廣應用后，受到好評。1 系統(tǒng)組成

計算機與 PLC 集成控制系統(tǒng)由生產(chǎn)系統(tǒng)和非生產(chǎn)系統(tǒng)二部分組成(如圖 1)。生產(chǎn)系統(tǒng)主要由微型機、適配器、PLC、執(zhí)行機構及現(xiàn)場儀表等部分組成。非生 產(chǎn)系統(tǒng)主要由工藝流程模擬顯示屏、電視監(jiān)視設備、現(xiàn)場通話設備、質(zhì)量檢查系 統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)等部分組成。中央控制室負責處理來自生產(chǎn)系統(tǒng)和非生產(chǎn)系統(tǒng) 的大量信息。通過計算機與 PLC 集成控制系統(tǒng)，將潤滑油廠的各生產(chǎn)車間、附屬 部門以及總廠廠部聯(lián)成了密不可分的整體，從而最大限度地利用了信息資源。

圖1 計算機集成控制系統(tǒng)的組成 2 系統(tǒng)功能

為滿足用戶提出的技術要求和現(xiàn)場的工況，此控制系統(tǒng)的設計具有以下功 能： 1.根據(jù)用戶提出的技術要求，按照添加劑配方的比例精確地配制生產(chǎn)各種型 號的石化產(chǎn)品，并且通過微型機和現(xiàn)場 PLC 控制系統(tǒng)實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動 化。2.通過自行開發(fā)的計算機軟件，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的動態(tài)監(jiān)控。良好的人機界面、清晰的組態(tài)圖形，使得操作人員通過計算機屏幕，對于現(xiàn)場的各種工況變化一目 了然。3.在現(xiàn)場生產(chǎn)中，為提高整個控制系統(tǒng)的精確性，在攪拌器、電動機、電動 閥、電磁閥等設備上均設計了局部反饋功能，這些相互獨立系統(tǒng)的局部反饋功能 構成了對總系統(tǒng)反饋控制的有力支持。4.當系統(tǒng)出現(xiàn)壓力報警或油面報警時，一方面通過 PLC 程序?qū)崿F(xiàn)自動停車，另一方面借助于語音卡，在控制間的操作人員可以立即聽到報警信號，及時采取 相應措施。5.考慮到生產(chǎn)現(xiàn)場某些部位屬于高溫、有害氣體殘留處，技術人員不宜靠近，在現(xiàn)場設置了電視監(jiān)視設備，讓技術人員實現(xiàn)遠程監(jiān)控。為便于管理，還安裝了 現(xiàn)場通話設備。6.在中央控制室設置了 1 個大屏幕模擬顯示屏，在屏幕上不僅可以顯示總廠 所有管道線路，而且能夠動態(tài)顯示油的液位、流向，讓高層管理人員從宏觀上掌 握全廠的生產(chǎn)狀況。7.通過微機聯(lián)網(wǎng)，質(zhì)量檢查部門可以直接得到工業(yè)現(xiàn)場的信息，各管理部門 之間也可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)共享。

硬件與軟件設計

3.1 硬件設計 在本系統(tǒng)中，工業(yè)現(xiàn)場控制是核心，而工業(yè)現(xiàn)場控制主要由 PLC 系統(tǒng)完成，所以如何合理有效地使用 PLC 技術就成了設計的關鍵。PLC 的特點是控制可靠，編程簡單，但程序內(nèi)存不大，不能進行復雜的編程；而石化產(chǎn)品的特點是生產(chǎn)工 藝復雜，產(chǎn)品型號繁多，往往 1 條生產(chǎn)線就能夠生產(chǎn)幾十種型號的產(chǎn)品。這就形 成了一對矛盾。如果設計時采用常規(guī)的 PLC 控制系統(tǒng)，那么 1 條生產(chǎn)線就需要 20 幾臺 PLC 基本模塊和 A/D 轉(zhuǎn)換模塊。投資巨大，而且按照現(xiàn)代控制理論，在 1 個控制系統(tǒng)中配置的控制模塊越多，控制越不可靠。為了減少投資和增強控制的 可靠性，在 PLC 控制系統(tǒng)的硬件配置上進行了多項創(chuàng)新。以潤滑油生產(chǎn)線為例，在潤滑油生產(chǎn)車間，有攪拌溫度、添加劑溫度、輸油 泵壓力、油罐的液面等共計 32 路模擬信號需要檢測。如果按常規(guī)設計，需要 8 塊 FX-4AD 模塊。為減少投資，設計了多路開關切換電路，只用 2 塊 FX-4AD 模塊 就完成了全部功能。圖 2 為 FX-4AD 模塊的多路開關切換示意圖。

圖2 FX-4AD 模塊的多路開關切換示意圖

圖 2 中，F(xiàn)X-4AD 模塊為 12 位 4 通道模擬量輸入模塊，Y0、Y1、Y2、Y3 為 PLC 的任意輸出觸點。FX-4AD 模塊的多路開關切換電路的設計實質(zhì)上是通過 1 個多路開關控制 FX-4AD 模塊分別去完成攪拌溫度檢測、添加劑溫度檢測、輸油 泵壓力檢測及油罐液面檢測 4 項功能，其中多路開關的 4 個轉(zhuǎn)換觸點接 PLC 的輸

出觸點，由 PLC 編程控制。這個多路開關切換電路簡單實用，而且節(jié)省了大量投 資，實踐證明，該電路在控制精度上完全滿足用戶的需要。軟件設計 在計算機與 PLC 集成控制系統(tǒng)的軟件設計中，也采用了許多新的設計思想。仍以潤滑油生產(chǎn)車間為例，按照用戶提出的 72 種潤滑油的生產(chǎn)工藝和技術 要求，如果用常規(guī)方法編程，需要 12 臺 PLC 基本模塊。為節(jié)約投資，我們充分 利用 PLC 的文件寄存器(2000 點)，用逐項查表的方法編寫了 1 個 72 種潤滑油的 通用程序，用 1 臺 PLC 基本模塊帶 2 臺 PLC 擴展模塊的方式完成了過去需要 12 臺 PLC 才能實現(xiàn)的功能。我們選用了三菱公司生產(chǎn)的 FX 系列的可編程序控制器，文件寄存器共計 2 000 點(D1000～D2999)。為節(jié)約程序內(nèi)存，充分利用 PLC 本身提供的指令資源，我們選用了字傳送方式，用 1 個 16bit 的字來控制 PLC 觸點的 16 個輸出觸點，而不必像過去那樣，1 條指令只能控制 1 個輸出觸點。例如在圖 3 中，首先 X0 導通，十進制數(shù) K6 送入數(shù)據(jù)寄存器 D0，接著 X1 導通，數(shù)據(jù)寄存器 D0 的數(shù)值 K6 轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)“0000 0000 0000 0110”送入 K4Y0，控制輸出 Y0～Y17 共 計 16 個觸點的動作，其開關動作和數(shù)據(jù)寄存器 D0 的數(shù)值 K6 一一對應。如圖 4 所示，“1”控制輸出觸點導通，“0”控制輸出觸點關斷。在此例中，Y1、Y2 觸點導通，其余輸出觸點關斷。3.2 圖3 字傳送方式控制輸出觸點示意圖

圖4 數(shù)據(jù)寄存器 DO 的值與 16 個觸點的對應關系

通過字傳送方式，我們用 1 條指令就可控制 16 個電動閥及輸油泵的動作，大大節(jié)省了程序空間。在這種設計思想下，我們把 72 種潤滑油的工藝流程全部 用字方式編寫，然后輸入文件寄存器，并在此基礎上，編制了 72 種潤滑油的通 用程序。在通用程序運行時，根據(jù)某一潤滑油的型號，通過查表的方式，在文件 寄存器中調(diào)出對應的數(shù)據(jù)段(這些數(shù)據(jù)段也就是該種潤滑油的工藝流程)，然后該 數(shù)據(jù)自動輸入 PLC 的控制程序，使得 PLC 按照規(guī)定的工藝流程控制整個執(zhí)行機構 工作。如圖 5 所示之例，潤滑油品種 LSO-1 的工藝狀態(tài)字存于文件寄存器 D1050～ D1060 10 個字節(jié)中。程序運行時，首先根據(jù)潤滑油型號在文件寄存器中尋址，查到正確的地址后，調(diào)出 D1050～D1060 10 個字節(jié)的數(shù)據(jù)，然后輸入到通用程序 的相應寄存器，參與工業(yè)控制。

圖5 文件寄存器示意圖

計算機與 PLC 的通信技術

在計算機與 PLC 集成控制系統(tǒng)中，一個關鍵的技術問題是計算機與 PLC 的通 信。若在整個系統(tǒng)設計中全部采用進口器件，軟件也選用相應的進口產(chǎn)品，那么，整個工程造價驚人。針對這種情況，我們自行開發(fā)了計算機與 PLC 的串行通信技 術。該技術設計思想先進，軟硬件簡單實用，可靠性高，性能價格比好，兼容性 強，可適用于市場上多種型號的計算機與 PLC。從硬件上講，現(xiàn)在中國市場上使用的 PLC，在通信接口上多采用 RS422 接口 或 RS485 接口；而微型機多采用 RS232 接口。這樣在計算機與 PLC 通信時就不可 避免地要選用 RS422-RS232 轉(zhuǎn)換模塊，同時考慮到惡劣工況下的抗干擾要求，這 個轉(zhuǎn)換模塊必須具有良好的隔離功能和放大功能，而選用高性能進口模塊，必定 提高工程造價。針對這種情況，為降低工程造價，我們在硬件上用 1 根普通的通信電纜代替 進口的通信模塊，在電纜的接口處采用先進的電路設計技術和單片機技術，以完 成信號的隔離和放大功能。實踐證明，通信的可靠性完全可以和國外的進口模塊 媲美，而且造價極低。從軟件上講，計算機和 PLC 的通信技術屬于保密技術，長期為國外公司壟斷。這就使得我們只要選用了該廠家生產(chǎn)的 PLC，就必須選用它開發(fā)的工控軟件，提 高工程造價。針對這種情況，我們開發(fā)了自己的工控軟件。下面以三菱公司生產(chǎn) 的 FX 系列可編程序控制器為例，介紹我們的軟件設計。FX 系列可編程序控制器 命令格式如表 1 所示。表1 FX 系列可編程序控制器的命令格式 命令 命令號 日標設備 功 能 設備讀 命令‘0’ X/Y/M/S/T/C/D 讀位設備或字設備狀態(tài) 設備寫 命令‘1’ X/Y/M/S/T/C/D 強制開 命令‘7’ X/Y/M/S/T/C 強制關 命令‘8’ X/Y/M/S/T/C 寫位設備或字設備 打開位設備 關閉位設備

每一個字符都以 ASCII 碼形式串行傳輸，傳輸格式如圖 6。

圖6 字符傳輸格式

例如，字符‘F’(ASCII 碼是 46H)的傳輸格式如圖 7。

圖7 字符“F”的傳輸格式

一般文本數(shù)據(jù)的傳輸格式如圖 8。

圖8 文件數(shù)據(jù)傳輸格式

圖 8 中，STX 為文本的開始，其 ASCII 碼定為 02H；ETX 為文本的結(jié)束，其 ASCII 碼定為 03H；CMD 為命令字符，取‘0’、‘1’、‘7’、‘8’。在 STX 之后，被傳送數(shù)據(jù)的 ASCII 之和，也被作為 2 個字符碼發(fā)送。例如，實現(xiàn)從地址 10F6(10F6 為寄存器 D123 的地址)處讀取 4 個字節(jié)數(shù)據(jù)，執(zhí)行傳輸格式如圖 9。求和： 30H+31H+30H+46H+36H+30H+34H+03H ＝74H 圖9 傳輸格式之例

通過改變命令號和地址號，就可以實現(xiàn)計算機與 PLC 之間的讀、寫、強制開 關等基本功能，用戶可以使用我們研制的通信軟件，也可以在該軟件基礎上，根 據(jù)實際情況靈活地用 C 語言開發(fā)自己的通信程序，這正體現(xiàn)了該軟件的開放性特 點。5 結(jié)束語

計算機集成控制系統(tǒng)采用了先進的系統(tǒng)集成的設計思想，投入運行后，為企 業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。該系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場控制方面，尤其在 PLC 控制方面，獨樹一幟，以其卓越的控制功能和良好的性能價格比，贏得了用戶的 廣泛贊譽。

作者單位：機械部洛陽拖拉機研究所計算機室(471039)參考文獻 1 2 趙海.現(xiàn)場總線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)與領域自動化.微計算機信息，1996；15(1)李瑜詳.微機數(shù)據(jù)通信技術.上海：上?？茖W技術文獻出版社，1992

第四篇：集中控制系統(tǒng)在選煤廠的應用

集中控制系統(tǒng)在選煤廠的應用

作者：王燕琴

摘要：介紹選煤廠集中控制系統(tǒng)的構成、技術功能與實現(xiàn)系統(tǒng)技術功能的方法，結(jié)合石港選煤廠的應用實踐，說明一下選煤廠集中控制系統(tǒng)的應用效果。

隨著選煤廠生產(chǎn)自動化水平的提高，PLC控制系統(tǒng)在選煤廠得到了廣泛的應用。山西石港煤業(yè)有限責任公司選煤廠是一座設計能力90萬t/a的礦井型動力煤選煤廠。選煤廠采用了歐姆龍PLC和MCGS組態(tài)軟件對選煤廠生產(chǎn)進行控制和監(jiān)視。

一、集中控制系統(tǒng)

1、集中控制系統(tǒng)組成

全廠集中控制采用OMRON系列的PLC，該系統(tǒng)的控制作為負擔全廠的生產(chǎn)管理任務，將篩分車間、動篩車間等系統(tǒng)按照“逆煤溜啟車，順煤溜停車”的原則統(tǒng)一工作。

2、集中控制系統(tǒng)設備

集控系統(tǒng)選用2臺河南工控機，其上位機使用北京昆侖通態(tài)的全中文工控組態(tài)軟件MCGS，編程采用OMRON CX-ONE編程軟件工具，CPU采用OMORN CJ1G—CPU45H。

二、生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)

石港選煤廠集中控制系統(tǒng)范圍包括原煤篩分系統(tǒng)和動篩洗選系統(tǒng)組成的主車間及相關的各條皮帶、刮板輸送機、給煤機等設備。

該控制系統(tǒng)所有設備均具有集中/ 就地兩種控制方式，集中控制用于生產(chǎn)，就地控制用于檢修。并通過上位機實現(xiàn)無擾動切換。在集中控制方式時，設備按逆煤流方向啟車，按順煤流方向停車原則運行。在啟動或運行過程中，各相連設備間設有電器聯(lián)鎖，當某臺設備發(fā)生故障停止時，其上部設備相應停止啟動或運行。在非常情況下，集控室、現(xiàn)場都能停車。在集中控制方式時參加集控的各設備不能就地開車。集中控制時，起車前，有控制室向現(xiàn)場發(fā)送起車預告信號，系統(tǒng)中的各設備按閉鎖關系和順序的要求自動啟車，在向現(xiàn)場發(fā)送預告信號和系統(tǒng)啟車過程中，現(xiàn)場和集控室均能撤銷預告信號，終止啟車過程，并發(fā)出聲光報警信號。當設備故障時，一般事故只做報警，對影響設備運行和人身安全的事故同時作用于停車。所有參控設備在集控允許的情況下（就地狀態(tài)），均可在就地實現(xiàn)單臺啟、停；集中運行狀態(tài)時，現(xiàn)場啟車按鈕無效，停車按鈕有作用，現(xiàn)場死機可根據(jù)情況操縱停車按鈕停車，且生產(chǎn)時該臺設備的來煤方向各設備均聯(lián)鎖停車。以上這些控制功能都是通過PLC及其內(nèi)的程序邏輯來實現(xiàn)的。

三、軟件設計

1、編程軟件

采用OMRON CX-ONE軟件對設備編程實現(xiàn)對生產(chǎn)的監(jiān)視和監(jiān)控。一般的設備設有7個點，對設備進行信號采集：急停、啟動信號、停止信號、接觸器信號、電源信號、返回信號、電鈴。（跳汰機應自帶PLC控制系統(tǒng)，只接有啟動信號及返回信號）

2、組態(tài)的實現(xiàn)

通過MCGS組態(tài)軟件對系統(tǒng)進行組態(tài)畫面，按照煤線的方面繪制組態(tài)畫面，這樣可以很直接地觀看出系統(tǒng)的工藝流程，此即系統(tǒng)的主畫面。通過組態(tài)MCGS畫面

還可以查看歷史報表及報警信息，方便更好的了解設備運行情況和維修系統(tǒng)。

四、PLC在選煤廠的應用效果

1、可靠性高，抗干擾能力強

高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性。

2、PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

3、系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造

PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。

四、結(jié)語

通過自動化集中控制系統(tǒng)，不但可在集控室實現(xiàn)對子控制系統(tǒng)的監(jiān)視，還可使用軟件對系統(tǒng)進行監(jiān)控、調(diào)試和編程。降低了設備維護和維修量，減輕了員工的負擔。

通過對選煤系統(tǒng)的不斷改造使選煤工藝和系統(tǒng)控制進一步優(yōu)化，提高了選煤質(zhì)量，加強了生產(chǎn)安全，為該廠的高效發(fā)展奠定了基礎。參考文獻：

①崔莉莉,陳相輝,李辛.《基于PLC 的集中控制系統(tǒng)在城郊選煤廠的應用》 Application of PlC Centralized Control System in Control system in Outskirts.Washery.《煤》COAL ,2008.②王維峰,王新平.PLC 《在臨渙選煤廠選煤控制系統(tǒng)中的應用》PLC in Coal Processing Control System in Linhuan Coal Preparation Plant.《煤炭技術》COAL TECHNOLOGY ,2009.③劉建文,王坤.《生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)在東歡坨選煤廠的應用》.Production Centralized Control System in Donghuantuo Coal Preparation Plant.《選煤技術》GOAL PREPARATION TECHNOLOGY, 2005.④秦艷軍，郭志林.《淺談王莊礦選煤廠模塊化技術改造自動化系統(tǒng)》.WangZhuang discuss modular coal mine technical transformation automation system.《煤》2010年01期

第五篇：計算機控制系統(tǒng)期末總結(jié)

流量：1~3s溫度：10~20s

液位：5~10s壓力：1~5s

成分：10~20s位置：10~50ms

電流環(huán)：1~5ms速度：5~20ms

1at/T

s?(1/T)lnaz z?a

s?az?at?aT ez?e

p單位階躍：limz→11+G(z)=K

單位速度：limz→1T

（1?Z?1）G(z)

T2

（1?Z?1）G(z)=K vT單位加速度：limz→1

前向差分：s=z?1T=T2Ka 后向差分：s=

1?Z?1

1+Z?11?Z?1T雙線性變換：s=?T2

沖擊不變D(Z)=Z[D(S)]

階躍響應D Z = Z [1?e?TSS]D(S)

?1?1有紋波：Φ(Z)=Z?m u+cq+v?1z?（q+v?1））i=1 1?biz（c0+c1z

?1?1無紋波：Φ(Z)=Z?m w+cq+v?1z?（q+v?1））i=1 1?biz（c0+c1z

Smith補償器： 1?z?N G0(Z)補償后系統(tǒng)特征方程：1+D0 Z G0 Z = 0 狀態(tài)反饋：ZI-(A-BK)判可控Wc求K

全維 ：ZI-(A-HC)判可觀 WO T 求HT

G Z = C(zI?A)?1B+D

外部干擾：電網(wǎng)波動、大功率用電設備的啟停、高壓設備和電磁開關形成的電磁場、傳輸電纜的共模干擾

內(nèi)部干擾：分布電容或分布電感的耦合、多點接地點的電位差、長線傳輸?shù)牟ǚ瓷?作用途徑：傳導耦合、靜電耦合、電磁耦合、公共阻抗耦合共模干擾抑制：變壓器的隔離、光電隔離、浮地屏蔽