工控计算机软件抗干扰技术
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工业自动化控制系统的抗干扰技术分析工业自动化控制系统的抗干扰技术是工业控制中的关键技术之一。
这种技术的主要目的是降低外界干扰对工业自动化控制系统的影响,提高系统的稳定性和可靠性。
本文将对工业自动化控制系统的抗干扰技术进行分析。
首先,工业自动化控制系统中最常见的外界干扰包括电磁干扰、噪声干扰和电力干扰。
这些干扰会导致信号传输中的误差、控制信号的失真和噪声污染等问题,从而影响工业自动化控制系统的稳定性和可靠性。
为了抵御这些外界干扰,工业自动化控制系统采用各种抗干扰技术。
以下是常见的抗干扰技术:1. 硬件层面上的抗干扰技术硬件层面上的抗干扰技术主要包括信号隔离、滤波、屏蔽和接地等。
信号隔离可以将信号电气性质分离,从而解决信号传输中的地线干扰问题;滤波可以滤除高频噪声干扰,使信号传输更加稳定;屏蔽可以在电路板上采用金属盖板、金属屏蔽罩等,阻挡外界的电磁波干扰;接地可以使电路板内的各个不同电位达到相同电位,防止因接地问题产生的干扰。
软件层面上的抗干扰技术主要包括模拟电路技术和数字信号处理技术。
模拟电路技术可以通过设计合适的滤波器、锁相环、正交解调器等,对输入信号进行处理,从而达到抗干扰的目的;数字信号处理技术可以通过采样、滤波、数字噪声抑制等处理方法,对数字信号进行处理,降低外界干扰的影响。
3. 信号传输中的抗干扰技术信号传输中的抗干扰技术主要包括差分传输和光纤传输。
差分传输使用两个相反极性的信号同时传输,从而消除共模干扰;光纤传输使用光信号传输,避免了电磁干扰和磁场干扰。
总的来说,工业自动化控制系统的抗干扰技术是保证系统稳定性和可靠性的关键。
在设计控制系统的过程中,应选用合适的抗干扰技术,以确保系统能够在复杂的工业环境中正常运行。
软件抗干扰技术在工控系统中的应用
随着科学技术的不断发展,工控系统发挥着越来越重要的作用,它是一种自动控制系统,它具有以下几个特点:计算能力强、性能可靠、抗干扰和可靠性强等。
为了保障工控系统的安全可靠,对它的抗干扰能力也要求越来越高。
软件抗干扰技术是一种新型技术,它包括硬件和软件。
硬件方面,需要抗干扰的系统在动态状态下,要采用高性能的处理器,并且要求数据的传输速率要够快。
一般需要采用射频技术和控制台等先进的技术来支撑。
而在软件方面,则需要有一个软件的抗干扰系统,来加强系统的抗干扰能力,比如:信号加速和噪声抑制功能,抗脉冲干扰和抗振动干扰等功能。
软件抗干扰技术在工控系统中的应用,可以提高工控系统的可靠性、安全性以及可用性。
它可以有效的抑制外部的电磁干扰,使系统能够按照规定的时间进行工作,不受外部的干扰,从而保证系统的安全性。
同时,软件的抗干扰技术也可以提高系统的容错性,即使外部环境有变化,系统也能正常运行,从而降低故障率。
另外,系统设计需要考虑系统可容错能力,即当出现意外或故障情况时,系统可以自动恢复到正常状态。
这就要求系统中必须有一套可靠的恢复机制,使系统出现故障时能够及时和有效的恢复。
软件抗干扰技术中,可以引入自动备份技术,当出现系统故障时,系统可以自动恢复到上次备份的状态,从而实现系统的稳定运行。
总之,软件抗干扰技术对于工控系统的发展和安全,都有着重要
的作用。
未来,越来越多的技术将被引入工控系统,使它更具有安全性和可靠性,为我们创造更安全的工作环境提供支持。
工业自动化控制系统的抗干扰技术分析工业自动化控制系统是现代工业生产中不可或缺的重要组成部分,它通过对生产过程进行监控和调节,实现自动化运行,提高生产效率,降低成本,提升产品质量。
随着工业生产环境的复杂化和环境干扰的增加,工业自动化控制系统对于抗干扰能力的要求也越来越高。
本文将就工业自动化控制系统的抗干扰技术进行分析。
工业生产现场存在各种各样的干扰因素,如电磁干扰、温度变化、振动、噪声等,这些干扰因素会对自动化控制系统的稳定性和可靠性产生严重影响。
提高工业自动化控制系统的抗干扰能力,对于确保生产的安全稳定运行至关重要。
抗干扰技术的研究和应用不仅可以提高自动化系统的可靠性和稳定性,还可以降低系统的维护成本和减少因干扰引起的生产事故,对于提高工业生产效率和产品质量有着积极的推动作用。
1. 电磁抗干扰技术工业生产现场存在大量的电磁干扰源,如电机、变频器、高频设备等,它们会对控制系统的传感器、执行器和通讯设备产生电磁辐射干扰和电磁感应干扰。
电磁抗干扰技术主要包括屏蔽和滤波技术、接地技术、线路布置技术等。
通过合理的电磁屏蔽和滤波设计,可以有效的削弱外部电磁干扰对系统的影响,提高系统的抗干扰能力。
2. 抗振动和抗震动技术工业生产现场存在各种振动和震动干扰,如重锤冲击、机械震动、输送带颤动等,这些振动和震动干扰会对控制系统的测量和执行设备产生影响,降低系统的精度和可靠性。
抗振动和抗震动技术主要包括机械减振设计、系统抗震技术、信号滤波技术等。
通过合理的结构设计和信号处理技术,可以有效的抑制振动和震动对系统的干扰,提高系统的稳定性和可靠性。
工业生产现场存在高温、低温等各种温度变化干扰,这些温度变化会对控制系统的传感器和执行器产生影响,降低系统的测量和执行精度。
温度抗干扰技术主要包括传感器和执行器的温度补偿技术、隔离保护技术、热稳定技术等。
通过合理的温度补偿和隔离保护设计,可以有效的提高系统的抗温度变化能力,保证系统的稳定运行。
工业自动化控制系统的抗干扰技术分析随着工业自动化水平的不断提高,工业控制系统在生产过程中起着越来越重要的作用。
在现实生产环境中,各种干扰因素经常会给工业自动化控制系统带来一系列问题,如信号失真、控制误差等,严重影响了系统的稳定性、可靠性和性能。
提高工业自动化控制系统的抗干扰能力成为了亟需解决的技术难题。
本文将对工业自动化控制系统的抗干扰技术进行深入分析,为工业自动化领域的技术研发和实践提供有力支持。
一、工业自动化控制系统的干扰来源及特点工业自动化控制系统的干扰来源主要包括电磁干扰、机械干扰、温度变化、供电干扰等。
电磁干扰是最为常见和严重的一种干扰形式。
它不仅来自于外部环境中的电磁辐射,还可能由于系统内部的电磁干扰源,如电机、变频器等设备产生。
机械干扰主要来自于设备的运行、振动和冲击,在这种情况下,会导致传感器失灵、信号失真等问题。
温度变化对控制系统的干扰主要体现在传感器及电子元器件的工作温度范围内的波动。
供电干扰则包括电源电压波动、谐波干扰、电源噪声等,对于控制系统的正常工作有较大影响。
干扰的特点主要包括高频、低频、大幅度和突发性。
由于工业生产环境的复杂性,控制系统往往要在恶劣的环境中工作,因此对干扰的抗性要求较高。
工业自动化控制系统的稳定性和可靠性要求也较高,这就要求控制系统的抗干扰技术必须具有一定的鲁棒性和强健性。
目前,对工业自动化控制系统的抗干扰技术研究主要包括以下几个方面:信号处理技术、电磁兼容技术、隔离技术、滤波技术和自适应控制技术。
1. 信号处理技术信号处理技术是工业自动化控制系统抗干扰的重要手段之一。
它主要包括对信号进行采样、滤波、放大、数字转换等处理,以提高信号的抗干扰能力。
滤波技术是信号处理技术中的核心内容,它能够有效地去除信号中的干扰成分,提高信号的纯度和可靠性。
采用数字信号处理技术对信号进行处理,能够更好地抑制干扰,提高信号的抗干扰性。
信号处理技术在工业自动化控制系统的抗干扰中具有重要作用。
工业自动化控制系统的抗干扰技术分析
工业自动化控制系统中,抗干扰技术是保障系统稳定运行和提高控制质量的重要手段。
本文将从信号干扰抑制、电磁干扰抗干扰技术和物理层抗干扰技术三个方面进行分析。
第一,信号干扰抑制。
在工业自动化控制系统中,常常会受到来自环境、设备和电源
等方面的各种信号干扰,如电压干扰、电流干扰、电磁辐射干扰等。
为了有效抑制这些信
号干扰,可以采取以下措施:
1. 信号选择技术:在工业自动化控制系统设计中,选择合适的信号类型和传输介质,可以减少信号干扰的影响。
2. 增加信号强度:可以通过增加信号的强度来提高干扰抑制能力,比如使用带动态
范围大的传感器和执行器。
3. 信号滤波技术:通过滤波器对信号进行滤波处理,可以滤除干扰信号中的高频成分,减小对控制系统的影响。
1. 地线布置技术:合理布置地线,减少地线电压降,降低电源干扰。
2. 屏蔽技术:在信号线、电源线和设备外壳上加装屏蔽层,减少电磁辐射的影响。
3. 滤波技术:采用电源滤波器、模拟信号滤波器、数字信号滤波器等,可以滤除电
源干扰和高频干扰。
物理层抗干扰技术。
物理层抗干扰技术主要是指通过工程设计手段,减少外界干扰对
系统的影响。
1. 电磁兼容性设计:在工业自动化系统设计中,注重电磁兼容性设计,可以减少外
界干扰对系统的影响。
2. 设备间隔离:对于容易受到干扰的设备,可以通过间隔隔离的方式,减少相互干扰。
3. 使用抗干扰设备:选择具有良好抗干扰性能的设备,能够有效降低外界干扰对系
统的影响。
工业自动化控制系统的抗干扰技术分析【摘要】工业自动化控制系统在现代工业生产中起着重要作用,但受到各种干扰的影响。
本文从抗干扰技术的重要性入手,分析了常见的干扰源及抗干扰技术的分类。
在硬件层面上,采用隔离、滤波等技术可以有效抑制干扰;在软件层面上,采用信号处理、滤波算法可以提高系统稳定性。
文章探讨了工业自动化控制系统抗干扰技术的发展趋势,应用意义和未来发展方向。
通过对抗干扰技术的研究,可以提高工业自动化系统的可靠性和稳定性,推动工业生产效率的提升。
【关键词】工业自动化控制系统、抗干扰技术、重要性、干扰源、分类、硬件、软件、发展、趋势、应用意义、展望、未来、技术、控制系统、自动化、抗干扰、发展方向1. 引言1.1 工业自动化控制系统的抗干扰技术分析如今,工业自动化控制系统在生产过程中起着至关重要的作用,可以实现生产过程的自动化、智能化和高效化。
随着工业环境的复杂性和干扰源的增多,控制系统面临着越来越严重的干扰问题。
干扰会导致系统失效、数据错误、生产质量下降甚至安全事故发生,因此抗干扰技术对工业自动化控制系统的稳定运行至关重要。
本文将对工业自动化控制系统的抗干扰技术进行深入分析,探讨其重要性、常见的干扰源、抗干扰技术的分类以及硬件和软件层面的具体应用。
将对工业自动化控制系统抗干扰技术的发展趋势进行展望,探讨其在实际应用中的意义以及未来的发展方向。
通过本文的介绍和分析,希望能够增进对工业自动化控制系统抗干扰技术的理解,为实际工程应用提供参考和借鉴。
2. 正文2.1 抗干扰技术的重要性抗干扰技术的重要性在工业自动化控制系统中是至关重要的。
因为现代工业环境中存在着各种各样的干扰源,如电磁干扰、振动干扰、温度变化等,这些干扰源会导致控制系统的误动作或不稳定性,严重影响生产效率和产品质量。
提高抗干扰能力可以有效保障工业自动化系统的正常运行。
抗干扰技术可以提高系统的稳定性和可靠性。
通过采用合适的抗干扰技术,可以有效减少干扰对系统的影响,保证系统平稳运行,减少故障率,提高系统的可靠性。
详解工控机软件抗干扰技术软件抗干扰技术就是利用软件运行过程中对自己进行自监视,和工控网络中各机器间的互监视,来监督和判断工控机是否出错或失效的一个方法。
这是工控系统抗干扰的最后一道屏障。
1 工控软件的结构特点及干扰途径在不同的工业控制系统中,工控软件虽然完成的功能不同,但就其结构来说,一般具有如下特点:实时性:工业控制系统中有些事件的发生具有随机性,要求工控软件能够及时地处理随机事件。
周期性:工控软件在完成系统的初始化工作后,随之进入主程序循环。
在执行主程序过程中,如有中断申请,则在执行完相应的中断服务程序后,继续主程序循环。
相关性:工控软件由多个任务模块组成,各模块配合工作,相互关联,相互依存。
人为性:工控软件允许操作人员干预系统的运行,调整系统的工作参数。
在理想情况下,工控软件可以正常执行。
但在工业现场环境的干扰下,工控软件的周期性、相关性及实时性受到破坏,程序无法正常执行,导致工业控制系统的失控,其表现是: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。
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”。
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。
RAM数据区受到干扰发生变化。
根据干扰窜入渠道、受干扰数据性质的不同,系统受损坏的状况不同,有的造成数值误差,有的使控制失灵,有的改变程序状态,有的改变某些部件(如定时器/计数器、串行口等)的工作状态等。
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。
计算机控制系统抑制干扰的技术分析计算机控制系统在现代工业和生活中起着十分重要的作用,它可以对各种设备和系统进行精确的控制和监测。
在实际应用中,计算机控制系统往往会受到各种干扰的影响,从而影响系统的稳定性和性能。
为了有效地抑制这些干扰,需要采取一系列的技术手段进行干扰抑制。
本文将从信号处理、滤波器设计、控制策略以及传感器技术等方面对计算机控制系统抑制干扰的技术进行分析。
一、信号处理技术在计算机控制系统中,通过对输入信号进行预处理可以有效地抑制干扰。
信号处理技术包括信号滤波、信号降噪、信号去除共模干扰等。
在数字信号处理领域,可以采用数字滤波器对信号进行滤波处理,以去除干扰信号。
可以采用小波变换、自适应滤波等方法对信号进行处理,进一步提高抑制干扰的效果。
通过信号调制技术,可以有效提高信号的抗干扰能力,使得系统能够更好地抵抗各种外部干扰。
二、滤波器设计技术滤波器是抑制干扰的重要手段之一,其设计可以有效地抑制各种频率的干扰信号。
在计算机控制系统中,可以采用数字滤波器对输入信号进行滤波处理,以抑制控制系统中的干扰。
在设计滤波器时,需要充分考虑到控制系统的动态特性和干扰信号的频率特性,以确保所设计的滤波器能够在不影响系统的稳定性和性能的前提下,有效地抑制干扰信号。
三、控制策略技术在计算机控制系统中,控制策略的设计对抑制干扰起着决定性的作用。
通过合理设计控制算法和控制策略,可以使得系统对干扰信号具有良好的抑制能力。
在控制策略的设计过程中,需要充分考虑到系统的鲁棒性和稳定性,以应对各种外部扰动和干扰。
可以采用自适应控制、模糊控制、神经网络控制等先进的控制策略技术,以提高系统的抗干扰能力。
四、传感器技术传感器是计算机控制系统中的重要组成部分,其性能直接影响着系统的抗干扰能力。
在传感器技术方面,可以采用高精度、高灵敏度的传感器,以提高系统对外部干扰的检测和抑制能力。
可以采用多传感器融合技术,并通过合理设计传感器的布置和选择传感器的工作频段,以提高系统的抗干扰能力。
工控计算机软件抗干扰技术0引言工业现场各种动力设备在不断地启停运行。
使得现场环境恶劣,电磁干扰严重。
工业控制计算机在这样的环境里面临着巨大的考验。
可以说我们研制的工业控制系统能否正常运行,并且产生出应有的经济效益,其抗干扰能力是一个关键的因素。
因此,除了整个系统的结构和每个具体的工控机都需要仔细设计硬件抗干扰措施之外,还需要注重软件抗干扰措施的应用。
我们在多年的工业控制研究中,深感工业现场意外因素太多并且危害很大。
有时一个偶然的人为或非人为干扰,例如并不很强烈的雷击,就使得我们自认为无懈可击的硬件抗干扰措施无能为力,工控机死机了(即程序跑飞了)或者控制出错了(此时CPU内部寄存器内容被修改或者RAM和I/O口数据被修改)。
这在某些重要的工业环节上将造成巨大的事故。
使用软件抗干扰措施就可以在一定程度上避免和减轻这些意外事故的后果。
软件抗干扰技术就是利用软件运行过程中对自己进行自监视,和工控网络中各机器间的互监视,来监督和判断工控机是否出错或失效的一个方法。
这是工控系统抗干扰的最后一道屏障。
1 工控软件的结构特点及干扰途径在不同的工业控制系统中,工控软件虽然完成的功能不同,但就其结构来说,一般具有如下特点:* 实时性:工业控制系统中有些事件的发生具有随机性,要求工控软件能够及时地处理随机事件。
* 周期性:工控软件在完成系统的初始化工作后,随之进入主程序循环。
在执行主程序过程中,如有中断申请,则在执行完相应的中断服务程序后,继续主程序循环。
* 相关性:工控软件由多个任务模块组成,各模块配合工作,相互关联,相互依存。
* 人为性:工控软件允许操作人员干预系统的运行,调整系统的工作参数。
在理想情况下,工控软件可以正常执行。
但在工业现场环境的干扰下,工控软件的周期性、相关性及实时性受到破坏,程序无法正常执行,导致工业控制系统的失控,其表现是:* 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。
* 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”。
* 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。
* RAM数据区受到干扰发生变化。
根据干扰窜入渠道、受干扰数据性质的不同,系统受损坏的状况不同,有的造成数值误差,有的使控制失灵,有的改变程序状态,有的改变某些部件(如定时器/计数器、串行口等)的工作状态等。
* 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。
2 工控计算机实时控制软件运行过程中的自监视法自监视法是工业控制计算机自己对自己的运行状态的监视。
一般的工控机CPU内部具有Watchdog Timer,使用定时中断来监视程序运行状态。
定时器的定时时间稍大于主程序正常运行一个循环的时间,在主程序运行过程中执行一次定时器时间常数刷新操作。
这样,只要程序正常运行,定时器不会出现定时中断。
而当程序运行失常,不能及时刷新定时器时间常数而导致定时中断,利用定时中断服务程序将系统复位。
在8031应用系统中作为软件抗干扰的一个事例,具体做法是:* 使用8155的定时器所产生的“溢出”信号作为8031的外部中断源INT1。
用555定时器作为8155中定时器的外部时钟输入;* 8155定时器的定时值稍大于主程序的正常循环时间;* 在主程序中,每循环一次,对8155定时器的定时常数进行刷新;* 在主控程序开始处,对硬件复位还是定时中断产生的自动恢复进行分类判断处理。
然而,这并不等于万无一失。
例如,① Watchdog电路本身失效;②设置Watchdog的指令正好在取指令时被干扰而读错;③ Watchdog“发现”程序跑飞之后,其产生的复位脉冲或者NMI申请信号正好被干扰而没奏效等等。
虽然以上的导致Watchdog失效的因素的几率很小,但总是存在的。
另一个方面,还有相当数量的工业控制计算机没有Watchdog电路。
因此,以下重点讨论的软件自监视法就势在必行了。
2.1 随时监督检查程序计数器PC的值是否超出程序区计算机正常运行,其PC值一定在程序区内。
如果PC值跑出程序区,计算机肯定已发生了程序跑飞。
检查程序计数器PC值是否在程序区内的方法,是在一个经常要产生外部中断的某个中断服务程序中,读取转入该中断时压入堆栈的断点地址。
如果该地址在程序区内,则认为PC值正常,否则一定是程序跑飞了。
此时,程序跳转到机器的重启动入口或者复位入口,机器重新启动。
于是机器又自救活了。
如果没有一个这样合适的中断源,可以专门设置一个定时中断或者几个定时中断,在中断服务程序中检查PC值是否合法,一旦发现不对就立即转入机器的重启动入口。
定时器中断的时间常数,可视机器的繁忙程度和重要性设定,一般从几个毫秒到几十毫秒都可以。
这个方法的局限性是不能查出PC值在程序区内的乱跳,即此时PC值虽受干扰却并没有超出程序区,而是错位乱拼指令而构成一些莫名其妙的操作,或者死循环。
2.2 主循环程序和中断服务程序相互监视每个工控机的主循环程序和中断服务程序都有一定的运行规律可循。
因此可以设计出主循环程序与各中断服务程序、各中断服务程序之间的相互监视。
每个监视对要定义一个RAM单元,依靠对其计数/清零的方法表达相互监视信息。
例如,某工控机的主循环程序循环一次最长时间为80 ms,它的一个定时中断时间常数为10 ms,当我们安排该定时中断监视主循环程序运行时,可以每次10 ms中断对该RAM单元加1计数,而主循环程序每循环一次对该RAM单元清零。
因此,正常运行时,这个监视计数RAM单元的计数值不可能≥9,如果10 ms 定时中断服务程序发现其计数值≥9,就知道主循环程序已经被干扰跑飞或出现死循环,于是就跳转到机器的重启动入口,重新恢复运行。
使用这个方法,如果设计得当的话,是非常有效的。
我们多年的经验是:主循环程序被干扰跑飞可能性最大,中断服务程序越短小越不易跑飞。
主循环程序和中断服务程序以及中断服务程序之间的相互监视,应当多设计几个监视对会更好。
2.3 随时校验程序代码的正确性工业控制计算机的实时控制程序代码通常都采用EPROM固化运行,一般不易发生被改写的情况。
但成年累月运行,我们有时也会发现极个别的单元出错。
其原因可能是芯片质量问题或者因静电、雷击干扰等造成的改写。
程序出错了,将直接造成运行错误或者无法运行。
校验的方式可以采用累加和校验或者B CH校验(一种CRC校验方法)。
当采用BCH校验时,其分组附加的冗余字节可以集中在程序区之外的某个EPROM区域里。
校验方法是在某个短小而且经常发生的中断服务程序内安排一个校验模块,可以设计成每次循环校验一部分程序代码,分若干次校验完成;或者当代码少,任务轻松时也可以一次校验完。
如果发现校验错,应当立即向工控网络主站报告或者以自身报警的办法告知操作人员,以便及时处理。
这个方法的局限性是被损坏的程序代码不是校验程序块,而且以该中断还可以正常响应为前提。
由于该中断服务程序短小,通常还是有很大的概率自监视程序代码的正确性。
2.4 随时校验RAM的正确性在实时控制过程中,干扰造成比较严重的危害之一就是冲毁RAM中的数据,由于RAM中保存的是各种原始数据、标志、变量等,如果被破坏,会造成系统出错或无法运行,根据数据被冲毁的程度,一般可分为三类:* 整个RAM数据被冲毁;* RAM中某片数据被冲毁;* 个别数据被冲毁。
因此需要经常监视RAM的正确性。
在工业控制系统中,RAM的大部分内容是为了进行分析、比较而临时存放的,不允许丢失的数据只占极少部分。
在这种情况下,除了这些不允许丢失的数据外,其余大部分内容允许短时间被破坏,最多只引起系统的一个很短时间的波动,很快能自动恢复正常。
因此,在工控软件中,只要注意对少数不允许丢失的数据保护,一般常用的方法有“校验法” 和“设标法”。
这两种方法各有千秋,校验法比较繁锁,但查错的可信度高。
设标法简单,但对数据表中个别数据冲毁的情况,查错则无难为力。
在编程中一般应综合使用,其具体做法为:* 将RAM工作区重要区域的始端和尾端各设置一个标志码“0” 或“1”;* 对RAM中固定不变的数据表格设置校验字。
在程序的执行过程中,每隔一定的时间通过事先设计的查错程序来检查其各标志码是否正常,如果不正常,则利用数据冗余技术通过抗干扰处理程序来进行修正;冗余数据表的一般设计原则是:* 各数据表应相互远离分散设置,减少冗余数据同时被冲毁的概率。
* 数据表应尽可能远离栈区,减少由于操作错误造堆栈被成数据冲的可能。
上述对RAM区域的恢复处理方法,在不同的应用系统中应根据的具体情况进行取舍3 实时控制系统的互监视法在实时控制系统中,人们关注的问题是能否确保正常的控制状态。
如果干扰进入系统,会影响各种控制条件、造成控制输出失误。
为了确保系统安全可以采取下述软件抗干扰措施:3.1.软件冗余对于条件控制系统,将控制条件的一次采样、处理控制输出,改为循环采样、处理控制输出。
这种方法具有良好的抗偶然因素干扰作用。
3.2.设置当前输出状态寄存单元当干扰侵入输出通道造成输出状态破坏时,系统可以及时查询当前输出状态寄存单元的输出状态信息,及时纠正错误的输出状态。
3.3.设置自检程序在计算机系统内的特定部位或某些内存单元设状态标志,在运行中不断循环测试,以保证系统中信息存储、传输、运算的高可靠性。
4 其它常采用的软件抗干扰方法4.1 陷井法有时意想不到的干扰,破坏了中断和所有程序的正常运行。
此时PC值可能在程序区内,也可能在程序区之外,要使其能够自恢复正常运行,只有依赖于广布“陷井”的绝招了。
这里所谓的“陷井”,是指某些类型的CPU提供给用户使用的软中断指令或者复位指令。
例如,Z80指令RST 38H,其机器码为FFH。
CPU执行该指令时,则将当前程序计数器PC的值压入堆栈,然后转到0038H地址执行程序。
如果把0038H作为一个重启动入口,则机器就可以恢复新的工作了。
再例如,INTEL8098、80198系列的复位指令RST,机器码也为FFH。
CPU执行该指令时,其内部进行复位操作,然后从2080H开始执行程序。
当然,80198系列还有更多的非法操作码可作为陷井指令使用,这时只需要在2012H的一个字的中断矢量单元里安排中断入口,并且编制一个处理非法操作码的中断服务程序,一遇非法操作码就能进行故障处理。