1、    礦用提升機安全監控系統可靠性的探討    礦用提升機安全監控系統可靠性的探討    類別：傳感與控制      作者：太原理工大學信息工程學院    方明煌    來源：電子技術應用         礦用提升機安全監控系統可靠性的探討 

2、60;   摘 要：    應用現代可靠性理論，從設計、工藝、技術等方面對礦用提升機監控系統進行了可行性探討，提出了增強系統可靠性的一些措施。    關鍵詞： 可靠性 容錯技術 冗余技術    目前，我國一些大中煤礦所使用的礦用提升機和絞車，都配備了各種安全監控系統，雖然起步較晚，但經過多年的努力，整體技術和工藝水平已經有了很大的提高，而且日趨成熟。這些監控系統的功能主要包括：     自動減速功能； &#

3、160;   超速保護功能；     提升容器的行程和速度顯示；     減速段限速保護及2ms保護功能；    深度指示器失效保護；    卡箕斗保護；    過卷保護功能；    自檢功能；    提升勾計數；    提升信號顯示，并記憶上次提升信號；&#

4、160;   提升方向顯示及閉鎖；        安全回路等主要故障點監測顯示、記憶和報警等。    這些系統的結構主要由總線工業控制計算機、系統安全控制、系統監測三部分組成。由于監控系統中集中了大量不同規格、不同耐壓和不同功率的電子元器件，為確保整個監控系統（以下簡稱系統）工作的可靠性，必須提出相應的要求和采取必要的可靠性措施。     提高系統設計的可靠性    

5、提高系統設計的可靠性通常是采用可靠度高的元器件進行完善設計，萬一系統出現故障，可用診斷的方法確定故障位置并迅速排除，這時，一般要求中斷系統能正常工作。    在完善設計的思想指導下，為保證系統的高可靠性，要求在設計和生產的全過程對元器件進行嚴格的篩選。考慮元器件參數時要留有充分的余地，對工藝過程嚴格把關，對成品和半成品進行嚴格的例行實驗。可以說，完善設計是一種已被廣泛接受的常規設計思想。    然而，若只限于用常規設計實現系統的可靠性，那么到一定程度時不但造價會迅速上升，而且大幅提高可靠性的效果也不會顯著。應運而生

6、的另一種設計思想就是容錯技術。它的指導思想是：首先承認故障的存在是客觀事實，然后通過外加硬件或軟件來消除、抑制其影響，達到使系統工作穩定、可靠的目的。在實際的系統可靠性設計中，上述兩種思想要結合起來，實現系統在使用中功能適中、成本適中和足夠可靠。     提高系統可靠性的工藝措施    主機的選用     采用質量穩定、可靠性已被普遍承認的SDT總線工業計算機作為系統的主機。     可靠的元器件質量   

7、 使用質量可靠并有穩定貨源的元器件來組裝系統。要注意以下幾點：     盡量使用集成度高的組件，以減少元器件的個數。這樣可減少器件間的連線和焊點數，從而大幅度降低系統的失效率；     認真做好元器件的篩選、老化處理，及時淘汰處于早期失效的不合格產品；     降頻使用元器件有利于減輕器件的負載和降低其工作時的溫升，也可避免因瞬間過載造成的過流過壓沖擊，減少偶然事故的發生。     適當采用冗余的硬件結構  

8、;  兩路并聯冗余     串聯支路中任一元器件失效都會造成整個系統的失效；而并聯支路的冗余結構則有利于可靠性的提高。設單個元器件的可靠度為R0.70，則相同的兩個元器件組成的并聯支路，其可靠度為Rs：    Rs1（1R）·（1R）10.91    可見，在較重要的地方采用并聯冗余結構可以明顯改善和提高可靠性。     器、部件級或子系統級的待命儲備冗余    在檢

9、出正處于工作狀態的模塊出現故障后，待命的冗余模塊可按預定方案立即切換而投入工作，以保證系統正常、連續工作，替換下的故障模塊可在脫離系統后進行修復，以便下次使用。對于比較通用的模塊，采用這種待命儲備的冗余結構，能夠在成本增加不多的情況下，較好地改善系統的可靠性。     提高系統可靠性的技術措施     采用抗干擾的電源結構    可由LC網絡組成抗干擾電源濾波器，它可阻隔來自電源一側引入的高、中頻電磁干擾，也可減弱系統內部電子器件、設備之間的相互干擾。  

10、  采用大電流LED供電結構    圖1是某系統模擬量LED顯示供電圖。以LED各段的平均電流為5mA計算，如果各個位的所有段全部點亮，最大的驅動電流為5×8×7280mA。為此，可在輸入端串接10H的高頻扼流圈L，以抑制大的動態電流對集成電路和液晶顯示塊的沖擊。由并聯的大容量電容C提供動態電流，確保監測信號的正常工作。     合理地設計印刷電路板    在印刷電路板的設計中，對元器件布置應使相關的器件靠近一些，把易發生電磁干擾的器件

11、單獨制成電路板或加以屏蔽。特別要注意地線的制作應符合規范，如共地和地屏蔽，保證系統能在復雜的現場正常工作。     減少系統連接中各部件之間的干擾    系統連接是指插件、底板、機框之間的信號連接。雙絞線不易受電磁感應的影響，信號線可采用雙絞線；為避免強電對弱電的干擾，這兩種信號線可分別獨立配線，相互間隔一定距離；短距離的信號線連接可采用插接件，若插針之間需采用抗干擾措施，以每一信號針兩側都是接地針為好。     系統中充分利用軟件抗干擾技術   

12、; 軟件抗干擾技術是指用程序設計手段排除進入系統的電磁干擾。其實質是發揮計算機的存儲、高速運算和判斷能力，使系統能識別錯誤的狀態與信息，進而做適當的處理使系統保持正常。     軟件冗余技術     軟件冗余技術是在系統的數據處理、傳輸過程中增加一定的冗余位，以提高檢錯能力。例如：可采用奇偶校驗或指令復執技術。圖2是復執技術流程圖。在具有查錯能力的系統中，一旦查出錯誤，軟件能立即命令重新運算一次。如果是瞬間干擾造成的，則可通過二次運行得到糾正，避免了誤動作。    

13、 定時監視技術        在系統的關鍵部位可采用定時監視器（也稱WatchDog    Time簡稱WDT）來監督系統的運行。WDT是硬件計數器，以時鐘脈沖為輸入信號所以計數亦即計時。正常時WDT由程序控制有規律地復位，再預置數，并重新計數。一旦當程序受到外部干擾脫離正常序列時，計算機將不能對WDT進行復位，此時CPU接收不到復位信號而認為有故障出現，隨即命令停機保護。     輸入、輸出數據的軟件處理技術     為保證數據傳輸的可靠性，對數據采用軟件濾波的方法提高可信度。如對平滑信號采用平均值算法消除干擾的影響，即采樣N次后，先去掉一個最大值和最