启动仪式流程(6篇)
启动仪式流程篇1
故障现象：一辆2010款悦动，行驶里程2.6万km。用户反映，该车在行驶中发动机故障指示灯点亮，行驶中自动变速器有冲击的现象。
故障诊断与排除：维修人员接车后进行试车，当车速达到80km/h时，转速表已经达到了3000r/min，明显感觉到自动变速器升挡迟缓，同时发动机故障指示灯点亮（北京现动机故障指示灯和变速器故障指示灯为一个灯）。
连接诊断仪读取发动机和自动变速器系统的故障，发动机系统正常，自动变速器控制单元存有故障码P0743，含义为DCC电磁阀对地断路。数据流显示变速器始终锁在三挡。用诊断仪清除故障代码，故障码不能被清除。
给DCC电磁阀供电，没有工作的声音，给其它4个电磁阀供电都正常工作，判定DCC电磁阀损坏。由于DCC电磁阀是一个总成不能单独更换，更换DCC电磁阀总成故障排除。（文/李俊）
北京现代悦动发动机故障灯亮
故障现象：一辆2010款悦动，在行驶中发动机故障指示灯突然点亮。
故障诊断与排除：使用故障诊断仪进行全车系统扫描，发现发动机控制单元存有故障码P0296，含义为燃油修正稀。如果B1S1信号相对于B1S2控制器值提前，电脑就会记录P2096。查看数据流，发现后氧传感器变化缓慢，前氧传感器工作正常。用燃油压力表检查燃油压力，压力值为2.6bar（1bar=100kPa），在正常的范围之内。检查进气系统和排气系统是否存在漏气的现象，没有发现进气和排气系统漏气的现象。由于后氧传感器信号电压变化缓慢，怀疑后氧传感器和线路有问题，用万用表检查后氧传感器的线路，加热线的电源为12V，电脑至氧传感器的线路正常，没有发现有短路和断路的现象。又怀疑司机加的汽油太差导致后氧传感器中毒，决定更换后氧传感器。更换后氧传感器后，清除发动机系统的故障代码。
3天后客户打电话，发动机的故障指示灯又亮了，用故障诊断仪读取发动机的故障码仍然为P0296。比较前后氧传感器的输出信号，前氧传感器信号始终保持在高频率，催化器使后氧传感器频率较低。这是因为催化器使氧含量饱和，不能利用氧把CO和CH化合物转化为H20和CO2。催化器完全失效时，显示为前后氧传感器频率之间100%匹配。
更换三元催化器后车辆出厂，半个月后回访客户，得知发动机故障指示灯点亮的故障现象不再出现，故障排除。（文/李俊）
北京现代IX35无钥匙启动系统失灵
故障现象：一辆2011年生产的北京现代IX35，行驶4.3万km。用户反映，该车停放一夜启动时，出现用无钥匙启动系统启动无反应，必须把钥匙点火导槽里面才可以启动。
故障诊断与排除：维修人员接车后，连接故障诊断仪对车辆进行检测，在无钥匙启动单元SMK系统中储存了一个故障代码P1690，含义为钥匙防盗系统无响应。用故障诊断仪清除故障码，故障码不能被清除。用故障诊断仪对钥匙系统重新初始化注册，钥匙可以注册成功，但是故障依旧，只能用应急程序启动。找到智能钥匙模块检查，未发现异常现象。利用替换法更换智能钥匙模块，但更换智能钥匙模块后，故障依旧。
用故障诊断仪对智能钥匙模块系统的天线逐个进行检查，当检查到RF天线时，故障诊断仪显示“到SRX的电路断路或不响应”，其他天线都正常，由此判断智能钥匙模块系统天线RF部分存在短路或断路的现象。
询问用户，近期该车是否加装过防盗器或进行过其他维修作业。用户反映，该车购买后不久贴过太阳膜，没有加装过防盗器，仔细检查智能钥匙模块与RF天线之间的线路时，发现副驾驶侧立柱下方插头端子MF51有腐蚀的现象。原来该车在贴太阳膜的时候未做好防水措施，导致端子MF51腐蚀，造成智能钥匙模块与天线RF之间信号传输不良，从而引发无钥匙启动系统失灵。
清理端子MF51，经多次试验各种启动方式正常，故障排除。（文/李俊）
北京现代IX35发动机不易启动
故障现象：一辆2011年产北京现代IX35SUV，在行驶过程中发动机故障指示灯亮，并且发动机加速无力、熄火后发动机不易启动。
故障诊断与排除：用故障诊断仪读取发动机系统的故障代码，结果读出故障码P0605，含义为内部控制模块仅读取记忆（ROM）故障；故障码P2105，含义为失效保护模式（强制停止发动机）。用诊断仪清除故障码，故障码不能被清除。
根据故障码判断，如果电控节气门控制（ETC）系统中出现故障，PCM通过存储器内储存的预定数据控制发动机：如果预测为安全故障，则启动应急操作（失效保护）模式，停止发动机。PCM记录与ETC系统相关的故障码。此故障码仅表示出现与ETC系统相关的故障和发动机处于失效保护模式。
分析故障码的可能原因为：①连接器接触不良；②PCM故障。参照电路图查找与ETC相关的线路，检查后未发现有异常的现象。由于该车为新车行驶里程比较少，线路检查都正常，认为发动机电脑PCM内部问题。更换新的发动机电脑，装车后发现故障码可以被清除了。用原厂诊断仪对新的PCM重新编程后试车，发动机故障指示灯熄灭，不再有熄火的现象，故障排除。（文/李俊）
上海通用别克陆尊ABS系统报警
故障现象：一辆2007年生产的上海通用别克陆尊，装配LZC发动机。用户反映，该车制动防抱死系统报警灯点亮。
故障诊断与排除：维修人员接车后和顾客一起进行试车，发动机启动后制动防抱死系统报警灯并没有点亮。当换挡手柄推入D挡后，车辆起步，制动防抱死系统报警灯立刻点亮报警，且仪表信息屏内显示“SERVICEABSSYSTEM”。连接故障诊断仪，进入制动系统查询，无故障码存储。查看数据流，四个车轮的轮速传感器都能准确反映车速且速度一致、信号稳定。
启动仪式流程篇2
关键词：电气，IEC标准，质量管理，文件管理
1.设计
1.1设计标准
10000t/d熟料水泥生产线是我们设计的第一条万吨级水泥生产线项目，业主也相当重视此工程，专门聘请了国际知名咨询公司DCPL对本项目的设计及现场质量进行控制。针对电气专业，咨询公司参照的是IEC标准(国际电工委员会标准)。因此在设计和工程施工上必须满足上述标准，否则咨询公司不会批准设计图纸。
1.2高压供电系统
高压供电系统采用两路33kV电缆进线至总降，两台2.5MVA33/6.6kV主变压器一次侧采用封闭式电缆进线，二次6.6kV侧采用封闭母线桥与中压进线柜连接。变压器室采用半敞开式，便于变压器的散热，并节省了土建费用。同时变压器一二次侧均采用封闭式接线，避免了由于厂区灰尘多影响变压器瓷瓶、母线的绝缘性能。主变压器采用油浸自然冷却方式(ONAN)，设计时已综合考虑了变压器室的朝向，现布置为东南朝向，仅在上午有2-3h要晒到太阳。当地8月份50℃左右气温为年气温最高月份，日产量持续在额定产量10000t，主变压器油温最高为92℃，设置的变压器油温跳闸值为130℃，在环境酷热的条件下主变压器也无须再采用风冷方式(ONAF)。中压柜采用KYN28中置柜，断路器采用ABBVD4真空断路器。微机综合保护装置采用施耐德Sepam系列，4200kW生料磨磨主电机及5000kW循环风机采用SepamM87电机差动保护装置。
1.3低压供电系统
各电气室电源均由总降引来，电气室配电变压器油采用耐高温油油浸自然冷却方式(ONAN)，变压器室同样采用半敞开式。在8月全线达到产量额定情况下，没有一台变压器因为油温高报警。低压配电柜(MCC马达控制中心)采用抽屉式，便于设备的维护与调试。MCC柜采用3P+PE(3相铜母排+PE铜母排)方式给电动机及其他3相用电负荷(就地控制箱、照明电源、辅助电源)配电，避免了以往工程中零(N线)地(PE线)的混乱状况。照明电源及辅助电源(仪表电源等)采用独立的干式变压器进行配电，避免由于大功率电机启动对照明电源及辅助电源的干扰，同时便于分别考核生产设备与照明设备的电耗。
应急电源考虑有1l00kW的柴油发电机，提供窑辅传、高温风机辅传、蓖冷机高温段3台冷却风机、燃烧器应急风机、照明等应急负荷在全厂停电故障J清况下的应急电源，确保设备安全。在2007年6月一次当地区域变电站故障造成全厂停电，柴油发电机在短时间内启动起来，所有应急设备均运转，在紧急情况下确保了设备的安全。每个电气室PLC柜及中控室DCS操作系统均提供有UPS电源(不间断电源)。每个电气室的照明电源都从不同配电变压器电源引有联络电源，作为本电气室配电变压器故障时的事故照明电源。
1.4控制系统
本项目的DCS(集散控制系统)自动控制系统采用西门子PCS7，CPU采用S7-400，DCS网络采用环网。在中控室设有4个操作站，一个工程师站，两个服务器(双冗余);各电气室设现场站(现场PLC柜)，内设CPU、通讯模块、电源模块、I/O模块。
电机控制采用中控优先方式，所有控制信号进PLC柜(包括现场启/停按钮信号)，设备的启停均由中控控制，这样即使是现场单机启动设备都可以实现设备的保护连锁，中控对设备无论在现场启动还是中控启动的状态都一目了然。采用中控优先方式相关费用会有增加(电缆、模块等费用)，但提高了设备运行的自动化程度。
自动化仪表中的温度、压力变送器、料位计、料位开关均采用西门子系列产品，针对固体料位(配料库、均化库等)采用雷达式料位计，针对液体水位仪(循环水池等)采用超声波式水位仪。预热器气体分析仪采用西克麦哈克产品(两个高温气体分析仪用在烟室及分解炉、两个低温气体分析仪用在C1筒出口)。由于窑三次风管布置在窑筒体正上方，因此窑筒体3个墩子两侧都有钢结构支架，妨碍了窑筒体扫描仪的工作。为了能完整地监视全窑筒体温度，我们采用了两个窑筒体扫描仪相互对三个支架的阴影部分进行补偿，使得操作员在中控室能在没有阴影的情况下观察全窑体表面真实温度，这对于窑的保护相当重要。窑头罩及蓖冷机采用了带温度测量功能的高温工业电视，操作员在中控室监视画面的同时，也能分辨出不同火焰区的温度情况，有利于更好地操控水泥熟料生产。
2.设备安装及调试
电气设备的安装调试包括电气设备的检查安装、电缆敷设及检查连接、相关电气设备试验。电气设备安装根据规范要求进行施工。在设备安装及调试中，我们积极与业主和咨询公司沟通，对于他们在检查现场中提出的各种要求，只要是合理的，我们都会积极响应。
2.1电气设备的检查安装
所有电气设备(高低玉配电柜、变压器、PLC柜等)在安装前均要求进行外观检查，同时作好盘柜(变压器)基础的安装记录，校验基础的水平度及不直度(要求<lmm/m)，然后进行设备安装并作好盘柜(变压器)的安装记录，检查盘柜的垂直度、水平偏差、盘间间隙等。
2.2电统教设及检查连接
现场照明线路主回路基本都采用电缆，只是在主回路至灯具段采用常规的BV电线，这样既使照明线路敷设在桥架中美观，又使线路在高温环境中不易老化。电缆连接至电机及现场控制箱均使用与电缆规格配套的锁紧头，完成对电缆的固定及设备的密封，这样的安装方式比较安全，现场看起来也非常整齐。国内一般未采取这种方式，因此现场对电机接线盒及现场控制箱作了大量改造。
2.3调试
中压柜微机综合保护装置Sepam在以往工程设计中采用过，但没有在现场调试使用过。经过大家对设备及资料的大量研究，工程师熟练掌握了Sepam的保护设定及调试，能够根据设备要求完成各项试验(包括相过流、速断、零序动作的电流试验，变压器保护温度、压力、瓦斯在Sepam上信号校验等)，同时能够根据现场跳闸信息及时分析出故障原因。例如2号生料磨主电机(P=4200kW，Ie=423A)在今年2月由于其他原因更换了电机侧差动保护用电流互感器，此后磨机启动时经常报差动故障跳闸，但只要启动起来后就没有问题。当时根据这个现象对主电机、液体启动柜、电缆均进行了检查，一直没有查出故障原因。后来在查对灰钾叨故障信息记录时发现:差动故障总在启动2-3s时间内报警;故障相不固定，有时A相，有时B相。根据此信息我们判定肯定是更换的电流互感器有问题，检查时果然发现电流互感器的级次在订货时被弄错，造成设备在启动瞬间启动电流在824A左右时电机侧及中压柜侧差动保护用电流互感器磁饱和度不一样，从而产生差动电流。
参考文献：
[1]廖智,刘眉.日产万吨熟料生产线电气自动化系统的配套设计[J].新世纪水泥导报,2007,(03).
[2]严伟文.浅谈我国水泥工业电气自动化[J].科技资讯,2008,(09).
启动仪式流程篇3
【关键词】软起动器;平滑启动;PLC;接触器;断路器
在生产自动化过程中，除了对现场的各种数据参数进行采集和反馈，以及对于各种反馈信号的处理和传送外，其自控过程的安全性也是尤为重要的一部分。而近年来，微电子技术、计算机技术、网络通信技术和数字信息处理技术等日新月异发展的新技术对自动化仪表则产生了深远的影响。
下面就来介绍一下用几种仪器仪表及简单的接线图来完成电机的安全启动。
首先，先介绍几种元器件：
一、软启动器
软启动器（软起动器）一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为SoftStarter。软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。
电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。例如：打石油钻井的泥浆泵系统以及高层建筑、大楼的水泵系统等。系统中的电机需要逐渐启动和停机且不改变频率。而传统的变频器启动电机则需要改变电压的同时也改变频率，因此软启动器弥补了此处的空白。又由于它的价格较变频器贵出很多，结构也简单很多，因此成为了市场上启动电机的主流产品。
二、PLC
PlC又称可编程逻辑控制器它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
1.电源
可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去
2.中央处理单元（CPU）
中央处理单元（CPU）是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
3.存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
4.输入输出接口电路
1）现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。
2）现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
5.功能模块
如计数、定位等功能模块。
6.通信模块
三、断路器
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
四、接触器
接触器广义上是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。在电工学上，因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制（某些型别可达800安培）电路的装置，所以经常运用于电动机做为控制对象o也可用作控制工厂设备p电热器p工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的重要元件之一。图1所示是运用以上的元器件对电机进行的智能控制。
图1
启动仪式流程篇4
【关键词】物联网;变压器;温度控制;STM32F107
前言
电力变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘被破坏，是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，因此，对变压器运行温度的监测、报警和控制是十分重要。由于变压器结构从内到外依次为：铁心、低压绕组和高压绕组，而发热源主要为铁心和低压绕组，外表面的高压绕组由于电流小发热量少，低压绕组电流大发热量大，并且处于内层，不利于散热，所以对变压器的低压绕组温度实时监测十分关键。本文提出的新型的变压器温度控制仪，与传统的变压器温度控制仪相比，采用移动无线通信方式，将温度数据上传到数据中心，运行人员可以实时查看电力变压器实时温度和历史温度，根据分析结果可以调整温度控制仪降温设备预设参数，温控可根据预设的温度定值自动起动变压器降温设备。同时，变压器设计人员可根据运行的历史数据，分析变压器运行特性，为优化变压器设计提供基础数据。
1.温度控制仪的硬件设计
新型物联网温度控制仪主要由嵌入式处理控制模块、温度采集模块、LCD显示模块、键盘设置模块、无线通信模块等组成。温度控制仪通过温度采集模块获得变压器的实时温度，实时上传到数据中心，根据设定的控制方式，进行冷却风机合分闸、超温报警等操作。变压器温度控制仪采用CORTEX-M3ARM处理器为核心，模块化设计，一体化结构，总体结构如图1所示。
图1变压器温度控制仪总体结构
嵌入式处理控制模块的处理器选用STM32F107芯片，该处理器采用CORTEX-M3ARM架构，标准外设包括10个定时器、两个12位AD、两个12位DA、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPI端口和高质量数字音频接口，另外STM32F107拥有全速USB（OTG）接口，两路CAN2.0B接口，以及以太网10/100自适应MAC模块，运行频率最大可达72MHz，可实现硬件除法和单周期乘法，具备快速可嵌套中断功能，内嵌256KBFlash及64KB的SRAM等。STM32F107具备超强的硬件平台和数据处理能力，使整个温度控制仪的智能化设计更加方便，支持的物联网功能更加丰富。
温度采集模块采集预埋在低压绕组中的Pt100热敏电阻温度变化值，并转换成嵌入式处理控制模块可以识别的模拟量信号输出，嵌入式处理控制模块通过AD采样和数据处理，得出相应的变压器温度监测值。LCD显示模块由发光LED和LCD显示屏组成，正常情况下显示三相的温度值和降温设备工作状态等，在设置状态下可以设定各项参数，如冷却风机启停预设温度的设定等。键盘设置模块用于就地温度控制仪数据查询和参数设置等操作。无线通信模块选用紧凑的GSM/GPRS模块SIM900A设计，该模块采用SMT封装，基于STE的单芯片方案，性能强大，可以内置客户应用程序，广泛应用于手持PDA、智能抄表与电力监控等众多方向的应用。
它与嵌入式处理控制模块通过串行通信接口相连，实时上传温度控制仪的各项数据，通过移动网络将数据存储到数据中心，并转发用户通过数据中心下发的各项指令。
2.温度控制仪的软件设计
嵌入式处理控制模块实时采集变压器温度，并根据内置条件或者数据中心下发的指令进行冷却风机合分闸、报警等相关操作，所有操作状态均同时显示在LCD屏上，整个温度控制仪的状态通过无线通信模块与物联网进行相连，主函数流程如图2所示。
图2主函数程序流程图
温度控制仪上电初始化STM32F107内核系统，对芯片一些外设和全局寄存器进行设置，读取存在EEPROM中的配置参数，开始初始化全局变量和超温保护参数，再完成初始化中断和无线通信后，进入主循环，开始执行应用程序任务。温度控制仪软件主要由三个应用程序任务组成：
（1）数据采集测量任务，在此任务中，STM32F107定时启动采样，根据预定的转换系数，实时计算当前变压器的三相温度，扫描开入开出回路，及时跟踪变压器的状态信息;
（2）无线通信任务，STM32F107将采样测量任务中的采集数据结果传递给无线通信模块，无线通信模块通过天线将数据发送到移动网络，上传到数据服务中心;
（3）人机界面处理任务，根据不同的键值进行界面处理，完成参数设置、状态查看等功能。
3.温度控制仪基于物联网的应用
新型变压器温度控制仪是专为电力变压器安全运行设计的一种基于物联网技术的智能远程控制器。温度控制仪监控变压器绕组的温升，能够自动启动冷却风机对绕组进行强迫风冷，并能控制超温报警及超温跳闸输出，以保证变压器运行在安全状态。新型变压器温度控制仪在安装尺寸上和原传统温控仪完全一致，功能上完全兼容传统设备，实现了以下功能：
（1）输入开路及故障自检显示、输出和远传;
（2）冷却风机自动启停输出和远传;
（3）超温报警显示、输出和远传;
（4）超温跳闸显示、输出和远传;
（5）风机手动/自动状态显示和远传;
（6）风机定时启动控制功能;
（7）各种参数本地、远传设置保存，并可以密码保护。
控制仪通过无线移动网络作为通信通道，与物联网数据中心远程通信;数据中心可以采集到各个现场的变压器运行状态、进行数据分析、远程调度、性能优化等等，应用系统框图如图3。
图3应用系统框图
应用本温度控制仪后，用户可以通过在电脑、PAD或手机上安装一个温控仪应用软件，即可实时查看变压器的温度变化，可以根据历史温度曲线和现场的温度数据对变压器温度进行实时控制，同时变压器厂家可根据各变压器的历史数据，判断变压器运行特性，对变压器历史数据进行设计优化，也可以根据变压器的运行时间和运行状态提醒用户做必要的检修。
4.结束语
本文提出一种基于物联网的变压器温度控制仪，通过无线通信模块与数据中心服务器之间通信，实时远程监测和控制变压器的绕组温度及降温设备工作状态;变压器的温度数据实时存储到数据中心的数据库，通过物联网技术实现数据共享，为用户实时监控和维护提供技术手段，同时为厂家设计和改进提供基础数据。本文提出的变压器温度控制仪智能化高，提高了所控制的变压器的可靠性，克服了现变压器温度控制仪不能远程值守、远程操动、无历史数据的缺点，解决了偏远地区无人值守变压器的远程监控问题，具有实用价值。
参考文献
[1]周理，周芝峰.电力变压器的温度保护及探讨[J].煤矿机械，2010，31（10）：189-191.
[2]张强，姚寿广，马哲树.干式变压器绕组温度场的数值计算与分析[J].华东船舶工业学院学报，2005，19（3）：82-83.
[3]张海燕，储晨昀，李元媛.变压器温度场的有限元分析[J].变压器，2011，48（3）：80-83.
[4]冯建勤，康国平，陈志武，郑安平.干式变压器温度保护研究[J].电子设计工程，2012，20.
启动仪式流程篇5
关键词：双通道；舰船信号；信号发生仪；16位精度
中图分类号：TN957.51?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）05?0072?05
0引言
舰艇在海面上会受到风浪的作用而产生摇摆运动。雷达天线随同舰艇摇摆，就会使雷达波束偏离目标，降低作用距离，加大测量误差，甚至会丢失目标，因此在工程实践中，必须设法稳定雷达天线的波束。
舰载雷达天线波束的稳定方法大致分为机械稳定、电气补偿或两者相结合。常见的舰载雷达的机械稳定平台系统是由以舰船艏艉方向为轴向的横摇轴和在水平面上与之垂直的舰左右舷方向为轴向的纵摇轴叠加组成，加上方位轴，形成一个三轴系统。
在雷达装舰后，由平台罗经为雷达提供横摇轴和纵摇轴的角度信号。而在雷达装舰前的生产、调试和各项试验中，各型雷达稳定平台均需要1台替代平台罗经的设备作为信号源，才能进入工作状态。同时在调试中同时还需要提供航向（原由导航提供）、航速（原由计程仪提供）两种对外接口信号。随着技术改造对雷达精度要求的提高，平台罗经、导航等设备从14位精度单通道信号升级了16位精度双通道信号，相应的雷达也将接收模块升级为16位精度双通道。因此，原先的单通道舰船信号发生器已经无法满足需求，于是，设计研制多路输出多功能的双通道信号发生器的任务迫在眉睫。
1总体设计
1.1设计要求
双通道舰船信号发生仪在科研生产中的作用如图1所示。
雷达伺服分机在工作状态需要平台罗经提供舰船摇摆信号，导航提供航向信号，计程仪提供航速信号，而这些对外接口信号只有在全舰所有系统联调时才能提供。因此在内部设备调试阶段中，需要由双通道舰船信号发生仪来模拟这些对外接口信号。天线稳定转台对摇摆信号进行跟踪，测试系统能够定量测试稳定平台跟踪精度，并与相关考核指标比对。航向信号和航速信号也需要比对输入信号与解算出的显示值进行验证，也有相关精度要求。
该仪表的设计要求如下：能够模拟自整角机，产生纵摇、横摇、航向三路双通道模拟信号（16位有效数字量）以及航速一路单通道模拟信号（13位有效数字量），便于相关产品的调试使用；要求纵、横摇摇摆信号周期1～99s可调、幅值0°～180°可调，具备暂停、复位功能；航向能0°～360°连续变化，具备暂停在任一所需角度并保持稳定输出的功能；航速能连续变化，0～55节，具备稳定在某一航速并保持稳定输出；所有参数的设定、实时数据通过LCD液晶屏显示；
根据以上设计要求和指标，可以绘制出系统需求的基本功能框图，如图2所示。
工程实践中舰船信号的传输方式一般是三相自整角信号。双通道舰船信号发生仪主要作用在于产生纵横摇信号。纵横摇信号一般近似正弦信号，根据不同的海况，常见的周期幅值有纵摇3°，周期5s和横摇10°，周期9.5s等等。对于正弦信号发生器，一般有函数发生器、单片机、PC/104、DDS相位叠加合成波形等几种实现方式。其中前两种方案缺陷较多，技术相对落后，无法满足本次项目的需求，先予以排除。由于本项目需要产生的正弦波波形频率相当低，对精度要求却较高，最后一种方案却更适合高频率信号发生器的方案。对于接口输出方面，PC/104方案易于实现数字信号和自整角信号的直接输出转换。另外PC/104方案广泛应用在各型装备中，软硬件功能实现相对成熟，因此决定采用PC/104嵌入式开发来实现本仪表的研制。
1.2功能分解
双通道舰船运动信号发生器是一个软硬件相结合的系统，系统主要需要完成的任务是产生正弦信号数字量以及将其转换为模拟量输出。按功能大致可以分为信号发生模块、数模转换模块、配电模块、显示模块和其他部分五个部分。
在信号发生模块部分，纵摇横摇信号由PC/104根据设定值实时运算产生，分时输出至双通道数模转换器即可实现数字量到模拟量的转换。对于航向，提供固定值输出和航向匀速增大两种输出形式，输出至双通道数模转换器。对于航速，PC/104提供固定值输出，输出至单通道数模转换器。
数模转换模块由3块双通道数模转换器和1块单通道数模转换器组成，可以将数字信号直接转换成自整角信号输出，输出幅值0～90V，无需外接放大器。
配电模块方面，由于本系统各器件需要提供的电平信号种类众多，对输入电平稳定性要求又比较高，下文将详细叙述。
显示模块PC/104一体化解决方案中推荐的6.4寸64×480分辨率显示屏。5V电平，PC/104内置显卡直接驱动，无需其他电路辅助。
其他部分包括仪表结构、散热、接插件等等，仪表机箱采用外购定制，其他尽可能采用现有元器件配件，并委托结构工艺及车间电装人员辅助完成相关设计安装工作。
2硬件设计
2.1主要元器件
本仪表拟采用的SCM/SPT2E（PC/104模块）是一款“all?in?one”模块。它在板集成了10/100Base?T以太网接口和高性能图形处理器。采用X86兼容处理器，运行速度300MHz，在板内存支持最大128MHz，3.3VSDRAM。图形处理器可支持各种LCD和TFT显示屏，1M显存。同时在板支持PS/2键盘、PS/2鼠标、IDE接口、Floppy接口、两个串口一个并口、USB接口以及看门狗。
数模转换器SZZ双速系列数字?同步转换器是杰瑞公司生产的一种高精度的同步模拟输出装置，该系列转换器输入数字角度量为16～19位自然并行二进制数码，兼容TTL/CMOS电平：输入参考信号为400Hz频率的正弦波；输出轴角模拟信号为粗、精双路同步信号。
在电源模块选型阶段，调研过同类仪表所用方案，一般采用开关电源进行AC?DC转换，特点是小型、轻量和高效率。然而在本仪表的应用中，由于输入端电压特殊（400Hz），输出端电平种类多样且电流大，对输出波形要求高要求电流稳定纹波小，仪表本身工作环境严苛。完全没有符合条件的市售成品，因此排除了使用开关电源的方案。相比而言，线性电源的主要特点为线技术成熟，定制成本较低，高稳定度，纹波小，工作环境温度宽等特点几乎完全是为本仪表量身定做，因此采用朝阳公司的4NIC?X定制型线性整流电源线性电源方案。
FPGA芯片采用XC2S100EPQ208，这是Xilinx公司的一款100万门的FPGA，有208个引脚，核心电压3.3V，参考电压1.8V，用于信号处理电路。
2.2信号发生与处理电路
信号发生与处理电路是一块四层印制板，安装在机箱前部的上层。四层PCB的正面与背面走信号线，中间层分别为电源和地线层，信号与供电分离，保证信号不受干扰。
本仪表的核心器件选用盛博公司的SCM/SPT2E型PC/104，系统核心模块对外接口通过大量的跳线进行连接，包括显示、键盘输入、串口、USB口。根据器件手册，这些跳线定义见表1。
J8口通过一个扁平电缆与机箱前面板上的液晶显示屏连接。另外从线性整流电源提供一路5V送给液晶屏的逆变器，作为液晶屏的电源驱动。液晶屏采用的是盛博公司的台湾元太屏PD064VT5N1，该液晶屏与盛博公司的PC/104完美匹配，使用中无需配置。J2口提供了一个集成了喇叭、复位键、键盘、鼠标四种功能的连接线，提供输入输出功能。J3和J13分别通过随机电缆连接到机箱后面板，为本仪表提供预留的串口输出和USB输出功能。
在印制板上设计了大量的发光二极管，用于仪表调试阶段逐位分别显示纵摇、横摇、航向、航速的数字信号，并且方便观察变化规律。由于PC/104的数据位输出驱动能力有限，因此需要将每一路数据输出到FPGA中转锁存。同时，负责处理仪表的众多旋钮和按钮的按键响应以及与PC/104的交互也需要FPGA分担一部分工作。
纵摇、横摇、航向、航速四路信号分别使用一块FPGA芯片，其中航向的FPGA芯片还负责与PC/104通信以及采集前面板按键信息。由于FPGA本身特性是掉电后配置文件和程序会丢失，因此每块FPGA需要配备一块对应的加载芯片，以在重新上电时为FPGA加载配置文件和程序。
2.3数/模转换电路
数/模转换电路板设计为4层印制板，安装在机箱前部的下层，在信号发生与处理电路板下方。在信号发生电路产生纵摇、横摇、航向、航速数字信号后，通过数据排线输出到数/模转换电路，由3块17位双通道数字?自整角信号转换器，1块14位单通道数字?自整角信号转换器分别进行数/模转换，并以三相自整角信号形式输出。
以纵摇信号为例，首先对17SZZ349B?S36转换器的EN脚置高电平，该转换器即开始工作。从PC/104产生的16位数字信号经FPGA锁存后送至转换器的1～16脚（17脚无数据，始终置0），转换器实时将数字信号转换成精粗双通道自整角信号，由FS1/FS2/FS3输出精通道数据，CS1/CS2/CS3输出粗通道数据，送至DB25插头上，经连接电缆送至机箱后面板输出。
航速数/模转换电路采用的是14SZZ349B单通道转换器，航速数据只有单通道，S1/S2/S3送到机箱后面板的XS4输出。
2.4配电部分
双通道舰船信号发生仪的配电部分由我单位自制的变压器和从朝阳公司定制的4NIC?X线性整流电源两部分组成。整个仪表需要供电的模块包括信号发生与处理电路、数/模转换电路、液晶显示屏、散热风扇。除数模转换电路上所需的400Hz，115V交流电由变压器输出端提供外，其他的直流电均由线性整流电源提供输出，各路输出去向列表见表2。
3软件设计
3.1设计要求
设计双通道舰船信号发生仪的软件，要求能在液晶屏上显示菜单界面，实现纵摇、横摇、航向、航速分路输出（可以独立输出也可以同时输出）：纵横摇设定周期和幅值后，具备启动、暂停和复位功能；航向的输出提供固定值输出和顺时针匀速转动两种方式，匀速转动时具备启动、暂停和回零功能；航速的输出提供固定值输出和匀速提速两种方式，匀速提速时具备启动、暂停和回零功能。
3.2开发环境
信号发生程序由PC/104编译执行。盛博SCM/SPT2E型PC/104板载一片64M的固态电子盘，最大可以扩充到1G容量。它可以安装操作系统，使得PC/104无需挂接驱动器即可启动工作。该固态电子盘预装了MS?DOS6.22，内置BorlandC3.1。该开发环境相当成熟，已应用多年。程序使用C语言编写。
信号处理程序在FPGA中执行，使用VHDL语言编写，编辑和编译的环境是Xilinx公司推荐的ISE7.0程序。
3.3舰船信号发生程序
分析信号发生程序的设计需求，纵摇、横摇、航向、航速四路信号产生在原理上类似，代码复用率很高；在功能上又相互独立，适合采用模块化设计的方法来简化设计。
程序的大致流程如下：首先采集纵摇、横摇、航向、航速设定值（未设定的默认为零），随后监视按键（键盘）指令输入，根据按键指令调用纵摇发生子程序、横摇发生子程序、航向发生子程序或是航速发生子程序的相应功能；然后统一将各子程序产生的数据送信号处理电路以及送液晶屏显示。根据设计思路，画出流程示意图如图3所示。
以纵摇信号产生子程序为例。首先，判断纵摇是否启动。启动键按下后，向数/模转换电路的纵摇输出数/模转换器的EN位输出高电平。检测到暂停键被按下时，输出锁存并保持。在暂停状态下，检测到复位键被按下时，将输出置零，并等待启动信号。在暂停状态下，检测到退出键被按下，向数/模转换电路的纵摇输出数/模转换器的EN位输出低电平，然后退出纵摇子程序。非暂停状态下屏蔽复位信号和退出信号。根据以上设计，画出纵摇子程序系统框图如图4所示。
航向发生子程序首先获取初始航向设定值，向数/模转换电路的航向输出数/模转换器的EN位输出高电平。然后，按设定值输出并保持。检测到启动键按下时，航向按照每秒10°的速度匀速增大，到360°归零并继续循环。检测到暂停键被按下时，输出锁存并保持。在暂停状态下，检测到复位键被按下时，将输出置为设定值，并等待启动信号。
在暂停状态下，检测到退出键被按下，向数/模转换电路的纵摇输出数模转换器的EN位输出低电平，然后退出航向子程序。非暂停状态下屏蔽复位信号和退出信号。根据以上设计，画出航向子程序系统框图如图5所示。
航速发生子程序与航向类似。不同之处在于检测到启动键按下时，航速按照5节/s的速度匀速增大，最大值为55节，到55节归零并继续循环。
PC/104的中断控制由两片8259A芯片级联，构成16级的向量优先级中断系统。在本仪表中，由于PC/104的数据线只有16位，而纵摇、横摇、航向每路数据都有16位，航速数据有14位，不可能实现同时并行输出。同时需要监视按键信号，读取外部数据，因此必须利用中断服务程序，配合使能中断和关断中断的函数，来实现信号的分时输出。
3.4信号处理程序
在本仪表中，信号处理模块中的FPGA起着承上启下，沟通内外信号的重要作用。它负责监听前面板按键信号，实时传送给PC/104，而PC/104实时产生的大量数据也必须送到FPGA，进行分配后分两路，一路送数/模转换电路进行D/A转换成最终的自整角输出信号，一路送到印制板的发光二极管，以便于调试时自检数据输出的正确性。根据以上要求，FPGA输入输出信号流程图如图6所示，FPGA程序的系统框图如图7所示。
4结语
本研制项目采用PC/104嵌入式设计双通道舰船信号的发生，用自整角数/模转换器实现了数/模转换与信号放大输出舰船信号，完全满足设计要求，完成了双通道舰船信号发生仪的设计开发，及时填补了科研生产实践在该领域的空白，并已投入使用。该仪表具有使用方便、操作简单、显示清晰明了、输出稳定可靠等优点，在工程实践中应用表现良好。此外，本仪表硬件电路不复杂，硬件性能留有大量裕度，软件程序模块化编写，便于后期进一步开发，增加功能，提高仪表性能和适用性。
参考文献
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[2]林海峰，杨延双.基于FPGA的正弦信号发生器的设计与实现[J].高校理科研究，2008（5）：83?84.
[3]李旭，刘学伟，史彦斌，等.基于PC/104和CPLD的多路自整角信号发生器设计[J].科学技术与工程，2009，9（15）：4516?4518.
[4]陶春荣，陈施华.舰船摇摆状态模拟系统[J].雷达与对抗，2007（4）：61?67.
启动仪式流程篇6
2014年1月10日，广州亚洲国际游艇城・莲花山国际游艇会（以下简称亚洲国际游艇城）启动仪式暨2014中国（广州）国际游艇、房车、直升机及航空运动博览会（以下简称广州“海陆空盛筵”）新闻会于广州番禺莲花山亚洲国际游艇城隆重召开。此次活动组委会邀请了业界领导、各界媒体、相关经营商、国内外名流等1000余人共同莅临见证。活动现场，主办方就2014广州“海陆空盛筵”的筹备等情况向社会各界进行，同期还举行了亚洲国际游艇城的启动揭牌仪式和签约仪式、广东省游艇行业协会会员大会暨广东游艇产业发展交流会。
会上，广东省游艇协会会长武田先生作了重要发言，他对亚洲国际游艇城的启动给予了高度肯定，并指出亚洲国际游艇城将与“海陆空盛筵”一起为业内提供商贸展示平台、信息交流平台、售后保修服务平台，成为广东省包括游艇业、房车业、直升机业、奢侈品业在内的高端休闲产业提供的行业基础和发展动力。亚洲国际游艇城领导朱灿镳先生也发言对到场来宾表示欢迎，并对亚洲国际游艇城的基本服务项目内容、服务宗旨等进行了介绍。“海陆空盛筵”组委会代表王照云先生就目前博览会招展、招商状况及筹办进度做了报告，太阳鸟游艇股份有限公司黄爱民先生、中航通用飞机有限公司沙长安先生、广东省房车协会会长梁国惠先生均发言对亚洲国际游艇城的启动表示祝贺，并表示对亚洲国际游艇城和此次博览会寄予极大期望和信心。
现场亚洲国际游艇城还与入驻的各国内外游艇、房车、航空企业进行了签约仪式，并进行了游艇城的启动揭牌仪式，正式标志亚洲国际游艇城全新启动。本次广东省游艇行业协会会员大会暨广东省游艇产业发展交流会也是广东省游艇行业的一次盛会，为此次博览会预热。协会执行会长王照云先生就2013年度协会的工作总结及2014年工作思路进行了报告，各与会代表共同审议了工作报告，并对下一年度的工作提出了建议。最后，协会会长武田先生做了最后总结，并对2014年广东省游艇行业协会的工作寄予美好期望。此外，活动主办方还为到场的所有嘉宾及市民准备了一场涵盖篝火、音乐、游艇、房车、私人飞机、豪华跑车等多个亮点的露营狂欢夜，让在场所有参与者领略到了游艇、房车露营、直升飞机等高端休闲方式的无敌魅力和亚洲国际游艇城的宜人风貌。
此次亚洲国际游艇城启动仪式及2014广州“海陆空盛筵”新闻会即将开启广东省游艇、房车、直升机行业快速发展的新阶段，绝对是行业发展历程中具有里程碑意义的大事件。
