关键词：问题分析 Proteus 流水灯控制电路
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00
1专业课程教学过程中存在的问题分析
众所周知，《模拟电路》、《数字电路》、《单片机原理》等课程是电子信息、自动化和机电类专业的重要专业课程，这些课程都具有理论知识体系严谨、抽象和逻辑性强的特点，在教学过程中普遍存在的问题是：老师抱怨学生难教，学生认为课程难学、难理解，抱怨理论知识枯燥乏味，听不懂，这样就形成了一个恶性循环。出现这种恶性循环的原因分析如下：（1）从传统的由教师讲授、板书、学生做笔记的教学模式，到多媒体课件演示教学模式的转变，教学效果有了逐步的改善，但手、脑、口并用的追求却得不到学生的配合，学生自主参与性不高。（2）课堂教学与实践教学分离，老师先在课堂上讲完理论知识，然后再到实验室做一些验证性的实验，这样既达不到锻炼学生实际动手能力的效果，又使学生缺乏感性认识，致使教学效果较差。（3）实验条件有限。除了机房，相同功用的实验室一般只有一间，远远无法满足实际的教学需求。（4）实验设备投资、损耗大，易过时、滞后、使用率低。电子技术的发展日新月异，与一般实验室相比，设备使用周期较短，无法保证及时更新；实验仪器设备损耗、损坏、烧毁严重，无形中增加教师的工作量。基于以上因素，最终导致的结果是：在有限的教学时间中达不到较好的教学效果，同时学生在课外几乎没有自己做实验的机会，致使缺乏学习的积极性和主动性，日积月累就对专业课程的学习没了兴趣，厌学情绪加重。那么，有没有较好的解决办法呢？实践证明，在教学过程中引用仿真软件是非常有效的方法，而Proteus软件凭借自身的特点在教学过程中得到了普遍的应用。Proteus软件很好地解决了硬件电路设计和软件调试的问题，具有设计开发周期短的特点，节省时间的同时减少了反复进行硬件接线造成的元器件损坏的问题，学生可以自主地进行软硬件模拟，很容易实现教、学、做一体化，极大地激发了学生的学习兴趣和成就感。
2 Proteus仿真软件概述
Proteus仿真软件由英国Labcenter Electronics公司开发，是一款先进的EDA工具软件，具有如下特点：包含ISIS.EXE（电路原理图设计、电路原理仿真）和ARES.EXE（印刷电路版设计）两个主要程序，可以实现对分立元件的仿真，对电路原理的仿真和对多种带CPU的可编程逻辑器件的仿真，不仅可以完成电路分析、模拟电路、数字电路等课程的实验仿真，还可以完成单片机与接口等综合系统的仿真实验。此外，Proteus电路原理图设计中，电路激励源、虚拟仪器（示波器、信号源等）、图表以及探针一起出现在电路中，能够帮助完成电路的仿真和测试，便于电路的分析和修改。
3 Proteus仿真软件在教学中的应用
《单片机原理与应用》课程在电子类专业课程中起着举足轻重的作用，但因概念及理论较为抽象，程序设计较难理解和掌握，想要教好和学好这门课就存在着较大的困难。因此，在教学过程中，借助Proteus软件完成从硬件电路原理图、代码调试到单片机与电路的协调仿真，使学生对单片机的工作原理和应用有比较直观的感受和认识，进而帮助他们理解所学的知识。采用PROTEUS软件，既可以提高学生的学习兴趣，又可以有效的改善教学效果。下面以流水灯控制电路的设计为例，来说明Proteus仿真软件在教学中发挥的巨大作用。
3.1电路原理图绘制与设计
设计流水灯控制电路之前，首先需要在Proteus软件中绘出电路原理图。Proteus为我们提供了丰富的元件库。用鼠标左键单击模式选择工具栏中的按钮，在元器件选择模式中单击按钮，在弹出的窗口中输入所需元件的关键字，选择好需要的元件后单击“OK”即可将元件添加到元器件列表中。按照同样的方法将电路中需要的所有元件添加到元器件列表。在流水灯控制电路中，我们需要依次选择AT89C51、10KΩ电阻、220Ω电阻、30pF电容、CRYSTAL晶振和LED发光二极管。之后采用合理的布局方式将所有元件放置到电路编辑区，并通过点击鼠标左键来连接电路中的所有元件，连接好电路，如图1所示。
3.2创建.ASM文件
绘制好电路原理图之后，还需要创建.ASM文件，完成电路的软件控制。点击SOURCE菜单栏，选择Add/Remove source files 命令，创建lsd.ASM文件，在Source Editor窗口中编写源程序，如图2所示。
3.3源程序的编译和调试
选择Source菜单栏中Build All选项进行源程序的编译。如程序中存在错误，编译器将给出提示，检查源程序并进行修改，直至编译通过，显示无错误。
3.4电路仿真
完成程序的编译和调试之后，进行电路的模拟仿真。点击Debug菜单栏中Start/Restart Debugging按钮，开始进行仿真。图1所示电路中8个LED发光二极管循环点亮，即完成流水灯控制电路的设计。
3.5能力拓展
完成控制电路的设计之后，还可以进行能力拓展，进一步加深对所学内容的理解。要求学生在原电路的基础上进行改进，使LED灯一次点亮的时间延长以及改变LED流水灯循环点亮的方向。
可见，将Proteus软件引入到教学中，可以在课堂上完成从理论到电路原理图设计再到仿真的一整套完整的验证过程，同时可以让学生更加直观的看到硬件电路的组成、程序设计的执行以及设计结果的验证等过程。这对于培养学生将抽象的理论知识转变为感性认识，提高实践动手能力和创新思维能力都有着积极的促进作用。此外，还可以有效的缓解学校实验实训设备件不足的问题，同时对优化教学资源、降低教学成本、提高教学效率同样也具有积极的作用。
4结语
在不同课程的实际教学过程中，通过引入Proteus软件的仿真，有效地延伸了实验时间、实验内容和实验场所，激发了学生的学习兴趣，使学生能够更加深刻的理解理论知识，对提高教学质量起到了很好的促进作用。同时，Proteus软件操作简单，容易上手，没有元器件的损耗问题，学生可以结合自身的特点和需要进行电路设计，进而锻炼解决实际工程问题的能力。将Proteus仿真引入电子类专业课程的课堂教学后，实现了实验室与课堂的有机结合，很多重点、难点可以通过仿真试验得到解决。实践证明，Proteus仿真软件是学生学与用、理论与实践相结合的优秀平台，实现了软硬件的良好统一，可操作性强，充分调动了学生的学习兴趣和积极性，激发了学生对知识和技能的探究欲。
参考文献
[1]朱月秀.单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2012.8.
[2]杨恢先，黄辉先.单片机原理及应用[M].北京：人民邮电出版社，2006.10.
关键词：单片机；交流阻抗特性；等效电路参数
中图分类号：TP216 文献标识码 A 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT
Design of Equivalent Circuit Parameter Analyzer for
Two Port Passive Circuit
TANG Zhengming1 ， ZHANG Sanmei2 ， Zeng Jing1
（1 School of Electronic Information and Engineering， China West Normal University， Nanchong Sichuan 637009，China；
2 Experiment Center， China West Normal University， Nanchong Sichuan 637009， China）
Abstract： Equivalent circuit parameter is very important for the process of circuit analysis and design. Based on the refined numerical algorithm of AC impedance， a digital equivalent circuit parameter analyzer is designed. In this system， MCU is used to control frequency synthesizer to generate excitation signal. By adjusting the capacitance and current trends ， the load impedance characteristic is determined. Finally， the AC impedance and equivalent circuit parameter are displayed， which can be obtained under different operating frequency.
Keywords： MCU； AC Impedance Characteristics； Equivalent Circuit Parameters
0引 言
电路交流阻抗随信号源的频率变化，其具体表现为一定电阻R、电容C和电感L的串联、并联或混联在给定信号频率下所得到的等效阻抗。频率相对较高时，电路还可能产生相对较大的寄生电容、电感，从而出现寄生阻抗。如何快捷准确地获取电路在不同工作频率下的等效电路参数，对电路的分析与设计来说有着特殊重要的现实意义[1]。
已有的交流参数测试仪，其测量对象主要锁定在对交流电路频率、有效值、功率，或者单个元件阻值、电感量、电容量的测试，而对交流阻抗的智能化测量的探讨研究仍旧较少，且未曾涉及到负载为黑盒子电路（其可能为RLC元件，某用电器或电路模块，以下统称为负载电路）的等效参数测量[2-6]。本设计所实现的电路交流等效电参数分析仪的核心即为交流阻抗特性分析，通过采用单片机产生激励信号，能分析出给定工作频率下负载电路的交流阻抗特性，并进一步得到其等效电路参数。
1硬件电路
系统原理框图如图1所示。主要电路模块包括单片机（MCU）、放大电路、整流滤波电路、含双可调电容的RC振荡器等[7-8]。
图1 等效电参数分析仪原理图
Fig.1 Schematic diagram of equivalent circuit parameter analyzer
MCU的型号为MSP430F169。放大电路用于将采集到的弱信号放大，再送入整流滤波电路，便于单片机（MCU）接收识别，放大电路型号为AD620。整流滤波电路，用于将采样信号转化为单向脉动波并滤除附带产生的杂波信号，使有用信号免受干扰，易于下一级电路的操作处理。可变电容C结合555定时电路模块构成RC振荡器，所产生的信号频率送入单片机识别，进而确定出接入电路的电容值。其中，可调电容C与电路的连接通过开关控制，该可调电容C为特制的双可调电容（构成RC振荡器的电容与接入测量电路的电容相同，并由同一旋钮控制调节），这样，可在隔离电路影响的情况下，获得接入电路电容的精确值。 为定值电阻，主要起限流作用，如当电路串联谐振时，使电路电流不至于过大，损坏仪器。 为采样电阻，为小阻值锰铜电阻，用于将负载电流转换为电压信号，再送入放大电路。 为负载电路。
2算法设计
根据有效值、功率因素的计算结果[9]，可得到电路总阻抗
（1）
其中， 、 、 分别表示电路电压有效值、电流有效值、功率因素。 的正负与负载的特性有关，若负载为非电容性；则 ，若负载为非电感性则 。令 ，则有
（2）
系统采用调节可变电容C并结合单片机采集到的电流大小变化情况的方法，确定（2）中的正负符号，即实现负载阻抗特性的判定。由于可调电容与被测负载并联，设被测负载的电导和电纳分别为 和 ， 可调电容电纳为 ，其等效电路如图2所示。
图2 阻抗特性的判断原理图
Fig.2 Schematic diagram for the judgement of impedance characteristic当端电压有效值恒定时，电流有效值
（3）
即： （4）
可见，当 与 同号，即被测负载为电容性时，电容增大，电流 单调上升；而当 与 异号，即被测负载为电感性负载时，电容增大，电流 将先减小而后增大。因此，单片机可根据电容调节过程中采集到电流变化情况，判断出负载的阻抗特性。在此基础上，设负载 的等效阻抗为 ，由于测量电路为可调电容C与负载 并联，然后再与定值电阻 串联，根据电路串并联关系，则有：
（5）
联立（1）-（2）和（5），在已判断得到负载的特性的情况下，便可以解出 中的电阻R和电抗X。结合频率值即可得
（6）
（7）
因此，对于给定负载（如某单元电路），该测试仪能够获得给定工作频率下的交流等效电路参数，便于电路的分析与设计。
3 系统测试
系统设计完成后，通过键盘设定激励信号幅值和频率，调节电容旋钮，即可读出负载的等效电路参数。首先测试并选取了三个R、L、C电路元件，其参数值分别为10，10mH，1uF。再将电路元件安插在万用板上，借助万用板连接线使其形成简单的串联电路和并联电路，并同时具有典型的二端口结构，然后分别测试了信号频率为1KHz时，负载的等效电路参数。用 Idealization（I）和Test （T）分别表示理论值和测量值，结果如表1所示。
表1 测试结果
Tab.1 Test results
电阻（） 电感（mH） 电容（uF） 串联（；uF） 并联（，mH）
I T I T I T I T I T
10 10.02 10 10.33 1 0.97 10 ； 1.65 9.97；1.59 9.91；0.15 10.04；0.23
测量 结果表明，在1KHz频率下，所搭建的串联电路具有阻容特性，而并联电路具有阻感特性。等效电路参数测量结果与理论值存在一定差异的可能原因主要在于：除工艺等因素外，导线等所引入的分布阻抗。
4 结束语
本文设计了一种电路交流等效电参数分析仪，可用于完成无源二端口电路的等效电参数测量。在测量交流等效参数时（特别在用作RLC测试仪的情况下），若测量频率较高，分布参数影响将较为显著，对低标称值元件的测量尤为不利。如何减小分布参数对测量结果的影响，还有待进一步研究。
参考文献：
[1]陈鹏，李固，边雁，等.采用RLC激励的EMAT圆柱探头设计参数分析[J].传感器与微系统2012，31（2）：77-80. 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT
[2]王秀霞 电阻电容电感测试仪的设计与制作[J].电子技术，2012，30（2）：47-49.
[3]任斌， 余成， 陈卫等.基于频率法和 MCU 的智能 RLC测量仪研制[J].微计算机信息，2007，23（10）：129-130.
[4]陈小桥，黄恩民，张雪滨，等.基于单片机与 AD9851 的信号发生器[J].实验室研究与探索2011，30（8）：98-102.
引言
不论社会经济如何飞速，对于电机的控制在人们正常生活和生产中起着重要的作用。一旦缺少了电机的控制，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对电机控制系统提出了更高的要求，需要满足及时、准确、安全等特性。如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。
目前的单片机广泛的应用在很多的场合，在以下的民用电子产品、计算机系统、智能仪表、工业控制、网络与通信的智能接口、军工领域、办公自动化等领域有广泛的应用。本次的电机控制系统设计使用单片机控制电路实现对电机的控制。
本文采用AT89C51单片机作为硬件核心实现对电机进行控制，通过采集电路采集电机的速度信息，并与设定的速度进行比较，产生偏差信号，偏差信号通过PID调节器调节电机转速，保证电机的恒转速运行。
AT89C51单片机温度测控仪采用Atmel公司的AT89C51单片机，采用双列直插封装（DIP），有40个引脚。该单片机采用Atmel公司的高密度非易失性存储技术制造，与美国Intel公司生产的MCS—51系列单片机的指令和引脚设置兼容。其主要特征如下：8位CPU；内置4K字节可重复编程Flash，可重复擦写1000次；完全静态操作：0Hz～24Hz，可输出时钟信号；三级加密程序存储器；128B×8的片内数据存储器（RAM）；32根可编程I/O线；2个16位定时/计数器；中断系统有6个中断源，可编为两个优先级；一个全双工可编程串行通道；可编程串行UART通道；具有两种节能模式：闲置模式和掉电模式。
1电机控制系统的硬件设计
对于电机的整流电路在实际的应用过程中已经非常成熟，因此可以参考相关的电机设计资料，在本论文中就不做相应的赘述。
1.1功率驱动模块
功率驱动模块是电机控制系统的一个重要组成部分，在本文的电机控制系统中，采用的是IR公司的IRAMS10UP60A，这款集成电路具有硬件电路简单，并且稳定性和安全性、可靠性高等特点。在这款电路中具有自举电路和过温过流保护，这样能够保证闭环速度控制系统的功能。
1.2检测电路
在本篇论文中采用的是无刷直流电机自带的霍尔元件式的位置传感器，霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔元件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。采用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达-55℃～150℃。
通过遮光盘的齿部的遮挡与不遮挡，使霍尔元件产生高、低电平信号，从而提供了电动机的转子位置信息。当电机转轴逆时针转动时，遮光盘的齿部进入霍尔传感器定子内，此时由于永磁块的磁力线被齿部所短路，磁力线不穿越霍尔元件，霍尔元件输出为“1”（高电平）；当齿部离开时，磁力线穿越霍尔元件，霍尔元件输出为“0”（低电平），这样，根据这三个霍尔元件的输出状态，就可以准确地确定转子的磁极位置。
1.3电流采样设计
2电机控制系统软件设计
3结论
随着性能高的微处理器的出现，采用高性能的处理器可以简化系统的设计，同时还能够提高系统的安全性、可靠性。根据这种方法设计的电机控制系统与传统的电机控制系统相比较在成本上具有很大的优势。本文利用ATMEL公司的AT89C51的单片机，设计出了相应的硬件和软件系统，在系统的软件设计中，采用了模块化的设计思想，并给出了相应的设计流程，这种芯片式的电机控制系统设计，简化了设计的时间，降低了开发成本，能够很好的实现系统的功能。
参考文献：
[1]白雷石，杨华.基于DSP的无刷直流电动机控制系统[J].电气传动自动化，2012（2）.
【关键词】模拟电路 故障诊断 估计法
模拟电路故障诊断是电路分析理论中的一个前沿领域。它既不同于电路分析，也不属于电路综合的范畴。模拟电路故障诊断所研究的内容是当电路的拓扑结构已知，并在一定的电路激励下知道一部分电路的响应，求电路的参数，他是近代电路理论中新兴的第三个分支。但由于模拟电路中未发生故障的正常元件存在容差，其参数并不恰好等于额定值，而有一定的分散性，这给电路分析带来一定的模糊性。而且模拟电路常含有非线性元件，他的性能不仅因本身故障而改变，而且其他元件故障引起他的工作点移动时，也将造成其性能变化。因此模拟电路故障诊断的理论还不是十分成熟。
模拟电路发生了故障，就不能达到设计时所规定的功能和指标，这种电路称为故障电路。故障诊断就是要对电路进行一定的测试，从测试结果分析出故障。一般来讲，模拟电路故障诊断的方法可以分为估计法，测试前模拟法和测试后模拟法三大类。本文将对其中的估计法展开讨论。
估计法是一种近似法，这类方法一般只需较少的测量数据，采用一定的估计技术，估计出最可能发生故障的元件。这类方法又可分为确定法和概率法。确定法依据被测电路或系统的解析关系来判断最可能的故障元件，概率法是依据统计学原理决定电路或系统中各元件发生故障的概率，从而判断出最可能的故障元件。本文重点介绍确定法中的最小平方判据法。 最小平方判据法又分为结合判据法和迭代法。
1. 结合判据法：
设模拟电路含有m个不同的参数，对电路进行测量，得到m个不同的特性测量值，且m<n。令xi (i=1,2,3,4……n)表示参数值，yj(j=1,2 3…,m)表示特性计算值，因为如果电路的拓扑结构已知，则参数和特性之间存在一个确定的解析关系，所以y¬j=fj(x1,x2,….xn)。特性参数的测量值用gj(j=1,2,3…,m);如果实际所用的各参数值为实际值，同时测量不存在误差，则gj=yj, 即特性偏差为零，其中yj是在参数为额定值x10,x20,…,xn0时计算出来的。如果特性的测量值与计算值相等，说明电路没有发生故障，处于正常工作状态。
如果电路中第i个元件发生故障，其参数为xi ,其余各元件的参数都为额定值，那么任意一个点的测试值都可以表示为xi 的函数：
yj=fj(xi)=fj(x10,x20,…,xi,…xn0) j=1,2 3….m
其中，xi 为参数矢量，其中除第i 个分量为xi 外其余各分量为参数的额定值。于是有 ：
j=1,2,3,…,m (1.1)
对每一个参数都引入一个物理量s，s为特性偏差的平方和，于是对于参数i有：
i= 1,2,3…,n (1.2)
当xi 变动时，s也随之而改变。如果电路中只存在单故障，那么当xi等于故障参数的实际值时，特性值的测量值与计算值十分接近，特性偏差接近与零。此时表征特性偏差平方和的物理量si将最小。因此我们可以将si作为故障诊断的一种判据，我们将si的最小值定义为结合参数i的灵敏度因子。
如果电路中发生的单故障是偏离其额定值不大的软故障，特性值yi的计算值可以展开成泰勒级数：
(1.3)
式中额定参数矢量x0=[x10,x20…,xn0]’;参数增量矢量 ， 为泰勒级数中大于一阶的高阶项，若电路中发生的是软故障，此项可以忽略不计。 ∣xi=xi0 (i=1,2,3…n)，为特性j对特性i 的灵敏度。发生单故障时，只有 不等于零，所以
(1.4)
代入(1.2)式可得：
(1.5)
令 求得：
(1.6)
于是可以求出结合参数i的灵敏度因子
(1.7)
测试前可先根据电路的额定参数计算出各灵敏度aji及各特性值的计算值yj0，测试后可以得到各特性的测量值gj,由上式可以直接求出灵敏度因子，从而确定故障发生点。
由前面的讨论我们可以总结出采用结合判据法进行故障诊断的具体步骤如下:
（1）先进行测试，从可及节点得到m个特性测量值。
（2）求得结合参数xi 的灵敏度因子，即si 的最小值，作为故障诊断的判据。
（3）在n个参数的灵敏度因子都求得之后，其中最小的灵敏度因子所对应的参数是最有可能发生了故障的参数。
结合判据法简单易行，所需的测量数据少，但是由于各元件的参数都存在一定的容差，各特性在测量时也存在一定的误差，这些都会影响判断的真实性。另外，从前面的分析我们可以看出这种方法只适合于参数变化不大的单、软故障的定位，而不适用于多故障的定位。
2. 迭代法
我们在最小判据法的基础上进一步引申，找一个类似于灵敏度因子的判据，并计算使这个判据达到最小时的各个参数的值，即各个参数的实际值，然后与额定值进行比较，从而确定故障点，这样就可以用于多故障的定位。这就是迭代法的基本思路。
与结合判据法不同的是，迭代法对所有的参数都共用一个判据。令
(2.1)
其中， 为特性测量值gj的方差。将yj=fj(x)在x0处按泰勒级数展开，如果 不大，可忽略高次项，得
(2.2)
代入式 (2.1),得：
(2.3)
当s达到最小值时所对应的x＝x0+ 即为各参数的估计值，如果某些元件的参数估计值超过其容差范围，则可能为故障元件。
式 (2.3)可以写成：
(2.4)
其中：
如果要求s的最小值，只需对式(2.4)求导，并令倒数为零，可得：
(2.5)
我们采用迭代法求解，首先设x的初值为x0,在x0处计算p,a,pa,
然后再由式(2.5)计算出 ，由式(2.4)计算出s,完成一个迭代过程。然后令x的新值为 ,在x1处计算p,a,pa, 及s的值，如此循环下去，直到第k次满足 时为止，此时对应的xk就是所要求的参数估计值。
由此可以看出迭代法与我们前面所讨论的结合判据相比，测量值数必须要大于或等于参数的个数，它考虑了测量误差。另外，它能够估计出各个元件的参数值，可以用于多故障诊断，但计算量大。
3. 总结：
本文主要介绍了模拟电路故障诊断方法中的估计法。这种方法只需要较少的测量数据，但诊断结果一般只是近似的。估计法中的大部分方法都适用于电路元件的故障定位，可用于诊断线性电路中的单个的软故障。其中很多方法还可用于多故障诊断，例如文中介绍的迭代法。
估计法只是一种比较传统的故障诊断方法，随着人们对这一领域研究的不断深入，已经出现了一些用于非线性模拟电路以及大规模网络的故障诊断方法，例如分解网络技术，人工智能技术等。故障诊断技术与计算机技术的结合也越来越密切，利用微型计算机和微处理器可使故障诊断更加快速可靠。
参考文献：
关键词：间歇；短路；故障重现；试验方法
中图分类号：V472.45 文献标志码：E 文章编号：1005-2550（2012）04-0091-02
Test Method of Simulating Intermittent Short- cricuit of Wiring Harness
ZHUANG Yi-zhong，YANG Zhuo，SONG Hong-gui
（Dongfeng Commercial Vehicle Technical Center of DFL，Wuhan 430056，China）
Abstract：This article finds out the root cause of the failure by analysis and simulating the real behaviour， and provides referrence gist for upgrading security performance of the vehicle and to lower the aftermarcket counterclaim and enhance customer satisfaction.
Key words：intermittent；short cricuit；fault again；test method
2010年国内重卡累计销售101.74万辆，同比增长59.93%，其中半挂牵引车累计销售35.46万辆，同比增长67.98%，半挂牵引车逐渐成为重卡市场的主流车型。半挂牵引车领域的可靠性、舒适性、智能化也逐渐成为市场差异化竞争的亮点。通过售后市场反馈统计，某系列车型的闪光单元偶尔出现烧蚀现象，影响到整车及产品零部件的信誉。
1 失效状态
现场调查，闪光单元管脚之间及内部电路没有短路情况，主车原装线束无短接、露线头情况。用户改装挂车线束有绝缘层破损、露铜现象。闪光单元负载对应的20 A保险之前也更换过，推断前期车辆保险损坏过。后组合灯、侧转向灯均采用LED灯负载。
现场分析，由于短时间内负载大电流流过闪光单元的负载电流取样电阻康铜丝处，过热引起线束烧损，闪光单元为烧损冒烟源头。
现场调查，闪光单元对应的20 A保险烧蚀故障之前曾更换过，推断前期此回路曾出现过短路或过载现象；闪光单元外部管脚之间没有短路现象，主车原装线束无短接、露线头现象；用户改装挂车线束有绝缘层破损及露铜现象，露铜处与车架地未直接接触，但有触碰可能；后组合灯、侧转向灯采用LED灯，负载正常、完好。
现场分析结论，挂车线束绝缘层破损处与车架地搭铁时，闪光单元输出短路，由于闪光单元内部电流取样电阻康铜丝的限流作用，使起短路保护作用的20 A保险未能及时熔断，持续的大电流导致康铜丝、线束过热引起烧损。
2 问题分析
闪光单元外部管脚正常，主车原装线束、灯具正常，可排除由于闪光单元接插件、主车负载故障而导致闪光单元烧毁。
用户加装灯没有超过额定负载且状态正常，可排除灯具原因。
现场分析认为客户改装挂车线束出现搭铁造成短路，从而导致闪光单元烧毁，这一判断是基于闪光单元内部取样电阻的作用导致20 A保险不能及时熔断的前提。如果20 A保险及时熔断，那么闪光单元没有烧毁持续的电源供给却烧毁的原因仍需进一步分析。针对上述故障，采用实际电路进行试验及分析。
3 试验与数据分析
3.1 模拟试验
搭建整套闪光单元仿真工作环境。
1）样品为3735015-C0100闪光单元总成；
2） 转向灯负载，主车：3×21 W，挂车3×21 W；
3） 2个12、V165 Ah蓄电池供电；
4） 20 A保险；
5） 电磁式电源总开关。
通过多次试验得到：在未接20 A保险，负载短路情况下，闪光单元总成里的康铜丝将发热、发红、起火；但在接入20 A保险后，负载出现短路时，保险立即熔断，不会出现长时间的短路。
以上试验证实了在负载线束持续搭铁、短路时，保护闪光单元的20 A保险可以及时熔断，不会导致闪光单元烧损。
假设磨损露铜处是虚搭情况，由于在车辆行驶过程中产生的振动，使虚搭处的短路时通时断，从而造成保险没断、而康铜丝又发热起火。针对以上假设进行试验分析。
3.2 模拟车辆车架震动状态下线束与车架发生短路
测试原理图见图1。
模拟车辆车架震动状态下线束与车架发生短路。供电电源使用蓄电池供电（28 V），直流稳压电源1个，电磁式电源总开关1个， 固态继电器1个，大功率触点继电器1个，负载灯泡3个，FLUKE热像仪。通过信号发生器发出PWM波信号，采用固态继电器增加驱动能力，控制大功率继电器（机械触点式）通断频率，由于信号发生器输出PWM波幅值为5 V，且驱动电流仅为mA级，无法驱动机械式继电器触点吸合，所以在信号发生器与机械继电器之间安装电子式固态继电器。通过信号发生器控制大功率继电器（机械触点式）通断频率，实现闪光单元挂车转向灯输出线与车架周期性短路，调节PWM波信号的频率及占空比，模拟车辆行驶过程中不断振动引起的短路周期。
通过多次试验得到：PWM波在频率10 Hz、占空比为20%～40%之间时，20 A保险不会熔断，闪光单元可持续供电，但此时的康铜丝会发热、发红以至起火。
4 结论
闪光单元烧蚀是在车辆行驶过程中，由于不平路面引起的车身随机振动及发动机引起的正弦振动，致使客户私接线束某处磨损露铜，与车架出现周期性间歇短路现象。此种短路现象在某些条件下，不能使相应的保险熔断，保险失去短路保护作用，从而导致闪光单元内康铜丝过热、点燃外壳、引起明火，造成闪光单元及线束烧毁。
关键词：单片机，遥控系统抗干扰分析，实现
前言
单片机控制系统在实验室反复实验都可以得到很好的预期效果,然而把系统放到实际现场运行时却不能工作。论文大全，遥控系统抗干扰分析。原因是工作现场比实验室环境恶劣,系统受到了各种各样的干扰,加之构成系统的元器件本身方面存在的可靠性，以及系统本身各部分之间的相互耦合因素等原因，系统必须增加一些有效的抗干扰措施才能正常运行。论文大全，遥控系统抗干扰分析。据工作经验之谈，有时存在后期的抗干扰工作往往会比前期的设计工作还要艰巨,花费的时间也需要得更多,所以说抗干扰技术是非常重要,关于在抗干扰措施是否能够运用得恰当方面，其直接关系到系统的稳定性和可靠性。
一、单片机遥控系统系统工作原理
单片机以其体积小、价格廉、面向控制等方面的独特优点，使得单片机在各种工业控制、仪器仪表、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。单片机的遥控系统以单片机系统为基本控制单元,能够构成无线传输系统、速度调节系统等等,而且其优点是，能够在三公里外控制运动目标的启动、速度快慢、停止、往返。而且最特别的是在运动目标的运行过程中，可根据需要随机调节速度快慢,调速一般是在7~25km/h范围。单片机实现控制了所有这些状态,开始通过键盘输入控制参数,然后经过单片机运算和处理行为,并且通过无线数传模块完成对参数的无线传输、运行状态以及调速设备的控制方式,达到遥控运行的目的要求。
二、单片机遥控系统系统受干扰原因及危害
在电磁干扰较弱时，其可靠性和稳定性往往是容易达到应用要求，这方面尤其是在室内体现出来，然而对在室外，会遇到各种各样的环境条件，尤其是那种在工作环境较恶劣的情况下，就会导致仪器仪表工作不正常或失灵。而单片机的遥控系统一般都安装在工业现场，而在工业现成环境中的干扰大多是以窄脉冲的形式出现，而这样的形式其最终造成微机系统故障的多数现象都是“死机”现象。究其原因是计算机中的CPU在执行某条指令时，受周围环境干扰的冲击，影响到它的操作码或地址码发生改变，最终致使该条指令出现错误。这时，CPU就会执行随机拼写的指令，并将其操作数作为操作码执行，从而导致有关程序“跑飞”或进入“死循环”。对于在工业现场中由于诸多大型用电设备的投入或者是撤出电网运行，经常都会造成系统的电源电压不稳，如果当电源电压降低或掉电时，这样就会造成重要的数据丢失的可能性，以至于系统不能正常运行，而且干扰也会导致单片机内部程序指针错乱现象，从而使得中断程序运行超出定时时间。关于RAM中计时数据被冲乱，导致程序计算出错误的结果。论文大全，遥控系统抗干扰分析。假设设法在电源电压降到一定的限量值之前，单片机进行快速地保存重要数据，将会最大限度地减少损失，对于干扰源的影响会使系统的可靠性和稳定性大大降低，严重的情况还会导致系统的运行紊乱，造成生产事故。
三 如何实现单片机的遥控系统的抗干扰
关于高频干扰噪声和有用信号的频带是不同的,其解决方法是在导线上增加滤波器的方法来切断高频干扰噪声的传播,或者也可加隔离光耦来解决这个问题。关于电源噪声的危害最大。需要把电源做得好,其整个电路的抗干扰能力就解决了一大半问题。对于在单片机系统中还可借助于一定的外部附加电路来监测电源电压，当在电源发生故障时能够及时通知单片机快速保存重要数据，同时断开单片机设备用电电源，从而使整个应用系统的功耗降到最低点。目前市场上许多单片机对电源噪声都是十分敏感的,那么就要给单片机电源加滤波电路或稳压器,达到减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。当电源恢复正常时，取消掉电工作方式，通过复位单片机，使系统重新正常工作。
单片机系统设备的抗干扰与系统的接地方式也存在很大的影响，接地技术有能够抑制噪音的效果。所以说一个良好的接地能在很大程度上抑制系统内部噪音耦合的现象，而且还能够防止外部干扰的侵入，能够真正提高系统的抗干扰能力。在这里需要注意的是，如果要求设备的金属外壳等需要安全接地，其屏蔽用的导体的必须能够很好的接地，这样才能为单片机系统提供良好的地线，并且对提高系统的抗干扰能力极为有效果。论文大全，遥控系统抗干扰分析。尤其是对于有防雷击要求的系统，其良好的接地是至关重要的。假设系统不能接地，或者是虽有地线现象，但是接地电阻过大，就会抗干扰元件就不能正常发挥其应有的作用了。
关于单片机供电的电源的地俗称逻辑地，并且和大地的地的关系具有相通性、浮空性、或接电阻性。但是不能把地线随便接在暖气管子上。坚决不能把接地线与动力线的火线、零线中的零线相混淆。因为单片机系统通常存在模拟电路和数字电路两种，并且关于数字地与模拟地是要分开，只是在一点相连，假设两者不分，就会存在互相干扰现象，那么可以把控制条件中的关于一次采样和处理控制输出更改为循环采样和处理控制输出，这样能够对惯性较大的控制系统具有良好的抗偶然因素干扰作用效果。
设置输出状态寄存单元来抗干扰。其程序是根据单片机系统对数据处理后的输出结果为依据，设置出相应的输出状态寄存单元形式，假设其中干扰侵入输出通道将输出状态破坏时，系统就会在定时查询寄存单元的输出状态信息时，并发现错误，及时纠正输出状态。论文大全，遥控系统抗干扰分析。
设置自检程序来抗干扰。论文大全，遥控系统抗干扰分析。通常是在计算机内的特定位置或某些内存单元中来设置状态标志，并且在开机后或有自检中断请求要求时，计算机系统首先将运行自检测试程序，如对整个系统或关键环节进行模拟方面的测试，对测试结果再通过某种方式显示出来，目的是保证系统中信息存储、传输、运算的高可靠性。设计单片机的遥控系统过程中，要求电路的元器件或线路布局合理以消除元器件之间的电磁耦合相互干扰，如去耦电路或者是平衡电路等。还有种方法是采用冗余结构，也称容错技术或故障掩盖技术，该方法是通过增加完成同一功能的并联或备用单元数目来提高系统可靠性的一种设计方法。当某些元器件发生故障时也不影响整个系统的运行。对于消减外部电磁干扰，可采用电磁兼容设计，目的是提高单片机系统在电磁环境中的适应性，即能保持完成规定功能的能力。
参考文献：
[1]麦山.基于单片机的协议红外遥控系统.电子技术.1998
[2]孟庆建张恭孝.单片机系统的电磁兼容问题[J].自动化仪表,2004
[3]周慧.单片机控制系统杭干扰技术研究[J].石油矿场机械，2007
关键词 微机原理与接口技术；EMU8086；Proteus；教学改革
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）02-0134-04
Investigation of Theoretical and Experimental Teaching Method of Microcomputer Principle and Interface Technology//LI Jie， YANG Wenyao， REN Xiaoxia
Abstract In accordance with the problems existing in the traditional
theoretical and experimental teaching of microcomputer principle and interface technology course， EMU8086+Proteus co-simulation
platform and the organic combination of theoretical and experimental teaching are proposed to improve the teaching method. And the spe-
cific implementation process is described. Through the teaching prac-
tice， has obtained the good teaching effect.
Key words microcomputer principle and interface technology； EMU-
8086； Proteus； teaching reform
1 前言
微机原理与接口技术是我国多数本专科院校电类专业的重要专业基础课，是培养学生具有微机软、硬件设计和应用能力的必修课[1]。通过学习该课程，学生可以更加深入地掌握计算机体系结构及工作原理，掌握汇编语言的编程方法，熟悉微机接口电路等知识，为后续学好单片机、嵌入式、DSP等课程和技术打下基础[2]。因此，微机原理与接口技术课程的教学工作是大学培养电类专业应用型人才的重要环节之一。
2 教学问题和现状
目前大多数学生在学习微机原理与接口技术课程的过程中感觉十分困难，主要由于本课程的理论教学内容比较多，硬件方面涉及8086微处理器、存储器、可编程接口芯片、中断处理、定时计数器、串行通信、并行通信、模数和数模转换芯片的原理和结构；软件方面涉及汇编语言的学习和可编程接口的编程。而且课程的软硬件系统关系非常紧密[3]，使得大多数学生感觉该课程内容抽象、枯燥乏味、难学，从而丧失学习兴趣和信心。因此，对该课程理论与实验紧密结合的教学方法提出更高的要求。
目前多数高校的实验教学仍以实验箱为主完成实验内容。由于实验箱中的硬件电路基本固定，器件的品种和数量难以扩展，实验项目也主要是由厂家事先规定，因此，实验内容难以突破实验箱的限制，有些辅助和加深理解理论课内容的项目不能实施[4]。学生在做实验时，往往是将现成的程序下载进入实验箱，看见相应的实验效果，便认为完成了实验，但实际上没有真正理解接口电路的连接方法以及指令在8086微理器中的执行原理，然而往往这才是学生最需要掌握的。而且实验箱成本高、易损坏，维护也不方便，造成部分学校实验设备不足，限制了学生的学习。因此，如何改善实验环境，激发学生学习兴趣，增强教学效果，是该课程实验教学改革中的一个重要课题。
多篇文章已提出采用Proteus仿真软件进行微机原理与接口电路的实验教学改革[5-6]，但是也仅仅提出了通过Proteus软件对8086的最小模式以及相应的接口芯片的电路进行搭建，这并不能很好地让学生理解指令在微处理器中的执行原理。本文提出的采用EMU8086+Proteus联合仿真平台，加上理论与实验有效结合的方法，可以使学生更加深入地理解8086微处理器结构和指令存储、取指和执行过程，并且掌握接口电路的连接和编程方法，为学生学好该门课程提供保障。
3 EMU8086软件在理论和实验教学中的应用
EMU8086不仅能够对汇编程序进行编辑和编译，同时能够生成Proteus仿真所使用的hex或者bin文件。此外，EMU8086还拥有debug的模拟器。使用该模拟器可以一步一步地执行程序，并且可以在执行程序的过程中查看8086各寄存器的值和存储器各单元中的值，还可以查看反汇编。相对于传统的MASM编译器，EMU8086图形化的界面使程序调试更直观和容易。在理论和实验教学中采用EMU8086，可以使学生加快并加深对8086寄存器类型和作用、指令的存储和执行等方面知识的理解。
EMU8086软件在理论教学中的使用 现在的理论教学大多采用多媒体教学，为EMU8086软件的演示提供了条件。在微机原理与接口技术的理论教学课堂上，可以在多处知识点上采用EMU8086演示的方式，一方面促进学生对相应知识点的理解和掌握，另一方面可以提高学生的兴趣，避免纯理论讲授的枯燥乏味。
比如在讲解寻址方式时，大多数学生一开始是比较难理解的，这时就可以采用EMU8086演示的方法。如指令语句“MOV AX，[2010H]”，需要给学生讲授该指令的源操作数是直接寻址。课本上往往只是给出直接寻址的概念并配上简单的示意图，但是学生学习之后并不能有效掌握该指令在内存中的存储形式以及执行该指令所涉及的各个存储单元的关系。这时教师可以打开EMU8086软件，在编辑界面定义一个代码段，代码段中写上前面那条指令，如图1中源程序区域所示。
程序编写完后，即进行编译，如果编译没错，便可生成exe文件。这时选择仿真选项，打开调试窗口，如图1所示。图中四部分窗口是学生在调试过程中需要注意的，即寄存器、内存单元、反汇编和源程序。寄存器模块里显示了8086当前各个寄存器的值。内存单元中可以显示8086的内存中各个地址的值，可以通过修改地址，查看不同地址单元的值。图1中同时可以查看代码段和数据段地址单元的值。反汇编窗口中显示了编写程序的反汇编代码。源代码窗口中即显示的是自己编写的汇编程序。图1的源程序窗口中能看见刚才写的指令“MOV AX，[2010H]”。这时就需要给学生讲解，指令都是以二进制的形式存放在8086的内存单元中，而且是存放在内存单元的代码段中的。
通过寄存器窗口可以查看到代码段的段地址（CS）为0710H，当前指令的偏移地址（IP）为0000H，可以看到在内存单元07100H地址开始的3个字节单元中存放的值依次为A1H、10H、20H，这便是指令“MOV AX，[2010H]”的机器码。源操作数是直接寻址，2010H便是源操作数所在单元的偏移地址，那么段地址是多少呢？通过讲解知道，段地址就是DS的值，通过寄存器窗口可以查看到数据段的段地址（DS）为0700H，根据内存单元可以看到0700H：2010H地址开始的两个字节单元存放的数据为12H和34H。在运行程序之前，AX寄存器的值为0000H；运行程序之后，AX寄存器的值变为3412H。
通过以上讲解和演示，学生就将指令语句、机器码、寄存器、代码段的内存单元和数据段的内存单元等知识点联系起来，并建立起比较直观的概念。
EMU8086软件在实验教学中的使用 要想让学生对知识点理解透彻，仅通过在理论课上演示是不够的，必须通过实验课让学生自己动手去调试程序。将EMU8086引入实验课堂，可以加强学生编写程序和调试程序的能力，从而加深对8086的寄存器、存储器、指令等概念的理解。
如在讲解8086指令系统这一节时，就可以开设一节实验课，由教师给出一段已经编写好的程序，让学生自己通过EMU8086进行调试，调试的时候对学生提出以下问题：
1）代码段和数据段的段地址是多少？
2）某一条指令的机器码是多少？
3）某一指令所在地址是多少？占多少字节数？
4）某一指令的源操作数是什么寻址方式？源操作数所指向的存储单元的值是多少？
5）执行某一条指令后，标志寄存器值的是多少？
除了以上问题，还可以提出许多问题。在教师的指引下，学生带着疑问去调试程序，会获得不少收获。
此外，在讲解汇编语言程序设计这一章时，也需要开设多个实验，让学生多上机编程，才能达到学以致用的效果。这些实验可以是字符及字符串输入输出实验、分支结构程序设计实验、循环结构程序设计实验等。这些实验都需要采用EMU8086进行程序的编辑和调试。
4 Proteus软件在理论和实验教学中的应用
Proteus软件能支持多种微处理器仿真模型，其简便的电路设计ISIS模块和庞大的器件库完全可以支持微机原理课程的教学和实验要求[6]。
在微机原理与接口技术的后面章节中涉及存储器、可编程接口芯片、数模与模数转换等知识，要学好这些知识，需要掌握硬件电路连接方法和软件编程方法。硬件电路就用Proteus软件进行绘制，软件编程采用EMU8086。利用Proteus+EMU8086联合仿真的方法，可以实现课本上所有接口电路的仿真。教师在理论课堂上讲解接口芯片和电路理论知识的时候，通过Proteus软件进行演示，可以让学生更直观地掌握8086最小模式的电路、地址译码方式、接口芯片的连接方式、输入输出电平信号等；然后在实验课上让学生独立画电路图、编写程序、仿真调试以实现相应功能，进一步加强学生对硬件电路和软件编程的掌握。
如在讲解简单I/O接口时，就可以利用锁存器74LS373和缓冲器74LS244实现对流水灯的控制，如图2和图3所示。图2为8086的最小模式电路，图3为接口芯片电路。利用该电路实现当开关K1闭合时，8个LED灯按照D0～D7的顺序循环点亮；当开关K2闭合时，8个LED灯按照D7～D0的顺序循环点亮；两个开关都闭合时，LED羧亮。
通过教师对以上例子的演示讲解以及学生自己的实验仿真，可以使学生掌握8086最小模型电路的连接方法、锁存器74LS373和缓冲器74LS244的使用方法、地址数据总线的分时复用原理、IN/OUT指令的使用方法等。此外由于LED灯需要循环点亮，可以使学生掌握延时程序的编写方法。
通过多开设几个接口电路实验，可以极大地提高学生对8086微处理的指令、电路、接口芯片的掌握程度，也能锻炼学生的汇编语言编程能力。
5 总结
由于微机原理与接口技术课程知识点多而杂，传统的理论教学往往容易使学生感觉枯燥乏味、难以理解，从而丧失学习的兴趣和信心。采用实验箱进行实验教学，存在实验项目单一、成本高、易损坏且维护不方便等缺点，极大地限制了学生的学习。
本文提出采用EMU8086+Proteus联合仿真平台，理论教学与实验教学有机结合的方式，可以有效解决以上问题。在理论课上，教师通过EMU8086和Proteus软件进行演示，促进学生对知识点的理解；然后通过实验课，使学生独立编程调试和绘制电路仿真，达到对知识点的消化和吸收。采用该方式，该课程的理论学时与实验学时比例最好为1：1，才能够充分促进学生对教材上知识点的掌握。
多年的微机原理与接口技术课程教学成果表明，自从采用了Proteus+EMU8086联合仿真平台后，学生能更好更深地掌握教材上的知识点，也提高了学生编写程序、调试程序、设计电路的能力，为后续学好单片机、嵌入式系统和DSP等课程打下基础，为培养应用型人才提供了保障。■
参考文献
[1]李珍香，李全福.Proteus仿真软件在微机原理与接口技术课程实验教学中的应用[J].计算机教育，2015（9）：56-60.
[2]张小红.微机原理与接口技术实验教学改革探讨[J].中国教育技术装备，2012（21）：113-115.
[3]周媛，麦云飞.《微机原理与接口技术》课程教学模式探索[J].科技视界，2016（3）：13.
[4]汪波，王庆勇.基于PROTEUS平台的微机原理与接口技术实验教学改革与实践[J].科技视界，2015（30）：77-78.
[5]李娟，王冬星，张华，等.基于Proteus的虚拟实验改进微机原理与接口技术课程教学[J].福建电脑，2015（2）：
56-57.
论文摘要:数控机床FANUC系统是目前应用最广泛的系统之一,虽然FANUC系统具有很好的可靠性和先进性,但是对于比较复杂的数控系统总会遇到这样或那样的问题出现,而这些问题又都通过数控系统界面显现出来,怎样灵活、快速、高效、准确的解决这些问题,成为每个维修人员必须面对的现实。主要就日常机床工作中遇到的一些输入电源故障问题进行了探讨和分析。
1. 前言
FANUC数控系统输入电源故障是数控机床常见的故障之一,根据曾多次参与多种FANUC数控系统的机床维修,就自己浅薄的经验来看,提高维修人员的综合判断能力,将数控机床电气、机械各部分有机的综合起来整体考虑,是准确判断数控系统电源问题的一个较好方法,有利于快速解决维修过程中的难题。以下是电源常见故障分析。
2. 接通总电源开关后,电源指示灯不亮
外部电源开关未接通;电源进线熔断器熔芯断或机床总熔断器熔芯断;机床电源进线断;机床总电源开关坏;控制变压器输入端熔断器熔芯断(或断路器跳);指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线;电源指示灯灯泡坏。
机床设计时选择的空气开关容量过小,或空气,开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流;机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱动。
3. FANUC输入电源故障
FANUC的数控系统,一般采用FANUC公司生产的“输入单元”模块,通过相应的外部控制信号,进行数控系统伺服驱动的电源的通、断控制。电源接通条件
(1)电柜门互锁触电闭合。
(2)外部电源切换触电闭合。
(3)MDI/CRT单元的电源切断OFF按钮触电闭合。
(4)系统电源模块无报警,报警触点断开。
不符合以上条件之任何一条,则会出现电源断电故障:维修要点:FANUC6/11等系统的电源输入单元的元器件,除熔断器外,其他元器件损坏的几率非常小,维修时切勿轻易更换元器件。在某些机床上,由于机床互锁的需要,使用了外部电源切断信号,这时应根据机床电气原理图,综合分析故障原因,排除外部电源切断的因素,才能启动。
4. CNC电源单元不能通电
4.1 当电源单元不能接通时,如果电源指示灯(绿色)不亮
(1)电源单元的保险熔断输入高电压,元器件损坏,造成短路或过流。
(2)输入电压低,检查输入电压,电压的允许值为AC200V±10%,50HZ±1HZ。
(3)电源单元不良,元器件损坏。
4.2 电源指示等亮,报警灯也消失,但电源不能接通
电源接通条件
(1)电源ON按钮闭合。
(2)电源OFF按钮闭合。
(3)外部报警接点打开。
4.3 电源单元报警灯亮
24V输出电压的保险丝熔断:显示器屏幕使用+24v电压,+24v与地短路,显示器/手动数据输入板不良,或短路。
5. CNC电源单元不能通电
5.1 当电源单元不能接通时,如果电源指示灯(绿色)不亮
(1)电源单元的保险熔断:输入高电压,元器件损坏,造成短路或过流。
(2)输入电压低:检查输入电压,电压的允许值为AC200V±10%,50HZ±1HZ。
(3)电源单元不良,元器件损坏。
5.2 电源指示等亮。报警灯也消失,但电源不能接通电源接通条件
(1)电源ON按钮闭合。
(2)电源OFF按钮闭合。
(3)外部报警接点打开。
5.3 电源单元报警灯亮
(1)24V输出电压的保险丝熔断显示器屏幕使用+24v电压,+24v与地短路。显示器/手动数据输入板不良或短路。
(2)电源单元不良,检查步骤:
a.把电源单元的所有输出插头拔掉,只留下电源输入线和开关控制线。
b.把机床所有电源关掉,把电源控制部分整体拔掉。
c.再开电源,此时如果电源报警灯熄灭,那么可以认为电源单元正常,而如果电源报警灯仍然亮,那么电源单元坏。注意事项:16/18系统电源拔下的时间不要超过半小时,因为SRAM的后备电源在电源单元上。
(3)24V的保险熔断 a.+24V是提供外部输入/输出信号用的,参照下图检查外部输入,输出回路是否短路。
b.外部输入/输出开关引起+24V短路或补充I/O板不良。
(4)5V电源负荷短路,检查方法:
a.把+5V电源所带负荷一个一个地拔掉,每拔一次,必须关电源再开电源。
b.在拔掉任何一个+5V电源负荷后,电源报警灯熄灭,那么可以证明该负荷及其连接电缆出现故障,注意事项:当拔掉电机编码器的插头时,如果是绝对位置编码器,还需要重新回零,机床才能恢复正常。
(5)系统的印刷电流板上有短路。检查:用完用表测量+5V,+15V,+24D与OV之间的电阻必须在电源关的状态下测量。
a.把系统各印刷板一个一个的往下拔,再开电源,确认报警灯是否再亮。
b.如果当某一印刷板拔下后,电源报警灯不亮,那就证明该板有问题,需更换该板或维修。
c.对于O系统,如果+24D与OV短路,更换时一定要把输入/输出板与主板同时更换。
d.当计算机与CNC系统进行通信作业,如果CNC通信接口烧坏,有时也会使系统电源不能接通。
6. 电源开关与机床开关后,电源不能接通
(1)电源输入端熔断器熔芯熔断或爆断(或自动开关跳闸)。
(2)机床电源进线断。
(3)机床总电源开关或电源开关坏。
(4)电气控制柜门未关好,开门断电保护开关动作。
(5)电气控制柜上的开门断电保护开关损坏或关门后与碰块接触不良。
7. 控制电源故障
控制变压器无输入电压(输入端保险烧断或断路器跳)原因:变压器内部短路、过载线短路,电流过大无DC电流输出原因:因直流侧短路、过流、过压、过热等造成整流模块或直流电源损坏;整流电路有断线或接触不良电源连接线接触不良或断线控制变压器输入电源电压过高过低(超过±10%)或电压浪涌控制变压器损坏原因:熔断器,断路器的电流过大,没有起到保护作用:电源短路,串接:负荷过大,内部绕组短路,短路等。控制变压器副边熔断器熔断或爆断。
8. I/0无输入信号,+24V电源报警
+24V电源保 险烧坏:I/O输入短路,检查输入+24V电源是否对地短路,排除故障;更换保险。I/O无输入信号维修:更换输入/输出板在机床运行中,控制系统偶尔出现突然掉电现象原因:电源供应系统故障维修:更换系统电源,更换电源输入单元。系统工作半个月或一个月左右,必须更换电池,不然参数有可能丢失:原因:电池是为了保障系统在不通电的情况下,不会丢失NC数据维修:检查确认电池连接电缆是否有破损存储板上的电池保持回路不良,请更换存储板。电池质量不好,更换质量较好的电池。
9. 结语
从以上常见FANUC数控电源维修事例中。不难看出,对于较为复杂的数控机床来说,往往对维修人员的综合分析能力有较高要求,如果我们拘泥一格、就事而论,往往会舍本逐末,找不到问题的根源所在,数控系统的任何报警和故障都有可能是几个方面因素的相互作用造成的,我们必须善于透过表面现象,抓住问题的本质,快速、高效的解决这些故障,只有这样才能更好的保障数控机床的正常使用,为生产服务。
参考文献:
[1]郑小年,杨克,中,数控机床故障诊断与维护[M],华中科技大学出版社,2005:76-78.
1Multisim仿真软件介绍
NI公司研发的Multisim是一款专门为用户提供的电子电路设计和测试仿真的软件，目前此种软件应用与各行各业，教育行业也作为电子技术专业教学仿真软件，此软件主要集成了目前世界最新的电子元件和MCU，并以图形化为界面，符合标准的计算机辅助软件应用需求，界面风格借助Windows，让用户具有亲切感，更容易上手操作，此款仿真软件的电路仿真完全符合电子技术相关理论原理，用户可完全进行实际仿真。Multisim仿真软件的优越性主要包括以下几点:1)直观的界面效果Multisim软件借助Windows界面风格，软件采用可视化的、图形化的编辑界面，提供一个电子仿真的人机交互界面，软件界面可形容为一个电子实验工作室，可在其软件界面添加各种电子元件，并通过连线形成各种电子电路，而且软件集成了各种数据显示功能，学生可以直接对所设计的电路进行测试，电路搭建原理完全与实际相结合，让学生充分了解电子元件特效和特性，体会到电子技术实验的真实性。2)种类繁多一款好的仿真软件，需要充分仿真真实的各种电子电路，因此软件内需要集成各类电子元件库，而本文所介绍的Multisim软件就具有这一优点，它提供了当前主流的应用元件库，种类多达18000多种元件，每个元件都具有特定的符合和模型，方便用户识别，而且每个电子元件具有属性设置，用户可以通过修改属性参数对元件重新定位。与微软系统软件一样，Multisim软件还提供了用户自定义元件模式，方便用户进行元件模型的创建，更好的满足用户需求。3)仿真能力强大Multisim的仿真引擎是以SPICE3F5和Xspice两种内核为主，不仅具有庞大的电子元件库，而且还提供了大量的仪器仪表元件，利用Electronicworkbench增强功能，将数字和混合模式进行优化。Multisim软件不仅可以设计仿真普通的电子电路而且可以进行电路分析，如傅里叶分析、失真分析、噪声分析等，而这些分析在显示还无法直接让学生体会，同时也为学校节省了大量的资金来购置仪器仪表。4)多种仿真测试仪器Multisim作为专业的电路和电子元件仿真软件，集成了22种虚拟仪器:比如Multimeter(万用表)、FunctionGenerato-er(函数信号发生器)等，虚拟仪器的使用方法和真实一致，而且可以通过设置其属性参数来显示不同信息，在Multi-sim14版本，将提供虚拟仪器自定义功能，方便用户做到灵活设计搭建和仿真分析实验。5)分析功能强大ACAnalysis(交流分析)、TransientAnalysis(瞬态分析)、FourierAnalysis(傅里叶分析)等这些软件分析功能，是Multi-sim软件的一大特色，用户根据仿真电路设置参数，输出结果数据，Multisim就利用仿真数据进行分析，分析范围可设置，并且其分析的结果可作为下一个分析的起始数据，实现分层累计和逐层沿用的功能。6)强大的MCU模块Multisim作为功能强大的EDA电子元件仿真软件，同时也集成了强大的MCU模块，为用户提供定制单片机芯片组，支持语言包括汇编和C语言以及16进制代码，为外部的RAM/ROM和LCD设备电路的仿真提供有力支持。由上总结，Multisim软件具有六大特点，完全符合当前电子技术教学仿真需求，而且由美国NI公司研发的Multisim软件每年都会更新版本，而且可以在线升级，功能会越来越强大，从单一信号到混合信号系统仿真，从单一软件仿真到多种仿真软件协同仿真。Multisim仿真软件对我国电工电子技术课程教学理念的更新和教学手段的改革提供了条件，同时结合多媒体技术，突破理论教学模式，将理论原理模型搬至虚拟实验室中，教师可以详细地分析各种电路的特性，以及参数对电路的影响，进行相当于实际电路的调试分析，实现了理论与实践一体化的教学模式。
2Multisim模拟软件教学模式分析
本文所阐述的Multisim是一款专业的电子仿真软件，与现代的多媒体教学相结合，理论与实际相结合，在教学模式上可分为:指导性教学、互动性教学、实验性教学，而电子技术教学侧重的是学生对电路和电气原理的理解和搭建能力。本文推荐的Multisim12仿真软件由美国NI公司设计的具有友好的界面、元件库丰富的一款教学实验软件，根据构建主义教学原理和探究式教学模式，采用任务分析和讨论驱动形式，开发学生的综合实践能力。理论课堂侧重原理的分析和设计，老师通过掌握学生的理论进度，分配合理的实验任务，二人一组。以学生为主体，借助仿真软件平台呈现真实的任务模型，让学生体会理论和原理指导问题的分析和解决。学生通过电路的设计，自主的学习，探究问题所在，并解决问题，无须再搭建硬件电路而带来学习负担和增加学校的实验成本，这样既培养了学生的动手能力也提高了学生对原理性知识的理解。Multisim是一款具有很强的实物仿真软件，通过在线注册实现永久使用，在实验室内借助多媒体软件和电脑，展现实验内容，交互式讨论教学是一种有利于学生自主分析问题和解决问题的良好教学模式，老师不需要手把手的教学，抛出问题，带领学生按原理设计电路，有利于提高学生的学习兴趣;利于激发学习的主动性;有利于学生创新思维的培养;有利于师生间交流与合作，下面就Multisim软件的教学模式即任务驱动模式进行分析，任务采用循序渐进模式，逐层加深理论与实际的关联。以上任务才用的电子技术理论第五章的电路原理，采用1－2－3－4任务层次模型，展现分析、讨论并最终完成任务的教学模式，让学生完全掌握此章节所描述的电路指标，同时与老师产生互动，剖析问题并解决问题，即增强了学生对理论的理解也培养了学生的实物设计能力。让学生彻底的了解到电路的结构、功能作用、参数性能指标，无需再搭建硬件电路，实现了成本的最小化，同时也培养了学生的实际动手能力。
3Multisim仿真软件实例应用
Multisim仿真软件的实例应用一般有以下几个步骤，根据具体的实验方法和内容进行实例仿真。参照书本理论知识，在Multisim12中设计电路;设定元件参数，了解元件特性，利用Multisim软件进行测量分析;实验过程观察，仿真电路分析并总结，如果设计电路所测结果不正确，可重复步骤2。结果正确，则进行理论分析，写实验实验分析报告，结束。按照上述所描述的实验步骤和内容，可在Multisim软件中利用仿真技术以单管共射极放大电路的仿真为例来分析。步骤1:参照实验方法和内容，第一步了解单管共射放大电路理论知识和原理。在共射极放大电路中含有电流增益和电压增益，是放大倍数控制端，在电路的输入端给定Ui后，加入的为电压增益，而在单管共射放大电路中的输出端会有一个与输入电压相位相反、幅度增大的输出电压信号Uo。为保证电路电压放大不失真，则电路中的电流应保持一定范围。步骤2:确定所要做的实验内容，在Multisim软件中绘制单管共射极放大电路，设定各个元件的参数和性能指标，具体电路设计仿真效果如图2所示。步骤4:在做上述实验的过程中，老师提出修改何种指标可导致输出电压波形发生失真或得到与理论计算一致的答案，由学生动手调节电路中的元件参数，自主分析并实验结果，通过示波器直观的看到输出电压波形与输入电压波形变化，具有实际动态显示效果。培养了学生的分析、动手的能力。经过上述实例仿真分析，可以清楚的了解和认识到Mul-tisim是一款具有多元件库、多仪器仪表、多功能分析的综合性超强的仿真软件，完全符合目前我国电子技术专业的实验教学需求，完全可结合当前电子原理设计需求和社会电工设计人才需求，培养专业性极高的社会性人才。
4总结
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