導(dǎo)語：如何才能寫好一篇測試系統(tǒng)設(shè)計方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：智能變電站； 綜合性能測試

隨著智能變電站及數(shù)字化變電站大量投運，各類智能變電站新型設(shè)備（電子式互感器、合并單元、智能終端、網(wǎng)絡(luò)交換機）將數(shù)據(jù)從源頭規(guī)范數(shù)字化，達到信息集成、數(shù)據(jù)共享的目的。作為智能變電站綜合性能測試系統(tǒng)，在對智能變電站現(xiàn)場級IED設(shè)備測試過程中，必須保證測試結(jié)果的準確性。

一 智能變電站綜合性能測試系統(tǒng)需求分析

1. 傳統(tǒng)的智能變電站測試時，保護安裝處的各電氣量狀態(tài)是由測試人員經(jīng)過計算判斷得到的，人為因素降低了測試結(jié)果準確性。為此，可以設(shè)計一個數(shù)字化仿真平臺來解決該問題，通過數(shù)字仿真建立系統(tǒng)模型，將變電站一次設(shè)備運行狀況一目了然，測試人員通過簡單操作可模擬系統(tǒng)的各種故障，減少人為因素對測試環(huán)節(jié)中的影響。

2. 目前智能變電站通過合并單元就地將互感器采樣值數(shù)字化輸出SV報文發(fā)送給所需此采樣的間隔層設(shè)備，變電站現(xiàn)場不同間隔之間距離遠，用傳統(tǒng)設(shè)備從不同間隔加量難度大同時試驗線過長造成衰耗影響試驗效果。因此，可以采用無線傳輸方式，主機和模擬器之間通過無線方式以數(shù)字量傳輸，就不會存在上述問題。

3. 傳統(tǒng)智能變電站測試設(shè)備的適用性和測試效率比較低，為此，需要一種新型的智能變電站綜合測試平臺，可適用于各種試驗環(huán)境，減少誤差，減少配置工作提高測試效率。

二 智能變電站綜合性能測試系統(tǒng)設(shè)計方案

為了滿足上述系統(tǒng)需求，提高智能變電站測試精度，本文分別設(shè)計了三個平臺：數(shù)字化仿真平臺、無線傳輸平臺及智能變電站綜合測試平臺。由這三個平臺組成智能變電站綜合性能測試系統(tǒng)。

1 數(shù)字化仿真平臺

數(shù)字化仿真平臺要能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站設(shè)備和線路的建模，模擬動態(tài)和時域仿真，對仿真結(jié)果進行輔助分析和顯示，同時將仿真數(shù)據(jù)傳送到無線控制主機?；谏鲜龇治?，數(shù)字化仿真平臺需要包括以下幾個模塊：圖形建模模塊、電力系統(tǒng)仿真模塊、模擬量波形顯示模塊和控制試驗?zāi)K及電腦。

各模塊功能：圖形化建模模塊用來構(gòu)建電力系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備的模型庫，完成智能變電站及直連設(shè)備、電源。電力系統(tǒng)仿真模塊將“圖形化建模軟件”建立的智能變電站仿真模型構(gòu)建微分方程組，對于設(shè)定的時序和故障對象，先模擬動態(tài)仿真過程，再完成時域仿真。模擬量波形顯示模塊對仿真結(jié)果的進行輔助分析，將模擬量的時域仿真結(jié)果以波形的方式顯示出來?？刂颇K對試驗條件、時序參數(shù)進行設(shè)置，實現(xiàn)試驗控制功能。通用計算機用來提供功能軟件運行的硬件環(huán)境。

數(shù)字化仿真平臺支持用電力設(shè)備功能模塊構(gòu)建變電站及周邊電網(wǎng)仿真模型，建模方法快捷、簡單，經(jīng)簡單培訓(xùn)即可具備建模能力；模型結(jié)構(gòu)和功能與運行單位采用的表達方法保持一致；故障仿真能力滿足對電網(wǎng)繼電保護進行功能和性能進行檢驗的要求；對于變電站仿真模型和事件過程，仿真軟件可自動建立微分方程組，以獲得試驗數(shù)據(jù)組。對于復(fù)雜繼電保護裝置的特殊配合試驗，系統(tǒng)仿真能力完全可以實現(xiàn)。

2無線傳輸平臺

無線傳輸平臺要能夠?qū)崿F(xiàn)實驗系統(tǒng)的同步對時，接收數(shù)字化仿真平臺的時域仿真結(jié)果，并將時域仿真結(jié)果以無限傳輸方式下裝到采集模擬器，圖1為無線控制主機系統(tǒng)試驗示意圖。

基于上述分析，本文設(shè)計的無線傳輸平臺包括以下幾個模塊：GPS對時模塊、高穩(wěn)定主時鐘模塊、基于無線方式的IEEE 1588授時模塊、無線收發(fā)控制模塊。各模塊功能如下：

GPS對時模塊：接收來自GPS衛(wèi)星的時鐘信號，并向“高穩(wěn)定時鐘模塊”授時。

高穩(wěn)定時鐘模塊：根據(jù)GPS對時模塊的授時信號以完成對時，為試驗系統(tǒng)提供同步時鐘。

無線1588授時模塊：將“高穩(wěn)定時鐘模塊”時鐘信號以無線1588方式向“采集器模擬器”、“開關(guān)模擬器”授時。

無線收發(fā)控制模塊：接收“智能變電站仿真平臺”的控制命令和時域仿真數(shù)據(jù)，以無線方式發(fā)送試驗控制命令和時域仿真數(shù)據(jù)包；接收“無線控制主機”的仿真數(shù)據(jù)包、試驗控制命令、時鐘同步信號；將“仿真數(shù)據(jù)包”和“試驗控制命令”轉(zhuǎn)送到“輸出控制模塊”，將“時鐘同步信號”轉(zhuǎn)送到“高穩(wěn)定從時鐘模塊”。

3 智能變電站性能綜合測試平臺

智能變電站性能綜合測試平臺的對象是“電子式互感器”，“合并單元”，“保護裝置”及“智能終端”，要能夠?qū)岶數(shù)據(jù)的處理、各裝置同步性能測試以及系統(tǒng)級校驗。綜合測試平臺包括以下幾個模塊：數(shù)據(jù)處理模塊、延時測試模塊以及校驗?zāi)K。

數(shù)據(jù)處理模塊統(tǒng)計合并單元發(fā)送報文的丟包數(shù)及丟包率；分析合并單元輸出信號；分析合并單元發(fā)送報文時間抖動特性。

延時測試模塊測試電子式互感器及合并單元穩(wěn)態(tài)絕對延時時間和暫態(tài)絕對延時時間；保護裝置GOOSE變位延時時間；智能終端DI變位延時時間；合并單元額定延時時間。

校驗?zāi)K完成電子式互感器及合并單元的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)準確度校驗；互感器極性校驗。

三 結(jié)語

方案中的智能變電站系統(tǒng)級綜合測試系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)模擬全站運行工況的網(wǎng)絡(luò)分析工具，實現(xiàn)智能變電站各種智能設(shè)備的全站測試，涵蓋智能變電站的所有測試環(huán)節(jié)，包括研發(fā)、試驗、生產(chǎn)、現(xiàn)場調(diào)試、運行維護等，并實現(xiàn)測試模型、方法和數(shù)據(jù)共享和重用，實現(xiàn)智能變電站運行全過程的準確、完整記錄，為智能電網(wǎng)提供全景數(shù)據(jù)，能夠滿足國家智能電網(wǎng)智能變電站的系統(tǒng)測試需求，同時該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)的智能變電站系統(tǒng)，并在電力系統(tǒng)的生產(chǎn)、科研領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

參考文獻：

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溫濕度傳感器SHT91ATmega16單片機OCMJ液晶顯示器

1 緒論

1.1背景及意義

隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，工業(yè)化程度的提高，自動化技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)代化的廠房里已經(jīng)基本實現(xiàn)了機械化，自動化。而很多的精密機械正常工作都需要一定的環(huán)境，當環(huán)境中的某些指標超出了其工作范圍時機器就無法正常工作，甚至會出現(xiàn)一些危險事故，造成巨大損失。溫度，濕度就是其中的很重要的兩個因素。因此做一個基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)有其重要的現(xiàn)實意義。

2基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案

2.1系統(tǒng)總體設(shè)計方案

系統(tǒng)的總體設(shè)計方案框圖如圖2-1所示，主要由溫濕度監(jiān)測儀和上位PC機兩部分組成。兩部分之間通過RS-485串行通信總線連接，完成倉庫環(huán)境濕度的在線測量、數(shù)據(jù)遠距離傳輸和集中顯示管理等。

3硬件電路設(shè)計

本設(shè)計是基于單片機對數(shù)字信號的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號，和A/D模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，本設(shè)計以ATmega16基本系統(tǒng)為核心的一套檢測控制系統(tǒng)，其中包括單片機、復(fù)位電路、溫度檢測、濕度檢測及顯示、報警電路控制系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計。

3.1信號采集模塊

在整個溫度濕度監(jiān)測系統(tǒng)中，信號采集?？炱鹬浅Ｖ匾淖饔?。整個系統(tǒng)的好壞主要取決于傳感器性能的優(yōu)劣，傳感器的精度在一定程度上決定了整個系統(tǒng)的精度。綜合來考慮，最后選用推DHT91這款溫濕度傳感器。該傳感器在極為精確的恒溫室中進行標定，以鏡面冷凝式露點儀為參照。測量精度為±3%RH，并且品質(zhì)卓越、響應(yīng)超快、抗干擾能力強、極高的性價比。

3.2電源模塊

電源模塊可以直接提供正5V的直流電壓，但是由于在一些工業(yè)環(huán)境中并不提供直流電源，而都是交流電源，為確保其實用性，在電源這一部分，提供了整流穩(wěn)壓電路，可以把交流電壓變成5V的電壓，為整個電路板提供電源。

3.4顯示模塊

顯示模塊采用OCMJ4*8C液晶顯示器，它是漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字（16*16點陣）、128個字符（8*16點陣）及64*256點陣顯示RAM（GDRAM）。具有多種軟件功能，如：光標顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等。

3.5報警模塊

報警器在整個系統(tǒng)中也起著非常重要的作用，它是高電平報警，一旦監(jiān)測到的溫度、濕度值的任意一個超過其設(shè)定范圍，馬上通過蜂鳴器發(fā)出報警聲音，提示使用者出現(xiàn)報警狀態(tài)，以保證倉庫處在最佳環(huán)境中。

4軟件部分的設(shè)計

4.1軟件組成

軟件部分的設(shè)計采用模塊化程序設(shè)計與結(jié)構(gòu)程序設(shè)計的思想，即將程序整體分解為幾個相對獨立的模塊。主要包括主程序模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、報警模塊、控制模塊等，各模塊的軟件共同作用，完成倉庫環(huán)境溫濕度的監(jiān)測任務(wù)。

4.2主程序模塊

主程序模塊的主要任務(wù)是將各個模塊進行協(xié)調(diào)處理和實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。其首先完成初始化工作，初始化后進入循環(huán)處理，在循環(huán)的過程中，主處理獲得采集模塊的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進行處理，處理后的結(jié)果通過顯示模塊顯示。

4.3數(shù)據(jù)采集模塊

由于DHT91溫濕度傳感器的輸出為數(shù)字信號，無須進行A/D轉(zhuǎn)換。此采集模塊主要是單片機通過I/O端口采集信號，通過延時程序來控制采集的時間間隔，并通過使確認位ACK為高電平來結(jié)束濕度的測量。

4.4顯示模塊

顯示模塊主要完成數(shù)據(jù)的顯示功能。首先當模塊接受指令前，單片機必須確認模塊內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，然后根據(jù)接受到指令顯示相關(guān)的內(nèi)容在屏幕上。

4.5報警模塊

單片機通過對所測的濕度值與上下限進行比較，判斷是否超出范圍，如果一旦發(fā)現(xiàn)超出，通過PC0口輸出低電平進行報警。

5結(jié)論

本次設(shè)計的基于單片機的倉庫溫度濕度控制系統(tǒng)，通過DHT91傳感器器對倉庫內(nèi)環(huán)境的微弱信號濕度的采集，直接輸出數(shù)字數(shù)字信號到低功耗單片機AVR集中處理，然后通過液晶顯示器顯示。這樣不僅可以通過對周圍環(huán)境的濕度的自動監(jiān)測以保證倉庫的最佳儲存環(huán)境，而且也降低了能耗，測量的精度也較高。因此，在倉庫儲存的應(yīng)用領(lǐng)域有著良好的前景。

但電路的設(shè)計中還有許多需要改進的地方，這將在以后的設(shè)計里還有待于進一步完善。

參考文獻：

[1]滿紅，鄒存名，冀勇鋼.現(xiàn)代電子技術(shù).2011（9）.

[2]樂嘉華.溫度檢測技術(shù)的現(xiàn)狀和未來[J].煤油化工自動化，1998（3）.

[3]樊尚春.傳感器技術(shù)及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[4]張毅坤.單片微型計算機原理及應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社.

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關(guān)鍵詞：大屏幕顯示系統(tǒng)；軟件測試；測試用例

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-02

為了驗證基于網(wǎng)絡(luò)大屏幕顯示系統(tǒng)設(shè)計方案的正確性以及可實現(xiàn)性，在完成功能設(shè)計和代碼編寫后，需要對設(shè)計的各個功能模塊進行測試。軟件測試是一項十分復(fù)雜多樣化的工作，它在軟件的整個生產(chǎn)周期中占據(jù)重要的位置，測試的結(jié)果作為考核設(shè)計正確性的重要指標，對軟件可靠性的保證具有極其重要的意義。

一、建立測試準則

本次軟件測試的系統(tǒng)由六部分組成，分別負責系統(tǒng)配置、屏幕抓取與顯示、數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮、鼠標控制、同步控制、網(wǎng)絡(luò)通信。由于是實用軟件的設(shè)計，所以各個模塊之間并沒有明顯的界限，比如網(wǎng)絡(luò)通信會貫穿于每個模塊；而且大屏幕顯示系統(tǒng)只有兩端同時運行才能檢測系統(tǒng)的正常與否。因此采取的測試方案包括：單線程測試、多線程測試、圖像傳輸測試、同步效果測試。

二、確定測試用例

（一）單線程測試

測試目的：系統(tǒng)單線程顯示時是否正常運行測試用例見表1。

（二）多線程測試

（1）測試目的：系統(tǒng)多線程顯示時是否正常運行測試用例見表2。

測試小結(jié)：系統(tǒng)多線程顯示時能夠正常運行。

（三）圖像傳輸測試

測試目的：測試圖像傳輸?shù)乃俣?，綜合測試屏幕抓取與顯示模塊中的圖像對比傳輸、數(shù)據(jù)壓縮與解壓、網(wǎng)絡(luò)通信的效果。

測試小結(jié)：從測試結(jié)果上看，當演示PPT、WORD等一類文件時，系統(tǒng)運行效果很好，每秒30幀的速度也能夠滿足在視覺上流暢性的要求；在播放一些流媒體類的文件是，系統(tǒng)也能正常運行，但是每秒10幀的速度有時會會讓人感覺出明顯的不流暢。

（四）同步效果測試

測試目的：測試控制端與拼接顯示端、拼接顯示端的各個顯示主機之間的同步效果。

測試用例見表4。

測試小結(jié)：當系統(tǒng)運行時，控制端與拼接顯示端圖像基本同步，各個拼接顯示端之間完全同步。

三、結(jié)束語

本文首先針對本系統(tǒng)各個模塊之間分割模糊、聯(lián)系密切的特點，建立測試準則，確定測試方案，方案內(nèi)容分為四個部分：單線程測試、多線程測試、圖像傳輸測試、同步效果測試；然后針對各個測試內(nèi)容確定測試用例，對結(jié)果進行預(yù)測，根據(jù)實際效果對系統(tǒng)性能進行評估。

參考文獻：

[1]郝愛語.軟件測試方案分析與研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2009（12）.

[2]朱文球，向華政.軟件測試在機房管理系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用[J].中國包裝工業(yè)，2002（05）.

篇4

1教學(xué)目標

1．1提高設(shè)計能力

課程設(shè)計可以采用集中培訓(xùn)的方式、開放式實驗的方式、或電子設(shè)計競賽的方式進行［1］。集中培訓(xùn)指將所有學(xué)生集中起來，老師集體輔導(dǎo)，學(xué)生自己動手做的方式進行。開放式實驗是把學(xué)有余力的學(xué)生集中起來，每周上一到二次課，學(xué)生利用課余時間進行。電子設(shè)計競賽是把少數(shù)相對較好的學(xué)生集中培訓(xùn)，可參加全國或陜西省舉辦的各種競賽，倘若獲獎，將對學(xué)生是一個極大的鼓勵。

1．2提升綜合設(shè)計能力

通過選題、方案論證、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)、裝配調(diào)試、系統(tǒng)測試和總結(jié)報告幾個步驟，提升學(xué)生的綜合設(shè)計能力及系統(tǒng)架構(gòu)能力［2］。

1．3培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力

可以讓學(xué)生自主命題，自選方案，將創(chuàng)新性作為考核目標，提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力［3］。

2實現(xiàn)方法

2．1進行理論教學(xué)改革

以前我們的理論教學(xué)方式是以課本為主，習題為輔，提高學(xué)生做題能力的訓(xùn)練，忽視了對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，以至于學(xué)生只會做題，不會做實驗。很多學(xué)生在課前問老師實驗應(yīng)該怎么做，這就表明學(xué)生并沒有真正掌握所學(xué)的知識，或者已經(jīng)掌握了所學(xué)知識但不會靈活運用。因此，我認為能在理論教學(xué)中加入一些實踐方面的知識，讓學(xué)生掌握一些基本的實驗方法還是很有必要的［4］。

2．2結(jié)合EDA（PSPICE、MULTISIM等）技術(shù)

在老師的指導(dǎo)下鼓勵學(xué)生自行設(shè)計電路，然后在軟件上仿真驗證，使學(xué)生對課題有一個全面的理解和掌握［5］。

2．3開放實驗室

我們的電工電子基礎(chǔ)實驗室設(shè)備齊全，規(guī)模較大，承擔著全院的基礎(chǔ)實驗課。但課余時間基本不用，應(yīng)充分發(fā)揮實驗室的功能。實驗室應(yīng)在整個學(xué)期都對學(xué)生開放，期間學(xué)生可以自行約定時間進實驗室，為學(xué)生的個性化設(shè)計提供必要條件。

2．4開放元器件

學(xué)院應(yīng)撥一定經(jīng)費，可由老師統(tǒng)一購買元器件發(fā)給學(xué)生。

3實施步驟

3．1選題

（1）采用難度適當?shù)闹付}目或自選題目。

（2）鼓勵使用結(jié)合實際應(yīng)用的最新芯片與開發(fā)工具。

（3）使學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)工作量飽滿，經(jīng)努力能完成任務(wù)。

3．2提出設(shè)計方案

（1）查找資料。

（2）元器件市場調(diào)研。

（3）方案論證。

3．3設(shè)計方案點評

（1）對設(shè)計方案進行分析、評價。

（2）備齊器件。

3．4設(shè)計方案實施

（1）系統(tǒng)實現(xiàn)。

（2）系統(tǒng)測試。

3．5總結(jié)

（1）提交總結(jié)報告。

（2）提交最終作品。

4課題舉例音響放大器的設(shè)計與實現(xiàn)。

4．1實驗?zāi)繕?/p>

（1）小型多級放大系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn)與聯(lián)調(diào)方法。

a．多級放大系統(tǒng)增益分配設(shè)計。

b．多級放大系統(tǒng)級聯(lián)調(diào)試方法。

（2）音調(diào)特性控制方法與實現(xiàn)原理。

（3）音量控制方法與實現(xiàn)原理。

（4）集成功率放大器內(nèi)部電路工作原理與應(yīng)用。

（5）音響放大器主要性能參數(shù)的測試方法。

4．2實驗內(nèi)容

（1）功能要求：具有話筒擴音、音調(diào)控制、音量控制、電子混響、卡拉OK伴唱等功能。主要技術(shù)指標可自定。

（2）音響放大系統(tǒng)及模塊設(shè)計。

（3）音調(diào)控制特性仿真。

（4）測量內(nèi)容a．測量音調(diào)控制特性，并繪制音調(diào)控制特性曲線。b．測量頻率為1kHz時的輸出功率Po及整機電壓增益Av。

（5）測量整機頻率響應(yīng)特性曲線。

（6）實際系統(tǒng)音效及控制效果試聽。

4．3實驗教學(xué)過程與要點

（1）音響放大系統(tǒng)框圖、信號流程與工作原理。

（2）音響放大系統(tǒng)主要技術(shù)指標及測試方法。

（3）電路安裝與調(diào)試技術(shù)。

4．4實驗結(jié)果與驗收要求

（1）帶載特性參數(shù)測量與實驗記錄結(jié)果的比對。

（2）系統(tǒng)音效試聽。

（3）結(jié)合實驗內(nèi)容進行提問。

（4）根據(jù)驗收情況，給出并登記驗收成績。

5遇到的困難

當然要開設(shè)電子技術(shù)課程設(shè)計還有許多困難，比如實驗室協(xié)調(diào)問題、經(jīng)費問題等，我相信只要我們上下一心，知難而上，總會找到解決的辦法。

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關(guān)鍵詞 EDA技術(shù)；電子工程設(shè)計；機械工程

中圖分類號：TP278 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）14-0156-01

1 EDA技術(shù)簡介

EDA技術(shù)在機械電子工程設(shè)計當中是新技術(shù)，其在應(yīng)用過程當中的主要載體就是能夠進行大規(guī)模編程的邏輯器件，進行編程過程當中采用的主要表達方式是硬件描述語言，EDA技術(shù)在應(yīng)用過程當中需要利用到較多高科技工具，包括計算機和可編程邏輯器件等，這樣一些工具的應(yīng)用主要是作為開發(fā)軟件或者是試驗軟件來加以利用，其應(yīng)用的最終目的就是對特定的目標芯片進行適配編譯和邏輯映射并最終形成集成電子系統(tǒng)或者是專用集成芯片。

通過上述分析就可以看到，EDA技術(shù)實際上也可以看作是在電子電路CAD技術(shù)之上發(fā)展起來的計算機軟件系統(tǒng)，其主要部件包括編譯器、綜合器、下載器和適配器。其中，綜合器是用將設(shè)計者設(shè)計完成的設(shè)計文件轉(zhuǎn)換成為該系統(tǒng)的門級電路描述，實際上也就是實現(xiàn)硬件和軟件連接的主要橋梁；適配器的主要作用則是生成最終的下載文件，并將其安排到指定的器件當中去。到目前為止，EDA技術(shù)都是機械電子工程設(shè)計當中最為核心的技術(shù)，這主要就是因為EDA技術(shù)當中利用的是HDL高級語言，該語言可以實現(xiàn)公開利用、描述范圍十分廣泛，能夠?qū)C械電子工程設(shè)計工作起到非常多的輔助作用，設(shè)計者在進行后期的交流、修改和保存時也十分方便，最重要的是，這樣一種語言的使用時的現(xiàn)有的設(shè)計完成的設(shè)計方案還能夠自動進行在線升級。除此之外，值得關(guān)注的是EDA技術(shù)還擁有非常高的自動化程度，因此一些常規(guī)的仿真、糾錯和調(diào)試工作都是能夠十分方便和快捷的完成。

2 機械電子工程中EDA技術(shù)研究

EDA技術(shù)在長期的發(fā)展過程當中不斷實現(xiàn)完善和優(yōu)化，且其實際應(yīng)用范圍也越來越廣泛，到目前為止，已經(jīng)全面應(yīng)用到了電子工程、通信、生物、醫(yī)藥以及航空航天等多個領(lǐng)域，尤其是在機械電子工程當中，更是十分核心的技術(shù)，這主要是因為在電子工程設(shè)計當中需要通過EDA技術(shù)中的虛擬儀器來對產(chǎn)品進行必要的測試，其具體應(yīng)用分析如下。

2.1 在電子設(shè)計當中進行仿真分析

機械電子工程設(shè)計方案完全確定以后就需要通過適當?shù)南到y(tǒng)仿真或者結(jié)構(gòu)模擬來對其科學(xué)性、合理性以及可行性進行分析和研究，以此來保證所設(shè)計方案能夠在后續(xù)實踐當中順利應(yīng)用。此時采用EDA技術(shù)的好處就在于能夠通過各個環(huán)節(jié)當中的傳遞函數(shù)進行數(shù)學(xué)建模來進行所需要的仿真分析，經(jīng)過這樣一種構(gòu)建和處理的仿真系統(tǒng)，能夠很好對機械電子工程系統(tǒng)設(shè)計方案進行推廣和使用，并準確驗證一些理論和構(gòu)思的實際合理性。除此之外，EDA技術(shù)在仿真分析完成之后還能夠?qū)Ω鱾€電路的實際結(jié)構(gòu)進行分析，同時對電路結(jié)構(gòu)的正確性和性能指標進行分析，實現(xiàn)分析過程的量化。可以看到的是，這樣一種量化的仿真分析確實使得我們國家電子工程設(shè)計整體水平得到了極大程度的提高。

2.2 電路特性的優(yōu)化設(shè)計

想要保證電子元件在應(yīng)用過程當中盡可能的安全和穩(wěn)定，最重要的就是要保證其擁有最佳的容差和工作環(huán)境溫度，但是在實際的工作環(huán)境下，傳統(tǒng)電子工程設(shè)計方法是很難對電子元件的實際容差以及環(huán)境溫度進行全面的勘測和分析的，因此就容易導(dǎo)致所得到的設(shè)計方案存在著各個方面的漏洞和誤差，電子元件的容差以及工作環(huán)境溫度當然也很難得到有效的保障。通過EDA技術(shù)則能夠較好的解決該問題，這主要是因為EDA技術(shù)能夠?qū)囟冗M行統(tǒng)計分析，并根據(jù)分析結(jié)果確定出最佳的電子元件參數(shù)和電路結(jié)構(gòu)來，相應(yīng)的也就能夠獲取適宜的工作環(huán)境溫度，這樣一來，不僅能夠?qū)﹄娮庸こ淘O(shè)計方案本身進行必要的完善和優(yōu)化，還使得其實際工作環(huán)境也有了相當好的保證，可謂是一舉兩得。

2.3 對電路特性進行有效分析

事實上，對電路特性進行有效分析是EDA技術(shù)當中非常重要的一部分內(nèi)容，這主要是因為在電子工程設(shè)計當中，基本上所有的理論分析都是基于數(shù)據(jù)測試和特性分析來進行的，因此這樣兩部分數(shù)據(jù)獲得的及時性和準確性都是非常關(guān)鍵的。在傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計當中，由于受到硬件和技術(shù)等各個方面的局限，其測試結(jié)構(gòu)和測試方法都存在較多方面的問題，使得電路測試的實際精度受到非常大的影響，嚴重時候甚至有可能干涉到產(chǎn)品的后期使用穩(wěn)定性。而EDA技術(shù)的應(yīng)用則能夠?qū)φ麄€系統(tǒng)進行全面而精確的測試，既能夠避免方案在局部出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性差異，還能夠?qū)Ψ桨刚w性和合理性予以保障。

2.4 機械結(jié)構(gòu)中注意防止靜電

機械結(jié)構(gòu)主要是指根據(jù)一定的原理方案，設(shè)計出具體的結(jié)構(gòu)圖，并應(yīng)用于實物，最終達到要求功能的結(jié)構(gòu)。隨著高科技的發(fā)展，尤其是以輕、薄為發(fā)展趨勢的電子產(chǎn)品的發(fā)展，對集成電路元器件的要求也越來越高，愈加縮小的線路和密集的電子元件排列對都靜電防治提出了更高要求。靜電電場和靜電電流是造成電子元件毀壞的致命因素。靜電電場和電流對周圍電荷的強大吸引力，破壞了絕緣體造成元器件敏感度的急劇下降，甚至電路導(dǎo)體燒融，電子產(chǎn)品爆炸等。

3 結(jié)束語

通過上文說明和分析就可以看到，EDA技術(shù)在機械電子工程當中的應(yīng)用和發(fā)展給我們國家的電子工程設(shè)計帶來了巨大的變革，通過EDA技術(shù)設(shè)計出來的機械電子產(chǎn)品不僅使用性能好，而且專業(yè)化程度也有著非常大的提升。機械電子工程設(shè)計人員在工作過程當中采用該技術(shù)不但能夠較大程度的提高工作效率，還能夠獲得更多具有高附加值的電子產(chǎn)品來。在本文當中，對EDA技術(shù)進行了簡要介紹，并重點分析其在機械電子工程當中的重要應(yīng)用。

參考文獻

篇6

（淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 淮安 223003）

【摘要】在微控制器中嵌入TCP/IP協(xié)議，并利用HTTP協(xié)議實現(xiàn)嵌入式WEB服務(wù)器，計算機可通過WEB服務(wù)器實現(xiàn)對電源開關(guān)的遠程控制功能。根據(jù)功能需求，給出系統(tǒng)設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞 微控制器；以太網(wǎng)；TCP/IP協(xié)議；嵌入式WEB服務(wù)器

基金項目：江蘇省淮安市科技支撐計劃（工業(yè)）專項基金項目（HAG2012056）。

作者簡介：索明何（1979—），男，山東淄博人，淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師、工程師，研究方向為嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

宋剛永（1980—），男，江蘇宿遷人，淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師、工程師，研究方向為電子技術(shù)及應(yīng)用。

0引言

在許多用電場所包括工業(yè)用電及生活用電，電源的通與斷都需要人工操作，這會帶來許多不便，并且有時在無人管理的情況下會造成電能的超級浪費甚至會帶來危險因素。在此提出一種解決方案——基于嵌入式WEB服務(wù)器的遠程電源開關(guān)設(shè)計。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計方案

遠程電源開關(guān)的總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。由微控制器、以太網(wǎng)接口模塊和控制模塊三大部分組成。

其中，為使電源控制開關(guān)接入以太網(wǎng)，需通過以太網(wǎng)接口模塊將其接入以太網(wǎng)。為了簡化電路設(shè)計，亦可選擇內(nèi)部集成以太網(wǎng)控制器的微控制器；控制模塊可選繼電器或可控硅等器件，實現(xiàn)單片機弱電控制用電器強電。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計方案

系統(tǒng)軟件設(shè)計的核心是嵌入式TCP/IP協(xié)議的設(shè)計。

2.1嵌入式TCP/IP協(xié)議構(gòu)架

如圖2所示，在應(yīng)用層，主要設(shè)計兩個應(yīng)用程序：（1）使用HTTP協(xié)議，實現(xiàn)嵌入式WEB服務(wù)器，用于計算機與電源開關(guān)的遠程通信控制。（2）調(diào)用Ping命令，測試計算機與遠程電源開關(guān)之間的連通性。

在傳輸層，主要使用TCP協(xié)議。應(yīng)用層的HTTP協(xié)議封裝成TCP協(xié)議的格式。

在網(wǎng)絡(luò)層，使用IP協(xié)議和ICMP協(xié)議。其中，傳輸層的TCP協(xié)議和UDP協(xié)議以及本層的ICMP協(xié)議都要封裝成IP協(xié)議格式進行傳輸。

在網(wǎng)絡(luò)層及以上各層，使用的是32位的IP地址，而數(shù)據(jù)鏈路層使用的是48位的MAC地址，因此使用了ARP協(xié)議。

要實現(xiàn)遠程開關(guān)接入以太網(wǎng)，還需要以太網(wǎng)控制器的驅(qū)動程序設(shè)計，主要完成以太網(wǎng)控制器的的初始化和讀寫程序。

2.2嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計

一個 WEB 服務(wù)器也稱為 HTTP 服務(wù)器，它通過 HTTP 協(xié)議與客戶端通信。這個客戶端通常指的是 WEB 瀏覽器。HTTP 是一種讓 WEB 服務(wù)器與瀏覽器（客戶端）通過Internet 發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的協(xié)議。它是一個請求、響應(yīng)協(xié)議——客戶端發(fā)出一個請求，服務(wù)器響應(yīng)這個請求。HTTP 運用可靠的TCP連接，通常用的TCP 80端口。

從功能上來講，WEB服務(wù)器監(jiān)聽用戶端的服務(wù)請求，根據(jù)用戶請求的類型提供相應(yīng)的服務(wù)，用戶端使用WEB瀏覽器和WEB服務(wù)器進行通信。用戶請求有兩種：GET請求和POST請求。WEB服務(wù)器在接收到用戶端的請求后，處理用戶請求并返回需要的數(shù)據(jù)。在 HTTP 中，客戶端總是通過建立一個連接與發(fā)送一個 HTTP 請求來發(fā)起一個事務(wù)。服務(wù)器不能主動去與客戶端聯(lián)系，也不能給客戶端發(fā)出一個回叫連接?？蛻舳伺c服務(wù)器端都可以提前中斷一個連接。

嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計流程如圖3所示。

3結(jié)束語

本系統(tǒng)設(shè)計方案，遵循了節(jié)約能源的原則且自身造價低，因此具有廣闊的應(yīng)用前景及巨大的市場潛力，可廣泛應(yīng)用于智能小區(qū)、學(xué)校、公司等多種場合，并易于推廣，有極好的實際意義及較高的社會價值。

參考文獻

［1］索明何.基于Internet的嵌入式遠程控制開關(guān)設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技信息,2010（35）.

篇7

關(guān)鍵詞：暖通；系統(tǒng)設(shè)計；高層

暖通空調(diào)系統(tǒng)類型較為多樣，按照工作原理的差異，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以劃分為全水系統(tǒng)、全空氣系統(tǒng)和空氣-水系統(tǒng)三種。全水系統(tǒng)就是指室內(nèi)空氣濕度和室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)完全由水進行處理和改善的空調(diào)系統(tǒng)。全水系統(tǒng)的作用原理在于空氣和水的比熱關(guān)系，由于水的比熱大于空氣，因此能夠通過水循環(huán)，在借助風機盤管設(shè)備的作用下對室內(nèi)空氣進行置換，以達到保溫、保濕、空氣流通的目的。全空氣系統(tǒng)則是利用空氣來對室內(nèi)負荷進行調(diào)節(jié)的空調(diào)系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)優(yōu)點較多，首先能夠降低對水資源的依賴，其次能夠有效降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，并且在噪聲污染方面也能夠進行很好的預(yù)防?？諝?水系統(tǒng)，則是將水系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)進行結(jié)合，利用水循環(huán)將室內(nèi)熱負荷進行改善，并且增加室內(nèi)空氣濕度，利用空氣保持室內(nèi)氣體流動，維持空氣清新和空氣質(zhì)量。

一、高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計前的準備工作

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計嚴禁盲目性和隨意性，以避免設(shè)計方案和實際施工相差甚遠，進而影響到施工周期和施工成本。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計前期，必須要做好必要的準備工作來保證系統(tǒng)的整體性能。首先，系統(tǒng)設(shè)計人員應(yīng)該加強對工程整體施工設(shè)計圖紙的研究，了解工程施工的主要內(nèi)容，以及建筑內(nèi)管道和線路的具體走向，這對于系統(tǒng)方案的設(shè)計來說十分重要。暖通空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計人員一定要做好高層建筑的現(xiàn)場勘查和了解工作，在設(shè)計之前需要前往施工現(xiàn)場了解現(xiàn)場情況，以及周邊環(huán)境情況。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)需要和周圍的建筑保持一致，周圍建筑的供熱情況、供水情況以及線路的敷設(shè)情況都能夠為系統(tǒng)設(shè)計提供可靠的參考和依據(jù)，從而提升設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。

系統(tǒng)設(shè)計之前，還應(yīng)該嚴格閱讀和了解國內(nèi)相關(guān)法律和技術(shù)規(guī)定，以確保系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)范性。隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，政府對于高層建筑的施工要求逐漸細化，并且對暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和施工也制定了對應(yīng)的條例和規(guī)定，相關(guān)設(shè)計人員必須要做到全面了解，這樣才能夠使設(shè)計方案在滿足建筑施工要求的基礎(chǔ)上，滿足國家技術(shù)規(guī)定要求，確保施工驗收和質(zhì)量檢測工作的順利完成。

二、高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計原則

1、安全性

安全性是高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時首先需要遵循的原則。建筑安全是人們普遍關(guān)注和重視的話題，特別是對于高層建筑而言，隨著建筑高度的不斷增加，建筑火災(zāi)事故發(fā)生之后所造成的損失和傷亡也更加巨大。為此，在高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中，必須要遵循安全性原則，減少火災(zāi)隱患。安全性主要體現(xiàn)在環(huán)境安全、線路安全以及運行安全。環(huán)境安全，是指暖通空調(diào)施工過程中，必須要遠離易燃易爆物品，特別是在某些庫房等場所安裝暖通空調(diào)系統(tǒng)時，應(yīng)該盡量將易燃易爆物品挪開，并且在系統(tǒng)中添加一定的防火措施，防止火災(zāi)事故的發(fā)生。線路安全，是指暖通空調(diào)系統(tǒng)進行設(shè)計過程中，必須要注重線路的敷設(shè)和線路的走勢，避免由于線路敷設(shè)問題所造成的安全隱患。這就要求設(shè)計人員必須要深入了解高層建筑的施工設(shè)計圖紙，了解電源線路、燃氣管道等線路的敷設(shè)情況，以更好的規(guī)避相關(guān)線路，避免安全問題的發(fā)生。運行安全，則是指在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中，加強對空調(diào)運行過程中相關(guān)問題的研究和評估，并采取一定的措施來提升安全系數(shù)。暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個較為復(fù)雜的系統(tǒng)，暖通空調(diào)系統(tǒng)動力區(qū)域必須要加強管理，并且需要設(shè)計一定的安全報警系統(tǒng)和通風系統(tǒng)，并設(shè)計一定的人員管理和檢測系統(tǒng)，以充分規(guī)避運行過程中的安全隱患。

2、節(jié)能環(huán)保性

節(jié)能環(huán)保性，對于高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計來說也非常重要。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源危機日漸惡化，能耗問題已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的重要話題，加強能源節(jié)約，降低能源消耗是各個行業(yè)所研究的重要領(lǐng)域。高層建筑在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中，必須要強調(diào)建筑的節(jié)能性，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，首先要加強對線路敷設(shè)的設(shè)計和研究，盡量保證線路的最短敷設(shè)，以降低能源在線路傳輸中的消耗。同時，盡量采取自動化控制系統(tǒng)，減少人工費用，降低運行成本。而針對水系統(tǒng)、水-空氣系統(tǒng)的暖通空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)該適當引入雨水收集和循環(huán)系統(tǒng)，利用雨水維持內(nèi)部的水循環(huán)，減少對市政水資源的依賴和消耗，以達到節(jié)能的最終目的。環(huán)保性在高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中同樣非常重要。對于暖通空調(diào)系統(tǒng)，其運行過程中將產(chǎn)生一定的廢水和廢氣，并且會伴有一定的固體廢物生成，廢物的直接排出，將會給外部環(huán)境構(gòu)成一定的影響，導(dǎo)致周圍環(huán)境的惡化。因此，在暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計過程中，需要將廢物處理設(shè)備和系統(tǒng)添加其中，對廢棄物進行適當?shù)奶幚碇?，才能夠排放到外部環(huán)境當中，達到保護環(huán)境的目的。

3、經(jīng)濟性

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計，最終目的在于落實建筑工程施工，確保建筑的正常使用。高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計中，需要明確施工方的利益，在保證系統(tǒng)正常運行的情況下，降低成本支出。在方案設(shè)計過程中，為達到經(jīng)濟性目的，應(yīng)該從設(shè)計的科學(xué)性、合理性以及全面性入手，使系統(tǒng)的成本得到有效的控制。首先，高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)必須適用于建筑本身，建筑系統(tǒng)中設(shè)備的選擇應(yīng)該強調(diào)設(shè)備的實用和先進，嚴格控制采購環(huán)節(jié)，以確保設(shè)備質(zhì)量符合系統(tǒng)設(shè)計的實際要求。其次，高層建筑暖通空調(diào)的系統(tǒng)的設(shè)計方案一定要科學(xué)合理，具備較強的可操作性，而不能夠盲目的壓縮工程成本，以致系統(tǒng)無法正常使用，或者系統(tǒng)的使用效果大打折扣，這最終會給施工方和建筑商帶來嚴重的信譽損傷。此外，在全面性方面，系統(tǒng)設(shè)計人員必須要具備良好的職業(yè)素養(yǎng)，并且具備豐富的專業(yè)知識，對于系統(tǒng)設(shè)計中的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息必須要做好認真的評估和核算，明確計算標準，控制計算誤差，以有效降低系統(tǒng)成本。同時，對于暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案中的各項費用，如安裝費用、調(diào)試費用、測試費用等相關(guān)費用，也要由相關(guān)人員進行全面、認真的核算，對于不必要的支出應(yīng)該予以削減，以實現(xiàn)對成本的有效控制。

三、總結(jié)

隨著社會的不斷發(fā)展，我國高層建筑數(shù)量逐漸增多，在節(jié)約土地資源，加快城市化進程等方面都起到了非常積極的作用。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是高層建筑施工過程中的重要環(huán)節(jié)，建設(shè)施工企業(yè)必須要加強對暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和施工的關(guān)注和重視，在設(shè)計前期做好現(xiàn)場的調(diào)查和分析工作，在設(shè)計過程中強調(diào)安全性、環(huán)保性和經(jīng)濟性等必要原則，在保證系統(tǒng)暢通運行的同時，降低能源消耗，加強成本控制，以更好地促進我國建筑行業(yè)的健康穩(wěn)步發(fā)展。

參考文獻

[1]高志強.對民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計措施的探討[J].山西建筑，2013

篇8

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)形式：暖通設(shè)計；分析

Abstract: the civil building heating and ventilation air conditioning system design scheme economy or not the analysis judgment, not only consider the height of the initial investment, still should consider its running the cost. This paper mainly to statistics and data analysis method, and find out the produce this professional do air-conditioning design about the causes of the economy and the control points for your reference.

Key words: the system form: hvac design; analysis

中圖分類號:TU96+2文獻標識碼：A文章編號：

1引言

由于空調(diào)采暖通風設(shè)備的運行能耗占到了民用建筑總能耗的40％以上，是項目建成后影響運行成本的最重要因素之一。因此，對民用建筑空調(diào)采暖通風系統(tǒng)設(shè)計方案經(jīng)濟性與否的分析判斷，不能只考慮其初投資的高低，還應(yīng)考慮其運行費用的多少。合理的方法應(yīng)是以系統(tǒng)中最主要設(shè)備(一般是空調(diào)主機)的經(jīng)濟使用壽命周期為基礎(chǔ)，分析計算出來的綜合性價比優(yōu)秀者為最佳方案。但在實際工程的設(shè)計中，由于受項目專業(yè)設(shè)計人員的素質(zhì)、項目組各專業(yè)設(shè)計的整體技術(shù)水平及項目管理水平、外部條件等諸多因素的影響，并非每個項目都能做到采用綜合性價比優(yōu)秀的方案。本文主要以統(tǒng)計及數(shù)據(jù)分析的方法，找出產(chǎn)生本專業(yè)所做空調(diào)設(shè)計方案有關(guān)經(jīng)濟性問題的原因及控制點。

2 暖通空調(diào)專業(yè)經(jīng)濟性設(shè)計的現(xiàn)狀分析

2．1暖通空調(diào)專業(yè)常見設(shè)計方案的經(jīng)濟性問題

根據(jù)對近百個項目的統(tǒng)計，以及本專業(yè)技術(shù)人員對出現(xiàn)經(jīng)濟性設(shè)計問題的項目的現(xiàn)場測試、業(yè)主反饋問題、系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)記錄等的統(tǒng)計分析，歸納出空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計出現(xiàn)較多的經(jīng)濟性問題是：

(1)空調(diào)主機容量偏大；

(2)冷熱源系統(tǒng)選擇不合理；

(3)設(shè)備管道的配置不合理。

2．2 空調(diào)主機容量偏大的原因分析

毫無疑問，主機容量偏大的原因在于負荷計算不準確，負荷計算不準確的原因是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的選用不準確，而基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的選用不準確的原因則主要在于下述幾個方面：

(1)專業(yè)配合不到位。例如：建筑專業(yè)提資不準確，外墻構(gòu)造、門窗的尺寸或材料、屋面保溫材料等與實際不符導(dǎo)致K值及護結(jié)構(gòu)負荷計算錯誤；電氣專業(yè)提資不準確，室內(nèi)照明負荷、發(fā)熱設(shè)備的數(shù)量及發(fā)熱量取值錯誤。

(2)設(shè)計標準選擇錯誤：對項目的檔次把握不準導(dǎo)致室內(nèi)計算溫度偏低、室內(nèi)人員密度偏大、新風量偏高等。

(3)項目管理不科學(xué)：過短的設(shè)計周期和缺少專業(yè)配合及專業(yè)人員與業(yè)主之間的必要溝通導(dǎo)致設(shè)計人員無法依據(jù)計算軟件進行準確的計算，轉(zhuǎn)而套用誤差較大的且保守的經(jīng)驗數(shù)據(jù)估算。

2．3冷、熱源系統(tǒng)選擇不合理的原因分析

冷、熱源系統(tǒng)選擇在經(jīng)濟性方面的不合理情況，主要表現(xiàn)在：①初投資過高；②不滿足業(yè)主在年運行費用及管理方便方面的要求；③達不到業(yè)主要求的計費及低負荷運行節(jié)能的要求等。該問題產(chǎn)生的主要原因有：①設(shè)計人員對項目所在地的能源結(jié)構(gòu)及能源價格不了解；② 設(shè)計人員對項目所在地的氣候、水(包括地表水、地下水)資源等自然條件不了解；③ 設(shè)計人員對各類型空調(diào)系統(tǒng)的特性、使用條件限制等了解不透徹；④業(yè)主對建筑物的主要功能隨意改動，且強行提出某些不合理要求等；⑤ 由于項目設(shè)計周期過短，設(shè)計人員無法做方案比較。顯然，冷熱源系統(tǒng)的選擇要求專業(yè)設(shè)計人員具備較高的專業(yè)技能和對方案總體的把握能力。

2．4設(shè)備管道的配置不合理原因分析

熟悉和掌握各種空調(diào)設(shè)備的工作原理、特性與內(nèi)部構(gòu)造以及各種管道材料的特性和適用場所是空調(diào)設(shè)計人員必備的基本功之一，由于技術(shù)進步和知識更新較快，其中的許多知識在教科書和設(shè)計手冊中是學(xué)不到的，需要設(shè)計人員不斷的從市場、從與生產(chǎn)企業(yè)和同行中的專家交流中學(xué)習。因此筆者認為，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中設(shè)備管道配置出現(xiàn)經(jīng)濟性不合理的原因主要在于：空調(diào)設(shè)計人員對專業(yè)技術(shù)與市場的變化缺乏足夠的認識和了解，未掌握各種空調(diào)設(shè)備和管道材料的性能與價格比，未能根據(jù)項目的具體情況正確選擇空調(diào)設(shè)備和管道材料。

3 暖通空調(diào)專業(yè)經(jīng)濟性設(shè)計的外部環(huán)境分析

3．1國家政策導(dǎo)向

由于全球能源價格暴漲，國內(nèi)能源、電力供應(yīng)緊張，建筑節(jié)能的必要性日益凸顯，相關(guān)部門陸續(xù)出臺了《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》、《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》等強制性節(jié)能規(guī)范和標準，對于耗能大戶的空調(diào)系統(tǒng)來說，在空調(diào)系統(tǒng)形式的選擇上提出了更高的要求。

3．2 客戶要求

概括而言，客戶對空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟性設(shè)計的具體要求是：系統(tǒng)及設(shè)備安全可靠、主要設(shè)備性能好、系統(tǒng)初投資要低、管理方便和運行費用低。必須注意，客戶的上述要求，在多數(shù)時候是相互矛盾的，且由于投資主體不同等原因所產(chǎn)生的影響，常會遇到客戶提出一些較為主觀片面的甚至是不合理的要求，因此專業(yè)設(shè)計人員與業(yè)主的充分溝通顯得十分重要。

3．3相關(guān)專業(yè)的影響

現(xiàn)在的時代是知識經(jīng)濟的時代，各種新知識、新技術(shù)呈爆炸式發(fā)展，各專業(yè)的技術(shù)交流與相互關(guān)聯(lián)較過去緊密得多。例如，建筑專業(yè)在有些建筑上使用的低輻射、熱反射中空玻璃以及隔熱性能好的墻體材料，會使得空調(diào)冷熱負荷降低不少；但在某些看上去很現(xiàn)代的建筑上使用的透光性好、隔熱性能差的膜式屋面又會大大增加空調(diào)冷熱負荷；智能專業(yè)在自動化控制技術(shù)方面的進步，帶來空調(diào)系統(tǒng)的管理方便及安全節(jié)能運行，同時也會帶來初投資的增加；太陽能利用技術(shù)與空調(diào)冷凝熱回收技術(shù)及吸收式制冷技術(shù)的進步，又使得暖通專業(yè)與給排水專業(yè)之間在制冷供熱的同時又與供應(yīng)生活熱水方面發(fā)生緊密系。

4 如何做好暖通空調(diào)專業(yè)的經(jīng)濟性設(shè)計控制

根據(jù)上述分析，筆者認為暖通空調(diào)專業(yè)要做好空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性設(shè)計控制，應(yīng)認識并把握好如下幾點：

(1)專業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)是最重要的，應(yīng)在下述相關(guān)方面加強培訓(xùn)與管理：①平時多訓(xùn)練基本功，不斷學(xué)習和掌握本專業(yè)新技術(shù)，不但要掌握了解各種節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)的性能參數(shù)及設(shè)計技術(shù)，還應(yīng)清楚相關(guān)空調(diào)系統(tǒng)的投資造價和設(shè)備價格，熟悉和了解相關(guān)專業(yè)的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，把握好國家政策導(dǎo)向；② 學(xué)習與業(yè)主溝通的技巧，清楚了解哪些問題應(yīng)詢問業(yè)主，哪些問題應(yīng)主動告知業(yè)主；③ 做方案之前，除應(yīng)掌握相關(guān)的專業(yè)技術(shù)和與業(yè)主溝通外，還應(yīng)事先主動了解項目所在地的氣候、周圍環(huán)境、能源結(jié)構(gòu)與能源價格、水資源情況等等。

(2)建立專業(yè)檔案資料庫(包括電子文檔與書籍文字資料)，以方便專業(yè)技術(shù)人員平時的學(xué)習和做項目準備時的查閱。

(3)配備功能較強的專業(yè)軟件，認真做好冷熱負荷計算，保證所選擇的設(shè)計方案建立在數(shù)據(jù)準確的基礎(chǔ)之上。

(4)設(shè)計方案的經(jīng)濟性與否與質(zhì)量管理密切相關(guān)，應(yīng)根據(jù)ISO質(zhì)量管理，要求本專業(yè)的設(shè)計、校核、審核及審定人員，都必須在設(shè)計項目中充分重視對空調(diào)負荷計算、冷熱源系統(tǒng)選擇、設(shè)備管道系統(tǒng)的配置這幾個對空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性設(shè)計影響較大的問題，做好設(shè)計方案。

(5)加強設(shè)計方案的評審工作，要求對達到一定投資規(guī)模和等級標準的項目，在向其他專業(yè)和業(yè)主提資前都應(yīng)提交給院專業(yè)技術(shù)委員會評審，以保證設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟合理。

(6)充分重視本專業(yè)經(jīng)濟性設(shè)計的難點問題，必要時組織Qc小組研究或進行攻關(guān)課題研究。

篇9

關(guān)鍵詞：信號源；虛擬儀器；DDS；FPGA

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)31-0979-02

The Design of Signal Source Based on FPGA and LabVIEW

QI Jing-jing, HUANG Cai-xia

(Electroic Information Engineering College,Henan Uinversity of Science & Technology, Luoyang 471039, China)

Abstract: Hardware design of signal source use of the DDS technology FPGA-based and the interface of signal source based on LabVIEW graphical programming tools, a signal source design based on virtual instrument platformis completed. It can produce peak-peak from 0.1 V to 8.5 V adjustable, frequencies from 0.005 Hz to 2 MHz adjustable sine, triangle, square wave produced three digital waveform.

Key words: signal source; virtual instrument; DDS; FPGA

1 引言

隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)場可編程邏輯器件(Field Programmable Gate Array, FPGA)的規(guī)模和速度迅速增大，而價格卻不斷降低。由于FPGA器件編程方便、速度快、開發(fā)費用低、周期短等特點，受到了廣大系統(tǒng)設(shè)計人員的青睞。DDS作為頻率合成技術(shù)使輸出信號受頻率控制碼和相位控制碼以及參考時鐘控制，很容易實現(xiàn)調(diào)頻、連續(xù)調(diào)相、線性調(diào)頻和其他各種頻率、相位、幅度調(diào)制。具有高速的頻率轉(zhuǎn)換時間、極高的頻率分辨率、低相位噪聲等優(yōu)點。[1]正是基于這些特點，本設(shè)計基于FPGA運用DDS技術(shù)實現(xiàn)信號源的硬件功能。為了更好的實現(xiàn)一個基于虛擬儀器平臺的信號源，系統(tǒng)采用外置型，功能卡與PC通過串口連接。PC端采用LabVIEW圖形編程工具設(shè)計實現(xiàn)美觀方便的交互界面完成對信號源各項功能的控制以產(chǎn)生所需信號。雖然虛擬儀器常用PCI總線或ISA總線插卡的方式以提高傳送速率，卻也增加系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度，而且內(nèi)置式可能會同計算機已有可插拔硬件沖突，而設(shè)計成外置式虛擬儀器無需驅(qū)動，插拔更為方便，避免硬件沖突問題。[2]

2 系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計主要有兩大部分組成:LabVIEW部分與FPGA部分，也可以稱之為上位機與下位機。

2.1 方案論證

在本設(shè)計中有兩種設(shè)計方案：

方案一：用LabVIEW軟件為開發(fā)平臺，在LabVIEW程序中進行各個波形數(shù)據(jù)的采集并把數(shù)據(jù)發(fā)送到串口上，F(xiàn)PGA通過RS-232接受波形數(shù)據(jù)，串行數(shù)據(jù)在FPGA中處理后經(jīng)過一D/A轉(zhuǎn)換后在示波器上顯示結(jié)果。

此方案通過串口發(fā)送的是波形數(shù)據(jù)。設(shè)計流程圖如圖1。

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圖1 方案一流程圖圖2 方案二流程圖

方案二：用LabVIEW軟件為開發(fā)平臺，在LabVIEW程序中把各個波形的波形參數(shù)（頻率，頻段，峰峰值）發(fā)送到串口上，F(xiàn)PGA通過RS-232接受波形指令，波形參數(shù)在FPGA中處理后運用DDS技術(shù)產(chǎn)生波形經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后在示波器上顯示結(jié)果。此方案通過串口發(fā)送的是波形指令。設(shè)計流程圖如圖2。

方案一發(fā)送的是波形數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)計要求生成的最高頻率為2Mhz，當2Mhz時最少需要采樣四個點，每個點都是8Bit，因此需要最低的串口傳送速率為64Mbit/s。優(yōu)點是FPGA方面不需要太多的編程，只要一個串口接收模塊即可；缺點是串口需要傳輸大量數(shù)據(jù)。

方案二發(fā)送的是波形指令，此方案不需要在 LabVIEW中采樣產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)，是把波形數(shù)據(jù)直接作成ROM表的形式，當把波形指令發(fā)送出來以后，F(xiàn)PGA根據(jù)波形參數(shù)通過DDS技術(shù)產(chǎn)生信號波形。優(yōu)點是串口傳輸只需要發(fā)送很少數(shù)據(jù)，實時性好；缺點是在FPGA里產(chǎn)生波形受ROM表里波形數(shù)據(jù)限制，易失真。

通過對上述兩個方案的比較及RS-232串口傳輸最大速率（20Mbit/s）的限制，考慮到波形發(fā)生的實時性，本設(shè)計采用方案二。把LabVIEW與FPGA結(jié)合起來，以發(fā)送波形指令的方式控制產(chǎn)生波形信號。

2.2 設(shè)計思想

由于選擇的是方案二即發(fā)送波形命令的形式來控制波形就大大降低了串口的發(fā)送負擔，使得串口的發(fā)送速率能夠滿足設(shè)計要求達到實時性，具體的設(shè)計流程是把每種波形的參數(shù)都設(shè)定為不同的數(shù)字（三角波用0表示，正弦波用1表示，方波用2表示），一共有四個波形參數(shù)分別為波形類型，頻率系數(shù)（即在某個頻段內(nèi)的頻率旋鈕調(diào)節(jié)值），頻段，峰峰值。波形類型由于有三種波形，其參數(shù)為0～2（十進制）占一位；頻率系數(shù)由于在200K～2Mhz頻段內(nèi)步進為5Khz，因此可用0～359表示這頻段內(nèi)的360個不同頻率，占三位。頻段有七段分別為2Hz，20Hz，200Hz，2Khz，20Khz，200Khz，2Mhz.因此用0～6表示，占一位。峰峰值是以0.1V為步進的，而經(jīng)測量D/A轉(zhuǎn)換的最大峰峰值為8.5V，可用0～84表示這85個不同值，占2位。這四種參數(shù)加起來一共要發(fā)送7位的十進制數(shù)，把這些數(shù)字連接到一起組成一幀按照一定的波特率發(fā)到串口，而且每當這七位數(shù)字有變化時就把新的數(shù)據(jù)發(fā)送到串口。如發(fā)送數(shù)據(jù)為0123456七位數(shù)字，就表示要產(chǎn)生的波形為三角波，頻率系數(shù)為123，頻段為4，峰峰值系數(shù)為56。之后用FPGA設(shè)計一串口接收模塊，按照設(shè)定好的波特率及編碼方式解碼，得到的波形指令通過DDS技術(shù)產(chǎn)生數(shù)字波形，再經(jīng)過一D/A轉(zhuǎn)換發(fā)送到示波器上驗證結(jié)果。

2.3 上位機設(shè)計

LabVIEW設(shè)計主要運用的是虛擬儀器技術(shù)，利用它設(shè)計人機交互界面并且送波形參數(shù)。主要有以下幾個部分：波形選擇、幅值調(diào)節(jié)、頻段選擇、頻率調(diào)節(jié)、串口發(fā)送。串口配置為8位數(shù)據(jù)位、一位停止位、無奇偶校驗。用到了CIN節(jié)點、移位寄存器、比較VI、字符串連接VI、輸入輸出顯示VI、邏輯運算VI、VISAVI、CASE結(jié)構(gòu)、IF結(jié)構(gòu)、事件結(jié)構(gòu)等。其程序框圖如圖3。

2.4 下位機設(shè)計

下位機設(shè)計主要運用DDS技術(shù)，它運用VHDL語言編程設(shè)計主要有串口接收、串口轉(zhuǎn)換、地址發(fā)生、ROM查詢、波形選擇、峰峰值調(diào)節(jié)、D/A轉(zhuǎn)換等模塊完成接收串口數(shù)據(jù)并運用DDS技術(shù)合成數(shù)字波形的功能，其流程圖如圖4。在硬件程序設(shè)計流程圖中我們可以看到串口接收接受串口數(shù)據(jù)，頻段選擇模塊根據(jù)接收到的頻段參數(shù)進行分頻；頻率系數(shù)x與地址發(fā)生器的步進值n關(guān)系為n=x+41；波形類型用于波形類型的選擇；峰峰值參數(shù)調(diào)節(jié)峰峰值。

3 結(jié)果測試

下面就是整個系統(tǒng)的結(jié)果實時測試如圖5-6，通過操作人機交互界面，產(chǎn)生一個峰峰值為8.0V，頻率為2.05KHz的正弦波，對應(yīng)的在數(shù)字示波器上的顯示波形可以看到正弦波峰峰值為7.99V，頻率為2.053KHz。峰峰值步進為0.1V，誤差0.01V；頻率步進為50Hz，誤差3Hz。結(jié)果比較滿意。

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圖5 實時檢測人機交互界面

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圖6 實時檢測示波器界面

4 結(jié)束語

本文探討了構(gòu)建虛擬信號源的方法，采用了“FPGA+接口+PC”的設(shè)計方案，實現(xiàn)了一個生成頻率0～2MHz，峰峰值0.1～8.5V可調(diào)，可產(chǎn)生方波，正弦波，三角波三種波形的信號源。通過此方法，不僅可以實現(xiàn)信號源，而且，可以相繼開發(fā)出頻譜分析儀、示波器、掃頻儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等常用的電子儀器，構(gòu)成一個通用靈活的虛擬儀器平臺?！敖涌凇备梢愿鶕?jù)條件采用USB、紅外、藍牙等多種方式。

參考文獻：

[1] 廖日坤.CPLD/FPGA嵌入式應(yīng)用開發(fā)技術(shù)白金手冊[M].北京:中國電力出版社,2005.

[2] 陳錫輝，張銀鴻.LabVIEW 8.20程序設(shè)計從入門到精通[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.

[3] NationalIn struments Corporation.LabVIEW:Code Interface Reference Manual[S].2004

[4] National Instruments Corporation.LabVIEW:User Manual[S].2004

[5] 吳立力.信號采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸、顯示與處理[D].北京工業(yè)大學(xué),2001.

[6] 應(yīng)懷樵.“虛擬”儀器與計算機采集測試分析儀器的發(fā)展和展望[J].振動.測試與診斷,2000(3).

篇10

一、現(xiàn)代工控系統(tǒng)的特點

1.實時性

控制系統(tǒng)需要與外部環(huán)境交互，具有較強的實時性。要求對系統(tǒng)的輸入信號在限定的時間內(nèi)給出輸出結(jié)果，設(shè)計的復(fù)雜性比較高。

2.網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)代工控系統(tǒng)大量使用現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，實現(xiàn)了安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信。

3.軟件化

現(xiàn)代工控系統(tǒng)的一個典型特征是設(shè)計重點逐漸向工業(yè)組態(tài)軟件方面轉(zhuǎn)移。這主要有兩個原因，一方面計算機的性能不斷提高，過去必須由硬件完成的實時性能可以通過實時軟件來實現(xiàn)，使設(shè)計的靈活性提高，成本下降；另一方面由于機械系統(tǒng)的產(chǎn)品生命周期一般是5～20年，而硬件和軟件的生命周期一般是3～5年。當一個原型產(chǎn)品設(shè)計完成后，后續(xù)的主要工作變成系統(tǒng)維護和軟件升級，要求在設(shè)計階段就要考慮軟件的可維護性、可移植性、可升級性。

二、工控系統(tǒng)設(shè)計方法

工控系統(tǒng)的總體設(shè)計從設(shè)計步驟看一般由需求分析、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，軟、硬件設(shè)計、系統(tǒng)集成和系統(tǒng)測試5個階段構(gòu)成。各個階段之間往往要求不斷地反復(fù)和修改，直至完成最終設(shè)計目標。

1.可行性調(diào)研

可行性調(diào)研的目的，是分析完成這個項目的可能性。進行這方面的工作，可參考國內(nèi)外有關(guān)資料，看是否有人進行過類似的工作。如果有，則可分析他人是如何進行這方面工作的，有什么優(yōu)點和缺點，有什么是值得借鑒的；如果沒有，則需作進一步的調(diào)研，此時的重點應(yīng)放在能否實現(xiàn)這個環(huán)節(jié)，首先從理論上進行分析，探討實現(xiàn)的可能性 ，所要求的客觀條件是否具備(如環(huán)境、測試手段、儀器設(shè)計、資金等)，然后結(jié)合實際情況，再決定能否立項的問題。

2.系統(tǒng)總體方案設(shè)計

在進行可行性調(diào)研后，如果可以立項，下一步工作就是系統(tǒng)總體方案的設(shè)計。工作的重點應(yīng)放在該項目的技術(shù)難度上，此時可參考這一方面更詳細、更具體的資料，根據(jù)系統(tǒng)的不同部分和要實現(xiàn)的功能，參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的性能，提出合理而可行的技術(shù)指標，編寫出設(shè)計任務(wù)書，確定設(shè)計任務(wù)和設(shè)計目標，并提煉出設(shè)計規(guī)格說明書，作為正式設(shè)計指導(dǎo)和驗收的標準。系統(tǒng)的需求一般分功能性需求和非功能性需求兩方面。功能性需求是系統(tǒng)的基本功能，如輸入輸出信號、操作方式等；非功能需求包括系統(tǒng)性能、成本、功耗、體積、重量等因素。從而完成系統(tǒng)總體方案設(shè)計。

3.體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

一旦總體方案決定下來，下一步的工作就是將該項目細化，即需明確哪些部分用硬件來完成 ，哪些部分用軟件來完成。由于硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會相互影響，因此，從簡化電路結(jié)構(gòu)、降低成本、減少故障率、提高系統(tǒng)的靈活性與通用性方面考慮，提倡軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件來完成；但也應(yīng)考慮以軟件代硬件的實質(zhì)是以降低系統(tǒng)實時性、增加處理進行為代價的，而且軟件設(shè)計費用、研制周期也將增加，因此系統(tǒng)的軟、硬件功能分配應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求及實際情況而合理安排，統(tǒng)一考慮。在確定軟硬件功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計者的工作就開始涉及到一些具體問題，如設(shè)備的體積及與具體技術(shù)指標相對應(yīng)的硬件實現(xiàn)方案，軟件的總體規(guī)劃等。上面這幾部分工作是必不可少的，否則，可能導(dǎo)致設(shè)計方案的整體更改，甚至可能導(dǎo)致方案無法實現(xiàn)造成人力、物力的浪費。

4.硬件設(shè)計

對于PLC 工控系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括兩大部分內(nèi)容：一是硬件的選型，包括控制網(wǎng)絡(luò)的選擇，PLC、變頻器、各功能模塊的選擇，如信號測量功能模塊、信號控制功能模塊、人機對話功能模塊、通訊功能模塊等，為使系統(tǒng)設(shè)計更加合理，系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)注意以下幾個方面：

（1）在選型的時候，因為各種PLC都有大型、中型、小型的分別，這些分別主要是由CPU模塊的性能不同造成的。在實際上，并非一定大型的功能就是合適的。除了價格方面的考量之外，主要是，如果控制點數(shù)不多，小型的CPU模塊完全可以勝任，則小型的CPU反而比大型的CPU模塊工作還要可靠一些。因為，小型的CPU所涉及的資源少，而大型CPU的資源多，在程序執(zhí)行中，為處理那些程序不需用到的資源時，也要分配時間去處理，這樣不僅造成資源的浪費，可能在程序處理上不及小型CPU可以更單純和穩(wěn)定地工作。

（2）在條件允許的情況下，盡可能選用功能強、集成度高的專用模塊和器件。因為采用這種模塊，不僅元件數(shù)量、接插件和相互連線減少，使系統(tǒng)可靠性增加。提高設(shè)計的成功率和結(jié)構(gòu)的靈活性。

（3）在對硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)考慮時，注意選擇通用性強、市場貨源充足的元器件，尤其對需大批量生產(chǎn)的場合，更應(yīng)注意這方面的問題。其優(yōu)點是：一旦某種元器件無法獲得，也能用其他元器件直接替換或?qū)﹄娐飞宰鞲膭雍笥闷渌骷妗?/p>

（4）硬件參數(shù)的設(shè)定。系統(tǒng)的硬件具體應(yīng)用時，首要問題是進行詳細的技術(shù)論證。就硬件系統(tǒng)來講，電路的各部分都是緊密相關(guān)、互相協(xié)調(diào)的，任何一部分電路的考慮不充分，都會給其他部分帶來難以預(yù)料的影響，輕則使系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)受破壞，重則導(dǎo)致硬件總體大返工，由此造成的后果是可想而知的。從時間花費上看，硬件設(shè)計的絕大部分工作量往往在最初方案的設(shè)計階段，一個好的設(shè)計方案往往會有事半功倍的效果。一旦總體方案確定下來，下一步的工作就會很順利進行，即使需要作部分修改，也只是在此基礎(chǔ)上進行一些完善工作，而不會造成整體返工。在進行硬件的總體方案設(shè)計時，所涉及到的具體電路可借鑒他人在這方面進行的工作。

（5）系統(tǒng)的擴展及各功能模塊的設(shè)計。在滿足應(yīng)用系統(tǒng)功能要求的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的擴展及各功能模塊應(yīng)適當留有余地，以備將來修改、擴展之需。實際上，工控系統(tǒng)的設(shè)計一次成功而不作任何修改的情況是很少的，如果在設(shè)計之初未留有任何余地，后期很可能因為一點小小的改動或擴展而被迫進行全面返工。

（6）新技術(shù)的應(yīng)用。設(shè)計時應(yīng)盡可能地作些調(diào)研，采用最新的技術(shù)。因為PLC發(fā)展迅速，更新?lián)Q代很快，市場上不斷推出性能更優(yōu)、功能更強的設(shè)備，要時刻注意這方面的發(fā)展動態(tài)，采用這些新技術(shù)。

（7）工藝的設(shè)計。工控系統(tǒng)還要注意工藝的設(shè)計，包括配電箱、操作面板、配線、接插件等，這是一個初次進行系統(tǒng)設(shè)計人員容易疏忽但又十分重要的問題。在設(shè)計時要充分考慮到安裝、調(diào)試、維修的方便。描述系統(tǒng)如何實現(xiàn)所述的功能和非功能需求，包括對硬件、軟件系統(tǒng)的功能劃分。一個好的體系結(jié)構(gòu)是設(shè)計成功與否的關(guān)鍵。

三、工控系統(tǒng)的調(diào)試

系統(tǒng)設(shè)計好后，必須經(jīng)過軟件調(diào)試和硬件調(diào)試，才能應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。從實質(zhì)上講，軟硬件的調(diào)試是一次綜合調(diào)試，一方面要排除軟件錯誤，同時進一步解決硬件的故障。調(diào)試時可以將系統(tǒng)分為模塊一個一個分開進行，再將它們連在一起統(tǒng)調(diào)。

到了現(xiàn)場后，進行系統(tǒng)調(diào)試前，需要考慮安裝環(huán)境是否滿足PLC的使用環(huán)境要求，這一點可以參考各類產(chǎn)品的使用手冊。系統(tǒng)中PLC常常需要與人機界面進行、變頻器需要進行通訊，或者本地CPU模塊與遠程單元模塊的通訊。系統(tǒng)設(shè)計中，最容易出問題的地方是通訊，現(xiàn)場調(diào)試最麻煩的地方也是通訊，所以對于通訊的部分，你必須清晰了解系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，并且對需要進行通訊的東西在出發(fā)前就要全部進行一遍調(diào)試，而且要確認其中的所有需要通訊的模塊是可以通訊的。比如，操作臺電腦、觸摸屏、PLC、變頻器、其他的PLC、一些智能儀表和儀器，必須要確認它們相互之間是否可以通訊的，如果系統(tǒng)較大，遠程單元、本地機架數(shù)量、每個機架的模塊數(shù)量的限制，并非出于系統(tǒng)功能和技術(shù)上的限制，而是由于使用規(guī)范性的限制。在系統(tǒng)硬件組態(tài)時，要考慮這些模塊的搭配作用。發(fā)現(xiàn)了原來編程時的錯誤，需要對已經(jīng)編好的程序進行修改。

四、系統(tǒng)的運行

系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試通過后，就可以進行系統(tǒng)的運行，初次運行，首先在監(jiān)控狀態(tài)下看設(shè)備的工作狀態(tài)，這時可繼續(xù)使用依次改變控制要求和帶上相應(yīng)負載的方法檢查程序和控制設(shè)備及負載的運行情況是否正常。然后再進行相應(yīng)的修改。直到完全能適應(yīng)設(shè)計要求。