电磁流量计的工作条件往往比较恶劣,因此不可避免地受到来自各个方面的干扰。这些干扰不仅影响电磁流量计长期稳定、可靠地运行,而且还将导致系统测量误差加大,甚至给生产造成巨大的经济损失。如何保证和提高流量计的可靠性和安全性,已成为系统设计中不可回避的问题,在不断完善流量计设计的过程中,人们分析系统受干扰的原因,提出抗干扰对策,总结出一系列的抗干扰措施。
为了克服可能发生的各种干扰,保证流量检测系统能够可靠的运行,在软件方面可以采取如下的抗干扰技术措施。
窜入电磁流量计系统的干扰,其频谱往往很宽,且具有随机性。采用硬件抗干扰措施,只能抑制某个频率的干扰,仍会有干扰侵入系统,这时要充分发挥系统软件方面的灵活性,采用软件和硬件抗干扰措施相结合的方法提高系统的抗干扰能力。与硬件抗干扰不同,软件抗干扰主要从干扰形成后的抑制或消除上着手。常用的软件抗干扰措施为:
一、指令冗余
为了使“跑飞”程序迅速纳入正轨,在系统程序的关键地方插入一些单字节指令或将有效单字节指令重写,这称之为冗余。指令冗余的主要实现方法有:①使用NOP指令。可在双字节指令和3字节指令之后插入两个单字节NOP指令,这可保证其后的指令不被拆散。②重要指令冗余。对于程序流向起决定作用的指令和某些多系统工作状态有重要作用的指令的后面,可重复写上这些指令,以确保电磁流量计这些指令的正确执行。
二、软件陷阱
当“跑飞”程序进入非程序区(如EPROM未使用的空间)或者表格区时,采用冗余指令使程序纳入轨道条件便不满足,因此无法通过指令冗余实现抗干扰。此时可通过设定软件陷阱来拦截乱飞程序,将其迅速引向一个指定位置,然后用一段程序对乱飞程序进行出错处理以使系统恢复正常。所谓软件陷阱,就是使用引导指令强行将捕获的程序引向一个指定的地址,在那里是对出错程序进行处理的程序。软件陷阱一般安排在程序如下位置:① 未使用的中断区。②未使用EPROM空间。⑨非EPROM芯片空间。
三、看门狗
电磁流量计系统程序因干扰而跑飞后可能陷入“死循环”。指令冗余技术、软件陷阱技术不能使跑飞的程序摆脱“死循环”的境地,因此必须采取程序监控技术,即“看门狗”技术,使程序脱离“死循环”。所谓“看门狗”技术,就是当系统发现程序运行时间超过设定时间时, 系统应用强制措施使自己产生复位,从而使系统运行纳入正轨的方法。
四、数字滤波
数字滤波是通过一种算法排除可能的随机干扰,提高检测精度的一种手段,又称软件滤波。数字滤波的丰要方法为:①程序判断滤波。②中位值滤波。③算术平均值滤波。④递推平均滤波。⑤防脉冲干扰平均值滤波。⑥一阶滞后滤波。分析表明,每种抗干扰措施都有其针对性,只具有一定的干扰能力。因此,在电磁流量计设计中必须综合使用各种抗干扰技术,以提高系统的抗干扰性能。