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　　组态实训心得体会

　　【摘要】随着民航飞行架次日益增多，空管通信、导航、监视设备台站日益增多，业务的传输安全要求不断提高，针对近期出现的各类传输或供电故障等原因引起的一些不安全事件，空管局已提出传输系统需要双路传输、双路供电，通过双路传输，可保障重要业务不间断通信传输，通过双路供电减少因单一电源故障引起的整个系统瘫痪的风险，减少故障修复时间，更好的为管制员提供坚实、稳定的空管设备保障。本文对空管现有各台站的传输环境分类分析，在基于银讯现有ZMUX-3036系列设备基础上，将实现系统最优组网的方案，达到相对安全为最终的目标。文中将呼伦贝尔空管站三个甚高频遥控台传输和将要建设的规划中建设的七个台为例进行分析研究。

　　【关键词】E1通道；光纤；PCM

　　1呼伦贝尔空管站甚高频遥控台现状分析

　　PCM（pulsecodemodulation）是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，即脉冲编码调制，现在的数字传输系统大部分都是这样的体制。PCM设备必须成对使用的，分为本场设备（一般放置在本地）和遥控台设备（一般放置在远处），中间通过光端机提供的E1通道进行数据传输。目前空管行业内使用PCM设备主要传输业务有电话、热线电话、RS232/RS422/RS485、以太网、雷达数据、甚高频、气象自观、盲降、V.35或/和G.703同向64K数据等数据。

　　2传统PCM和改进型PCM技术核心

　　传统PCM设备本身仅提供一个2048kbit/s数字传输接口（以下简称E1通道），且该E1通道不能实现远距离传输，必须增加数字化传输设备，如：光端机、数字微波等才能实现远距离通信的目的。由于30路语音及数据业务全部复用在一条2048kbit/s数字信号中，因此，当外部数字化传输信道出现故障时，所有业务将会全部中断，造成设备传输的所有业务均不能保持正常传输，降低了设备抵抗线路故障的能力，影响全部业务的正常运行。

　　对现有系统进行设计改造，保留目前通过光端机提供的E1通道进行传输，增加一路光传输冗余线路，构造出一种具有一光一电双路由自动保护功能的PCM装置（如图1所示）。

　　由于在传统PCM设备上增加了光端口相应的设备电路框图进行增加相应的功能模块（具体如图2所示），在传统PCM发送通道上，复/分接电路后端增加信号并发电路，将上行接收到的E1数据进行处理后送入到主备两条E1链路，通过对数字中继芯片的操作完成Sabit插入，完成数据“并发”至下一模块即编码驱动电路和扰码驱动电路内，编码驱动电路和扰码驱动电路分别对应E1接口发送端和光纤接口发送端，扰码驱动电路是由发扰码电路和光线路驱动电路两部分组成。在接收通道上，E1链路接口接收端数据和光纤接口接收端数据，分别经过解码处理单元和解扰码处理单元在进入切换控制电路，解扰码处理单元包括：线路均衡电路、时钟再生电路、信号再生电路和扰码电路等四部分组成。切换控制电路是核心模块，负责完成根据状态RAM读出下一帧的状态，决定下一帧输出哪一路的数据至空管各业务端口，完成一次传输任务。切换的级别有LOS、AIS、LOF、MLOF、SLOF和误码，LOS的优先级别最高因为此告警是光缆断掉告警。

　　切换控制和切换时机选择有两个技术难点，第一单纯根据告警信息进行切换导致切换不及时，由于链路的故障和误码是随机发生的，在一帧间的任何时刻都可能发生，所以前一帧的对错情况要根据当前序号接收正确与否进行判断。当前帧的序号正确，说明前一帧的稻菔峭暾正确的；当前帧的序号不正确，说明前一帧的数据是错误的，就要进行切换。如此可以避免由于根据告警来进行切换带来的切换不及时。第二滑码的影响，滑码是指由于时钟频率的偏差引起码元的漏读与重读，相应地导致数码的丢失与增加。滑码时将有一帧的重复或者丢失，造成序号错误，在接收端采用每帧都计算序号的方法，可以在当前选通链路发生滑码时及时地切换到另一条路由，消除了滑码对数据的损伤。数据的接收是在一帧的基础上进行的，相应的两条信号相位调整之后的输出也是在一帧的基础上进行的。切换在每一帧开始的位置进行，保证了数据的完整性。设备必须需要支持手动切换功能，当检测到强制切换按键按下后，由当前E1链路强制切换到另一条E1链路。按键在正常情况下是高电平，按下后变为低电平。

　　PCM系统改进后的优点：不增加数字化传输设备能直接通过光纤链路接口实现远距离传输，减少设备种类，降低系统成本；切换控制电路可在E1链路接口和光纤链路接口之间进行自动切换，当E1链路接口和光纤链路接口同时使用时，只要其中一个链路接口工作正常、设备传输的所有业务均能维持正常，能增强设备抵抗线路故障的能力；单独使用光纤链路接口或E1链路接口均能正常传输所有业务，增加适用范围。

　　3遥控台建设及几种采用的组网方式

　　建设一个遥控台几个要点如建设台站交通情况、供电级别、供电路数量是否有发电机组、外界的传输线路、机房温湿度、防雷接地、消防、安防、机房管理等等，我们此次最优化通信传输只需研究外界的传输线路情况。

　　环境一：本场到遥控台能提供两路E1通道，或目前能提供一路，将来计划在建设一路E1通道或一路可以架设微波通信系统最终可实现两路E1通道。这种环境存在于中小型机场和空管分局站，这类地区普遍存在管制地域辽阔，没有自己铺设的光缆，必须租用运营商提供的E1通道遥控台与本场进行数据传输。针对上述情况，使用银讯综合接入设备ZMUX-3036，即双E1通道保护综合接入设备。正常情况下，系统选用主用E1通道传输；当主用E1通道故障，系统自动切换到备用E1通道传输；当主用E1通道恢复正常，系统自动切换回主用E1通道传输。这种传输方式实现了业务无缝切换，断一条线路不影响业务传输，不用人工进行切换线路（如图3所示）。

　　环境二：本场到遥控台能提供一路光纤与一路E1通道，或目前能提供其中一路，将来可提供另一路通道。这种环境也存在于中大型机场场内，有自己铺设的光缆也有运行商的线路或者满足微波架设条件（两台间可以目视可见、无遮挡、对其他无线电设备的电磁环境无影响，同时也满足现有的无线电设备对微波无影响），在这种环境下可以提供一路光纤一路E1通道。针对上述情况，使用银讯综合接入设备ZMUX-3036ES，即一光一电保护综合业务接入设备，（如能提供一路光纤与一路E1通道，只要其中一路正常，用户业务都能正常工作）。默认主用通道为光纤，备用通道为E1。光纤为主用链路口，E1为备用链路口，正常情况下，系统选用光纤通道传输；当光纤通道故障，系统自动切换到E1通道传输；当光纤恢复正常，系统自动切换回光纤通道传输（如图4所示）。

　　环境三：本场到遥控台能提供两路光纤通道或目前只能提供一路，将来可提供两路光纤主备保护。目前这种环境存在于中大型机场场内或地区空管局各中心之间连接，在某一个范围内台站间使用的均是光缆，两路不同路由的光缆接入，或目前有一条光缆，计划建设另一条光缆的环境。针对上述情况，应使用ZMUX-3036S2，即双光保护综合业务接入设备，（双光保护指两路直通光纤，只要其中一路光纤正常，用户业务都能正常工作）。正常情况下，系统选用主用光纤传输；当主用光纤故障，系统自动切换到备用光纤传输；当主用光纤恢复正常，系统自动切换回主用光纤传输（如图5所示）。

　　图3改进后2路E1通道PCM设备电路框图

　　图4改进后一光纤一电（微波）PCM设备电路框图

　　图5改进后3路光纤PCM设备电路框图

　　4总结

　　在我国民航业飞速发展下，空管综合接入设备系统也适应新的环境不断改进，为保障每量航班正常做出自己的贡献。PCM技术是20世纪70年代末发展起来的技术，原理比较简单，但是满足空管数据传输特点，空管数据特点是数据信息量小、要求稳定性和及时性强、安全传输级别又高，因此在传输环节的重视度远远重于终端设备技术的新颖。希望通过本文在遥控台建设中，传输条件各异的情况下，为选择最优的组网传输方案提供一些参考。

　　组态实训心得体会

　　通过此次实验设计，我深刻的认识到只学好理论知识是远远不够的，我们应该在理论的基础上加上实践，将动手操作和理论相结合才能使自己的能力和水平进一步提高。

　　我很荣幸被同学们推选为第二小组的组长，在实验开始的初步阶段，我采取了分工合作的方式，使实验有序进行，每一位组员都参与到了实验中来，我们第一天的任务是制作砂型。我们组选取了制作米老鼠背面，与第一组选择的米老鼠正面相呼应。

　　同学们很清楚这是在我们大四毕业前期难得的一次学校实习机会，大家都很珍惜。积极参与到此次实验中来，在整个实验过程中，同学们相互鼓励，相互争做最先完成，充满了欢声笑语。在实验过程中我们发现了一些问题，比如模具制作过程中有一些不足的地方，例如上模具浇铸口不合理，没有设置冒口和气孔，这直接导致我们的浇铸产品的失败。与此同时我们也深刻的认识到浇铸速度对于浇铸试样同样重要，在浇铸时尽管有着铝液的九百度高温，但是这个浇铸过程防护是到位的，不应该在心里产生害怕，浇铸的时候应该保持一定的速度不缓不快的浇铸，不得急躁。

　　对于我们组浇铸试样成品效果较差，我和我的组员们倍感惋惜。失败是成功之母，我们组认真的总结了失败的原因：

　　（1）浇铸速度过快，浇铸液未充满型腔，造成样品未填满；

　　（2）模型气孔量不足，浇铸时气体未充分排除，造成很多的空洞。

　　此次实验过程中，我们学到了书本上学不到的东西，同时也将书本上的知识运用到实际生活生产中。担任组长提高了自己的组织管理能力，实践生产提高了自己的综合能力。为即将到来的工作奠定了一定的基础。

　　组态实训心得体会

　　“组态”的概念是伴随着集散型控制系统的出现而被广大的生产过程自动化技术人员所认识的。在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已臻成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的运行成本；PC的软件资源和硬件资源丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件将占据非常特殊而且重要的地位。

　　组态软件提供了自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能和数据采集与过程控制。组态软件能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的人机接口软件的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的hmi的软件工具。过去工控领域的用户通过手工编写hmi应用，开发时间长，效率低，可靠性差；通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件可以把用户从这些困境中解脱出来，利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持,已经成为它的主要内容。而且其全面支持activex、扩展能力强、支持OPC等工业标准、控制功能强。现代企业的生产已经趋向国际化、分布式的生产方式。internet将是实现分布式生产的基础。组态软件能够从原有的局域网运行方式跨越到支持internet进行访问的开放式系统。

　　随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式，对项目来说是费时费力的。同时，mis（管理信息系统，managementinformationsystem）和cims（计算机集成制造系统，computerintegratedmanufacturingsystem）的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。组态软件也能满足这一需求。

　　组态软件的控制功能和前景

　　随着以工业PC为核心的自动控制集成系统技术的日趋完善，用户要考虑一些实质性的应用功能，如PLC，先进过程控制策略等。

　　软PLC是基于PC机开放结构的控制装置，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点，利用软件技术可将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。软PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能，通过一个多任务控制内核，提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接各种I/O系统及网络的开放式结构。软PLC提供了与硬PLC同样的功能，而同时具备了PC环境的各种优点。随着企业提出的高柔性、高效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应，以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后，先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。先进过程控制是指一类在动态环境中，基于模型、充分借助计算机能力，为工厂获得最大理论而实施的运行和控制策略。先进控制策略主要有：双重控制及阀位控制、纯滞后补偿控制、解耦控制、自适应控制、差拍控制、状态反馈控制、多变量预测控制、推理控制及软测量技术、智能控制（专家控制、模糊控制和神经网络控制）等，尤其智能控制已成为开发和应用的热点。组态软件产生于过程工业自动化的需求，目前，国内许多大企业纷纷投资，在装置自动化系统中实施先进控制。可以看出能嵌入先进控制和优化控制策略的组态软件必将受到用户的欢迎。

　　所以可以这样说，我们研制的这套系统的控制方式与技术已完全与现代企业接轨。中国的现代化建设正处于上升期，新项目的上马、基础设施的改造大量需要组态软件的应用，另一方面，传统产业的改造、原有系统的升级和扩容也需要组态软件的支撑。这套系统应该有一定的市场前景。