作为建筑工程项目的重压组成部分，机电设备安装对于建筑施工的顺利进行以及施工质量的高低都有着重要影响。机电设备安装的过程中不可避免地会出现一些问题，从而导致安装质量的下降，给建筑使用者带来一些不便因此，对于机电设备安装来讲，进行一些安装过程中常见问题的分析与解决，也就具有重大的现实意义。

　　机电设备的安装容易受到建筑工程施工的影响，容易在安装过程中留下安全隐患。主要因为机电设备的安装并不是一个独立的部分，其与整个建筑工程的施工紧密相关。

　　（1）基础螺栓预留孔存在问题。机电设备的安装是在基础施工之上，而螺栓 螺母是机电设备连接的最为常用的配件，其在进行基础施工中需要进行预留孔的设置但是在基础工程的施工中，往往会因为施工的差异性让预留孔不准确，或者是地脚螺栓的预埋偏差过大，导致在设备安装中存在一些问题。九游会

　　（2）设备基础位置以及标高不符实际。在进行设备的安装过程中，在基础施工中需要对设备的基础位置进行标高，以保证在设备后续安装过程中的准确性但是在基础施工中设备基础位置及标高与实际的安装需求不符的问题经常出现，使得设备在安装过程中前后部件位置不对需要进行调整，这都会增大设备安装的难度以及成本。

　　（3）设备基础强度不够造成往后的基础损坏。机电设备在安装之后开始运行的时候，会发生一些振动，如果在基础施工的过程中设备安装的基础强度不够或者是没有达到设计要求，往往会让设备在运行过程中因振动而发生基础的损坏 当然除此之外，地脚螺栓孔以及对底座的二次灌浆不合格也会造成由于重力承受不足或者振动而造成基础损坏等问题

　　对于机电设备来讲，其与其它的一些静止性的设备有很大的不同，其在安装完成之后需要进行长期的能量转换，会进行振动，这也就预示着这些机电设备有着一定的寿命周期很多时候，由于机电设备安装工艺水平的低下或者是安装工艺的不合格导致机电设备寿命减短，甚至出现无法运行的问题也是经常出现。

　　（1）设备垫铁不合理或者是安装存在问题，导致设备在运行的过程中垫铁不能够有效地承担设备的重力以及其振动力这是在设备安装过程中常见的一个问题，也是比较严重的一个问题，比较常见的表现是垫铁过高 或者是垫铁的位置不正确等。

　　（2）设备在安装过程中由于对轴承或者是轴承器相关部件的调整安装存在技术方面的问题，出现过大的误差，从而使设备在投入使用之后由于振动过大或者是有些部件的温度升高过高而不能够正常运行。

　　（3）在成套设备的安装中，由于对同轴度以及水平度方面没有做好相关的处理与把握，使设备不能够符合正常运转的要求，从而导致设备在运行过程中发生摩擦或者摩擦力过大，使设备出现故障。

　　（4）在对设备进行试用的过程中，由于检测手段以及工具的缺乏，设备在运行过程中转动以及振动的相关部位温度以及振动频率等不能够进行有效的测量，对设备进出口所承受的流量压力值等也不能够进行有效的检测，从而让设备一开始就带病运行，出现故障。

　　（5）在进行设备的安装中，对于一些带有底座的成套的机电设备，认为只需要进行搁置的安装，让其不能够有效固定，从而使设备在运行过程中由于振动问题引发设备部件的松弛，造成一定的安全事故。

　　基础施工对于机电设备的安装有着很大的影响从上面的分析中可以知道，基础施工过程中对预留孔的偏差等都会给设备的安装带来不便 因此，在机电设备安装的过程中做好基础工程与安装设备的中间交接手续，做好设备基础可靠性的交接等，对于机电设备的顺利高质安装有着重大的意义。

　　（1）认真检查基础设备的内在质量，看其施工基础质量能否达到机电设备安装设计要求 并对尺寸外观等进行核实，查看是否按照机电设备安装的要求完成了二次灌浆层的预留 当然在进行设备安装基础的检查中，还需要对一些能够影响设备安装的外形基础进行测量检查，如果发现基础太高则需要将高出的那部分凿去，如果太低，则应该用垫铁或者是其它的一些钢构作为支撑当然在完成这些检查完善的过程中不能够损伤基础主体钢筋，以保证整个基础构造的完整。

　　（2）对设备安装的基础施工强度及刚度相关资料进行核实，以保证科学安装，而对于一些比较大型的机电设 备还应该对其预压以及沉降进行观测，看在施工过程中土建单位是否是按照施工图纸来进行了线路的放置如果在检查过程中有必要还应该对其永久坐标进行检查，以保证设备的顺利安装。

　　（3）对螺栓螺母的相关预埋件进行检查首先要对地脚螺栓的外形进行检查，查看其是否出现了变形或者是损坏等现象，如果出现以上的问题则需要对其进行返工处理；其次要对预埋件的位置尺寸等进行检查，包括对同一基础上的螺栓与基础中线之间的尺寸以及相对尺度的检查，对不同基础上预埋件的中心线偏差进行检查，及时对其进行纠正 ，以保证安装的顺利进行。

　　在机电设备安装中，对安装工艺管 理的加强有助于解决那些安装工艺方面的问题

　　（1）做好施工前安装工艺准备 在进行设备安装之前，应该加强对相关安装工艺的学习以及培训，让相关人员认真理解并掌握设备安装要点并且在安装之前还需要对机电设备的性能特点等进行掌握，以便更准确地把握安装工艺

　　（2）加强对整个安装过程的控制，以保证安装工艺的有效性在进行设备安装的过程中需要通过技术交底以及旁站的监理等方法进行设备安装质量的把关，尽量消除安装过程中出现的问题

　　（3）加强对设备安装的相关检测 在设备安装的过程中加强对安装工艺的检测，在设备完成安装之后对其质量进行检测，对设备的垫铁布置 对设备的重力支撑对设备的轴承等进行检测 特别是在设备试车的阶段，更是要加强监测的力度，以此来保证安装质量，让其能够正常健康的运转

　　（1）在进行机电设备的采购中，相关的建设单位需要与施工单位进行有效的协调沟通，对于机电设备的型号以及规格等进行核实，以此来根据施工单位的 预留标准等进行合适设备的采购与配备

　　（2）在对机电设备进行安装的过程中，如果发现采购的设备与安装的实际之间有差错，导致安装出现了 困难，则应该采取有关的措施来进行安装的相关变更而在变更的过程中所选取的手段应该可靠，必须要经过建设监理以及设计单位的认证，然后再进行实施当然在机电设备的安装过程中，除了上面所提到的几个方面的问题，操作人员安装技能方面的问题，也会对机电设备的安装质量等造成影响就目前来看，机电设备的安装由于受到科学技术进步的影响，对于安装的综合性以及技术性技能要求更高，这也就要求操作人员要有相应的安装能力，能够在安装的过程中做到各方面的协调，以此来促进机电设备安装的高质以及高效性。

　　综上所述，机电设备安装作为建筑工程项目中一个重要的构成部分，其对整个施工质量的高低以及建筑工程的整体性能都有着至关重要的影响。只有解决好机电安装过程中相关问题，才能能够在一定程度上减少由于安装不当而造成的机电设备运行故障，提高机电设备的运行效率 ，并提升整个建筑工程的施工质量及使用性能。

　　[1] 黄丽红.论机电安装工程施工管理[J].中国城市经济，2011（23）

　　本人2001年12月份被分配到淮北市排水有限责任公司，一直以来都是从事与机电设备运行维修管理有关的工作。2003年12月取得专业技术员资格。2010年1月淮北职业技术学院“机电设备维修与管理”专业毕业。2015年10月取得机电工程专业助理工程师资格，并被聘用至今。

　　刚开始工作我发现学校里学到的许多知识和实际工作有很大的不同和差距。为了尽快转变角色适应工作要求，我努力学习专业知识提高岗位技能。在一段时间后，我通过自己的努力以及同事们的帮助，已经能比较熟练地进行较复杂的设备运行、保养、维修等日常事务工作。

　　在政治上我对自己严格要求，积极参加各项政治活动。自觉学习政治理论，尤其注重“新时代中国特色社会主义思想”和科学发展观等重要思想的学习，努力提高自己的政治理论修养。思想与行动上坚决同党中央保持一致，具有较强的大局意识和组织观念。工作上以事业为重，不计个人得失。在岗位上认真负责把单位利益、淮北环保事业、广大人民群众利益放在首位，努力实践全心全意为人民服务的宗旨。在工作中做到公平公正、公道正派，具有较强的敬业精神和奉献精神。工作中吃苦耐劳，积极主动，作风踏实，不推脱扯皮，讲求效率。工作中注意调查研究，勤于思考，工作思路清晰，能把理论知识同工作实际相结合，积极为本系统制订符合实际的目标，为公司发展献计献策。在大是大非和原则面前做到毫不含糊。

　　在实际工作中，努力学会运用马克思主义的立场、观点和方法去分析、研究、解决问题，有一定的组织协调能力和科学决策水平。注意学习现代化管理知识，掌握实际的经验。作为一名设备管理工作者，能协助部门负责人做好职工的思想政治工作，为部门工作的有效开展提供了保障。

　　从参加工作以来，我努力学习本专业的理论知识和专业技能，不断提高自己的业务水平和工作能力。通过多年的努力我的专业技术和工作能力得到了很大的进步，为更好的完成各项工作任务奠定了坚实的基础。对于设备的管理上我提出“维护重于维修”的理念，在上级领导的支持下认真的制定订了全厂设备的维护和检修计划，做好设备的维护保养及预防性维修工作，切实地提高了设备的完好率和使用率。并按照设备的特点、原理、结构及使用规程，针对易发故障的环节，制定具体维护保养的内容、规程和措施。将设备维护管理“三级点检制”和“三级保养制”贯穿于整个生产运行活动中。转变过去单一的事后故障抢修状态，提高设备动态预知控制能力，提高设备完好率和作业率。使设备的完好率一直控制在98%以上。

　　对于公司设备总是想方设法予以改进，大胆进行技术革新和改造。公司脱水车间带式压滤机为国外某大公司产品，其搅拌反应传动装置通过改变摩擦盘间隙迫使皮带改变运动轨迹来实现无级调速。这种传动方式，磨损严重需要经常更换传送皮带、摩擦盘。我通过对工艺和负载的分析计算，采用变频器和平行轴斜齿轮减速机传动。完全能够满足设计要求和工艺运行要求。仅此一项每年就为公司节约了50余万元，改造方案在淮北市第十三届青年“五小”科技竞赛活动中获得了二等奖。参与淮北市排水公司相阳路提升泵站配电系统改造解决淮北市北部老城区污水排放问题。参与淮北市管网完善一期工程机电设备的安装与调试，有效的解决了相山南路地区的污水排放问题。参与淮北市烈山区和杜集区污水管网传输工程的机电设备的安装与调试，有效的解决了两个地区的污水排放问题

　　EPC总承包是指工程项目总承包企业按合同约定，承担工程项目的设计、采购、施工、试运行等全过程服务，并对所承包工程的质量、安全、工期、造价全面负责，向业主交付具备使用条件的工程。EPC模式下的总承包的特点是:合同简洁明确，对总承包方管理能力要求高;风险大，利润率较高;技术要求高，管理难度大。\中国水电顾问集团成都院基于对于市场开发及后续可持续发展考虑，在坚持水电能源设计及咨询领域的专精路线外，加大了对水电项目总承包的投入，希望通过中国水电能源加大开发的时机，实施对自身业务范围领域的拓展，完成多元化产业格局。在发展总承包建设过程中，提出了以设计为龙头的EPC总承包项目管理模式，希望在总承包项目建设过程中，充分发挥其在设计上的优势来带动总承包项目。正是由于梯级流域建设发展的可持续性，业主少或唯一，在这样的情况下开展的EPC总承包建设模式应该具备以下特点:(1)具备成长性。因梯级流域项目开发呈现多项目、长时效性，在较长时间工作中EPC项目部应具有灵活的调整机制，以满足业主及外部环境的需要;将有利于工作开展的方法或有效措施作为过程资产加以固化，在后续工作中实施应用，使EPC项目管理呈现不断调整完善的趋势;(2)横向对比及动态调整。由于梯级流域电站建设所具有的时效性，可能在建设期间有多处项目展开实施。在项目建设过程中，EPC总承包项目部应积极提供关键数据及方法对比，以得到更有利于项目实施的模式或方法。

　　对于水电项目来说，现场机电管理项目繁多，涉及专业互通性差，专业技术施工质量要求较高，从而给现场生产管理带来极大的不确定性，故EPC项目总承包模式下对于现场机电工程管理人员要求其具备较高的专业水平，必须在多项核心设备技术上具备一定的专业水平，才能合理安排安装工期并组织施工。对于水电项目来说，土建工程在项目施工期内所占时间较长，而机电项目占用时间较短，且多集中在项目后期。在有效的对项目进度和实际工期进行分析后，对专业分包人队伍的资源投入加以动态管理成为合理安排生产的关键，特别是要结合机电安装工作的特点，重点区分前期土建配合、主机及大型设备安装、电气设备安装调试、并网试验发电几个关键工期的不同，对资源投入进行合理管控。由于机电现场生产工作场地集中在厂房和首部枢纽部分，与土建施工工作相互干扰较大，前期在土建项目实施过程中，需要有机电专业的配合工作，主要集中在埋管、埋件以及接地工作上，后期在机电安装调试阶段，需要穿插土建尾工及装修等工作。对于土建与机电安装工作来说不但是紧前工作，而且也是紧后工作。由于涉及部位较多，需结合进度局部进行协调且持续时间较长。由于总承包项目必须对业主负责，且涵盖到项目的全生命周期内，加之机电设备在水电站项目增值及运行期管理中至关重要。机电工作在项目后期延伸性较长，故有必要在设备准入后针对项目特点制定完备的供货商选择计划及较高的安装质量，以保证后期项目运行移交及工程移交顺利完成。

　　综上所述，基于EPC总承包管理模式在梯级流域项目上的开展，结合机电现场管理工作的特点，对在梯级流域总承包模式下的机电管理工作进行经验总结和探讨是非常有必要的一项工作。占项目投资较小部分的机电项目会直接影响总承包项目部的考核计划及工程使用增值，故在机电管理工作中，如何结合EPC模式下机电工作特点，结合流域开发特点进行有针对性的管理，是梯级流域中总承包模式下机电工作的重点。在梯级流域电站开发过程中，开发序列一般会按照滚动开发模式进行。中国水电顾问集团成都院在白水江流域梯级电站总承包项目开发过程中，青龙水电站于2012年5月完成发电投产时，上游多诺水电站处于项目建设期。该流域业主单位唯一，青龙及多诺项目EPC总承包单位及机电安装专业分包单位均为相同单位。结合文中3．1看，不管是业主或EPC承包方及机电安装单位在项目投入人员上均存在人员富裕度不高，人员专业覆盖不够全面等问题。为了有效解决这个问题，在青龙项目建设过程中，总承包管理单位采取了一系列有效的人力资源调整和应用措施，确保了项目的有效实施。(1)项目部专职机电人员的培养及综合利用。项目内机电工程师的培养应结合机电生产及EPC模理模式的特点，重点在全生命周期内机电工程的全面性掌握及关键部件安装技术和工期的掌握。在以战为练的思想下克服机电管理工作的难点，完成项目部工作要求。在项目建设过程中，可以结合流域项目机电工作的工期特点，在多项目进行资源调配，以达到良好的管理及经济效益。在白水江流域总承包项目建设中，工程部机电工程师、采购部机电工程师和项目经理部机电经理采用多项目兼职的方法，将固定的人力资源同时参与了青龙及多诺项目的建设，节约了资源、提高了人员效率、培养了专业技术人才，形成了人力资源的良性循环。(2)施工单位的资源整合及利用。在青龙项目建设发电高峰期间，正值多诺水电站机电工作前期安装期，我们结合工期特点，在两个电站之间进行了安装单位专业施工人员的有效调配。例如，在青龙水电站发电高峰期间，将多诺水电站发电机、水轮机及电气安装人员大量借调以解决该电站发电期间人力资源不足的问题;在青龙水电站发电完成后期，除留下结算人员外，其他保用期服务人员由多诺在建期间机电人员进行保障，极大地提高了施工单位的人员效率，降低管理成本。结合颇具特色的EPC总承包管理模式，在水电站建设过程中形成有设计特点的总承包建设，其中过程资产尤为关键。过程资产体现在两个阶段，即:项目决策和施工阶段。项目决策阶段应根据类比项目的工程经验和先进设计理念，围绕如何有利于项目业主增值上进行服务。例如，在梯级项目上，如何在流域统一调度及优化运行上，总承包项目部应给予高度重视并通过设计在项目前期的自动化及通信等系统设计规划上加以体现，从而为业主在有效利用流域资源上提供支持。在施工阶段，结合机电设计工作的重点和难点，总承包项目部应重视过程资产的收集整理，将现场涉及机电设计工作中的优缺点及时进行总结并形成文字内容。通过固定的交流和及时与设计进行相关工作的沟通，让设计充分认识到项目实施过程中的动态变化，以便及时调整或优化设计，形成过程资产。该过程资产可有效利用到流域的后续项目中。例如青龙水电站项目实施完成后，业主运行方提出了消缺意见，项目部及时与设计联系，对其中的部分设计可优化调整项目进行确认。对较大项目进行了专业技术研讨会，形成了书面意见。该成果在后续多诺水电站建设过程中将会作为设计进行复核及调整的依据。机电设备的保用率对电站项目使用阶段至关重要。在梯级流域开发建设中，由于业主方少且唯一，故多电站机电设备保用应采用整体保用率概念，而不易采用单一电站保用方式。EPC总承包建设应充分认识到机电设备的保用特点，在流域建设中应带入全流域机电设备整体管理及保用保障概念，重点体现在以下两个环节:(1)关键机电设备的选用以及有利于后期运行方面的质量管理控制。对于重点机电设备的选用，有必要在设备准入后针对项目特点制定完备的供货商选择计划。此计划的出发点是采购主要机电设备时成本最低化。该成本最低化并不是指中标价格最低，而是性价比最好，系指在达到业主需要功能和质量的前提下设备合理化成本最低。由于项目运营阶段的保用责任在总承包项目部，但管理责任已经全部移交给业主，故在供货商选择计划中积极引入业主参与，可以在设备招标过程中使供货商的选择更灵活和准确，以达到最大限度地降低建设成本、保证工程运行质量的目标。对于流域开发水电站，选择业主熟悉和在已经投运项目上的相同厂商设备，无疑会给安全可靠运行及维护检修带来很多便利。以青龙水电站项目为例，对于水轮发电机组、主变、计算机监控系统、GIS设备等重要及复杂的机电设备，选择了与业主已经投运项目相同的厂家。这些措施极大地方便了业主对设备的熟悉和实际运行、操作，为项目投产发电后尽快办理从总承包项目部向业主运行移交提供了有力的保障。(2)有利于后期运行方面对关键设备安装质量管理的控制。机电安装工作对安装要求的精度较高，很多关键设备都有严格的国家技术规范指标要求。这些安装数据实际反映的是安装质量的优劣，亦是业主后期运行阶段可靠性的有力保障。所以，在梯级流域EPC总承包项目中，应重点考虑业主后期工程的使用增值，在关键设备的安装、调试过程中做到严格控制质量，精益求精。

　　测试设备研制中，往往针对不同需求研制不同的测试设备，这样非标准重复性设计浪费了大量的时间和成本，也给测试设备后期维护和技术升级带来诸多不便。为了提高测试设备研制效率、节省成本，设计通用性较好的测试设备电气系统是十分必要的。

　　PXI总线作为自动化测试中应用较多的平台，它的开放性、灵活性、低成本等诸多优点使其成为测试设备优选的总线平台。本文总结设备研制经验，提出了基于PXI总线测试设备通用电气系统的设计。[1][2]

　　PXI总线测试设备电气系统一般由主控计算机、PXI总线系统、适配器和供电单元等组成。PXI总线系统由PXI机箱搭载PXI测试模块实现，常用的PXI测试模块有：数据采集模块、矩阵开关模块、通讯模块和信号源等。适配器是PXI总线系统和被测产品的测试交互中介，包含多种功能模块，实现各种不同的测试需求。PXI总线测试设备电气系统的结构组成如图1所示。

　　PXI总线系统是测试设备的控制和采集中心，与适配器连接，控制测试过程，采集测试数据，处理并显示测试结果。通过分析测试设备常用的资源需求，选用表1所列的 PXI总线系统，该配置比较全面，能满足绝大部分的测试需求。 PXI总线系统和适配器之间用电缆连接， PXI模块连接器决定了PXI总线系统端连接器类型，适配器端连接器建议选用标准航空插座。

　　供电单元由电源控制模块、设备电源和产品电源组成。电源控制模块将220V市电分配给设备各用电部位，内部由施耐德空气开关、滤波器和相应接线U标准上架产品，为测试设备提供工作所需的直流供电，包括有+27V/-27V、+12V/-12V和+5V/-5V。

　　a品电源提品测试所需的供电，推荐选用TDK公司程控电源，可以有效减小测试系统的体积和保证安全稳定的产品供电。

　　适配器对外与被测产品对接，对内与PXI主控系统、供电控制单元互联，完成通讯转接、信号调理、供电控制和测试监控等工作。

　　适配器单元结构上可参考PXI机箱板卡插槽的形式，所有测试功能均由电路板组合实现。电路板在尺寸、连接器和安装方式等采用标准化设计，保证每块电路可根据需要随意增减。

　　适配器根据测试需求，可以搭配不同的电路板组合，常用的电路板如表2所示，有：信号调理板、信号隔离驱动板、多功能逻辑板、通讯控制转接板、继电器板和电流采集板等等。

　　本文系统基于模块化、通用化的设计思路，可扩展和移植性强，有效减少了重复性的研制工作。适当扩展和资源复用后，可以完成多种类型的测试工作，具有很好的工程参考价值。

　　当前，飞机上电力电子设备日益多样化、复杂化，飞机电源系统的品质直接影响飞行安全。因此在进行飞行时，需要对飞机提供的直流电源、交流电源进行工作特性测量，并给出其参数的基本特性和动态特性[1]。

　　对于电源瞬态特性参数，目前没有相应的测量设备，从而需研制专用的瞬态电源动态特性参数测量设备对其进行测试，以满足民机适航性试飞要求。

　　本设备是一种专用测试设备，主要用于飞机交、直流电网参数采集测试，捕获飞机电源系统的负荷突变、电压突变，然后提供给地面数据卸载及预处理系统，以评估被测飞机电网络供电特性是否满足相关国军标或设计规范的要求。

　　飞机电源系统是飞机上电能产生、调节、控制和电能变换部分的总称。飞机电源系统由交流电源系统和直流电源系统组成，交流电源系统向机上交流电网提供115/200V，400Hz三相交流电。直流电源系统向机上直流网路提供27V低压直流电[2]。

　　根据飞行科目要求，设备需测量飞机交流电源系统、直流电源系统的稳态参数和瞬态参数，包括稳态交流电压、瞬态交流电压、稳态交流电流、瞬态交流电流、稳态频率、瞬态频率、电压相位差、畸变频谱幅值、直流畸变等46种参数。

　　电源参数的测试准确度遵照GJB5189-2003的规定[3]：稳态交、直流电压测量在电压为额定值时相对误差在0.2﹪范围内，瞬态交、直流电压测量在电压为最大极限时相对误差在0.5﹪范围内，交、直流电流测量在电流为额定值时相对误差在0.8﹪范围内。

　　飞机电源瞬态特性参数测试设备主要由嵌入式CPCIE/CPCI计算机、4块12通道数据采集卡、IRIG－B时码卡、 ARINC429总线板卡、以及前端电压、电流测量传感器组成一个集成化、标准化的飞行电源动态特性参数测量设备[4,5,6]。

　　该设备面向试飞工程师、数据处理工程师以及其它相关人员，为他们提供电源动态特性参数测试数据。

　　电源瞬态特性参数测试设备包括传感器、信号调理设备、信号采集记录器、编程加载装置等。其中信号采集记录器由采集机箱、控制器板卡、ARINC429总线板卡、时码板卡、高速数据采集板卡、可拆卸固态记录器、显示器及键盘等组成，如图1所示：

　　本设备的输入信号包括：电压、电流信号，IRIG-B时码信号和429总线信号。其中，机载电源的电压、电流信号，通过传感器、信号调理设备将实际的电压电流信号转成适合板卡的电压信号。整套设备与机载电源隔离，不会对飞机干扰飞机正常工作。

　　传感器主要用于交直流电流的变换，本测试设备的被测试信号包括电压信号和电流信号，电压信号直接分压后进入测试设备，以增加系统的带宽，改善系统的动态性能；电流信号由电流传感器变换后进入测试设备。

　　为了提高抗干扰性能和动态性能，选用霍尔电流传感器，将交直流电流转换成200mA以下的交直流小电流输入到信号调理设备。

　　信号调理设备完成信号的调理，主要包括电压信号的衰减、电流-电压信号的转换、交、直流电压畸变信号和交流电压直流分量的调理等功能。调理后的模拟信号送入数据采集设备进行采样。

　　采集器为3U CPCIE机载计算机，主要包括CPU卡、电源数据采集卡、IRIG-B时码卡、429总线卡、以及SATA扩展口，其组成如图2所示：

　　本采集设备主要用于捕获飞机电源系统的负荷突变、电压突变，属于偶发现象，电源突变频谱成分高，需要非常高的采样率。

　　CPCI电源数据采集卡是本设备的核心关键部分。选用16位高精度数据采集卡，板卡有12个同步采样通道，每个通道有独立8档程控增益放大器、抗混迭滤波器、过零比较器、16位A/D转换器和12通道共享的内置192核DSP的FPGA芯片组成。有效提高了带宽，满足板上所有通道同步采集的数据传输的需求。主要功能框图如图3所示：

　　信号经过滤波放大之后，通过A/D采集；采集结果进入FPGA，FPGA完成大部分的数据处理，将半成品数据的结果通过高速接口PCIE总线上传给上位机，上位机完成最后的数据处理。FPGA的主要功能包括：光纤通道（FC）数据接收、时统功能、背板ASB 总线MHz 的时间标记、数据分析处理（过零点发现、数字滤波、数字信号处理）、PCI-E 接口控制。

　　系统采用IRIG－B时码同步机制，通过以太网或PCM数据将电源数据、异常事件信息发送到测试以太网上供地面数据预处理系统使用。

　　交流、直流电压测量传感器设计成统一通用的传感器。传感器输入采样两个4 芯航空插头，每个航空插头可接一组三相交流电压或三路直流电压。传感器采用28V 直流供电。

　　传感器信号输出采用光纤与采集器连接。光纤为2.5G高速光纤2 根。1 根用于采集器向传感器发送同步信号，另一根用于传感器向采集器发送数据。传感器通过3 个按钮开关进行设置，开关带锁住功能，防止误动作。传感器的设置状态随测试数据一起发送给采集器，连接图如图4所示：

　　飞机电源瞬态特性参数测试设备是对飞机供电系统性能参数测试的主要手段，是保证飞机电气系统正常运行的重要环节。本测试设备不仅实现了测量GJB5189-2003中规定的一些需采用特殊数据采集和分析方法才能测量的参数，还可以实时纪录多个通道的信号波形，在飞机供电特性测试时可以代替示波器、万用表和频谱分析仪等仪器、仪表的功能，形成了具有自动化、开放、灵活的综合检测试验设备。该设备已在新支线上进行改装和应用。

　　[1] 雷涛，张晓斌. 基于VXI总线的飞机供电系统特性参数综合测试系统的设计与实现. [J] 测控技术, 2003，(22)：63-65.

　　[2] 张晓斌,等. 国外飞机供电特性标准汇编[Z] . 西北工业大学飞机电气系统研究所,2000.

　　[4] 许斯亮，吴小华，郑先成. 飞机供电系统的网络化分布式测试系统设计与实现. [J] 测控技术, 2006，(25)：72-77.

　　高速公路系统维护与管理工作具有重大的意义，特别是在现阶段高速公路机电系统维护工作表现出重要的现实意义。因为在对高速公路交通环境进行维护和保护过程中公路养护管理工作发挥着重要的作用，它还可以保证高速公路有效的运营。除此之外，高速公路机电设备的运行情况又直接关系到监控、通讯、稽查以及收费等方面的工作。所以保证高速公路机电系统的正常运行和管理就离不开高速公路机电系统维护工作，它是重要的手段和途径。

　　（1）机电设备的维护与管理。高速公路机电系统的维护与管理的工作重点就是对机电设备的维护与管理，所以对于机电设备的维护与管理一定要放在对于机电系统维护与管理工作的第一位。对于机电设备的维护与管理笔者认为主要包括以下几个方面。首先要配备充足的维护人员与维护工具。为了使高速公路设备能够在出现问题的第一时间及时地得到处理和修复，应当保证设备维护人员的充足以及维护工具的到位；其次要成立专门的维护机构。为了保证出现的设备问题可以得到及时的处理，要设立专门的维护机构来保证设备的安全运行和维护；另外就是要坚持预防为主，定期维护。对机电设备的维护与管理工作不能只限于它出现问题了进行实时处理的层面，还要将维护工作进行提前，使得能够对机电设备做更好的预防工作，以防止后期不必要的故障问题出现。在预防工作当中，要定期的对设备进行定期的维护和保养，增加它的使用寿命和使用效率；最后就是要加强对机电设备的管理制度量化工作。高速公路机电设备的管理需要适当调度，合理管理。设定一套比较完善的设备技术管理标准，从而指导高速公路机电设备从安装到维护的每一项管理工作。制定一套相对较完善的设备管理制度，对整个机电系统就管理方法、内容、工作要求、流程等多方面做出了具体量化的规定，为高速公路机电设备的管理提供一个可循的标准。

　　（2）维护人员的管理。高速公路机电系统维护管理除了对于设备的维护与管理以外，还包括对维护人员的管理，对于维护人员的管理工作主要是为了将高速公路设备存在的诸多问题进行及时地修复和故障排查。所以建设一支专业和规范的维护队伍是非常必要的。首先维护管理人员要在机电设备建设期或者验收期都要做好对工作的及时跟进；其次要对维护人员进行相关的技术交流培训教育，让他们在培训过程中掌握更多设备工作原理，以利于提高维护人员的专业技术水平；再次日常维护总结工作必不可少。维护管理人员在进行设备管理工作时要养成良好的日常维护总结习惯，提高系统故障的可预见性；最后要能够调动维护人员的积极性，让更多部门相关人员参与到设备管理工作当中去。

　　为了更好地实践高速公路机电系统的维护与管理工作，笔者对机电系统维护管理又总结出了以下几点建设性意见。

　　首先要加强重视。因为高速公路机电设备多是国际或国内先进的产品，所以很容易忽略了对机电设备的重视工作。这个工作环节看似微不足道，其实完全不是如此。要知道一旦高速公路机电设备出现了问题那么直接就会影响到整个工作流程的开展，导致最后的运行瘫痪。

　　其次要加强管理。管理工作不是针对某一个单独的工作环节，对于管理工作的加强要从日常做起。因为高速公路机电系统设备封闭性不是很高，所以对其进行日常工作管理是完全可以做到的。

　　最后要加强建设。机电系统维护与管理工作做的好有赖于一支规范和专业的维护队伍。对于维护人员的文化水平以及知识结构的构建更加要用长期的、针对性的集中建设工作来应对，以做好永久的维护人员的建设培养。

　　煤矿企业的正常生产活动对机电设备的依赖性非常高，且多数机械设备属于耗损型的设备，在设备经过了一定的工作年限后的维护和保养工作是保障煤矿企业生产活动正常进行的重要保障。其中对已经发生故障的机电设备的维修是提高设备使用年限和提高使用效率的关键环节。因此提高煤矿机电设备的维修质量也就成了应当重点关注

　　随着技术进步，煤矿机电设备的构造也日趋复杂，对这些具有复杂构造的机电设备的维修是技术要求很高的活动，需要花费大量的人力物力资源。但机电设备的维修质量又不仅仅是一个技术问题，还和维修活动的组织管理、维修质量的评定标准、后勤组织等都有直接关联。因此要提高机电设备的维修质量，将是一个系统化的问题，可进一步划分一个多阶段问题。经过对机电设备维修活动的分解，可利用理论模型来进行分析，找出维修活动中的关键环节，并有针对性的进行加强，从而整体上提高煤矿机电设备的维修质量。

　　对煤矿机电设备维修活动进行阶段划分的目的在于将这一活动条理化，并将各阶段不同类型的问题凸显出来。在这类活动的阶段划分理论中， 较为经典且实用的是全面计划质量维修（TPQM）。按照TPQM 的基本思想， 可将机电设备的维修活动划分为计划、实施、检查、总结、反馈5 个阶段。以上5 个阶段按顺序执行，到反馈阶段后回到计划阶段，从而形成循环，该循环被称为PDCA 循环。具体到煤矿机电设备的维修活动，各个阶段的主要任务可分解为：（1）计划阶段在计划阶段， 主要的问题是对发生故障的机电设备情况做充分的了解，对实际故障发生的可能原因及其外在表现形式，如轴承损坏、设备过载、油液泄漏等，做详尽的书面记录。针对具体的故障类型制定可行的维修方案和实施细则。并应当为实施阶段准备足够的人力和物力，保障维修活动的正常进行。（2）实施阶段实施阶段的主要任务是将计划阶段制定的维修策略付诸实施， 这一阶段基本上属于技术类活动，同时还应对机电设备的具体损坏情况进行勘察，补充或更正设备的损坏情况记录， 核对计划阶段所制定的维修计划， 必要时调整维修计划。（3）检查阶段这一阶段主要是对实施阶段的维修成果进行复核，可通过机器重启， 局部性能检测等手段来评估设备维修后的实际效果，并对比维修后的设备的检测运行状况与第一阶段所记录的故障状态，从而确定是否真正解决了机电设备的故障问题。（4）总结阶段总结阶段在PDCA 循环中占据重要地位。因为这一阶段需要对前面三个阶段中的问题都要做出总结和概括，尤其是对机电设备故障后的外在表现形式与实际内部故障的对应关系、故障类型和成因的关系、故障类型与工作环境的关系、故障类型和操作失误之间的关系、不同类型故障维修计划与维修实施细则的修正等。（5）反馈阶段在完成了总结阶段的工作后，将各类技术资料和管理经验汇总给维修管理部门，使之可在下一轮的设备维修中发挥有益的参考作用。

　　通过上述各阶段的流程， 可为设备维修不断积累经验， 是提高机电设备维修质量，提高维修效率的有效途径。PDCA 阶段控制方法主要针对机电设备发生故障后的事后维修。这类维修方式尽管可以较为彻底的解决故障问题，但设备故障显然会直接影响到生产活动的正常进行，甚至会造成较大的损失。因此对于煤矿生产这种较为特殊的行业来说，应当尽量避免这种情况，解决的途径就是做好机电设备的预防性维修，这样可尽量减小设备的维修对正常生产活动的影响程度。

　　预防性维修是以时间为基础的维修制度，是在机械设备完全失效之前进行，当发现材料磨损和设备性能下降后就及时采取预防措施， 因此预防性维修是主动的维修方式，可有效的提高设备的维修质量，也可避免因机械故障导致的重大事故。要做好预防性维修，需要从以下两个方面展开。（1）建立煤矿机电设备运行、监测体系实施预防性维修关键问题是对设备的实际运行状况实时监测，通过对比关键参数的正常值范围和实际运行值来及时的判断设备的健康状况，从而对设备采取必要的维护措施。这就需要建立起各类设备设计资料的收集和实际运行参数的监测体系，为判断设备运行状态提供保障。（2）建立机电设备的巡视制度，对不同类型的机电设备采取不同的巡视周期，在巡视中详细的记录设备的关键运行参数，并和设计参数对比，及时发现故障隐患并上报组织维修。在巡视活动中的另一类重要任务是检查机械设备的状况，实践表明由于不足导致的设备故障占了较大的比例，其次是检查设备的磨损和疲劳状况，及时更换零部件。

　　机电设备的维修最终还是要落实到人的因素上，维修人员的素质根本上决定了维修质量的高低。随着矿山机电设备构造的复杂化，对维修人员的专业素质也提出了越来越高的要求。为了保障机电设备维修质量，应当定期或不定期的组织维修人员进行专业培训，对各个层

　　次、各个专业的维修人员分别进行理论知识和实践技能的培训，尤其是对过往曾经发生过的实际故障类型进行强化训练，使之能够以最快的速度处理设备的常见故障，减少维修时间，从而减小设备维修对正常生产的影响。在有新型设备引入后，应尽快组织维修人员培训，熟悉设备图纸和性能，对设备正常运行时的运行参数熟练掌握，能够判断常见故障的早期征兆，为预防性维修打好基础。

　　随着科技的进步和电子设备的更新换代，以及军事电子设备在侦查范围、精度和强度等方面要求越来越高，电子设备量和功率也越来越大[1-3]。则对于车载式雷达，由于车内空间极其有限，那么如何进行合理的电子设备布局从而实现小车内具有良好的散热空间以及人机工作环境是当今车载机动式雷达亟待解决的一项关键技术[4]。本文基于某型车载机动式雷达，通过在有限的空间里进行工作环境与设备之间独立分开布局、电子设备之间功能分区布局从而实现车内散热风道的合理设计以及获得良好的人机环境。

　　车载式雷达车厢内部沿车头至车尾方向按照不同的功能进行分区，主要包括操作人员工作区、电子设备区和保障区，见图1所示。其中操作人员工作区为驾驶员和设备操作员工作的区域；电子设备区主要是放置信号激励、功放、信号接收和处理设备的区域；而保障区主要是放置车内电子设备供电电源和车内保障工具的区域。为了在电子设备区和保障区放置相关设备，需要将原车除了驾驶和副驾驶位置以外的后排座椅设备拆除，从而腾出空间进行电子设备的布局。

　　首先三个区域之间为了防止设备热耗之间互相干扰，同时也为了降低噪音，为操作人员工作区营造良好的环境，区域之间通过多层叠加形式的复合材料板进行隔开，具体组成形式见图2所示。通过此种构造的隔墙可以实现良好的热和噪声隔绝。

　　普通的SUV车长方向一般在6米以内，车宽按照国标也不会超出2.5米，车高一般也不会高于2.3米。在如此有限的空间里，要将车内划分为3个区域，其中两个要进行大功率电子设备的布置，可想而知设备区的热流密度比较大，紧靠车内自带空调无法有效进行热量的散出。接下来以某一具体的案例进行分析。设备区的设备和热量见表1所示。

　　从表1可见，该案例中的设备区总热耗为4695W，属于高热流密度。为了能形成一个顺畅的风道，设备区通过前后隔墙进行隔离成为一独立空间，在载车底板中间左右靠脚踏板位置各开设一个百叶窗，作为风道的进风口与出风口。在载车底盘下方对应位置增加导流板，出风口安装风机组件，将机柜内部的热风抽到车外。同时为了防止风向紊乱及串流，在综合机柜上方区域安装一个档风罩，采取共形设计保证与内饰造型的一致性。风道布局见图3所示

　　机柜内分机自带散热的前提下，在进出风口处各放置6个型号为EBM7114NH的风机进行一进一出散热，基本参数见图4所示。依据以上设备区布局，借助于ANSYS软件进行热仿线所示。仿真结果表明：最高温度约为77℃，对于军标电子设备一般能耐热85℃来看能满足工作要求。

　　保障区主要是放置车内电子设备的供电单元以及随车附属件，与设备区相比热耗比较小，具体见表2所示。

　　在此区域顺着车行驶的方向，采用前进冷风后排热风的散热方式。在设备区底部开设进风口，顶部安装风机组件，通过顶部风机将环境风抽进机柜区进行电子设备散热。然后在设备区域外的车底板上开设出风口并安装风机组件，把保障区热风抽至车体外。借助于ANSYS软件进行热仿线所示。

　　本文对基于SUV载车平台的高热耗电子设备布局进行了分析和设计，并提出了一种对车内设备进行功能分区的结构方案。整个结构在满足散热的前提下，还从人机工程的角度进行了考虑。同时针对某一具体案例借助于ANSYS软件进行分析，验证了文中所提结构布局方案的热设计可行性。

　　[3] 张润逵. 雷达结构与工艺[M].北京： 电子工业出版社，2007.

　　USB的广泛应用其正在成为外设与PC机及膝上型电脑连接的工业标准USB外设主要是便携式设备,随着其数量的不断增多,设备之间无主机参与的直接通信成为亟待解决的问题。我们开发了基于USB总线(接口芯片为Philips公司的PDIUSBD12)的数据采集系统,取得了满意的效果。但在开发USB1.1设备时遇到的设备互连直接通信的解决方案 2.0 虽然在速度等方面有很大的改进,但同样要依赖计算机主机进行通信。

　　2001年底,USB开发者论坛(USB Implementers Forum,USB IF)了专门用于USB外设间“可移动互连”的USB2.0补充规范USB On-The-Go,其目标是使外设以主机的身份和另外特定的一组外设直接通信。本文中归纳USB 2.0补充规范OTG的相关技术,并主要讨论其新增特性。

　　两个两用OTG设备连接在一起时可交替以主机和从机的方式工作,这个特点兼容了现有USB规范主机/外设的结构模型。OTG主机同样负责补始化数据通信的任务,比如:总线复位、获取USB各种描述符和配置设备。这些配置完成后,两个OTG设备便可以分别以主机和从机方式传输信息,两个设备主从角色交换的过程由主机传输协议(HNP)定义。以下以两用OTG设备为例讨论SRP和HNP。

　　在以往的USB系统运行过程中,主机提供5V的电源和不低于100mA的总线电流。当OTG主机(指以主机方式工作的两用OTG设备,又称A-device)连接到有线电源时这种方法是适用的,但像手机这样的自供电移动设备则不能承受如此大的电能浪费。为了节约电源延长电池的使用寿命,当总线上没有活动时,OTG主机将挂起总线电源VBUS。SRP协议可使OTG从机(指外设式设备或者以外设方式工作的两用设备,又称B-device,此处指后者)请求A-device重新使能VBUS,而后A-device使用HNP协议交换两个设备的工作方式,这两步完成后由新的OTG主机开始事务传输。B-device可在前一事务结束2ms后的任意时间开始SRP,SRP的时序波形见图形1。

　　B-device将先后执行数据线脉冲调制(data-line pul-sing)和VBUS脉冲调制(VBUS pulsing) 。它通过使能数据线上拉电阻(全速和高速设备为D+,低速设备为D-)5～10ms实现前者,后者通过驱动VBUS实现。VBUS必须要有足够长的时间对其电容充电,这个时间应能保证不大于13μF的电容充电至2.1V(OTG设备的电容是6.5μF或更小),从而不会对标准主机的96μF或更高的电容充电至2.0V。该限制保证了从B-device引来的VBUS电流不会破坏标准主机的端口。

　　A-device检测到数据线脉冲调制或者VBUS脉冲调制后,首先复位总线,然后发送Set_feature命令而先不进行设备的枚举,此时B-device尚处在默认的从机状态。如果Set_feature命令成功执行,说明B-device为两用OTG设备,A-device(使用HNP协议)挂起VBUS准备让B-device交换为主机方式接管总线。如果Set_feature命令执行失败，说明B-device为外设式OTG设备，于是A-device使能VBUS准备开始一个传输事务（此时，A-device只是被唤醒，并未改变工作方式）。当A-device认为总线上没有传输需要时，挂起VBUS以结束该事务。这种A-device自动检测B-device是否支持HNP协议的特征称为No Silent Failure。

　　当两用设备连接了一个Mini-A插头或者Mini-B插头时，它相应的便以OTG主机或者OTG外设的默认方式工作。A-device为默认主机，所以由它提供VBUS电源，且在检测到有设备接入时复位总线、八举并配置B-device。

　　A-device在完成对B-device的使用后，可以通过查询B-device的OTG性能描述符来判断是否支持HNP协议（即是否为两用OTG设备）。如支持HNP，B-device将返回有效的OTG性能描述符，A-device则产生一个Set_feature命令（即HNP_Enable）来通知B-device可以在总线挂起的时候以主机方式工作，随后A-device挂起总线。HNP的时序波形见图2。

　　B-device通过上拉电阻（全速时）或者下拉电阻（高速时）拉低D+以示连接断开。随后，作为对B-device断开的响应，A-device使能它的数据线并开始以从机方式工作。完成这些转换后，B-device和A-device便各自以主机角色和外设角色使用总线。如果该B-device属于两用OTG设备且A-device不再使用它了，A-device便重发Set_feature命令并挂起总线。若B-device申请角色转换时出错，A-device则拉低VBUS以结束该事务。当B-device正常结束传输事务时便挂起VBUS使能其上拉电阻，重新以从机方式运行。A-device检测到总线挂起后，发出一个连接断开信号并重新以主机方式工作。

　　USB IF在OTG中定义了更小的连接器，可以同时用于主机式和外设式的设备、具有更低的电源需求、扩展的电源保护模式和利于上层软件开发的简洁设计。

　　OTG和现有的USB2.0规范完全兼容，一个主要的机械上改进是它的新式连接器。USB 2.0定义了三种连接器对（插头和插座）：Standard-A、Standard-B和Mini-B。Mini-B连接器是专为较小的外设（如移动电话等）开发的。OTG规范增加了第四种插头：Mini-A，两种插座：Mini-A和Mini-AB。这些连接器比最

　　初的USB连接器要小许多（如：Mini-A插头截面积只有Standard-A插头的38%），更适合于便携式设备。Mini-AB插座用于两用设备。Mini-A新增的ID脚（以前的USB插头不含此脚）在连接Mini-AB时接地短路，而Mini-B则使该脚断开，这样两用设备便可识别连接设备的类型以决定设备的默认角色。

　　Mini-A和Mini-B插头是严格配对适用的，如：不能将Mini-A插头和Mini-B插座配合使用。但是，Mini-AB插座适合于以上两种插头。在外形上，Mini-A更新近于椭圆形，而Mini-B更接近于正方形。另外，他们的插头和插座内部的塑料都有颜色：Mini-A为白色，Mini-B为黑色，Mini-AB为灰色。

　　OTG有两种设备：两用OTG设备和外设式OTG设备。两用OTG设备可以作为USB外设或者USB OTG主机，并且可为总线mA电流。而外设式OTG设备不具备主机性能，它必须在向两用设备（主机）的请求获准后才能通信。两用OTG设备必须能以全速方式运行，而高速运行的方式是可选的。外设型OTG设备可以设计在高速、全速和低速中的任意一种方式下工作。

　　两用OTG设备都有一个Mini-AB插槽，所以一个Mini-A至Mini-B电缆可以直接将两个两用OTG设备连接在一起，而此时用户不会觉察到两个设备的不同，也不知道它们的默认主从配置。

　　A-device（主机）必须在事务传输过程中提供总线电源，这是A-device和B-device的主要不同，同时也说明了两个设备的连接的非对等关系。A-device负责为总线供电因此它控制通信发生的时机，B-device只有通过SRP协议向“主机”请求传输。

　　设计一个两用设备是比较困难的，因为它要具备：有限的主机能力、可作为一个全速的外设（可选的高速方式）、OTG目标设备的列表、目标设备的驱动程序、支持SRP、支持HNP、一个Mini-AB插座、VBUS上不小于8mA的电流输出、与用户通信的方式。

　　外设式OTG设备是普通的USB外设。它有一个OTG功能描述符说明其支持事务请求协议SRP而且它不是两用OTG设备。此外，外设式OTG设备只能配置Mini-B型插座或者必须有一个带Mini-A插头的附属电缆，而不能使用Mini-AB型插座。

　　SRP是B-device（此处指外设式设备）向A-device请求传输事务时必须使用的协议。它由前面提到的数据线脉冲调制和VBUS脉冲调制（B-device产生）两种方法构成。A-device必须能检测这两种方法之一的信号，并开始一个相应的传输事务。除了固件（firmware）略有增加外，B-device同时可产生两种信号的成本并没有增加成本，而且还使实现A-device更加简单（只需根据实际情况提供其中一种方式的检测）。

　　一个OTG设备不必实现OTG的所有性能。例如，一个外设式OTG设备可能只需支持SRP和一个小于等于8mA的默认电流消耗配置。其实，添加对SRP支持也较简单：在VBUS上接一个驱动电阻并增加一些简单的逻辑，从而产生VBUS脉冲调制信号。

　　另外，无论是两用OTG设备还是外设式OTG设备，都可以和通用的许机相连，只不过两用OTG设备具有一定的主机能力（可以驱动特定的一组OTG设备工作）。

　　与PC主机不同，便携式设备没有便捷的方式和足够的空间装载新的驱动程序。因此，OTG规范要求每个两用OTG设备有一个支持的外设式OTG目标设备的列表，列表中包括设备的类型和制造商等信息。USB IF正计划定义“OTG Type”规范。对于符合此规范的设备，OTG主机只需提供一个驱动程序即可，这将使OTG主机无需为每个设备提供单独的驱动程序，从而支持尽量多的OTG外设。

　　与PC机不同，OTG两用设备的驱动程序栈由USB主机栈和USB设备栈构成以满足两种工作方式的需要，见图3。OTG驱动程序通过连接器的不同或者不否有NHP交换设备的工作方式来决定使用USB主机栈还是USB设备栈。

　　当OTG两用设备以主机方式工作时，USB主机栈工作。其中的主机控制器驱程序负责USB主机栈与硬件端点的数据交换，USB驱动程序枚举并保存设备的信息，目标外设主机类驱动程序支持目标设备列表里的设备。主机类驱动程序由芯片制造商提供，同时，OTG提供通用的主机类驱动程序（可以修改以用于非通用设备）。

　　当OTG两用设备以从机方式工作时，USB设备栈工作。其中的设备控制器驱动程序负责USB设备栈与硬件端点的数据交换，USB协议层负责处理USB协议规范，设备类驱动程序的功能取决于该两用设备的功能（如数码照相机、存储设备、打印机等）。

　　OTG驱动程序负责处理两用OTG设备的工作方式转换，同时，它还可以返回其结果（如设备是否支持HNP）并处理总线错误。应用层程序通过OTG驱动程序开始或者结束一个传输事务，通过USB主机栈或设备栈与硬件层交换数据。OTG两用设备的驱动程序栈配置见图3。

　　OTG主机和设备被划分为功能层、USB设备层和USB接口层三个不贩层次，见图4。

　　USB接口层为OTG主机和OTG设备提供物理连接，USB系统软件使用主机控制器来管理主机与USB设备的数据传输。USB系统软件相对于主机控制器而言，处理的是以客户角度观察的数据传输及客户与设备的交互。USB设备层为USB主机系统软件提供一个可用的逻辑设备。主机通过与之功能匹配的客户软件实现其各种功能。

　　PROFIBUS技术在国外的应用和研究已经相当的成熟，而目前，在我国烟草行业PROFIBUS也得到了广泛的应用，本论文首先对现场总线技术进行概述，然后介绍了国内某卷烟厂制丝线电控系统中应用PROFIBUS-DP实现主站与现场的I/O子站、变频器、流量计等设备之间数据交换；应用PROFIBUS-PA总线实现主站对温度传感器等传感器及对阀门定位器等控制器件的数据通讯等。

　　现场总线技术是当今自动化领域发展的热点之一，它将目前迅猛发展的网络通讯技术、数据库技术等众多的计算机管理理念引入工业控制领域。它是控制技术、测量控制仪表技术和计算机网络技术三者的结合，代表了今后工业控制技术发展的方向。

　　PROFIBUS现场总线技术己经广泛应用于加工制造、过程控制和楼宇自动化等领域，是目前世界上应用的最成熟的现场总线技术之一。根据应用领域分为PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-PA, PROFIBUS-DP三个兼容部分。

　　PROFIBUS-DP：经过优化的高速、廉价的通信连接，专为自动控制系统中设备级分散vo-之间的通信而设计，使用PROFIBUS-DP模块可取代价格昂贵的24V或0-20mA并行信号线，用于分布式控制系统的高速数据传输。

　　PROFIBUS-FMS：解决车间级通用性通信任务，提供大量的通信服务，完成中等传输速度的循环和非循环通信任务，用于纺织工业、楼宇自动化、电气传动、传感器和执行器、可编程序控制器、低压开关设备等一般自动化控制。

　　PROFIBUS-PA：专为过程自动化设计，标准的本质安全的传输技术，实现了IEC 1158-2中规定的通信规程，用于对安全性要求高的场合及由总线供电的站点。

　　目前世界上近300家自动化技术生产厂家为它们生产的近5000种产品提供PROFIBUS接口，在烟草行业，随着技术改造的逐步深人，PROFIBUS产品应用日益增加，特别是带PROFIBUS-DP接口的产品，广泛应用在卷烟厂制丝生产线、滤嘴成型、卷接、卷烟/滤棒储存输送等设备的自动控制系统、传感器、人机界面（HMI）及驱动器件上，大大简化和方便了设备安装、检验及维护，进步了设备的可靠性及有效作业率。烟草制丝生产线采用流水线作业，生产线上使用了大量的智能检测设备和智能控制器件非常适合PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA现场总线、PROFIBUS现场总线在烟草制丝生产线上的应用。

　　烟草制丝生产线流程较长，设备布局较为分散，而且由于近年来烟草加工工艺的要求日益严格，从原来的结果控制转变为现在的过程控制，对控制精度的要求也越来越高，所以制丝生产线上增加了很多水分仪、温度传感器、流量计等检测设备，和变频器、薄膜阀定位器等控制设备；工艺数据管理和工艺数据分析也要求烟草制丝生产线上的各个加工段的控制系统接收上位机下发的批牌号和工艺参数，并在控制段内下发执行；通过上位机的数采程序向中控室数据库提供各种过程数据，以便进行统计分析并生成报表。如此大量的数据交换依靠以往的DCS分散控制系统是很难实现的。

　　而PROFIBUS现场总线)系统的开放性:用户可按自己的需要和考虑，通过现场总线把来自不同供应商的产品组成大小随意的开放互连系统。

　　(2)互操作性与互用性:互连设备间、系统间的信息传送与沟通;不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。

　　(3)现场设备的智能化与功能自治性它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。

　　(4)系统结构的高度分散性:现场总线己构成一种新的全分散性控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。

　　(5)对现场环境的适应性:工作在生产现场前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为现场环境而设计的，可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电与通信，并可满足本质安全防爆要求等，能够很好的满足烟草制丝生产线的需求，因此近年来在烟草制丝生产线得到了普遍应用。下图为国内某卷烟厂制丝生产线的网络拓扑结构图：

　　从图中我们可以看到制丝生产线上的I/O子站、检测设备、控制设备、人机界面、ET200S等都兼容到PROFIBUS现场总线 PROFIBUS-DP在烟草制丝生产线上的使用。

　　随着FCS（FIELD CONTROL SYSTEM）不断发展，采用PROFIBUS-DP总线接口的成型产品愈来愈多，其应用也越来越广。由于PROFIBUS-DP总线前面所述的种种优点，我们在对制丝生产线的电控系统进行设计时，一般采用带PROFIBUS-DP接口的PLC、工控机、触摸屏、驱动系统、I/O模块等器件构成PROFIBUS总线网络DP为Decentralized Periphery的缩写，即分散化设备。如前所述，PROFIBUS-DP做为PROFIBUS的三个兼容部分之一，主要应用于现场设备级，它的响应时间从几Ls到几百ms，数据传输速率为9.6Kbps-12Mbps，传输的数据容量为每个报文多达244个字节，传输介质为双屏蔽双绞线或光纤。PROFIBUS-DP可以广泛地应用于电气传动领域，低压电控配电成套设备，数控加工设备，楼宇自动化等。

　　以制丝生产线叶片加工段控制系统为例，其PROFIBUS-DP总线为多主站主站系统：主电控柜中的西门子CPU414—2DP作为PROFIBUS-DP总线系统中的一类主站(DPM 1)，通过CPU上集成的PROFIBUS-DP接口处理与指定从站间用户的数据交换；一台西门子MP370触摸屏作为PROFIBUS-DP总线系统中的二类主站(DPM2)，用来做叶片控制段的操作员工作站，操作人员通过触摸屏进行设备操作，监控设备运行状态，修改工艺参数，查阅设备故障信息；22个ET200S作为PROFIBUS-DP I/O子站以IM151-1为通讯模块，配置数字量输入模块用于接收生产现场的光电开关、接近开关等数字量信号，配置数字量输出模块用于控制中间继电器、指示灯等设备的动作，配置馈电器用于驱动电机运行并检测电机工作状态和故障信息；12台配置PROFIBUS-DP网卡的丹佛斯FC300系列变频器用于控制储柜底带电机以及喂料机提升带的转速，在step7硬件组态中通过GSD文件识别它们，并组态与主站之间的通讯字节，一般为一个控制字用于控制电机启动停止以及正反转，一个状态字用来显示变频器的运行状态及故障信息，一个整数用来发送主站设置的运行频率设定值，另外一个整数用来反馈变频器的实际转速；红外水分仪用来在线检测生产线上的物料含水率，它也是在step7硬件组态中通过GSD文件识别，并组态通讯字节地址用于传送检测水分值，接收烟牌号，设置水分检测通道和水分仪的零点和斜率；电磁流量计数据交换较为简单一个浮点数用来传递检测到的流量数据和一个单字节的故障代码。由于叶片控制段站点较多，控制距离较长，布线较为复杂，为避免总线信号衰减和在PROFIBUS-DP上做分支，我们这总线系统上配置了几个中继器。

　　PROFIBUS-DP现场总线Mbps，因为叶片段控制系统站点较多，数据交换量较大，为兼顾数据交换速度和通讯的稳定性（通讯速度越高其通讯稳定性就会降低，丢包、数据错误出现的机率就越大），我们将总线Mbps。

　　PROFIBUS-DP现场总线通讯速度快，通讯稳定性好，兼容性较强，但由于其总线的线型连接，在总线上一个节点出现总线接头氧化或接触不良的情况后，其后的站点都会随之通讯故障；而总线终端电阻接触不良则会受到附近变频器等设备的电磁干扰，造成部分站点或全部站点通讯故障。总线接头接触不良和终端电阻接触不良是我们在使用PROFIBUS-DP现场总线出现频率最高的故障，约占总故障率的50%。

　　PROFIBUS-PA的数据传输采用扩展的PROFIBUS-DP协议。另外，PA还描述了设备行为的PA行规。PA的传输技术可确保其本征安全性，而且还可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。

　　PROFIBUS-PA使用IEC1158-2传输技术。IEC1158-2传输技术可保持其本质安全性并使现场设备通过总线供电，此技术是一种位同步协议，可进行无电流的连续传输，通常称之为H1。用于PROFIBUS-PA的IEC1158-2传输技术原理如下：

　　站发送信息时不向总线;每站现场设备所消耗的为常量稳态基本电流；

　　在上图所示控制系统中PROFIBUS-PAA总线通过西门子的DP LINKE和DP-PA Coupler接入到PROFIBUS-DP总线系统中，PROFIBUS-PA用于过程自动化，它的数据通讯更注重稳定性和本质安全性，它的通讯速度较低，为31.25kbps。PROFIBUS-PA的通讯电缆除进行数据交换外，还承担着为设备提供电源的作用，所以PROFIBUS-PA总线上的设备不必再敷设电源线，有效的减少了线缆敷设量。

　　PROFIBUS-PA总线较之PROFIBUS-DP总线的网络拓扑结构更为灵活可支持线、树型和星型网络及它们的混合模式。某卷烟厂叶片段控制上的PA设备通过西门子的PA网络三通作为分支连接器连接为树形网络。

　　随着我国电气自动化技术不断发展，在结合计算机技术、电气工程技术以及通信技术的基础上，一种用于工厂自动化车间监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术应运而生，即现场总线控制系统中的Profibus-DP总线技术。该技术可以严格的控制现场设备和车间层的通信网络，从而实现现场电气设备智能化、自动化的综合管理。

　　2 现场总线概述以及工艺设备分类2.1 现场总线 FCS现场总线是一种工业数据总线，因其具有系统结构的高度分散性、环境的适应性、现场设备的智能性、网络的开放性以及互可操作性与互用性，在工业生产自动化控制设备管理中得到了广泛的应用，提高了系统的可靠性，节省了维护开销，为用户提供了更加灵活的系统集成主动权。随着科学技术的不断进步，现场总线使自动化电控设备与系统逐渐步入了信息网络行列，取代了之前在工业中广泛使用的DCS集散控制系统，为其应用开拓了更加广阔的市场空间。FCS现场总线具有较多的国际标准，Profibus-DP总线技术就是其中一种，这是一种控制与管理自动化车间级监控和现场设备层数据通信的现场总线技术，因其具有高速、低成本等特点在工厂现场总线技术中得到了广泛的应用，为实现工厂综合自动化和现场工艺设备智能化提供了强有力的保证，促进了电气自动化设备系统管理水平的提升。

　　2.2 工艺设备分类 本文所涉及到的工艺设备大致分为三类，一是起停控制设备，比如搅拌电机、皮带运输机等。该类设备控制的最终目标在于确保开停车的正常顺序，以及非正常状况下的连锁停车。二是调速控制设备，九游会比如给料机、泵类等设备。此类设备主要是对流量、压力、液位等进行闭环控制，使设备的运作状态始终保持稳定和安全。另外一类是自成系统的设备，如破碎机、陶瓷过滤机等。这一类设备往往用于信息的监测，以及少量的控制。在前两类设备中，往往需要连接相应的控制器，在PLC通过DP总线发出的指令被这些控制器接收的同时，控制器又将设备运转和出现故障的信息反馈给PLC，这些状态往往在上位机上显示出来。通过上位机显示的数据信息分析，可以实现工厂电气自动化设备管理控制系统。

　　3.1 现场设备与控制器 现场设备往往有两种电气控制方式，即就地与总线。就地控制是动力站控制器接收到起停按钮或者频率给定装置发出的信号后，对现场设备起停进行控制。总线控制是DP总线接收到上位机传送给PLC的指令后对现场设备的起停进行控制。在就地与总线切换的过程中，若要保证现场设备运行稳定或者保持原有状态，实现自动化电控设备管理控制系统，就需要保证两者切换时运行频率不变，即无扰切换。

　　3.2 控制器与PLC 为了更好的实现总线控制，往往需要对控制器的参数进行科学的设置。除了基本的电流电压、频率、总线地址外，不同的控制器需要设置不同的参数。比如变频器需要设置起停模式，加速减速时间、信号和频率源等；马达保护器需要设置操行模式、保护设置以及控制设置等。为了对不同控制方式的设备进行管理，往往需要在PLC中统一设置设备控制变量，如设备控制类型、状态字、频率设定与反馈、故障代码等。其中设备控制类型是对各控制器控制的信息进行显示；状态字主要指就地/总线、运行过/停止、合闸/分闸等。故障代码是PLC通过DP获得故障代码后，对现场装置进行远方诊断，及时找出故障原因并进行排除。

　　3.3 PLC与上位机 PLC与上位机的通讯需要按照相应的时间比进行进行读取交互数据。由于上位机在读取过程中涉及到信息的编码与解码，这就决定了上位机读取DAServer接口的数据主要以事件的形式存在，实现PLC控制字和状态字能更加准确的显示在上位机画面中。

　　3.4 上位机与服务器 在电气自动化设备管理系统中，若想获取设备运行数据的及时性与准确性，可以利用上位机和服务器之间的有效的通讯功能。在工厂生产过程中，生产相关设备运行数据往往是利用PLC在DP总线的传输功能下，将其传输并储存至服务器，接着上位机通过相关的软件进行信息数据的读取。因此如果需要生产的关键性指标或者历史数据，就可以从服务器中获得。如用水量、耗电量、整机效率、历史曲线等，从而实现工厂生产过程数据可视化。在这样的基础上，相关管理人员可在对数据信息进行采集和分析基础上，制定出优化生产过程的有效措施，并生成设备管理报表，提高生产绩效。

　　本文主要通过就地与总线控制方式的勿扰切换、现场设备数据采集、控制以及设备管理，在电气自动化设备管理系统中，有效降低了生产过程中各操作工序的难度，增强了系统的可维护性。利用DP总线实现了电气设备智能化管理控制系统，从而提高了产品的可靠性以及工厂生产绩效，促进各企业更好更快更稳地发展。

　　[1]冯雷雷.关于FCS的电气自动化设备管理系统研究[J].科技资讯，2012，25：130.

　　某型装备电路板种类繁多（包括数字电路、模拟电路、数/模混合电路等）、信号频段宽、特征变化范围大、测试精度要求高，要有效实现电路板功能与性能测试，在信号激励与电源供应方面要求频率范围大、供电路数多，应提供信号源、程控多路电源；在信号测量与分析方面要求频率范围宽、数据精度高，应提供低频、中频、高频测试仪器与设备；在测试过程控制上要求测试资源配置灵活，应采用矩阵开关模块进行多线可变输入、输出控制。测试系统应针对不同的测试对象或测试要求，设计相应的检测适配器，并进行测试软件设计与开发。

　　基于以上电路板测试需求分析，某型装备电路板测试试验系统采用以模块化PXI总线测试设备与分立式GPIB总线测试仪器并重的多总线结构，测试系统主要是基于GPIB分立式测试仪器、PXI总线模块化测试设备进行系统集成，研制检测适配器、开发专用测试软件等，从而构建典型电子装备电路板测试系统。测试系统具有模拟被测对象测试环境的能力、检测被测对象全部功能项目的能力、测试被测对象主要性能参数的能力，以及开展被测对象环境适应性试验的能力[1-3]。

　　针对某型装备部分双100芯插件板和210芯插件板作为测试对象进行性能、功能测试和故障诊断研究。具体为：

　　①监控分系统插件：彩显接口板、PIN板、S/D变换板、286μс板、混合电源板、线性稳压器；

　　②信号处理分系统插件：时序板、信号组合板、FIR板、CFAR板、杂波图板、MTI板、数字脉压板、开关电源；

　　③终端分系统：录取板、视频积累板、延时接口板、通信接口板、询问录取板、图形板、回波板；

　　电路板PXI总线测试设备是电路板测试试验分系统的重要组成部分，配备有中低频电路板测试所需的各种资源，并通过合理集成，使该测试设备作为一个相对独立的系统[4-8]，提供电路板部分主要性能指标测试和功能故障诊断能力，主要功能要求如下：

　　①模拟被测对象的测试试验环境的能力。具备产生标准函数/任意波形、高频信号、数字I/O等激励信号能力，具备提供8路交流电源、8路直流电源能力，可调直流电子负载具有恒流/恒压/恒阻三种模式；

　　②测试被测对象的主要性能指标的能力。具备测量基本电参数、信号频率、信号功率、信号波形、数字I/O的能力，具备信号频谱分析能力；

　　③电路板的维修测试诊断能力。具有对电子设备电路板件中集成电路及半导体元器件进行在线测试和故障诊断能力。

　　针对典型电路板测试试验要求，基于“开放、标准、通用”的设计理念[7-10]，采用测试系统集成技术，构建由主控计算机、标准测试总线（如PXI、GPIB、LXI）、测试仪器/设备、检测适配器、测试软件等组成的电路板测试试验系统。系统采用以模块化PXI总线测试设备与分立式GPIB总线测试仪器并重的多总线），系统主要是借助于“电路板性能测试试验分系统”的测试资源，研制检测适配器、开发专用测试软件等，从而构建典型电子装备电路板测试系统。测试系统具有模拟被测对象测试环境的能力、检测被测对象全部功能项目的能力、测试被测对象主要性能参数的能力，以及开展被测对象环境适应性试验的能力。

　　测试设备硬件主要由控制器部分、PXI总线测试资源、信号转接及接口配置、适配器部分组成。测试设备的核心是采用PXI模块化仪器系统，通过选用各种的PXI测试模块实现各种通用电压、电流、开关量的产生和采集功能。信号转接及接口配置用于构建测试资源与被测对象的通用测试通道，方便适配器的设计开发。适配器分为系统自检适配器和专用检测适配器，专用检测适配器需根据不同被测电路板进行设计开发，可以实现对被测对象输入输出信号的调理。系统电源为被测电路板和信号调理适配器供电，需预留电源连接接口。测试设备通过针对专用检测适配器和电缆与被测电路板连接。测试设备软件主要由图形化程序开发工具和电路板测试诊断软件组成。测试时，软件控制测试设备的检测模块或者电源系统给出激励信号，在适配器内部进行必要的信号调理后送到检测设备，通过观察被测电路板工作状态或测量被测电路板反馈信号，实现中低频电路板部分主要性能指标测试和功能故障诊断。

　　系统布置在两个可移动的标准机柜中，另配置一个可移动的工作台用于放置测试对象。平时自检适配器、专用检测适配器和测试电缆均放在机柜中，测试时将适配器取出挂接在系统VPC接口，被测电路板既可放在工作台上，使用测试电缆与适配器连接，或者直接与适配器上对应接口相连。机柜采用标准机柜。机柜前后门采用透明的玻璃门设计，底部使用滑轮和支脚，方便移动，同时便于支撑固定。平时不用时，柜前后门均关闭，防止灰尘。PXI总线测试资源、信号转接及接口配置和自检适配器安装在1#机柜（仪器柜）中，控制器、显示器等安装在2#机柜（操控柜）中，系统电源通过专用电缆连接到1#机柜（仪器柜）。

　　为了实现平台的通用性，需实现被测电路板与测试设备资源连接方式的通用性和可靠性。为此，在参考国外和国内技术成果的基础上，采用了标准信号转接阵列，设计连接器-适配器的接口结构，保证测试资源不直接与被测对象相连，而是通过连接适配器的结构实现，连接器连接系统资源，适配器连接被测对象，在连接器和适配器之间采用对插结构实现互联。

　　针对典型电路板的性能测试试验需求，基于图形化编程及国际标准的知识库体系结构，在测试设备硬件平台功能结构的基础上，利用虚拟仪器技术、智能诊断技术、数据库技术、标准化技术和中间件技术等，设计并开发便于移植与兼容、支持测试诊断与数据共享、支持在线测试的电路板测试软件系统。

　　测试诊断软件主要包括测试诊断开发平台、测试诊断运行平台、数据库系统、用户管理、系统自检、帮助系统和计量校准等部分，各部分相对独立，但可通过主控模块进行调度和控制运行。组成框图见图2。

　　测试诊断开发平台主要包括故障诊断开发、保障对象管理、仪器配置管理和测试任务开发四个子模。