提高自動化系統數據傳輸正確率的措施

摘要：近幾年來，數據傳輸技術廣泛應用于電氣自動化設備中，在應用的同時，也會出現一些問題導致電氣自動化系統不能安全穩定的運行，比如說自動化系統傳輸速率慢或者傳輸過程中出現差錯等問題，本文主要對電氣系統自動化數據傳輸技術進行分析，談談如何能夠有效的提高數據傳輸的可靠性。

關鍵詞：電氣系統；數據傳輸；速率；正確率；措施

中圖分類號：TM76文獻標識碼：A文章編號：1674-7712 (2014) 08-0000-01

一、引言

在科學技術不斷發展的今天，企業在數據傳輸技術大量應用于電氣自動化技術方面積累了很多的經驗，人們在以后會越發關注或者使用電氣自動化控制數據傳輸技術，并隨著不斷的應用發現其中出現的問題進行分析，并提出有效的解決方案。我們先來了解一下數據傳輸技術。首先我們了解一下數字信號傳輸的系統。

傳輸數字信號的通信系統稱為數字通信系統。數字通信系統的主要優點是抗干擾能力強。由于信號以數碼形式傳送，信號被噪聲干擾后如尚未惡化到造成差錯，就可用再生方法來整形。即使出現差錯，也可通過差錯控制技術來加以控制，從而改善傳輸質量，提高通信的可靠性。此外，數字通信還有易于集成化、體積小、重量輕、可靠性高，便于用計算機技術對數字信號進行處理等優點。

二、數據串行傳輸的兩種方式

數據采用串行傳輸方式時發送端將數據按碼元逐位發送，接收端必須對應地按碼元依次逐位接收，發送端與接收端必須要同時進行，不能有差錯，這就要求收發兩端的時序頻率相同，相位也應一致。為保證收發兩端同步，串行傳輸中又分為異步傳輸和同步傳輸兩種方式。

所謂的異步傳輸方式就是起止式同步方式，它與同步傳輸的方式有著一些區別，同步傳輸方式要求發送端與接收端要始終都保持同步，而異步傳輸有一段時間可以不用收發兩段同時工作，它是將所要傳輸的信息適當分段，每段通常是一個字符，然后按段發送。收發兩端在傳輸每一段的工作中保持同步，而在一個字符的末位至下一個字符的首位即字符之間所經歷的時間可以隨意進行，在此期間接收端與發送端可以不同步。

使用同步傳輸方式的時候，發送端在發送的數據序列之前先插入一個預先約定的同步碼。這個同步碼被接收端識別后，就可以與發送端的同步，而且需要持續的時間很長，然后持續到新的同步碼出現時再次實現收發兩端的同步，這樣一直進行下去。

三、傳輸信道

（一）信道的種類電網調度自動化系統的通信中，目前使用較廣的信道主要有電力線載波、無線電以及光導纖維等。電力線載波通信是由發送端的載波機把原始信號調制成高頻（40～500kHz）載波信號，利用電力線傳送，再由接收端的載波機把高頻載波信號恢復為原始信號。為了把載波信號連接到電力線上去，必須有絕緣強度足夠的耦合電容器和耦合濾波器。為了阻止高頻載波信號流往其它方向而造成損耗，在線路上串聯了高頻阻波器。使用一條相線對地結合的電力線載波傳輸方式。

（二）信道的一些特征信號在信道中傳輸時會發生衰減和相移，可用信道的衰減頻率特性和相移頻率特性來描述。衰減頻率特性是信號通過信道后其衰減隨頻率而變化的特性。實際信道對各種頻率成分可能有不同的衰減。衰減的起伏不定使信號的幅度頻譜產生畸變造成波形失真。信道的衰減頻率特性可用信道的通帶寬度（簡稱信道的帶寬）這一指標來表征。在信道帶寬范圍內，要求衰減量的波動不能大于規定值。

（三）多路復用使用同一條線路傳送多路信號的技術稱為多路復用。多路復用技術又主要包括時分多路復用和頻分多路復用等。其中時分多路復用是以時間來劃分的，以時間的先后順序來劃分各種信號；而頻分多路復用是根據不同的頻率劃分，以不同的傳輸頻率來劃分各種信號。

四、基帶傳輸和頻帶傳輸

最開始的數字信號一般都是一些直流脈沖，包含直流分量以及許多不同頻率的交流分量，它所占用的頻帶稱為基本頻帶，簡稱基帶，所以原始信號又稱基帶信號。基帶傳輸就是直接傳送不經調制的基帶信號。實際的信道中有相當一部分對于直流和頻率很低的信號傳輸性能很差，并不適合用于傳送基帶信號。每種信道都有著屬于自己的傳輸的頻帶，稱為帶通信道，所以通常將基帶信號對載波進行調制，使基帶信號變換為帶通信號，這樣的話可以更方便的在信道上傳輸。所謂的調制就是用基帶信號對載波的參量進行控制，使其隨基帶信號而變化，稱為已調信號。已調信號通過信道傳至接收端，再通過解調恢復為基帶信號，與調制正好相反。包括調制和解調的傳輸稱為頻帶傳輸。

五、影響自動化系統數據傳輸質量的因素與解決辦法

（一）傳送速率

在數字通信中，數字信號是逐個碼元依次傳送，每個碼元含有一定的信息量，數字通信的傳送速度可用碼元速率和信息速率等方式來表達。碼元速率又稱信號速率，它是指每秒傳送的碼元數，單位為波特（Baud）。信息速率是指每秒傳送的信息量，單位是比特／秒（bit／s）。對于只取兩種狀態且其出現的概率相同的二元制信號，每一碼元所含的信息量是1比特（bit），因此二元制信號的碼元速率和信息速率在數值上是相同的，但單位不同。

（二）數據傳輸正確率，它是指在傳送的碼元總數中，正確的碼元所占的比率。與誤碼率相反誤碼率是在傳送的碼元總數中，發生差錯的碼元占得比率。

數據在傳輸過程中由于干擾等原因可能會將傳送的“1”錯成“0”，或將“0”錯成“1”，從而造成差錯。電力系統不斷的發展，使用越來越多的高科技設備，這樣一來電磁環境就會越來越差了。當受到內部干擾或者外部干擾時就會出現數據傳輸錯誤，內部干擾主要是由雜散電感、電容引起的不同信號感應，長線傳輸造成的波反射、寄生振蕩和尖峰信號引起的電磁干擾。而外部干擾主要是指對高壓開關的操作、短路故障、雷電、高壓大氣流的電纜和各種設備向周圍輻射電磁波、高頻載波等輻射干擾源或者附近有電臺等也會產生電磁干擾或者靜電放電。為了提高數據傳輸的可靠性，可采用差錯控制技術，在發送的碼組中按一定規則增添監督碼元，使接收端能檢出差錯（稱為檢錯），或進而對差錯進行糾正（稱為糾錯）。信息碼通常以組為單位。給各組信息碼添上的監督碼如只監督本組的信息碼而與其它的碼組無關，這樣構成的碼稱為分組碼。常見的分組碼一般為系統碼格式，即信息碼在前，監督碼緊隨其后。這樣可以有效的提高自動化系統數據傳輸正確率。盡量避免受到這些干擾，做好避雷措施，并且所用設備一定要采用正規廠家的。

參考文獻：

[1]王凱文.電氣系統自動化技術與應用[J].中國電力工程，2010.