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计算机通信与控制系统可靠性建议

发布时间:2016/5/27 10:07:52   阅读:

【摘要】本文就提高计算机通信与控制系统运行可靠性提出了一系列建议,来提高系统的运行质量和效率。

【关键词】计算机通信;控制系统;可靠运行

1.保证计算机通信与控制系统可靠的基本理论

计算机通信与控制系统运行可靠性是信息网络技术安全的基本保障。通常来说,系统运行防护主要包括通信安全、系统承载能力、抗干扰性和应对病毒攻击等的防御能力。计算机通信与控制系统要求在整个通信网络中,各节点、各部件需要正常运行来给用户提供通信服务和网络服务。量化可靠性主要在于系统运行并准确达到运行目的的概率,这个概率的多少就是可靠性的直观反映,计算机通信与控制系统可靠的基本理论就是要使这个概率提高并无限接近于一百。

2.影响计算机通信与控制系统可靠运行的因素

2.1系统内部原因

计算机通信与控制系统的内部原因,也就是设备原因。这一因素是影响可靠运行的最大因素,计算机通信控制系统依赖用户终端和传输线路来形成完整的信息网络,对用户终端进行维护是长期的提高可靠性的工作,其电源电压、信息处理器、集线器等多个设备的运行情况影响计算机通信与控制系统可靠运行,对设备的更新升级也是提高终端交换信息能力,提高运行质量的必要途径。

2.2外界传导因素的影响

外界传导因素主要是在传输过程中,电磁感应对电源线路等的辐射影响。在计算机通信与控制系统的运行过程中,产生的传导电流及高频感生电流等通过电磁辐射影响系统的可靠运行。主要是通过各种方法来抑制传导电流及高频干声电流以达到计算机通信与控制系统可靠运行的目的。

2.3计算机病毒的影响

这里的计算机病毒包括病毒入侵、木马入侵、防火墙入侵、恶意程序、逻辑炸弹等多种计算机入侵方式。计算机入侵种类多样,具有隐蔽性、繁殖性、传播性、潜伏性和寄生性的特点,冒充合法用户实现网络入侵,在计算机通信与控制系统方面,各类计算机入侵可能造成信息泄露、占用系统内部资源、恶意消耗带宽、恶意操作、严重的会导致系统瘫痪等问题。

3.提高计算机通信与控制系统可靠性建议

3.1控制电源电压波动产生的影响

计算机通信与控制系统的电源往往不是专用的,其他大型电设备的负载变化会引起系统电源剧烈的负载变化,在系统内部产生影响计算机通信与控制系统可靠性的不利影响。电源自身损耗也会影响稳定电压、影响系统的正常运行。首先要提高系统电源的质量,供电电源的功率和电压稳定影响系统的运行,其中必须保证供电系统的功率因数要大于等于0.9这条线。其次,专用的电源供应能可以规避其他大型电设备的电压波动影响,对专用供电电源也要保证功率足够和稳定的电压,同时要注意控制荷载,控制感性负载和容性负载在可操控范围内。在电源环境差的特殊情况,应使用UPS规避不必要的风险,稳压过程中不要使用变压器方式,应选择在线式调压器。

3.2控制电磁辐射的传导影响

前文提到的外界传导因素影响,主要表现为电磁传导影响,减少传导对计算机通信与控制系统的影响的措施如下。利用磁环抑制传导电流,磁环抑制电磁感应产生的电流的原理主要是,磁环在电源线穿过时,磁环可以当做是一个等效串联的可变电阻,其阻抗是角频率的函数,即F=f/(ω),显然得到角频率同阻抗值呈函数正相关。另外负载阻抗关系式为DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC/(ZS+ZL)],可以看出负载的大小影响磁环的抑制作用,那么在实际操作中,可以通过控制磁环的阻抗、电源阻抗、电源负载来控制电磁辐射的传导影响。一般来说,磁环应选择阻抗值较大的,电源和负载的阻抗要尽可能控制在较低水平内。另外,对于高频段传导电流来说,选择金属外壳的电源滤波器能有效抑制高频感生电流,需要注意的是滤波器的性能问题,民用滤波器应保证能适应100khz-30mhz。

3.3控制直流电源电磁辐射的影响

跟随电压抑制器的介质能够有效吸收脉冲功率,条件在反向运用时,可以通过降低阻抗来承受高能量脉冲,同时将电压箝位调至预定电压值。这一操作能使直流电源产生的大脉冲电压被吸收,减少了计算机通信与控制系统在这一方面的风险。利用无感电容器“隔直通交”的基本特性抑制高频感生电流,把无感电容连接至每个集成电路的电源与接地之间,通过接地使感生电流传导,减少集成电路间的电磁传导影响,从而保证整个系统的正常运行。

4.保护信号不受电磁辐射的干扰

在信号传输方面,磁珠是重要的影响因素,磁珠主要是抑制小阻抗值的电磁辐射,要根据信号选择磁珠,保证磁珠不对信号频率传输造成影响是主要原则。信号传输线的选择推荐选用双芯互绞屏蔽电缆,能有效屏蔽外部辐射。另外,采用光电隔离技术可以将系统前后级影响控制在最少

5.通信网络优化

在整个计算机通信网络中,核心内容是网络拓扑结构。优化网络拓扑结构有利于提升计算机通信与控制系统的可靠性。在设计规划初期就应注重系统的容错性和有效性,优化结构的连通性与直径适应网络拓扑结构。另外在计算机通信网络中,服务质量也是必须要重视的因素,这就需要优化通信网络的管理,以降低通信故障率、信息差错率、丢失率。从某种意义上讲,优化通信网络管理应先于硬件等硬维护,没有先进的网络管理模式,硬件构架再好,也难以保证计算机通信与控制系统的可靠性。

6.提高计算机通信与控制系统容错率

在现代网络系统结构设计中,多级容错系统十分关键。随着计算机系统的不断扩展,结构也变得不断复杂,可能出现的故障点也在不断增多,如果没有多级容错系统的支持,出现故障可能会影响其他部件的工作乃至整个系统的安全运行。采用多级容错系统,提高容错率,允许庞杂的硬件单元中出现故障但不影响系统整体的运行,是提高计算机通信与控制系统运行的可靠手段。

7.结语

通过研究计算机通信与控制系统的基本理论,分析影响系统运行的不利因素,逐条提出操作性建议来达到提高计算机通信与控制系统可行性的目的。在实际情况中,还有很多技术能提高系统运行的可靠性,需要我们继续研究和探索,寻求新的突破。

参考文献

[1]袁小康.计算机通信与控制系统运行可靠性的提升对策分析/《数字通信世界》.2015年6期.

作者:胡雅平 单位:国家新闻出版广电总局694电台

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