如何学习微机技术应用？

微机及其应用技术是一项非常复杂、难度很大的技术，在大学四年的时间里也并非所有的学生都能成为高手。微机及其应用涉及的学科门类较多，详见图1-16。特别是数学，在微机技术中是灵魂。计算机及其控制技术是以计算为基础的技术，也可以说是电与数学结合的产物，这也是很多学数学的人改行学计算机的原因吧。因此，对于一般应用型的人员来讲学习起来较为困难，因为不可能在很短的时间内学习那么多学科的知识。从元件配置上，其硬件结构原理博大精深，从程序设计上，更是深奥无比。最简单的方法就是不要探讨它的内部结构，只熟练掌握它的功能和作用，熟练掌握它的操作方法和步骤并结合其使用说明书去进一步地了解它即可。对于程序或编程要由最简单的开始学习，特别是要掌握英语的一些常用程序语言。这样即可在工程中熟悉、掌握它。

图1-16 计算机负反馈闭环控制结构中的各部分与相应知识领域的关系

1.基本方法

随着科学的发展和技术的进步，在电这个偌大的领域里，难题越来越多，新技术也越来越多，特别是微机技术给我们电气工作人员带来了很多难题，这也是促进电气工作人员去学习新技术的动力和机遇。

解读电工技术疑难问题往往是衡量、评价一名电气工作人员技术水平的一个无形的标准，特别是在现场，当疑难问题出现后会有很多方面的人聚集在一起商讨解决办法，尽快解决问题恢复生产。作为电气工作人员来讲，这时要沉着冷静，仔细分析故障原因，不要急于发表意见，特别是一些重大难题，一定要慎重。因此，对于疑难问题的解决，最主要的功夫是要在平时对设备、线路、元件的安装、调试、运行、维护、检修、保养、修理、配件、材料等方面仔细观察，认真总结，以便积累经验，俗话说，养兵千日，用在一时。

解决难题要机电分离，强弱分离，主次分离。所谓机电分离是指要将设备中机械的部分与电气部分分开去解决；强弱分离是指电气部分中强电部分与弱电部分分开去解决；主次分离是指主要部分与次要部分分开去解决，主要元器件与次要元器件分开去解决。然后再用排除法，把正常的部分排除，最后找到症结。总结一下就是，化整为零，机电分离、强弱分离、主次分离，接口入手，排除正常、各个击破，找到症结。

在学习微机技术的同时，应该把传统的继电器－接触器－执行器－传感器控制及保护线路学精学透，它是微机技术的基础，微机只不过是把复杂的线路简单化而已，其内部是用程序来完成的控制保护功能，它们的原理却是出自自动控制原理。一些经验丰富的老师傅们，他们对微机一窍不通，而对传统的控制保护技术了如指掌，接触微机技术不久便掌握了微机技术，他们不去深究微机的工作原理，而是掌握它的功能，换句话说就是把庞大复杂的控制保护线路装进了微机，只看其输入和输出信号罢了。

2.分析复杂电路的方法及技巧

任何复杂的事物都是由简单的事物组成的，在电气工程中也不例外，这是分析复杂电路的基本出发点。电气工程及自动化工程中，主要包括发电、电能传输、电能转换、控制技术、电能储存、电能利用六大内容，其中控制技术（包括继电保护）是核心技术，也是难点，有时也很复杂。这里就控制电路、继电保护电路、微机控制检测保护电路的分析方法及技巧进行具体的讲述。

（1）分析方法及思路

对于较为复杂的电路，其分析的第一步是将其解剖，解剖成一个个单元电路或组件。一般条件下，功能及作用为同一效果的会经常画在一起（但实物却不一定放在一起，这里要注意！）。第二步是确定每个单元或组件中各个元件的功能和作用。第三步是确定每个元件的电源设置，如交流、直流、电压等。第四步是确定各个元件的输入及输出是什么信号，以及信号值或范围，如接点信号（常开、常闭及其在电路中的分布情况）、模拟信号（0～10mA、4～20mA、1～5V）并判断其信号性质［交流（AC）、直流（DC）、脉动］、数字信号（输入点数、输出点数及触点容量）模拟信号，如DC30V、DC0.1A、输入或输出阻抗（如250Ω、75Ω等）。不要过多考虑或分析各个元件的内部构造和原理，主要是掌握其功能和输入输出信号，这是分析的关键。第五步是确定单元或组件内各个元件间的接口元件或电路及其功能，如变送器、转换器、安全栅、配电器及其输入输出信号。第六步是确定单元或组件间的接口元件或电路及其功能。第七步是确定各元件间、各单元间的反馈回路及其元件或电路，并确定其反馈信号的性质。第八步是将其上述分析画在一个框图中，并标出元件或电路间的信号。第九步是按框图分析出该电路的功能和作用。第十步是确定上述分析，解剖要细致，不要漏掉任何一个环节。

（2）接触器－继电器控制电路

接触器－继电器配以行程开关、主令电器、按钮和检测装置或仪表提供的信号接点，可以组成复杂的控制电路，如电梯、电动起重机、大型锅炉风机、给水泵电动机、重要负荷的大型电动机及供配电系统的继电保护等。按照上述方法即可进行分析和识读。

1）确定接触器、继电器（包括电流、电压、错相、接地、差动、短路、温度、压力、流量、时间、功率、瓦斯、环流、中间、信号、闪光、重合闸、阻抗、零序、频率等继电器）的功能作用及其触点（常开、常闭、延时等）的分布情况（这个分布很重要，是分析复杂电路的关键，不能漏掉一个）；

2）确定接触器、继电器得电或失电后其触点的动作结果在所在回路里起到的作用，是断开、接通及回路元件的动作情况；

3）上一条2）中的回路触点的动作引起其他回路的动作情况；

4）其他回路的动作又引起各个回路的动作情况；

5）按1）～4）逐一分析每个回路的动作情况，最后即可分析出整个电路的动作结果。在分析过程中应确定继电器的整定值或动作值。

（3）自动化仪表检测控制电路

自动化仪表检测控制电路是由传感器（如热电偶、热电阻、压力传感器、孔板等）、变送器或转换器或配电器、安全栅、计算器、给定器、调节器、显示器、辅助单元和执行器组成的，除了控制外，该电路还要显示被测量的值或记录累计被测量的值。

1）确定被测量和传感器的输出信号值（mV或mA或Ω），确定被测量的类别和个数；

2）确定各台变送器将被测量或传感器的输出信号变换成统一的标准直流信号值，并确定将标准信号引入显示仪表或调节器的位置及显示仪表或调节器的功能；

3）确定各台转换器将被测量的DC0～10mA、DC0～10mV或20～100kPa信号转换后与其他系列仪表的连接方式；

4）确定计算单元各计算器将标准直流信号进行加、减、乘、除、开方、积算等运算后，将其信号与其调节器的连接方式；

5）确定定值器的给定值，将上述计算后的信号与给定值比较得出偏差；

6）确定偏差引入的位置及调节器的性质（比例、积分、微分），运算后发出调节控制信号给执行器，实现闭环控制；

7）执行器按调节控制信号动作驱动调节机构改变操纵变量，进行自动控制；

8）确定其他装置，如操作器、选择器、阻尼器、限幅器、安全栅的功能及其电源、输入和输出信号等；

9）确定指示、记录、积算、报警等辅助装置的功能和接线；

10）按1）～9）逐一分析每个检测系统及其与其他系统的连接或关系；

11）熟练掌握仪表自检系统所有元件的功能、作用以及输入和输出信号，其中配电器是连接变送器到微机控制装置的枢纽。实质上它是一个A-D转换器，是把模拟信号转换成数字信号的装置，微机控制装置只识别数字信号，然后根据设定的程序输出相应的信号，通过电动操作器、伺服放大器去驱动执行器。

（4）微机控制、保护、检测电路

微机控制、保护、检测电路是在上述电路上发展起来的，不同的是它简化了电路的结构。如果不考虑微机本身的结构原理和运行程序，微机控制、保护、检测电路则是最简单的电路。

1）确定控制量的性质（是开关量，如断开、闭合；还是数字量，如电压、电流、频率、功率、温度、压力、流量、物位、机械量、成分分析量等）；

2）确定变送器或传感器，它将会把控制量转换成统一的电信号（mA或mV或Ω）；

3）确定A-D转换器，它将会把电信号转换成微机能识别的数字信号；

4）微机控制装置一般都是专门为特定的控制、检测系统而设计制造的，它的程序控制系统是随机配置的，是按控制或检测要求而设计编制的；

5）确定微机的输出信号及与执行装置之间的接口，一般由操作器、放大器构成；

6）确定机房及总线的设置，如打印、显示器及常用操作程序等；

7）微机型继电保护电路系统监控网络是近几年发展起来的新技术，110kV的变电装置均设置微机型继电保护电路，它的实际电路比继电器继保电路简单得多。

①变压器保护柜的主要元件是测控装置，如变压器差动保护装置、变压器后备保护装置、非电量保护装置。非电量保护装置的信号来自温度、瓦斯、油分析等传感器经转换器引来的信号；差动保护和后备保护装置的信号来自互感器，这与继电器保护是相同的。

②线路保护柜的主要元件是线路保护装置和线路测控保护装置，它们的信号来自互感器，同样与继电器保护是相同的。

③电能计量装置的信号来自互感器。

④上述三种装置的输出分别经过以太网网关装置接至网络交换机，穿过间隔层引至以太网。也就是说将所有的信号都引到了以太网，以太网说得通俗一点就是计算机通信网络的总线。

⑤以太网上连接的主要是主控室的设备，如GPS（Global Positioning System，全球定位系统）、远动通信装置、操作人员的计算机、打印机、电话，接受远方调度员的指令，工作人员均在计算机上进行操作。

3.学会分析、善于总结

总结就是把每天从事过的技术工作做一个笔录，特别是那些自己从未接触过的工作，更要详细总结。

分析就是对这些记录进行分析，哪些是对的，哪些是好的，哪些是错的，哪些更安全，哪些安全性差，哪些别人行而自己为什么不行，哪些自己行而别人不行，哪些是传统的，哪些是新颖的，等等。每天就像看录像一样，一一过脑，一一判断，一一分析。这样你就会在电工技术的道路上缩短时间，在实践经验上极大的丰富自己，这在你的职业生涯中将是一大快事。

这里我们再讲一个小故事，说明怎样分析一些较复杂的控制系统。复杂的事情都是由简单的事情组成的，简单与简单的接口很重要，是分析事物的关键。前不久，我带着学生处理了一件40多年来未遇到的难题，既提高了自己，也锻炼了学生。

国内某知名煤矿机械制造厂的一台德国进口机加工中心坏了，该机全部用微机控制、大小电机共16台，系统非常复杂，元件达上万种。厂内组织技术人员修了一个月也没有结果且越修越坏，向制造商求救，对方要十万美元，厂内顿时一片哗然，怎么办？对方是按出厂价10％索要费用的，并非不合理。我曾教过的一个学生也参加了他们修理队伍，他向厂方建议，先请作为他老师的我看看。我接到这个长途电话后，也觉得难办，去还是不去？不去也许这辈子连这台设备是什么模样也不知道，去了，处理不了至少也对其有了一个了解。不入虎穴，焉得虎子，最后我决定去，并且承诺一个月内修好，两万元酬金，修不好分文不取。就这样抱着试一试的心理去了，说句实话心里没底。

第一天，在我的学生的带领下，我手捧设备说明书和图样详细地观察了设备的每一部分，包括电脑控制台，并且详细地询问了他们修理的经过和结果，同时作了记录，并在图上进行了标注，心里有了些底。但这设备很大，修理难度太大。

当天晚上我便开始熟悉图样，把图样的十六大系统进行详细的分解，分解到最后一层再也不能分解的基本单元电路为止，然后把这些基本电路一一列出，并确认它的功能，确认它的输入输出端子上的信号及其信号的性质、大小及功能。

第二步分析单元之间的接口及其电路，用上述同样方法，确认每台电机驱动的信号、来源。

第三步分析设备的工作原理及来龙去脉，并不时地去现场核实。

就这样一干就是十八天，当第十九天的时候，对设备已经滚瓜烂熟。这时按图样分析设备的结构，并在现场与设备核对，并按他们修理的过程询问并记录，仔细分析。同时对设备操作师进行了非常详细的询问，这时我心里有底了。

第二十三天的时候，已经初步确定六个部位为故障点，又经过两天已经排除了四个，并对电脑上的程序进行了确认和修正。

第二十五天的时候，将最后一个故障排除了，这时我们请来了设备操作师，开始试车和调整，又排除了几个小而简单的故障。他当下说，比以前好用多了。

第二十六、二十七天，开动设备，将需要加工的实件运来进行正式开车加工，操作师很兴奋，质检员对加工后的机件也进行了检测，非常好，全是优质品。

第二十八天叫来车间主任和车间总工程师进行验收。第二十九天，叫来厂主管生产厂长、厂总工程师、总工艺师进行验收，大家非常兴奋，他们想不到事情终于仅仅用了29天就完成了，当下表示再追加8000元酬金算做奖励。当天晚上厂内一片欢腾，灯火通明，机加工中心开始工作了，上半年的任务没问题了。

其实，看似复杂、难度较大的项目，经过分解和分析便变得简单而容易了。这就叫在战略上藐视它，而在战术上重视它，这都归功于总结和分析这两大法宝。

4.深入实践、不辞劳苦、勇于探索，虚心学习。对于新技术、新设备要积极地去接触它、熟悉它，进而掌握它。新的东西来了后肯定有一定的难度，一是向有经验的人虚心求教，不要怕丢面子，其实向别人求教就是一种学风美德，也是取得进步的捷径；另外知识和技术较高的人愿意别人求教，因为这个过程也是提高自己的过程，这样一拍即合，双方都有收益，也谓两全其美。二是勇于深入实践，不怕辛苦，如果每个人都把上网、游戏、网聊的时间和精力都用在学习微机技术中去，熟悉硬件设备，掌握编程，也不是一件难事，只是有些人经不住网上那些诱惑，时间一长，有了网瘾，把技术远远抛在脑后，最终也只能是一个网迷，而不会成为技术技能的高手。

5.在实践中加强个人职业道德的修养和磨炼，做到对技术精益求精，对技术工作认真负责、兢兢业业、一丝不苟，在技术工作的过程中不放过一个细小的盲点和瑕疵，让上级信任放心，让同学敬佩，让用户满足安心，你的技术技能便会突飞猛进，马到成功。