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一、电子元器件的可靠性
电子元器件的可靠性指的就是电子元器件的固有可靠性和应用可靠性。电子元器件的固有可靠性是整机可靠性的基础,这种固有的可靠性是电子元件的原材料的质量、设计加工制造过程的控制等多个方面共同决定的;应用可靠性就是电子元器件对电子整机系统可靠性的作用,将人为因素造成的电子整机可靠性降低尽可能的减少。电子元器件的选择购买、实际应用过程对于元器件本身的可靠性有着决定作用,即便是质量标准一样的电子元器件,由不同的单位生产,经手不同的工作人员,它所具备的可靠性都是不相同的,在市场上,即便是采用相同的原材料生产同一种电子元器件的时候,不同的单位生产出来的电子元器件的可靠性也是不相同的。之所以整机的可靠性水平会不一样,其原因就在于不同单位在元器件的选择、应用和控制的时候各不相同,比如某单位制造的自动抄表系统的时候是按照现场现场失效统计,失效率控制在1×10―14,这就完全超出了电子元器件可靠性规定的最高等级。也就是说,电子元器件的应用可靠性必须保证在可靠性规定范围了才能保证整机可靠性。由于材料和工艺制造对于元器件固有可靠性影响大,所以设计师在进行元器件设计的时候要研究元器件的各项参数,了解其薄弱的地方,这样才能及时的避免不足,增加元器件的应用可靠性。元器件的选择与应用是一项各个学科共同配合完成的任务,电子元器件涉及到的方方面面不是一个学科的知识就能满足需求的。这是一个电子信息技术时代,就电子元器件的设计就有数以万计的品种,而且随着电子设备的不断更新换代,还会出现各种相应的新型电子元器件,而每一个元器件的性能是不一样的,其使用方法也会不相同,所以设计师需要掌握电子元器件可靠性相关的知识,结合多个学科知识共同完成可靠性良好的电子元器件。
二、电子元器件的失效原因分析
1、缺乏科学的设计
根据对过去的电子元器件产品的相关分析数据,造成电子元器件出现故障的因素中,相当一部分为元器件的质量和设计问题。举例来讲,就某一种雷达产品投入使用的时候,如果出现了晶振振荡浮动超出正常范围的情况,监察管理人员通常可能觉得这是因为电子集成电路导致的,但是更换集成电路根本不能解决这个问题,而进行再次监察研究之后才弄明白原来是电子元器件的电路设计不合理,及时的改进电路设计之后这种不稳定的振荡问题就得以解决了。
2、人为因素的干扰
电子元器件出现故障很大程度上都是直接或者间接的人为因素导致的,因为电子元器件从设计、生产到投入使用的整个过程都是由人来控制的,所以说人为因素是分析电子元器件故障的时候需要考虑的。生产过程中对电子元器件材料的储存、堆放和安装调试等等工序都可能因为工作人员的疏忽而导致电子元器件的性能受损。简单的来讲,就电子元器件的装配环节,在单元板组成好以后调整整个系统,如果这个时候整机的运行顺利,而电子元器件和电路印制板进行焊接好以后整机却不能顺利运转。通过专家对这种情况的检查和分析来看,其主要原因就是电子元器件和电路印制板在没有保证电烙铁处于良好的接地状态的状况下就进行焊接,这种情况下的电路焊接标准就不符合要求,必然导致整机设备不能正常工作。
3、因他电应力
就过去几年的电子元器件故障出现情况来开,其他电应力作为一种典型的因素正在扩大对电子元器件的不良影响。其他电应力主要是接地不良、反冲电动势、二次击穿以及静电等。举例来讲,不少单位的供电系统大多采用的是接“0”保护,也就是说,“零”线与“地”线接在一起,而且这也是供电系统的基本使用标准。但是各种各样的微电子器件和C M O S器件无论是电路设计、安装调试还是应用都需要使“零”线与“地”线分开。正是因为这样的问题没有得到该有的重视,使得电子元器件无法被正常的使用。
三、提高电子元器件使用可靠性的措施分析
1、电子元器件的正确选择与使用
生产厂家一般都对各自的电子元器件有着自己的命名方式,他们用不同的字母对电子元器件上的种类和规格进行标记,而且各种电子元器件的特定使用条件和质量等级等信息也会通过字母标识在设备上显示出来。所以说,对电子元器件进行选购的时候需要对该厂家的字母标记含义进行了解和确定。市场上很多的电子厂家为了销售自己的产品可能会利用采购人员对元器件的字母含义不了解而滥竽充数,将不好的电子元器件产品卖出去,有的厂家为了使产品高价销售,将质量和性能都比较一般的民用元器件当做军用品来进行销售。而且选购的时候还要关注元器件的品质认定,一般来说口碑比较好的厂家都对于自己生产的产品在型号和规格方面有较高的要求,其产品都有较好的质量等级和比较规范的命名标准而且对于元器件的使用环境和使用条件等参数也会比较明晰。
2、对于元器件的工作负荷要进行科学的控制
根据元器件的实际应用效果来讲,如果元器件经常处于满负荷或者超负荷的状态下工作的话,质量再好的元器件其使用期限肯定会慢慢减小。所以在使用电子元器件的时候要及时的给它进行负荷和温度的调整,与此同时在按照冗余设计、裕度设计这样的措施来增强元器件的使用性能,最大限度的降低其失效率;对于功率比较大的元器件来说最好是具备有相应的散热器功能零部件,以确保电子元器件的电路负荷不会超标,当然要确保电路的性能良好还是得得选择电子元器件成本较高的集成电路会比较好。
3、安装电子元器件的时候尽量选择科学和有效工艺
安装工艺不到位就会使得电子元器件的结构设计不符合实际需要并增加元器件的内应力,这是元器件的使用效率低下的关键性因素。
4、元器件的检测与筛选
经过严格的检测与筛选主要是检查看元器件的设计合理、安装工艺科学等因素是不是都符合要求,只有严格的检查才能及时的发现元器件可能存在的材料的缺陷、质量问题以及设备故障,在筛选的过程中使用的电路的测试功能主要包括直流参数测试和交流参数测试以及功能测试,分别测试元器件的工艺生产中的缺陷、频率特性和开关特性以及基本逻辑功能。
5、加强对电子元器件使用和监管
根据实际操作情况不断的完善元器件的使用规则和制度是降低人为因素对元器件带来的不利影响的必要手段之一,在此过程中不仅会提高设计人员的设计水平还能够让设计人员和使用人员的工作变得有依有据,条分缕析,从而避免人为因素造成的元器件失效;让质量管理部门参与电子元器件的质量的监督与管理的过程将有利于掌握元器件的使用情况,实时的了解整机的电子元器件出现故障和失效率的数据,以此及时的发现和解决故障,提高元器件应用的可靠性。
结束语
电子元器件是整机的组成部分,要保证整机的性能可靠性就得从电子元器件着手。从各种电子设备性能故障统计的数据来看,由电子元器件造成的整机故障的最常见原因,七成左右的电子整机故障都是由于电子元器件的故障引起的,而根据对失效的电子元器件进行的分析数据来看,由于电子元器件在选择和应用方面出现的问题是导致元器件故障最大的因素。也就是说,电子元器件的选择和应用方面的问题正在影响着元器件的性能继而影响整机的可靠性,着不仅仅是关系到国家国防相关的尖端科学研究和军事电子器件的可靠性问题,更是关系到人们的各种生产生活中的电子产品可靠性问题。在这样的情况下,从元器件的选择与应用着手不断的提高电子整机的系统性能则十分重要,既是电子工程项目的重点也是难点。
参考文献
[1]张果,郭鹏.航天电子元器件标准验证必要性研究[J].机械设计与制造工程,2014,01:54-60.
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一、我国电子元件产品市场现状
随着世界电子制造业向中国大规模转移,我国的电子元件市场以近年来每年都20%的增长率增长。粗略测算目前我国电子元件市场容量约在350亿美元左右,在不久的将来,我国可望成为全球最大的电子元件消费市场。
1.多层陶瓷电容器(MLCC)多层陶瓷电容器目前国际上用量最大、发展最快的片式元件之一。MLCC主要应用于各类军用、民用整机的震荡、祸合、滤波、旁路电路中,应用领域已经拓展到自动控制仪表、计算机、手机、数字家电、汽车等行业。全球市场的需求量从1998年的3070亿只,增至2007年11000亿只。年增长速度近20%。市场需求巨大,产业化市场前景非常广阔。
2.片式电感类元件主要应用领域包括移动通信、计算机、音像产品、家电、办公自动化等。预计在今后若干年中,随着第三代移动通信技术、数字电视、高速计算机、蓝牙产品等新一代数字化电子产品的推出,片式电感器的需求量将急剧上升,市场前景将十分看好。
3.片式敏感元件在程控交换机、计算机、便携式手提电脑、高清晰度彩电、便携式移动电话、车载电台、汽车电子、复印机、军用电子产品等方面都具有广阔的应用市场。用片式化生产技术制备的新型高性能超低阻、高耐压热敏材料还可用于通信及网络系统过电流保护、系统防雷、大屏幕大电流自动消磁、汽车用直流电机、低压电器、变压器及家用电器等过热过载保护等,国内年需求量估计可达10亿只左右。
4.多层压电元件具有能量转换效率高、体积小、厚度薄、升压比高、无电磁干扰、无燃烧短路隐患、适合表面安装、安全可靠性高等显著特点,由于液晶显示器背光电源市场需求快速增长,MPT及其背光电源极具应用价值与发展前景。它的推广应用将有力的推动智能化电子信息产品向小型集成化方向发展,在笔记本电脑、PDA、液晶PC、液晶屏手机、液晶Tv、可视电话、GPS、传真机等领域具有十分广阔的市场前景。
二、电子元件产品市场发展趋势
1.我国电子元件产品的类型。
(1)片式化、小型化。以多层陶瓷电容器(MLCC)为例,目前的主流产品尺寸正在从0603型向0402型过渡,而更受市场欢迎的高端产品是0201型。
(2)多功能化。随着电子新型产品功能的不断增加,对片式元件功能的要求也越来越多样化。
(3)集成模块化。近年来,由于低温共烧陶瓷(LTCC)等技术的突破,才使无源集成技术进入了实用化和产业化阶段,并成为备受关注的技术制高点。
(4)微波、高频化和宽带化。目前电子整机向微波、毫米波、高频宽带方向发展的趋势十分强劲。此外,高速数字电路产品越来越多,光通信的传输速度已从2.5Gbps发展到10Gbps。这些都对电子元器件的高频和宽频化提出了更高的要求。
2.电子元件产品有良好的市场前景
电子元器件正进入以新型电子元器件为主体的新一代元器件时代,它将基本上取代传统元器件,电子元器件由原来只为适应整机的小型化及其新工艺要求为主的改进,变成以满足数字技术、微电子技术发展所提出的特性要求为主,而且是成套满足的产业化发展阶段。新型电子元器件体现了当代和今后电子元器件向高频化、片式化、微型化、薄型化,低功耗,响应速率快、高分辨率、高精度、高功率、多功能、组件化、复合化、模块化和智能化等的发展趋势。同时,产品的安全性和绿色化也是影响其发展前途和市场的重要因素。良好的市场前景,为电子元器件提供了巨大的国内市场机会。无论是全球市场还是国内市场电子信息产业的迅猛发展给上游电子元器件产业带来了广阔的市场应用前景,新产品的推出曾出不穷,这些都为元器件开拓了新的应用市场。
汽车电子、PDA、互联网应用产品、机顶盒等产品的迅速启动及飞速发展,将极大地带动中国电子元器件市场的发展。在通讯类产品中,不仅仅是蜂窝电话,还有更多的产品如移动通信、光通信网络,普通电话等都需要大量的元器件。另外,计算机及相关产品、消费电子产品虽然没有以前发展那么快,但需求依然强劲,这些都将成为中国元器件市场发展的动力。
三、结束语
预计到2010年全球电子信息制造业市场将达到19055亿美元,其中,电子元器件市场将达到2800亿美元,占14.7%。蜂窝电话、移动通信、光通信网络,普通电话等都需要大量的元器件。另外,计算机及相关产品、消费电子产品虽然没有以前发展那么快,但需求依然强劲,这些都将成为中国电子元器件市场发展的动力。全球电子元器件市场规模进一步扩大,国内电子信息产业迅猛发展,将为电子元器件产业带来广阔的发展前景。
参考文献:
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作为自动化领域中的一条重要分支,电气自动化控制系统在实现电气自动化过程中发挥着举足轻重的作用,是电力企业实现自动化生产的重要环节,为推进电力企业自动化、现代化具有重要作用。[1]因此加强电气自动化控制系统的设计工作,应充分认知电气自动化控制系统的重要作用,提高电气自动化控制系统的性能,发挥其在电力生产中的作用。
1 电气自动化控制系统的设计思路
1.1 集中监控方式
采用集中监控方式设计电气自动化控制系统,这种方式把系统的各个功能集中在一个处理器上进行处理,方便员工对其运行和维护,降低了对控制站的防护要求,在用这种方式进行设计时,操作较为简单。但是采用集中式设计电气自动化系统也有诸多弊端:首先系统各功能集中在同一处理器,使处理器负担过重,降低了处理速度;其次,这种方式需要电力企业加大投入,增加电缆,从而确保系统对全部设备的监控,使电力生产成本大为增加;最后,远距离的电缆往往带来不利的影响因素,使系统可靠性大为降低,甚至使隔离刀偏离,影响设备的正常运转。所以集中监控的方式虽然便于集中处理,但也有诸多弊端,不利于降低电力生产升本,减少了电力企业的经济效益。[2]
1.2 远程监控方式
采用远程监控方式设计电气自动化控制系统可以为电厂节约了安装费用和安装材料,提高了控制系统的可靠性,使系统组态较为灵活。但是由于这种设计方式中的很多总线的通讯速度较低,使这种设计方式的使用范围受到很大限制,一般应用于小系统监控中。
1.3 现场总线监控方式
现场总线监控设计方式是建立在计算机网络技术的应用以及智能化电气设备发展的基础上。现场总线监控设计方式不仅节省了安装从材料、提高了系统控制性能,而且大量减少了隔离设备,再加上计算机网络技术的应用使得整个系统可靠性更高、网络组态更为灵活,且在不同的间隔能发挥其不同的作用,相邻两个元件不会出现连锁瘫痪效应,大大提升了自动化控制系统的性能。现场总线监控方式的智能化设备采用就地安装的形式,从而减少了电缆数量,节约了投资成本,为电力企业带来了巨大的经济效益和社会效益。现场总线监控方式设计电气自动化控制系统代表了未来电气自动化的发展方向,为电气自动化设计和发展提供重要的依据。[3]
2 提高电气自动化控制系统的性能
电气自动化控制系统性能的提升涉及多方面因素,主要有对电子元器件的选择、电子设备环境、控制设备的选择、设备的散热防护等。只有选择恰当的点在元器件,加强对电子设备环境的控制,结合具体的实际情况,设计符合实际应用情况的控制设备,同时做好设备的散热防护工作,才能使电气自动化控制系统正常运转,使之在电力传输中发挥其巨大作用。
2.1 选用性能较好的电子元器件
电子元器件是电气自动化控制系统的重要组成部分,电子元器件性能的好坏关系到电气自动化控制系统的性能的好坏,性能好的元器件除了能对其所处的外部环境有较好的适应之外,还能提高设备的耐久性,降低元器件更换频率,降低生产成本,同时对系统正常运转有巨大的促进作用。相反,性能差的元器件则会提高成本,也给系统性能带来损害。所以在选择电子元器件事要谨慎对待,注意电子元器件的稳定性和可靠性,对其质量进行严格的监测和认定,同时在投入使用之后,要对其使用状况进行记录,从而为电子元器件更换提供依据。[4]
2.2 控制电子设备外部环境的不利因素
电子设备所处的外部环境一般比较复杂,对电子设备的使用情况和使用寿命有较大的影响。较好的外部环境是电子设备正常运行的具有重要作用,从而为系统性能的提升提供重要的保障。通常遇到恶劣的外部环境,如霉菌多、湿度大、空气污染严重这样的恶劣环境,则会使设备受到严重的侵蚀,使水分或其他增加绝缘材料的导电物质侵入到电子设备内部,使电子设备性能降低,甚至造成设备的损坏,从而使自动化控制系统性能降低,甚至不能正常运转,影响电厂效益,所以要提高电气自动化控制系统的性能,需要控制电子设备外部不利的环境因素。
2.3 控制设备要与实际情况相结合
电气自动化控制设备在设计之初应充分考虑其适用性。在设备设计时,根据实际情况的需要对零部件以及相适应的软件系统进行技术参数的考察,再同具体的实际需要进行设计,才能使设计出的控制设备,技能和实际需求相符合,又能提高控制系统的性能,降低开发成本,使其具有较高的性价比。
2.4 加强设备散热防护工作
设备散热防护是电气自动化控制系统性能正常发挥的又一重要保障,同时也是系统元器件使用寿命和功能正常发挥的重要保障,加强设备的散热防护,不仅仅使系统性能正常发挥,而且延长了元器件及设备的使用寿命,使控制系统体现出极高的经济性,为电厂降低了成本,提高了经济效益。设备的散热防护做得不到我则会影响其可靠性,甚至会造成设备的损坏,导致控制系统的瘫痪。所以,在设备防护中,要注重设备的散热防护,使设备在使用过程中所产生的热量及时排解出去,特别是对于功率较大的设备应在设备上加上散热器,同时在功率大的设备周围应避免了敏感的半导体分离器的使用,从而消除隐患,提高系统使用性能。[5]
3 结语
电气自动化控制系统在实现电气自动化过程中发挥着举足轻重的作用,是电力企业实现自动化生产的重要环节,为推进电力企业自动化、现代化具有重要作用。在电气自动化设计中要结合科学的设计思路,将自动化控制系统的设计与应用利益广泛的计算机网络技术相结合,做好提高系统性能的各项工作,从而真正发挥电气自动化控制系统在电力输送中的巨大作用,推动我国电气自动化发展。
参考文献
[1] 石一辉,张承学,易攀,等.差分算法在电力系统高频信号分析过程中的研究[J].电工技术学报,2008(3).
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电子元器件制造业是电子元器件行业的重要组成部分,也是电子信息产业的基础支撑产业,其技术水平和生产能力直接影响整个行业的发展。据调查研究显示,目前我国电子元器件生产企业有数千家,其中以中小型企业居多。自从我国加入WTO和参加ITA后,我国的电子元器件有了更大的需求。但行业分析报告指出,目前我国电子元器件企业普遍存在着生产效率低、出错率高、管理水平低等问题,严重制约着中小型电子元器件企业的发展。
IE标准化是改变这一现状,提高生产效率,保证质量,提高中小型企业的核心竞争能力的重要手段。而模特法是当今世界上四十多种预定动作时间标准方法中最容易掌握的方法之一,是“工作研究”中衡量劳动测定从而制定出标准操作方法的一种技术,也是制定动作时间标准的基本方法。
1.模特法概述
模特排时法(简称模特法或MOD法)是由澳大利亚预定时间标准研究协会开发的一种作业测定的具体方法[1]。通过分析计算,能够确定标准的操作方法,并预测完成标准动作所需要的时间。
模特法主要有以下基本原理[2]:(1)模特法把生产实际中的操作动作归纳为21种基本动作。(2)人们在做同一基本动作时(在操作条件相同时),所需要的时间大体相等(误差10%左右)。(3)人体不同部位做动作时,其最快速度所需要的时间与正常速度所需要的时间之比,大体相似。(4)人体不同部位做动作时,其动作所需时间互成比例。
模特法的特点:(1)模特法将动作归纳为21种,分类简单、易记。21种动作分为两大类,上肢基本动作11种,下肢和腰的基本动作4种,辅助动作6种。(2)以手指动作一次(移动2.5cm,1MOD=0.129s)所需时间作为动作时间单位,其他部位动作时间是手指动作时间的整数倍。(3)模特法把动作符号与时间值融为一体,动作标号的数值也就是时间值。如G1表示简单抓取动作,同时也表示了时间为1MOD=1×0.129s=0.129s。(4)方法容易掌握,应用范围广,实用精度高。
2.XQ公司作业标准制定中的问题
三极管是一种基础且重要的电子元器件,是XQ公司的主营产品。由于公司规模较小,成立10余年来,并未有一套科学的作业标准,员工只是凭技术员口头叙述操作要领和依据经验进行操作,劳动定额的制定也是依据经验和行业平均水平而定,并无科学依据。因此,为了提高企业生产效率,提升企业管理水平,企业需要迫切进行作业标准化。目前企业在作业标准化过程主要运用时间观测法(秒表法),在运用此种方法进行作业标准制定的过程中也遇到了一些问题。
(1)三极管制作工艺复杂,工序繁多,且企业设备处于手工、半自动向全自动的过渡时期,这两种设备有各自的特点,不宜用秒表法这一种方法对工序进行测量。
(2)应用秒表法测定工时在实际操作中会引发操作工人的抵触情绪,操作工人会故意放慢动作。模特法不需要测时,可以直接观察动作,对操作动作进行改善,并计算出标准时间,简单易行。
(3)秒表法测量误差较大,而模特法以移动动作为基准,误差小。
(4)各工位的作业动作均为处于该工位操作工的习惯性动作,而没有统一的标准化动作,故没有标准的作业时间,使得劳动定额缺乏通用性。
经过上述分析,XQ企业中的手工工序和半自动工序不适合使用秒表连续测时,应使用模特法来进行作业标准化。
3.模特法在XQ公司作业标准制定中的应用
通过对生产线的观察,XQ公司三极管制造的制造工序主要包括:粘片、键合(自动和半自动)、抽检、包封、老化、软化、去毛刺、电镀、打印、切筋、测试。整个制造工序可分为四类,第一类为外包工艺,包括软化和电镀,这类工艺为外包,不在可控范围之内,故不考虑其作业标准化的制定;第二类为搬运工艺,主要有老化,老化只需将产品搬入烘箱,设定时间即可,无需工人看管;第三类为自动工艺,包括自动粘片、全自动键合、测试等,这类工艺为一人多机的工艺,适合用人机联合作业分析和秒表法来实行作业标准化;第四类为半自动或手工工艺,包括手工键合、半自动键合、包封、去毛刺、打印和切筋等,这类工艺为一人一机,适合使用模特法进行分析和改善。在此,选择以手工键合为例,应用模特法来对该工艺进行作业标准化。
3.1运用模特法制定手工键合作业标准
(1)对工位作业单元进行要素分割。
(2)运用MOD法对各要素作业进行分析并确定时间值。
(3)用5W1H技术对现行操作方法进行提问,探究现行操作方法中的问题。
(4)根据ECRS原则,对操作方法进行改善,并写出改善后的模特式。
(5)根据模特式确定标准动作,并计算各要素作业时间,计算标准时间及工时定额。
(6)运用秒表法对标准时间进行验证。
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随着社会的进步,科学技术也发生了翻天覆地的变化。可编程控制器(PLC)也越来越成为我们现实生活中广泛应用的一个具有科技含量的高技术。到了二十一世纪,特别是在近几年里,组态软件控制技术在我国的工业控制及自动化领域逐渐有了十分重要的地位,越来越多的自动控制行业的企业和公司对此技术产生了浓厚的兴趣,这也是我们现实生活中的一种新型的值得深入研究的技术。因为该技术除了电子信息方面的硬件之外,还包含计算机软件方面的知识,是一种综合性的边缘学科。
1 可编程控制器控制系统干扰源分析
大家都知道我们人类本身就生活在各种各样的有干扰因素的场类,如来之地球本身的北极南极磁场、地球本身也有重力场、生活在中电源也有电磁场等等,这些干扰因素对我们锅炉中的电磁设备本身就具有干扰。但是这些不是主要干扰源,PLC控制系统中的主要电磁干扰因素有这些。第一锅炉所在场地的耗电设备由于种类繁多,其开关电源也比较频繁,这样就会导致电源出现浪涌电源或浪涌电流。浪涌电流或浪涌电压对PLC电子器件损耗较大,给控制系统将会带来极大的危害。同时,这些浪涌电流或电压由于是瞬间造成的突变现象,也会产生电磁场,该磁场的瞬间出现也会对PLC控制系统造成干扰。第二自然环境中的辐射因素,对PLC控制系统电子元器件的干扰。众所周知我们生存的空间本身就有辐射元素,并且现在环境恶化严重,空间电磁场的污染也十分严重,这些空间辐射会产生感应电流,这感应电流通过PLC器件的外壳或导线形成电路,使得控制器的某些部位形成感应电流,从而会对PLC的控制系统形成威胁,损坏电子元器件。这种通过辐射产生感应电流伤害电子元器件的现象在干燥的冬季很容易产生,为了避免PLC电子元器件收到感应电流的破坏,一般会在锅炉的PLC控制系统中采用导线中接地来消除感应电流的影响。第三由于锅炉抗干扰系统中有导线接地,这样也会由于接地系统的混乱而产生新的干扰。PLC锅炉控制系统中接地的导线一般有屏蔽地线、交流地线、系统地线和保护地线四种。这四种接地导线功能都不一样,屏蔽地线主要是将电子元器件上的感应电流屏蔽掉,交流地线一般是用于屏蔽交流电产生的感应电场形成的感应电流,系统地线是屏蔽系统上面的静电等干扰源,保护地线一般是保护相应电子元器件或电子控制系统而设计的。但是由于使用人员对各种地线功能搅浑,很容易出现错误的接地现象,这样不断没有消除原有的干扰因素,还产生新的干扰信号,更使得PLC控制系统没有办法顺利工作下去。另外由于这四种接地线路接法的混乱,就会在接地附近产生地环流,从而会在地线上面产生不等电位分布。这样就会导致锅炉的PLC控制系统出现异常逻辑信号,导致数据混乱或死机现象频发。
2 锅炉可编程控制器控制系统的优化设计
市面上有许多稳压器,利用稳压器先对PLC控制系统的供电端口进行稳压,这样即使锅炉所在环境中有耗电器材频繁起停,也能通过稳压器来降低浪涌电流或浪涌电压造成的损耗,从而达到保护PLC控制系统的目的。因此,设计PLC锅炉抗干扰系统时,选用隔离性能良好的电源UPS来给PLC控制系统供电。
针对空间辐射所带来的干扰因素,我们可以采用四种措施来有效的预防、消除。由于空间辐射电磁波产生的电磁感应会产生感应电流,屏蔽感应电流可以通过在PLC控制系统的外壳上加上屏蔽层,将此屏蔽层的某一点接地。因为感应电流是由耦合而产生,那么我们将原来的普通导线换成具有屏蔽功能的导线,如采用屏蔽电缆、同轴电缆、光缆或双绞线就可以有效的防止耦合,也就可以预防产生感应电流的干扰。因为信号地线与机壳接地,我们可以改变这种方式而采用信号地与机壳、大地浮空的浮地方式,使得PLC控制系统的电路与机壳或大地之间无直流电流方面的联系,从而加大信号地与其他物质的阻抗,达到阻断干扰电流的电路之目的,实现抗干扰优化的设计。另外在PLC控制系统的信号通道中设置一些必备的滤波器,也可以通过过滤消除不稳定因素所造成的干扰。
信号通道的抗干扰措施我们可以采用通道隔离技术、屏蔽技术来进行处理。对于信号的系统通道,我们根据其测控点离控制中心很远的特点,可以对数字量通道采用光电耦合器、继电器等电子元器件进行隔离,再辅以施密特、RC等滤波、整形电路来进行滤波整形可以很好的消除干扰,而对于模拟量来说就采用线性光耦、隔离变压器、隔离放大器、差动放大电路技术消除干扰因素。当输入、输出通道有感性负载时,对交流负载可以在线圈两端并联RC吸收电路,而对于直流输入信号可以采用并接续流二极管电路来消除因电路信号的突变而产生感应电势的不良影响。整个PLC锅炉抗干扰控制系统设计如图1所示。
在这个PLC锅炉抗干扰系统设计框图中,主要使用了FX2N-48MR PCL芯片作为控制系统的主要处理程序核心,整个设计框架中有故障设置面板、燃烧控制面板、锅炉的水位控制面板等部件,如果出现异常现象,系统设计的蜂鸣器就会发出异响,提示报警。
3 PLC抗干扰控制系统在锅炉中的应用
根据前文所分析,采用优化抗干扰设计技术,选择有较高抗干扰能力隔离性能良好的采用浮地技术的PLC控制系统。根据选用我国指定的抗干扰标准(GB/T13926),选择恰当的PLC控制系统。同时在使用该控制系统时注意PLC的输入、输出方式,设计实施时采用高可靠性的电子元器件,对直流与交流型号分别采用各自的电缆,对于系统的输入、输出信号线使用屏蔽电缆,同时将屏蔽电缆在输入、输出一侧悬空,在控制一侧接地。通过优化设计出的抗干扰PLC控制系统在某锅炉厂使用具有良好的效果,性能稳定,运行正常,取得了良好的社会效应。
参考文献
[1]王兴姣,傅强,耿捷.管道SCADA系统在河间蒸汽锅炉中的应用[J].仪器仪表用户,2011,(02).
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电子元器件是元件和器件的总称。电子元件指在工厂生产加工时不改变分子成分的成品。如电阻器、电容器、电感器。因为它本身不产生电子,它对电压、电流无控制和变换作用,所以也称无源电器。电子器件是指在工厂生产加工时改变分子成分的成品。如晶体管、电子管、集成电路。因为它本身能产生电子,它对电压、电流有控制和变换作用,所以也称有源电器。而电子元器件的损坏,一般很难凭眼睛观察发现,一般都必须借助检测仪器才能判断发现,(除明显的损坏,烧坏外)这就给检测人员提出了更高的要求,检测人员必须对各种元器件的特性及特点有一定的认识和了解,在检测过程中,对于电路故障的检测必须提高检测的效率,防止各种损坏。
2 电器电子元器件的主要故障
电器电子元器件在使用过程中自然损耗最常见的有接点开路,例如器件间接触不良、线路中的导线折断,插拨端口断开等等,一般我们把电子元器件的故障归结为软件故障,电子元器件损坏和电路接点开路三种故障。其中,电器设备中最多的元件是电阻,常见的电阻类型有金属膜电阻、保险电阻、碳膜电阻、线绕电阻等,但其并非是损坏率最高的部件,电阻值其变大或变小的情况非常少见,最常见的损坏是开路。在家用电器中用量大且故障率高的设备有电解电容,电解电容主要出现的故障有:① 漏电(包括严重漏电和轻微漏电);② 电容容量变小或完全失去容量。另外损坏频率较高的还有集成电路板,集成电路板是电器的母板,功能强大,内部电路结构非常复杂,任何一点细微的损坏都能导致电器无法正常使用,主要出现的故障有:① 开路或PN结击穿主要是二、三极管的损坏,其中以击穿短路居多。② 散热性不强,热稳定性差甚至导致彻底损坏,如彻底损坏,可将其更换,把坏的与正常同型号的电路用万用表对比去检测引脚间正、反电阻的异常就能排查出其中个别引脚电阻间的异常。③ 用万用表R×1k测,PN各项测量值均正常,开机后不能正常工作,只检测出PN结的特性变差,而用R×1或R×10低量程档测,PN结正向阻值就会发现比正常值大。④ 开机时正常,但热稳定性明显变差,工作一段时间后,发生软击穿。电源变压器短路性故障的综合检测判别,将万用表置R×10或R×1档(用R×10档,不明显时再用R×1档)在路测二、三极管的反向电阻和PN结正,测量二、三极管可用指针万用表在路测量,较准确的方法是能测量正常值(正向电阻不太大),正向值里反向电阻足够大,这些二、三极管电阻大多在几百、几千欧,该测量值表明该PN结正常,用万用表低阻值班档在路测量时,可以基本忽略电阻对PN结电阻的影响,如还有值得怀疑的地方,即焊下后再测量。通常,线圈内部匝间短路点越多,短路电流就越大,而变压器发热就越严重。发热严重和次级绕组输出电压失常是电源变压器发生短路性故障的主要症状。
3 电器电子元器件的检测方法
3.1 固定电阻器的检测
想要测出实际的电阻值在一般情况下,可将万用表两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接来测量,使用万用表检测10pF以下的小电容,而万用表只能定性的检查内部短路或击穿现象和其是否有漏电现象。为了提高测量精度,家电应该根据欧姆采用中间一段分度来计量,电阻标值来选择相适应的量程。以及非线性的刻度关系,所测量值较为精细,在全指针20%~80%弧度内选择中段位置为佳。
3.2 水泥电阻的检测
普通固定电阻测量可用万用表进行检测,在测量过程中检测方法及注意事项,水泥电阻也与其相同。
3.3 熔断电阻器的检测
熔断电阻器,是一种具有电阻器和熔断器双重作用的特殊元件,具有电阻器和熔断器的双重功能,是用于电路过流的保护器件,若熔段电阻器中电流超过额定的倍数,负荷过重,就会出现发面发黑或烧焦的现象,若其表面没有任何熔烧的痕迹,则表明电阻中的电流没有超过额定的电压负荷或等于或稿大于电压负荷的熔断值,在其测量过程中可以通过观察其阻值,在使用万用表测量时,若电阻器已损坏或失效,则测量值为无穷大。可将熔断电阻器一端从电路上焊下,不宜再拿来使用的电阻器,一般在测量时与标称值相差较大,检测时还应该注意,在世界上熔断电阻检测中也会存在少数被击穿短路的现象出现。
3.4 电位器的检测
选用万用表电阻档的适当量程,测量时,将两表笔分别接在电位器两个固定引脚焊片之间,若电位器已损坏或已开路,则在测量电位器电阻时,所测得阻值会与标称阻值相距较大,或为较标称阻值大或直接为无穷大。若电位器只是存在接解不良的状况,在测量阻值的旋转过程中,表针会有跳动现象。将两表笔分别接电位器中心头与两个固定端中的任一端,慢慢转动电位器手柄,使其从一个极端位置旋转至另一个极端位置,而正常的电位器,万用表针指示的电阻值应从标称阻值(或0Ω)连续变化至0Ω(或标称阻值)。
3.5 正温度系数热敏电阻(PTC)的检测
热敏电阻的一种正温度系数热敏电阻其电阻值随着PTC热敏电阻,正温度系数热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加,温度越高,电阻值越大。用万用表测两引脚的实际阻值和标称值,将两值对比,二者相差在±2Ω内即为正常,若相距大则表明其热敏电阻性能不好或者存在损坏。除了常温检测还可以进行加温检测,是在常温检测的基础之上进行的,注意不要使热源与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触热敏电阻,若将其加热后,各项阻值都无变化,则说明其性能损坏或变劣,为防止将其长期烫坏,不可再继续使用。
3.6 负温度系数热敏电阻(NTC)的检测
负温度系数热敏电阻(NTC)是以锰、钴、镍等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的,想要测试出RT的实际值,在选择万用表测量NTC标称值时应该选择合适的电阻档,而所谓的RT是生产厂家在25℃衡温下所测试出来的,所以在测试RT时,我们应该尽量选择与这个温度相接近的温度,这样也保证其测量结果的精确可信度,为了不引起电流热效应的误差,在测量功率的选择上不要超过规定功率,但因NTC热敏电阻对温度很敏感,测试时,要注意与热敏电阻体的接触,不要用手去捏,否则人体的温度容易对测试产生不利影响,从而影响其准确度,估测温度系数αt:要计算法时首先用温度计测量出热敏电阻RT表面的平均温度T2,在T1温度下测量出电阻值RT1,再用电烙铁作用其中的热源,靠近热敏电阻RT,测出RT2。
3.7 压敏电阻(氧化锌避雷器)的检测
选择用万用表的R×1k挡测量,将两表笔来测量两引脚之间的正、反向绝缘电阻,如果测量出来的结果中电阴很小,说明压敏电阻已经损坏,不能正常使用。如果测量结果均为无穷大,说明其使用正常,否则,说明漏电流大。
3.8 光敏电阻的检测
生产商会根据光敏电阻的对于其光线的敏感波段使用适合的光源来检测其敏感效果并且做出敏感性能的分类。敏感度高的其电阻值比较小,敏感度低的电阻值比较大。将光敏电阻完全置入黑暗环境中(将光敏电阻装入光通路组件,不通电即为完全黑暗),使用万用表测试光敏引脚输出端,光敏电阻的暗电阻R值即可得到。在测量时,万用表的指针基本保持不动,且其阻值又接近无穷大,则说明其电阻性能越好。如果光敏电阻已经烧穿或损坏了,则此测量值会极小或接近于零。越好的光敏电阻,只要将光源对准电阻的透光窗口,就能观察到万用表指针大幅度摆动。不能继续使用的情况还包括光敏电阻内部开路损坏,则其测量值很大甚至无穷大。
参考文献:
[1]范小娟,电器电阻的检测方法[J].计算机工程应用技术,2011.12.
[2]王锋,试论当前家用电器检测的局限性[J].科技传播,2010.12.
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二、EWB概述
EWB软件是专门用于电子电路设计和仿真的“虚拟电子工作台”软件,它具有更多的内存元器件和更强的虚拟仪器功能,具有较高的可靠性、准确性和和灵敏性。EWB工作平台的工作特点主要包括以下几个方面:
1.界面直观形象,简单、易学、易懂,其元器件和仪器仪表与实际的元器件和仪器外形有着较高的相似度。
2.元器件库和仪器仪表库种类齐全,而且容易操作。EWB软件除了提供数千种电子元器件和仪表外,还提供了相关元器件的特性参数,特别是提供了很多中职学校实验室不具备的仪器仪表,如:扫频仪、数字信号发生器等。通过教师的讲解,学生很容易理解和掌握。
三、EWB对中职电子实验教学的意义
与广大高等院校相比,中职学校学生的理论基础和抽象思维相对较弱,因此在中职电子实验教学过程中,他们很难一下子理解和掌握一些复杂的电路设计和仪器仪表功能操作。将EWB引入中职电子实验教学中,教师在讲授基础理论知识的同时,可以通过EWB进行模拟仿真实验,这样不仅有利于学生理解和掌握相关知识点,而且能够激发他们学习电子技术的兴趣。
因此,EWB对中职电子实验教学具有重要的意义,具体表现为以下几个方面:
1.EWB软件与其他电路仿真软件相比,仿真度较高。首先,EWB软件可以提供电阻、电容、三极管以及集成电路等十几类数千种元件。而且EWB可以提供包括示波器、扫频仪、数字信号发生器、万用表等十几种设计及仪器仪表工具,具有较强的绘制电路图以及显示波形功能,可以将实际电路的结果仿真出来。其次,EWB软件不需要采用文本方式,可以直接从EWB软件中的元器件库和仪器仪表库中选择所需的元器件和仪器仪表。
2.利用EWB软件进行电路设计和分析非常方便。由于EWB软件采用了虚拟技术,设计和开发仿真电路就和在实验室进行实践操作一样,可以根据需要,随时调用所需的元器件和仪器仪表,并对相关参数进行修改。如果设计的方案没有成功,可以重新进行,不用担心出现元器件损坏和仪器仪表出现出现故障等问题,而且不受时间和空间的限制。
3.利用EWB软件,可以很容易使学生理解和掌握各种仪器仪表的功能操作。如,教师在进行信号源的占空比实验时,从理论上来说占空比只对三角波和方波有效,对正弦波无效,但中职学生理解和掌握这一特性参数却有一定的难度。通过EWB软件,教师可以在讲解信号源占空比理论的同时,调整相关参数,并用示波器将最终的结果演示出来,这样中职学生就很容易理解和掌握信号源的占空比概念,为后续的实验奠定良好的基础。
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0 引言
电气自动化主要是指为了实现操作、控制或监视等功能,使预先设定好的程序或计划在无人的状态下自动运行,近年来,随着微电子技术、信息技术、机械电子技术的高速发展,电气自动化控制设备我国的经济发展中起到了重要的作用,电气自动化控制技术也成为了推动经济快速发展的重要动力,同时也关系着我国电子行业发展水平的高低。电气自动化控制设备不仅能够提升工作效率和质量,而且能够改善劳动条件,提高经济运行的活性。但是电气自动化控制设备必须具备高度的可靠性才能确保生产的顺利运行。所以目前提高电气自动化控制设备的可靠性是急需探究的重要课题。
1 我国电气自动化控制设备的现状
1.1 工作环境多样,操作维护不当
行业不同,工作环境也会有所不同,有些行业的工作环境是十分艰苦的。电气自动化控制设备通常需要面对复杂多变的工作环境,来应对自然环境对电气自动化控制设备产生的不利影响。这些不确定因素主要包括电磁干扰、气候和机械作用力等。首先是电磁干扰因素,其因素为不可见因素,对电气自动化控制设备也会产生不利的影响,通常情况下,电气自动化控制设备工作会产生各种电磁波,这些电磁波在一定程度上会增加设备的输出噪声,致使其工作失常,严重时会影响设备安全。其次是气候因素,主要包括温度、气压、湿度、光照、大气污染、臭氧层等,这些不利因素会严重影响电气自动化控制设备的工作性能、运行结构,如果温升过高,可能还会造成设备损毁,无法正常工作。最后是机械作用力因素,主要是指电气自动化控制设备在运载时所受到的各种机械作用力,如震荡、冲击、加速等,这些机械作用力会严重损害电气自动化控制设备的电子元件,甚至改变设备参数,导致设备严重变形,断裂。此外,人员因素的影响也不可小觑,电气自动化控制设备的操作技术要求较高,功能较为复杂,所以,操作人员对设备的不熟练或不正确操作都有可能导致失误,甚至可能损坏设备,而且电气自动化控制设备的维护和保养也是提高其可靠性的重点。
1.2 设备元器件质量不合格
电气自动化控制设备电子元件的生产厂家众多,并且参差不齐,一般而言,生产设备元件的厂家规模较小,质量管理体系不完善,元器件质量合格率不高,此外,在社会主义市场经济体制下,元器件厂家之间的价格竞争变成了只重视产品价格,不重视产品质量的恶性竞争,直接导致电气自动化控制设备的可靠性指数过低,影响了设备的正常工作。
2 提高电气自动化控制设备可靠性的策略
2.1 正确选择电子元器件
在对电子元件进行选择时,标准元件是首选,元件在选择的过程中一定要确保严密和准确,使用元件前,要确保元件的质量符合要求,对元件的生产厂家、型号、规格等要择优选择,切不可因价格便宜而选择质量不达标的元器件,同时,元件在使用过程中所产生的检测数据一定要及时记录在案,以便日后查询整理。此外,要始终做好元器件散热维护的工作,因为温度对电子设备的稳定性和可靠性有着直接的影响,功率大的电气自动化设备在工作时会产生热能,一旦外部温度过高,内部温度就难以扩散出去,这时便需要人力来为设备进行散热,而且潮湿也会对元器件产生影响,如果是在低温潮湿的环境中,湿气过重会使元器件出现短路故障,从而损坏元件。所以要正确选择电子元器件。
2.2 合理选用零部件
零部件的选择和使用应当根据电控设备的特点来进行,采用与之对应的方式方法,切实做好维护工作。零部件的使用参数设置应当结合产品的实际使用情况,零部件是确保设备可靠性的前提,是保证产品质量的关键,选择稳定性好的、质量高的零部件不仅有利于提高整个电气自动化设备的可靠性,而且能够提高设备的使用率,延长设备的使用期限。
2.3 增强设计的可靠性
设计阶段是提高控制设备整体可靠性的关键阶段,我们在对电气自动化控制设备进行设计时,要对设备特点进行深入研究,结合实际使用方向,分析设备的设计参数,确保产品的使用性能和条件,基于对这些情况的了解制定出切实可行的设计方案。设备的结构形式和类型需要利用应用空间的概念来进行设计,设备的规模直接决定产品的类型和生产批量,设备的形式和类型之间的差异也会对产品的经济性能带来影响,所以,在设计过程中,要对这些方面进行全面考虑,遗漏任何一个方面都会严重影响设备整体的可靠性。在满足器件技术要求的前提下,可以运用价值工程观念对零部件进行设计,最大限度的降低生产产品的成本,进而减少整个设备的制造费用,在严密的逻辑思维下选择合适的材料和元器件进行设计不仅能够降低生产成本,而且能够提高产品的使用性能,从而提高整个设备的可靠性。
3 小结
综上所述,提升电气自动化控制设备的可靠性意义重大,目前,我国的电气自动化控制设备工作环境复杂多样,操作维护不当,设备元器件质量也不过关,所以,我们应当正确选择元器件,合理选用零部件,增强设计的可靠性,只有这样才能提升设备的可靠性。
参考文献:
[1]张群英.电气自动化控制设备可靠性测试研究[J].煤炭技术,2012,31(04):52-54
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引言
实现产品的生产能够在无人条件下实现自动化作业一直是各个行业追求的目标,而电子信息技术以及机械电子技术的发展使得电气自动化日益延伸到生产的各个领域,也日益实现着这个目标。电气自动化作为一种提高生产效率、节省劳动力、改善劳动条件的重要手段,其普及程度已经成为衡量一个行业发展水平的重要尺度。而作要提高电气自动化的性能,其控制设备的可靠性就是一个不得不加以重视的问题。虽然我国自上世纪以来在电气自动化方面取得了一定的成就,电子产品的可靠性得到有效提高,然而电气自动化控制设备的可靠性现状依然有很大的进步空间。本文就将根据电气自动化控制设备可靠性的现状分析造成其可靠性降低的原因,并由此得出增强控制设备的可靠性的相关对策。
一、电气自动化控制设备的可靠性现状
(一)工作环境不稳定降低了控制设备的可靠性
通常电气设备需要面临各种各样的工作环境,无论是气候、地质、地貌等自然环境还是机械作用力、电气干扰等物理环境都是复杂多样的,这种不稳定的工作环境会影响到控制设备的可靠性。气候条件中的温度、湿度、气压、污染等都会通过作用于设备的升温、电气性能、结构运作等影响控制设备的性能。而机械作用力包括电气设备受到的冲击、震动等作用力使得控制设备出现损坏。电磁干扰也会对控制设备造成噪声、稳定性等方面的影响。总之,不稳定的工作环境提高了对电气自动化控制设备可靠性的要求。
(二)操作维护不当降低了控制设备的可靠性
不稳定的工作环境是造成控制设备的可靠性降低的自然原因,而操作维护不当则是降低其可靠性的人为原因。在进行电气化工作时,一些操作人员由于素质过低,没有完全掌握控制设备的原理,从而无法熟练正确地进行自动化操作,一些不当的操作行为也会对控制设备的性能造成损害。而在控制设备作业后期,由于缺乏及时的维护和保养,控制设备的性能很难得到可持续的维护,也就大大降低了设备的使用寿命。
(三)零部件质量低下降低了控制设备的使用寿命
控制设备是由许多元器件构成的,这些零部件的质量直接关系到控制设备的生命力。而我国目前的零部件生产厂家虽多,但质量良莠不齐,且大都规模较小,一方面由于缺乏相关质量监管体系,这些零部件的质量在进厂检查时存在巨大漏洞; 另一方面,为了生存,零部件厂家之间的压价竞争使得厂家将成本转移到质量上,这就严重影响了控制设备的可靠性,极大地降低了其使用寿命。
二、 提高电气自动化控制设备可靠性的重要意义
(一)可靠性是衡量设备质量的重要指标之一产品质量就是使产品能够实现其价值、满足明示要求的特征和特质。概括其特性 ,主要包括 :性能、可靠性、经济性和安全性。由此可见,可靠性在产品质量中占有主导地位。只有可靠性高,发生故障的次数才会少 ,那么维修费用就少 ,相应的安全性也随之提高。因此 ,产品的可靠性是产品质量的核心 ,是生产厂家追求的目标。
(二)可靠性能够增强设备的市场竞争力
随着国家经济的高速发展 ,用户不仅要求产品性能好 ,更重要的是要求产品的可靠性水平高。只有那些具有高可靠性指标的产品 ,才能在日益激烈的竞争中得以取胜。随着电气自动化控制设备自动化程度、复杂度越来越高 ,可靠性技术已成为企业在竞争中获取市场份额的有力工具。
三、 电气自动化控制设备可靠性的测试方法
(一)可靠性的现场测试
该测试方法主要是在电气自动化控制设备运行的过程中进行控制 ,以检验其可靠性。进行测试时 ,需要认真、详细地记录各种数据、并对数据进行数理统计和计算、编制设备可靠性的具体指标 ,比较真实地评估设备运行的可靠性。该测试方法需要是测试设备相对较少 ,但是能够比较真实地反应设备的真实性能(真实工作环境之下的工作性能),而且测试成本比较低 ,不会设备工作连贯性产生不利的干扰。然而此种测试方法的缺点也需要我们注意 ,即易受外界条件干扰、易受受控条件限制、再现条件较差等。
(二)可靠性的试验室测试
该测试方法模拟了电气自动化控制设备的各种工作条件和工作环境,力求测试所需的外力影响与现场所受环境应力的相同。试验中需要记录试验时间、失效次数等数据,待测试完成之后进行统计分析 ,并根据统计分析的结果来编制设备的可靠性指标。此种测试方法具有如下优点 ;易控制试验条件、试验所得数据质量较高、试验结果允许再现等;但是其缺点也不容忽视 ,即测试成本巨大、试品数量较多、试验条件限制性较高等。所以,此种方法特别适用于批量生产的设备。
四、增强电气自动化控制设备的可靠性的策略
如前所述,工作环境的不稳定性、操作维护的不恰当以及元器件质量不合格等都是造成控制设备可靠性降低的原因,综合来看,要增强电气自动化控制设备的可靠性,就必须从提高元器件的质量、考虑环境因素、加强可靠性设计等入手。
(一)严格把关电子元器件质量,提高零部件选用准则
电子元器件的质量直接关系到控制设备的性能和使用寿命,严格把关电子元器件质量,提高零部件选用准则是增强控制设备可靠性的关键。首先要加强元器件的进厂质量检查,根据相关电路性能和质量要求设定元器件的选用标准,所有元器件必须经过性能筛查才能投入到生产中; 其次要加强对零部件厂家的把关,选择技术精良、价格合理、质量保障的生产厂家,并按合同规定好产品所需的品种、规格、型号、数量等相关内容。
(二)加强控室设备的散热、防潮等气候防护的设计
作为影响控制设备可靠性的重要自然因素,工作环境的不稳定并非不可控的,要提高控制设备的可靠性就要加强其对环境的防护设计,增强控制设备对环境的适应性。散热设计是控制设备的气候防护的一个重要方面,这是因为温度是影响电气设备工作性能的最重要因素,过度的升温会使得设备产生噪声增大、信号失真、运作不稳定等现象,做好散热设计可以通过增大器件外壳与散热器的接触面积并保持接触面的光滑,导热膏的使用也会有所帮助。潮湿环境是另一个影响控制设备工作性能的重要因素,过于潮湿的环境不仅会侵蚀电气设备,还会造成短路、漏电等现象,因而做好控制设备的防潮处理是十分重要的,这就需要加强设备的密封、灌封等工作。
(三)提高操作人员的素质,加强控制设备的后期养护
设备能否按照要正常运作以及是否及时维护和保养也是影响控制设备可靠性的重要方面,因而加强控制设备的后期养护也是十分重要的,而这就需要加强操作人员的队伍建设,提高设备操作人员的素质,一方面需要对操作人员进行岗前培训工作,加强其对设备操作的熟悉程度; 另一方面还要建立行之有效的工作责任制,实现工作绩效与工作表现挂钩,从而提高操作人员的责任意识,减少工作事故。
结束语
根据对电气自动化控制设备可靠性现状的分析,电子元器件的质量直接关系到控制设备的性能和使用寿命,而要提高控制设备的可靠性就要加强其对环境的防护设计,增强控制设备对环境的适应性,同时设备能否按照要正常运作以及是否及时维护和保养。因此,要增强电气自动化控制设备的可靠性就需要从三个方面入手: 严格把关电子元器件质量,提高零部件选用准则、加强控制设备的散热、防潮等气候防护的设计、提高操作人员的素质,加强控制设备的后期养护。
参考文献
[1]宋雪瑞 .电气自动化设备可靠性分析[J].吉林农业,2014, (9).
[2]徐海波,朱常兴 .电气自动化控制设备的可靠性研究分析[J].黑龙江科技信息,2011,(8).
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(1)传感器。根据GB/T7665—2005“传感器通用术语”国家标准,传感器的定义为:能感受规定的被测量,并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成。
(2)传感器节点。传感器节点通常由3部分组成:传统意义上的传感器、微处理器、网络接口。根据不同要求,这3部分可采用不同芯片的组合,也可以是单片式的。首先由传感器将被测物理量转换为电信号,通过A/D转化为数字信号,经微处理器数据处理(滤波、校准)后,由网络接口模块完成与网络的数据交换。
(3)智能传感器(Intelligent Sensor,Smart Sensor)。智能传感器这一慨念是由国外引进的,通常定义为:带有微处理器,具有信息处理功能的传感器。这里的“处理功能”主要包括:自检测、自修正、自保护功能。判断、决策、思维功能。
双向通信、标准化数字输出或符号输出功能。
智能传感器的结构原理框图如图3所示。
2.2 传感器在物联网中的应用
在物联网系统中,对各种参量进行信息采集和简单加工处理的设备,被称为物联网传感器。传感器可以独立存在,也可以与其他设备以一体方式呈现,但无论哪种方式,它都是物联网中的感知和输入部分,用来进行各种数据信息的采集和简单的加工处理,并通过固有协议,将数据信息传送给物联网终端处理。如通过RFID进行标签号码的读取,通过GPS得到物置信息,通过图像感知器得到图片或图像,通过环境传感器取得环境温湿度等参数。传感器属于物联网中的传感网络层,他作为物联网的最基本一层,具有十分重要的作用。因此,传感网络层中传感器的精度是应用中重点考虑的一个实际参数。
在物联网的大概念下,一个泛在的物联网系统,随着参照物的不同,传感器可以是一个“大”的“智能物件”,它可以是一个机器人、一台机床、一列火车,甚至是一个卫星或太空探测器。物联网关注传感器的实际应用,下面是按应用方式进行的分类。
(1)液位传感器:利用流体静力学原理测量液位,是压力传感器的一项重要应用,适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。
(2)速度传感器:是一种将非电量(如速度、压力)的变化转变为电量变化的传感器,适应于速度监测。
(3)加速度传感器:是一种能够测量加速力的电子设备,可应用在控制、手柄振动和摇晃、仪器仪表、汽车制动启动检测、地震检测、报警系统、玩具、结构物、环境监视、工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析,以及鼠标、高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。
(4)湿度传感器:分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件,适用于湿度监测。
(5)气敏传感器:是一种检测特定气体的传感器,适用于一氧化碳气体、瓦斯气体、煤气、氟利昂(R11,R12)、呼气中乙醇、人体口腔口臭的检测等。
(6)压力传感器:是工业实践中最为常用的一种传感器,广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
虽然,物联网的产业供应链包括传感器和芯片供应商、应用设备提供商、网络运营及服务提供商、软件与应用开发商和系统集成商。但是,作为“金字塔”的塔座,传感器将会是整个链条需求总量最大和最基础的环节。“传感器是物联网技术的支撑、应用的支撑和未来泛在网的支撑,传感器感知了物体的信息,RFID赋予它电子编码,传感网到物联网的演变是信息技术发展的阶段表征。”
2.3 物联网对传感器特性的要求
为了满足物联网大规模、低成本、无人值守、环境复杂、电池供电等外界环境条件,智能传感器需满足以下条件:
微型化:物联网的特点要求传感器微型化。要求传感器的特征尺为μm级或 nm级,质量为g或mg级,体积为mm3级。
低成本:低成本是物联网大规模应用的前提。在传感器设计时采用低成本设计方法,提高传感器成品率,突破产业化生产技术,实现产业化生产。
低功耗:因物联网是靠电池长期供电,为节约能源,传感器必须采用低功耗供电。采用低功耗设计原则,在技术路线上采用太阳能、光能、生物能作为传感器电源。
抗干扰:能抗电磁幅射、雷电、强电场、高湿、障碍物等恶劣环境。
灵活性:传感器节点在物联网中应用时,节点通过提供一系列的软、硬件标准,能实现面向应用的灵活编程要求。
2.4 传感器技术对物联网发展的意义
就目前我国对于物联网相关技术的成熟度来看,通信技术和计算机数据处理技术相对成熟,而传感技术平台的搭建却相对较薄弱,因此发展传感器技术不仅是我国实现物联网核心技术的关键,也是全面发展战略目标的关键。
在物联网构建初期,大量基础设备生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到质量标准。因此可以说,没有优良的传感器技术,现代化生产也就失去了基础;没有传感器技术支持,物联网构造将失去基础。
传感器的性能决定物联网性能。传感器是物联网中获得信息的唯一手段和途径,传感器采集信息的准确、可靠、实时将直接影响到控制节点对信息的处理与传输。传感器的特性、可靠性、实时性、抗干扰性等性能,对物联网应用系统的性能起到举足轻重的作用。
传感器升级提升了网络升级。传感器技术的升级换代将提升网络的升级换代。当信息采集用第一代模拟传感器时,产生第一代传感器网络;当信息采集仍用第一代模拟传感器,控制站之间采用数字通信,产生第二代传感器网络;当信息采集采用第二代数字传感器或第三代智能传感器时,控制和通信采用全数字化技术,则产生第三代传感器网络;当信息采集采用第四代网络化智能传感器时,则产生物联网。
传感器产业化决定物联网市场应用前景。未来10年,物联网将有上万亿元的高科技市场,其产业要比互联网大3倍,在大力发展物联网的同时,如果不发展传感器技术,则大量传感器势必从国外进口,传感器市场被国外占有,不仅经济损失巨大,而且国家安全无保障。相反在发展物联网的同时,一开始就考虑传感器的同步、协调发展,也许开始需多花费一些资金,从长远看是十分有利的,既提升了国产传感器的制造水平,满足物联网的需求,保证了国内市场,还培养了一批传感技术人才,缩小与国外在传感器方面的差距。
3 物联网产业基础分析及思考
传感器行业将实现由点及面的高增长,物联网产业已进入市场导入期,传感器行业将迎来黄金发展期;中国电子信息产业发展研究院预测,未来五年国内传感器市场年复合增长31%。
汽车、物流、煤矿安监、安防、RFID标签卡领域的传感器市场增长较快:汽车传感器市场潜在规模达57亿只,是目前的14倍以上;物流传感器市场潜在规模达100多亿,是目前的十几倍;煤矿安检传感器市场潜在规模达数百亿元;安防传感器市场的规模增速将和安防行业的产值增速同步,“十二五”规划我国安防行业产值年均增长 20%。
在物联网战略下,传感器国产化需求迫切,传感器行业的国内领先者更受政府扶持;作为物联网的关键,传感器成为整个产业链的优势环节,也代表了企业的核心竞争力。
西京公司涉及物联网感知层、传输层相关的基础元器件,主要有电连接器/电缆组件、气体报警器(传感器)、角位移传感(电位器)、液位传感器、压力传感器、厚膜陶瓷(压阻式、电容式)压力传感器、湿度传感器、射频温度补偿衰减器、压控振荡器、电源滤波器、射频微波器件、光收发模块、厚膜功能电路、电源模块、厚膜电阻浆料/导体浆料等,拥有一批从事敏感元件开发、信号处理电路设计、硅半导体传感器设计的专业技术人员以及厚膜压力传感器、传感器敏感材料生产的配套生产线,产业基础非常的好,对于发展新型电子元器件、切入物联网产业起到了关键的基础性支撑作用。
目前,陕西电子信息集团所属企业中,烽火已开始研发生产RFID系列产品,并提供完整的客户解决方案,获得了政府及相关物联网规划示范区的支持,已占据物联网感知层的一支重要战略支点,陕西华星在温度传感器(热敏电阻)、红外传感器方面具有传统优势,分析西京公司的产业结构和产品现状,产品除为电子整机配套外,还广泛应用于核工业、航空航天、兵器、地质、交通、医疗等领域,基本上参与了物联网信息采集、通信传输的各个环节,而直接涉及感知层的气体报警器(传感器)、角位移传感(电位器)、液位传感器、压力传感器、湿度传感器等产品,基本上具备了从产品研发、工艺制备到检测应用分析的产业基础,但产业规模和技术水平还不是很高,尚不具备大规模生产的产业化竞争优势。而工业自动化控制领域和汽车电子领域用量和需求最大的各类压力传感器,由于大量国外产品的介入以及国内中低端产品的无序竞争、高端产品研发滞后等原因,一直未能得到有效的传承性的发展,产品市场占有率较低。因此,整合、规划我公司物联网传感器相关产品,以工业自动化控制领域和汽车电子领域用压力传感器为突破,提升气体报警器(传感器)、角位移传感(电位器)、液位传感器、湿度传感器等产品的性能及可靠性,逐渐形成以传感器与敏感元器件为主、各种物联网配套电子元器件、新材料平行发展的物联网系列电子元器件产品,完善公司产业结构和产品门类,占据电子信息集团物联网另一个战略支点——传感器与基础元器件,将是我公司发展新型电子元器件、切入物联网行业的一个很好的突破口,将更好的拓展公司的产品门类,优化公司产业结构。
首先,以《物联网用集成化智能传感器系统》为突破口,全面提升传感器的技术水平、工艺水平、产业水平和应用水平。
(1)市场目标。物联网在工业领域之应用,过程控制领域、仪器仪表行业、民生行业及汽车电子行业。
(2)技术水平。集成化实现,即单片集成CMOS-MEMS技术,利用由MEMS技术制作的敏感元件和大规模集成电路工艺技术制作的微处理器、信号调理电路、网络接口等集成在一块芯片上,利用在厚薄膜混合集成封装方面的优势,提升电子封装水平,研发、生产各类智能传感器系统。
(3)关键技术。MSC、ANSYS设计软件在集成化智能传感器系统的应用;集成化智能传感器系统数学模型的建立、仿真及试验;集成化智能传感器系统可靠性、电磁兼容性、环境适应性的设计原则与方法;集成化智能传感器系统低功耗、微型化、高性能芯片设计;集成化智能传感器系统结构设计和封装技术。
(4)技术难点。何种敏感元件较易采用标准的IC电路工艺制作;IC工艺与MEMS工艺的相融性问题。MEMS的工艺温度比CMOS的工艺温度要高,工艺温度不兼容,影响CMOS电路的结深和性能;互联时金属材料不兼容,W和Al金属化温度不兼容;IC的工艺装备和MEMS的工艺装备不兼容等;集成化智能传感器系统的封装设计和封装工艺(应力、高真空、高致密性)。
其次,重点攻克高精度、低成本、低功耗、微型化传感技术,整合现有资源,利用公司在电子浆料、厚膜集成电路、功能电路设计方面的优势,开发高可靠性的厚膜电阻/电容压力传感器、液位传感器、位移传感器(电位器)、光纤电流传感器、集成化智能传感器、高性能气体传感器、微型智能红外传感器及检测仪表等产品及其配套功能电路、无线传感器节点,直接面向物联网各种应用示范工程。
第三,分析物联网各环节的工作原理、使用要求,研发满足物联网感知、传输过程中配套需求的高速连接器、通信电源连接器、功能电路、电源模块、信息新材料等基础性产品,形成物联网用系列电子元器件产品研发、生产、推广平台。
4 结束语
物联网是全球信息产业的发展趋势之一,也是我国“十二五”规划的重点发展方向。我国的物联网产业发展才刚刚起步,整个行业处于摸索阶段,但是发展非常迅速,而且市场潜力巨大。物联网技术涉及到计算机、半导体、网络、通信、光学、微机械、化学、生物、航天、医学、农业等众多学科领域,发展物联网将对相关学科发展起到极强的带动作用。一方面,发展物联网将加快信息材料、器件、软件等的创新速度,使信息产业迎来新一轮的发展,大大拓展信息产业发展空间。另一方面,发展物联网将带动传感器产业、芯片业、设备制造业、软件业、系统集成业、网络运营业,以及内容提供和服务产业等诸多产业发展,带来大量的创业发展空间。
在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下,物联网将是工业乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口。一旦物联网大规模普及,无数的物品需要加装更加小巧智能的传感器,用于动物、植物、机器等物品的传感器与电子标签及配套的接口装置数量将大大超过目前的手机数量。
作为“战略性新兴产业”,物联网发展、普及将会大大推进信息技术元件的生产,给市场带来巨大商机,为电子元器件、信息材料企业带来前所未有的机遇,我们应该抓住这一历史机遇,跟上物联网的发展步伐,在信息产业已有的基础上,加快我公司厚膜工艺技术、电连接器、敏感材料与物联网对新产品、新技术的需求衔接、协同发展,开发出适用于物联网应用的各类智能传感器、新型电连接器、电源模块、功能电路、电子组件及新材料产品,更好的发挥电子元器件企业在电子信息产业发展中的基础性配套作用。
参考文献
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现如今因电子天平其称量迅速、操作简单、故障自检等优势已经广泛的应用于各种领域。但是由于计量精密,灵敏度高,时漂和温漂成为影响电子天平计量准确性的最重要因素。电子天平的温漂是温度变化对电子分析天平计量性能影响的外部表现,时漂是电子分析天平长时间工作的不稳定性的外部表现。产生温漂的主要原因是电子分析天平内过流元件的发热和天平工作环境温度的变化,产生时漂的主要原因是电子分析天平的永磁体磁感应强度和传感器力敏元件的内部应力随时间的变化、元器件某些参数随时间的变化以及重力加速度随地域的变化,温漂和时漂从表象上来看,都是天平加载不变,而测量输出缓慢变化。因此,温漂和时漂从表象上是难以区分的,但它们形成的机理各有不同。
温漂产生的原因在于环境温度变化、动圈载流发热、电路元器件的发热等,都将引起永磁气隙中的磁感应强度B、动圈导线长度L、动圈导线电阻RL和线绕取样电阻RN的变化,从而引起传感器输出和电子分析天平测量结果的变化。设上述参数随温度I 变化引起的电子分析天平的误差分为MB、ML、MRL、MRN,则温度I 变化引起的电子分析天平的测量结果变化mB。mB=Mb+mL+mRL+MRN
时漂产生的原因也是多种多样的,重要来源是弹性材料,机械零部件,电子元件和重力加速度。对电磁力平衡传感器中的拉簧和恒弹性片,理论上要求它们的弹性是线性和恒定的,但实际上,弹性材料内应力是随时间变化的,即存在蠕变现象。电磁力平衡传感器中所有的机械称重零部件都存在随着使用时间延续而产生的变形、热伸冷缩、内应力蠕变等问题。这些变化对电磁力平衡传感器输出的影响经后续电路放大后,都表现为电子分析天平的时漂。电子元器件存在噪声与漂移,由此带来的时漂具有随机性。
二、时漂与温漂的自动补偿
温漂与时漂的自动补偿是决定电子分析天平计量性能的至关重要的设计内容。温漂补偿主要包括动圈的温度补偿、永磁体的温度补偿、取样电阻的温度补偿以及环境温度影响的自动补偿。时漂补偿主要包括永磁体、恒弹性材料、机械零部件、电子元器件的老化处理,以及重力加速度的自动校准等。
1.动圈的温度补偿
欲使动圈受温度影响减小,主要可从两方面采取措施:一是保持动圈电阻不随温度变化:二是保持动圈温度基本不变,从而保持动圈导线的长度为恒定值。为避免温度变化对动圈电阻的影响,可将动圈采用两种线径相等、温度系数绝对值相等的正、负温度系数导线串联绕制,利用二者随温度变化伸缩相反的原理抑制动圈电阻的温度影响。天平的加载越大,动圈的载流越大,发热量越大。另一方面,环境温度也直接影响动圈。在这个过程中正弦电流发生器,就是为消除动圈载流发热以及环境温度影响而采取的温度自动补偿方法。Rl是与动圈串联的电阻,同热敏电阻Rtl集成密封在一个金属腔内。热敏电阻Rt2用于感知环境温度的变化。当天平加载,电流I 增加时,Rl的发热量增加,金属腔内温度升高,使Rtl产生相应的变化,此时控制电路控制正弦电流发生器的输出幅值相应降低,流经动圈的交变电流减小,交流引起的动圈发热量降低。环境温度变化时,热敏电阻Rt2将环境温度变化量送控制电路,控制正弦电流发生器的输出。环境温度升高,正弦电流减小,动圈的过流发热量相应降低。
通过热敏电阻Rtl、Rt2控制正弦电流发生器的输出,可以在很大程程度上抑制动圈载流变化和环境温度变化对动圈温度的影响,使动圈温度基本不变。
2.永磁体的温度补偿
环境温度的变化会引起永磁体磁感应强度B 的变化,图1 中的热敏元件和测温电路就是为抑制环境温度对永磁体磁感应强度影响而采取的补偿方法。永磁体的温度变化曲线存储于单片机中,置于永磁体内的半导体热敏元件将永磁体的温度测量信息经测温电路放大处理后,送单片机系统,通过软件修正因温度变化导致永磁体磁感应强度变化而造成的测量误差。
3.永磁体、恒弹性材料及元器件的老化处理
永磁体、拉簧、恒弹性片、机械称重零部件、电子元器件等在使用前,都必须进行老化处理。金属材料可通过热处理,消除时漂影响;电子元器件可通过高低温处理稳定其工作性能。永磁体经老化处理后,磁感应强度的年漂移可控制在1ppm/ 年的变化范围,甚至更小。
三、总结
温漂与时漂是制约电子分析天平稳定性与准确性的重要原因,克服漂移影响是电子分析天平设计调试极其关键的环节。本文系统地分析了电子天平产生温漂与时漂的原因,提出了较完善的漂移自动补偿方法。
参考文献:
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一、电气控制系统的自动化设计思想
一个完整的电气控制系统是需要考虑众多因素的,要做到对各个控制部分的保护工作和在紧急状况下的可以通过手动的方式来进行操作的系统,具备跳闸和合闸的手段,对电气系统的监视--控制--报警--测量,这整个的过程可以利用先进的计算机技术通过监控系统去一一完成。因此,可以这样说,对分布的设计、集中式的设计以及可靠性、可扩展性、兼容性等方面都是在对电气控制系统自动化设计过程中所必须去充分的考虑与兼顾到的。
首先,从分布式的这个角度上来分析,模块化的思想是电气控制系统必须遵循的,根据分布式开放结构这个常用的电气控制系统自动化设计策略,必须保障开关柜上的众多控制保护功能可以很均匀的分布在各个地方,并发挥开关所本身就应该具有的控制和保护的作用,并且可以在控制和保护单元上发挥出最大的作用。模块化的思想还有很重要的一点就是能够保证每一个单元模块上都可以均匀的分布着电器控制自动系统中所需要的所有信号,包括保护、控制以及测量等等这种信号可以指导工作,并根据光纤总线进行自动化控制的主要控制,使监控性能得到进一步的提高。此外没在电气控制系统中,报警系统是一个不可忽视的部分。但是,要充分的保证各个模块之间不能相互影响。
其次,从集中式这个角度上来分析,集中立柜的结构是十分的科学并且是实用的。在整个的电气控制系统的自动化设计中,要实现各个模块的集中化,即把这些模块都集中在专用柜中去,实现整个系统的集中化控制与保护,实现各种信号的采集以及保护柜内的数据处理工作。对电气控制系统的自动化设计过程需要借助主控总线,实现信号的传递,然后借助于计算机系统软件,实现所接受信号的集中管理与控制,这个电气控制系统设计的过程非常明显的特点就是简单可靠,实现了对二次接线的简单化。此外,主控室必须事先与开关柜之间的相互连接,才能够对两者就行控制,达到最终的协调通信的目的和要求。
最后,兼容性是在电气化控制系统自动化设计过程中经常遇到并且非常重要的一个问题,兼容性的分析和解决才能够保证用户的规模,并且使得功能得到扩展,那么在设计的过程中注意对串行通信接口的科学化、规范化设计,可以让客户根据实际需求做出适当的调整。
二、在电气控制系统进行自动化设计过程中应该注意的问题
电气控制系统的自动化设计目的就在于不断的提高控制系统的性能,以更好地适应需要,在对电气控制系统进行自动化设计的过程中要注意多方面的问题,主要包括以下几点:
(一)注重电子元器件的设计与选用
电子控制系统的自动化装置是由多个部分组成的,其中电子元器件是非常重要的部分之一,电子元器件的选择直接关系到电气控制系统自动化的性能,只有选择了合适的电子元器件才能使得对电器控制系统的自动化设计能够长期使用,降低其生产成本,所以在对电气控制系统的自动化设计过程中应该非常注重对电子元器件耐用性和持久性的检测。
(二)注意在电气控制系统自动化设计中电子设备外部环境的不利因素
电子设备所处的环境是很复杂的,使用情况的好坏以及寿命的长短都在很大程度上受到外部环境的影响,外部环境是电气自动化控制系统能够顺利运行的重要保障,而恶劣的环境会导致设备受到很大的破坏,就会是电气自动化控制系统不能够在电力企业中发挥出应有的作用,所以在对其进行设计的过程中,要格外的注重外部环境的影响与损害,空气湿度大等外部环境问题都会对电气控制系统产生很大的影响,这就会严重的影响电厂的效益和生产成本问题。
(三)电气控制系统的自动化设计要注重符合实际情况
设计电气自动化控制系统的目的就在于更好的适应于电力企业的需要,所以设计的初始阶段,就要足够的考虑到它的适用性,要对相应的零部件和系统软件进行符合电力企业需要的专业化检测,使设计出的控制设备能够既符合需要又能够让自动化控制系统可以发挥出更好的作用。
(四)要注重对电力自动化控制系统的散热防护工作
在对电力自动化控制系统的设计过程中,散热防护工作是十分必要的,它能够足够的保证自动化系统中每一个软件的寿命延续与功能的正常发挥,从而使这种电力自动化控制系统能够保证电力企业的利益,节约生产成本,提高企业的利润,一旦出现由于没有对电力自动化控制系统的散热与防护而导致整个系统的破坏,那么对于整个电力企业的经济利益的损坏是非常严重的。尤其是对一些大功率的设备而言,更是要着重重视,通过安装散热器等方式,加强对设备的防护,消除电力自动化控制系统中存在着的安全隐患。
结束语
总之,科技高速发展的新时代,控制技术以及计算机技术和数字技术等高度发达的时代,实现电气控制系统的自动化与智能化也是一个不可阻挡的趋势,是提高工作效率的需要。因此,在我国的电气控制系统仍旧存在着一些问题的今天,正视这些问题并能够根据设计的基本原则和电气控制系统的专业要求进行不断的设计与研发,并能够不断的加强与世界各地之间的交流与合作,为我国的自动化设计注入新的生机与活力,为我国的电气技术获得更大的发展与进步。
参考文献
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[2]李国栋,马德新.基于PC的电气自动化技术[J].黑龙江科技信息,2011(21).
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一、电气自动化数控设备可靠性的检测
电气自动化数控设备可靠性的检测也是很重要的一步。根据国家电控配电设备质量监督检测中心提出的检测方法,有实验室测试法、保证实验法、现场测试法三种方法。实验室测试法是在一定的实验环境下,规定设备工作环境,真实地、全面地进行现场实验测试。这种方法是用于大批量的生产产品,优点在于实验数据质量高,实验环境易于选择和控制,实验结果也可以再现。保证实验法是在产品出厂前,对产品进行无故障的工作实验,这种方法适用于小规模的生产,其对设备的可靠性要求较高,设备构造也相对复杂精密,它的优点在于能
测出设备故障是否是随机的,能检测出多种多样的故障。现场测试法是将设备放在真实的现场来进行测试,通常测试时进行脱机测试、在线测试和停机测试。这种方法适用于稳定的成熟的工艺条件,而且原件正规、质量较高的设备水平。这种方法的优点在于测试的数据真实性高,实验所需的产品少因而试验成本较低。我们在对设备进行安全可靠性测试时需要根据不同的需要和环境来选择测试的方法。电气自动化数控设备在质量、规格、工艺等方面存在许多差异,因此要根据不同的产品的具体情况来选择检测其可靠性的方法。选择实验的场地时也要根据具体情况来进行选择,保证设备检测的正常进行。试验产品也需要具有代表性,试验程序事先必须预定好,实验工作的组织也必须安排,以免发生意外。我们根据检测实验的结果来对设备可靠性进行分析,通过分析找出设备存在的问题,并通过对问题的探讨得出解决策略,以此提高数控设备的可靠性。
二、提高电气自动化数控设备可靠性的策略
(一)提高设计的可靠性
要想提高数控设备的整体可靠性需要从设计阶段开始就保证设计的可靠性。我们在数控设备设计之初就需要以数控设备的特点进行深入研究,分析产品的设计参数,研讨和保证产品的性能和使用条件,在这种情况下制定出科学合理的设计方案。产品的结构形式和类型需要根据应用空间来设计,产品的大小决定着产品的类型和其生产规模以及生产批量。产品的形式和类型的不同也影响着产品的经济性能,在设计时这些方面需要一一考虑到,遗漏任何一个方面对其设备整体的可靠性都带来一定的影响。
(二)合理选用零部件
因设备中存在的零部件多而杂,在选择零部件的时候就需要慎重。设备中的零部件、元器件,产品的品种规格要尽可能少,尽可能地使用专业厂家生产的通用零部件。这样不仅使得零部件精度有保障,其使用性能也有所保障,而且能在维修保养更换时及时处理设备存在的硬件问题。在购材时严格检验以防出现任何纰漏,更不能因市场的恶性竞争追求经济型而采购质量差的材料。
(三)电子元器件的选择