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【關(guān)鍵詞】開(kāi)關(guān)電源 可靠性 三防設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，開(kāi)關(guān)電源已經(jīng)應(yīng)用于人們生活的方方面面，人們對(duì)開(kāi)關(guān)電源的的可靠性要求也在不斷的提高，開(kāi)關(guān)電源的可靠性是保證設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵。為此如何設(shè)計(jì)出可靠性性能高的開(kāi)關(guān)電源成為相關(guān)研究者重點(diǎn)研究的方向。

1 開(kāi)關(guān)電源可靠性設(shè)計(jì)

1.1 供電方式的選擇

集中式供電系統(tǒng)和分布式供電系統(tǒng)是開(kāi)關(guān)電源主要兩種供電方式，其中集中式供電系統(tǒng)會(huì)由于輸出間和傳輸距離不同的偏差，容易造成壓差，給整個(gè)供電的質(zhì)量造成影響，另外，集中式供電系統(tǒng)采用一臺(tái)電源集中供電，一旦該電源發(fā)生故障就會(huì)影響整個(gè)供電系統(tǒng)，分布式供電系統(tǒng)相比集中式供電系統(tǒng)供電質(zhì)量具有一定的優(yōu)勢(shì)，其供電電源和負(fù)載距離比較近，能夠有效改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，除此之外，還具有能源損耗小，傳輸效率高，節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)，因此分布式供電星相比集中式供電具有一定的可靠性。在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)，出于可靠性的考慮，通常都應(yīng)用分布式供電系統(tǒng)，

1.2 電路拓?fù)溥x擇

開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)非常多，有推挽式、半橋、全橋、單端正激式，單段反激式，雙管正激式，雙單端正激式、雙正激式等八種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，雙橋或者半橋正激式電路開(kāi)關(guān)能夠滿(mǎn)足電源最大的輸入電壓，所以在選擇開(kāi)關(guān)管時(shí)比較容易，單端反激式、單端正激式、推挽式雙端正激式、電路拓?fù)?，其開(kāi)關(guān)管的承受電壓大約是2倍的輸入電壓，給開(kāi)關(guān)管選擇帶來(lái)很大的困難。全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和推挽式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)單向偏磁飽和現(xiàn)象，容易造成開(kāi)關(guān)管損壞，半橋電路本身具有自動(dòng)抗不平衡的特點(diǎn)，可以有效改善開(kāi)關(guān)管損壞的現(xiàn)象。所以根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，為了保證開(kāi)關(guān)電源的可靠性通常選用雙管正激式電路或者半橋電路。

1.3 控制策略

電流型PWM控制主要是中小功率電源中應(yīng)用的方法，其在電壓控制方面具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）比電壓型控制速度快，并且不出出現(xiàn)電流過(guò)大損壞開(kāi)關(guān)管的現(xiàn)象，降低了短路故障和過(guò)載現(xiàn)象；

（2）比電壓型紋波穩(wěn)定；

（3）容易補(bǔ)償，環(huán)路穩(wěn)定；

（4）快速的瞬態(tài)響應(yīng)和優(yōu)良的電網(wǎng)電壓調(diào)整率。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明50W開(kāi)關(guān)電源采用電流控制，輸出紋波大約為25mV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比電壓控制型優(yōu)良。

硬開(kāi)關(guān)技術(shù)往往會(huì)受到開(kāi)關(guān)損耗的影響，一般情況下，其開(kāi)關(guān)頻率都在350kHZ之下，利用諧振原理的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，可以將開(kāi)關(guān)的損耗降低到零。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)具有諧振變換器和PWM變換器的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于大功率帶能源中。

1.4 元器件

元器件能夠直接影響開(kāi)關(guān)電源的可靠性，通常開(kāi)關(guān)電源中元器件失效主要有以下幾種原因。

1.4.1 質(zhì)量問(wèn)題

制造質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，解決的方法只有一個(gè)就是嚴(yán)格的選擇元器件，避免不成熟、劣質(zhì)的元器件投入使用，選擇有知名度的廠家，最大限度的避免因元器件質(zhì)量問(wèn)題影響開(kāi)關(guān)電源的可靠性。

1.4.2 器件可靠性問(wèn)題

器件可靠性是常見(jiàn)的基本失效問(wèn)題，主要和元器件的工作應(yīng)力水平有關(guān)，因此需要選擇可靠性良好的元器件，在選擇元器件時(shí)將早期失效。密封性能不合格。穩(wěn)定性差、電參數(shù)不合格、外觀不合格的元器件剔除。在應(yīng)用元器件之前進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)進(jìn)行篩選，通過(guò)非破壞性試驗(yàn)可以明顯降低元器件可靠性的問(wèn)題，在進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)時(shí)需要讓普通電容器和電阻在室溫條件下，嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行測(cè)試。

1.4.3 設(shè)計(jì)問(wèn)題

為了有效降低設(shè)計(jì)問(wèn)題導(dǎo)致的元器件失效，因此在選擇元器件時(shí)最好選用硅半導(dǎo)體，盡量少用褚半導(dǎo)體或者避免使用褚半導(dǎo)體，；最好使用集成電路，盡可能降低分離器件的數(shù)目；盡量使用玻璃封裝或者金屬封裝、陶瓷封裝的器件，杜絕使用塑料封裝的器件；設(shè)計(jì)的原則一般是不使用電位器，但是如果無(wú)法避免，就需要對(duì)電位器最好封裝措施，對(duì)于在惡劣環(huán)境下。例如潮濕、煙霧等，在設(shè)計(jì)時(shí)不要選用率電解電容，由于鋁電解電容自身的特性，導(dǎo)致其容易在惡劣的環(huán)境中發(fā)生腐蝕，進(jìn)而影響設(shè)備的正常運(yùn)行。在航天設(shè)備中應(yīng)用的元器件因?yàn)槌３Ｊ艿娇臻g粒子的影響，容易導(dǎo)致鋁電解電容發(fā)生分解。因此在選擇時(shí)盡量不要選用率電解電容。

1.4.4 能源損耗問(wèn)題

能源損耗問(wèn)題和元器件的工作應(yīng)力沒(méi)有關(guān)系，主要和元器件的工作的時(shí)間有關(guān)，例如鋁電解容易如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，鋁電解電容的電容液就會(huì)會(huì)被破壞，相應(yīng)的電電容容量就會(huì)降低，電解液沒(méi)損失40%，電容量就會(huì)下降20%。如果點(diǎn)容易的芯子出現(xiàn)干涸，就無(wú)法在繼續(xù)運(yùn)行，因此為了避免這種情況的發(fā)生，在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)，最好注明率電解電容的更換時(shí)間，在使用達(dá)到更換時(shí)間時(shí)，強(qiáng)制對(duì)其進(jìn)行跟換。

1.5 安全設(shè)計(jì)和三防設(shè)計(jì)

安全性是開(kāi)關(guān)電源重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)，如果開(kāi)關(guān)電源不具有安全性就不可能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，還特別容易發(fā)生安全事故，從而導(dǎo)致發(fā)生無(wú)法挽回的重大損失。因此開(kāi)關(guān)電源必須要具有很高的安全性，那么在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)，需做好防止觸電燒傷的措施，對(duì)于防觸電可以將輸出端設(shè)計(jì)為空，對(duì)于防燒傷控制其暴露在外面的機(jī)殼以及散熱性等零件不要讓去其溫度超過(guò)60度。在開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，密封的要求也非常高，因此對(duì)于要求密封的器件做好相應(yīng)的密封措施了對(duì)于暴露在空氣中的結(jié)構(gòu)，不要設(shè)計(jì)凹陷的結(jié)構(gòu)，做好防潮防腐蝕措施，對(duì)于開(kāi)關(guān)的電源結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用密封或者半密封的形勢(shì)隔絕不利的因素，在組建表面涂覆準(zhǔn)用的防潮、防霉菌、防鹽霧氫氣，避免任何對(duì)開(kāi)關(guān)電源不利的因素，保證開(kāi)關(guān)電源的可靠性。

2 結(jié)束語(yǔ)

開(kāi)關(guān)電源的可靠性和開(kāi)關(guān)電源設(shè)備的性能息息相關(guān)，因此保證開(kāi)關(guān)電源的可靠性保證開(kāi)關(guān)電源的設(shè)備的正常運(yùn)行，選擇合適的元器件，合適的拓?fù)潆娐窙](méi)做好安全設(shè)計(jì)和三防設(shè)計(jì)可以有效提高開(kāi)關(guān)電源的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】LED路燈 恒流驅(qū)動(dòng)電源 可靠性容差設(shè)計(jì) 正交試驗(yàn) 均勻試驗(yàn)

電子電路內(nèi)的很多元器件的參數(shù)值在分散化加工、外界因素與老化反應(yīng)的制約性常常會(huì)出現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)值偏離的現(xiàn)象，而電子線(xiàn)路可靠性容差設(shè)計(jì)能夠?qū)ι鲜霈F(xiàn)象起到緩解作用。本文在整合前人研究成果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用了正交試驗(yàn)與均勻試驗(yàn)這兩種數(shù)學(xué)手段，旨在實(shí)現(xiàn)優(yōu)化以EDA為基準(zhǔn)的可靠性容差設(shè)計(jì)方法，確保LED控制電路輸出功率的實(shí)效性。

1 可靠性容差設(shè)計(jì)方式方法

1.1 正交試驗(yàn)的靈敏度分析

電路靈敏度實(shí)質(zhì)上就是電子電路每個(gè)電路元器件參數(shù)對(duì)其輸出特性的敏感程度。通常應(yīng)用相對(duì)靈敏度去判別因素對(duì)目標(biāo)特性造成的干擾程度，其可以用電路輸出特性的相對(duì)變化量和元器件參檔南嘍員浠量之間的比值得出來(lái)。設(shè)f=f（x1，x2，x3…xn），其中f―電路的輸出特性，xi―電路的輸入特性。如果x10，x20…xn0為n個(gè)元器件參數(shù)的中心值，可以推導(dǎo)出Sfxi（相對(duì)靈敏度）的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

在電路系統(tǒng)內(nèi)部元器件類(lèi)型多樣化的情況下，電源靈敏度分析工作也將是繁重的，所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式的輔助是優(yōu)化試驗(yàn)質(zhì)量的有效對(duì)策。正交試驗(yàn)為多因素試驗(yàn)的一種類(lèi)型，其在整體試驗(yàn)中挑選出關(guān)鍵點(diǎn)開(kāi)展試驗(yàn)，這些關(guān)鍵點(diǎn)帶有勻稱(chēng)性與整齊性特征，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。在對(duì)LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)電源可靠性容差開(kāi)展正交試驗(yàn)過(guò)程中，通常應(yīng)用極差分析法達(dá)到對(duì)其靈敏度分析這一目標(biāo)。

1.2 均勻試驗(yàn)的容差分析

在對(duì)LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)電源可靠性容差分析過(guò)程中，蒙特―卡羅分析方法具有較高的應(yīng)用率。其應(yīng)用原理可以概述為，當(dāng)電路元部件參數(shù)與某種分布形態(tài)相匹配之時(shí)，借助組成電路系統(tǒng)的一些參數(shù)抽樣值去實(shí)現(xiàn)分析電路性能參數(shù)偏差。該統(tǒng)計(jì)分析方法所取得的結(jié)果和真實(shí)值最為貼近，但是需要進(jìn)行多次試驗(yàn)。

2 基于EDA仿真技術(shù)的LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)電源可靠性容差設(shè)計(jì)模式

在EDA仿真技術(shù)的協(xié)助下，LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)電源可靠性容差設(shè)計(jì)方法的程序圖可以用圖1表示出來(lái)。

對(duì)上述程序圖進(jìn)行解析，可以將LED電子線(xiàn)路可靠性容差設(shè)計(jì)方法分解為以下兩個(gè)過(guò)程：過(guò)程Ⅰ為程序圖中的1～3，其宗旨是明確電路性質(zhì)與可靠度標(biāo)準(zhǔn)，并借助EAD軟件開(kāi)展仿真工作；過(guò)程Ⅱ?yàn)槌绦驁D中的4～8，在電子線(xiàn)路EAD模型、蒙特-卡羅分析、正交試驗(yàn)、均勻試驗(yàn)等數(shù)學(xué)方式方法的協(xié)助下，對(duì)LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)電源的容差進(jìn)行科學(xué)的分析與配置，最后獲得確切的容差設(shè)計(jì)結(jié)果。在沒(méi)有滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的容差配置方案的情況下，需要進(jìn)行9對(duì)LED電路參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與規(guī)劃。

3 探究LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

眾所周知，LED路燈工作電壓值處于較低的層次上，多數(shù)為（3.4士0.2）V，單顆LED芯片功率工作電流在0.20-1.40之間波動(dòng)，并且為單向傳導(dǎo)模式。為了確保LED路燈功率的正常輸出，需要借助驅(qū)動(dòng)電源把220V市電轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)ED正常工作的特定電壓與電流。面對(duì)市面上多種LED路燈驅(qū)動(dòng)電源，在對(duì)其選擇之時(shí)應(yīng)該對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮：

3.1 輸出恒流性?xún)?yōu)良

參照LED的電學(xué)屬性，其安裝的驅(qū)動(dòng)電源務(wù)必要確保流經(jīng)LED電路的電流始終維持恒流狀態(tài)，也就是對(duì)LED紋波電流施以管控手段，使其電流值始終小于平均電流的20%。

3.2 LED驅(qū)動(dòng)電源的功率因數(shù)（PF）應(yīng)該處于較高的檔次上

現(xiàn)階段市面上銷(xiāo)售的驅(qū)動(dòng)電源都備有功率因數(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，所以可以借助功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)去實(shí)現(xiàn)提高驅(qū)動(dòng)電源功率因數(shù)這一目標(biāo)。

3.3 LED驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)該體現(xiàn)出高效性

LED驅(qū)動(dòng)電源效率在有所保障之時(shí)，不僅僅可以強(qiáng)化LED路燈發(fā)光明亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗這一目標(biāo)達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)借助降低能耗量的途徑，達(dá)到降低LED表面溫度的目標(biāo)，這樣LED路燈的使用年限就會(huì)延長(zhǎng)。

3.4 驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)該具備抑制電磁干擾（EMD）的功能

上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可以采取將EMI濾波器安裝進(jìn)LED驅(qū)動(dòng)電源輸入端口的形式，過(guò)濾剔除掉電網(wǎng)的干擾，同時(shí)預(yù)防驅(qū)動(dòng)電源干擾電網(wǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，LED路燈驅(qū)動(dòng)電源面對(duì)的最大問(wèn)題就是使用年限過(guò)短，而導(dǎo)致這一問(wèn)題衍生出來(lái)出的主要原因在于LED路燈驅(qū)動(dòng)電源需配置電解電容。應(yīng)用多樣化數(shù)學(xué)手段可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化ED路燈恒流驅(qū)動(dòng)電源可靠性容差設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)，從而為L(zhǎng)ED路燈恒流驅(qū)動(dòng)電源的可靠性指標(biāo)的確立及模型的完善奠定基礎(chǔ)，使LED路燈的智能調(diào)光優(yōu)勢(shì)彰顯出來(lái)，為無(wú)線(xiàn)調(diào)光技術(shù)的發(fā)展鋪路墊石。

參考文獻(xiàn)

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引言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品在國(guó)防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研和民用等方面的應(yīng)用種類(lèi)越來(lái)越多，而且都離不開(kāi)電源技術(shù)和其它技術(shù)的應(yīng)用。如果在其應(yīng)用中忽略了可靠性管理，機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量也不會(huì)得到保證。可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。所以，可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的時(shí)間指標(biāo)，是產(chǎn)品性能能否在實(shí)際使用中得到充分發(fā)揮的關(guān)鍵之一。機(jī)電產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來(lái)的、生產(chǎn)出來(lái)的?？煽啃栽O(shè)計(jì)必須與機(jī)電產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。因此，設(shè)計(jì)人員必須明確可靠性設(shè)計(jì)的目的并掌握可靠性設(shè)計(jì)的方法。

下面僅對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行部分簡(jiǎn)要探討。

1 可靠性設(shè)計(jì)

1.1 可靠性設(shè)計(jì)的目的

可靠性設(shè)計(jì)的目的一般包括以下幾個(gè)方面：

——政治目的任何國(guó)家的產(chǎn)品的先進(jìn)性和可靠性對(duì)其國(guó)際貿(mào)易、國(guó)際聲譽(yù)和國(guó)際地位都有很大的影響，因此，各國(guó)政府都很重視產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題；

——經(jīng)濟(jì)目的對(duì)銷(xiāo)售而言，產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性水平是其占領(lǐng)市場(chǎng)份額和獲得信譽(yù)的關(guān)鍵性因素；對(duì)生產(chǎn)而言，生產(chǎn)設(shè)備的可靠性故障會(huì)影響生產(chǎn)，造成經(jīng)濟(jì)損失；因此，各廠家和用戶(hù)都很重視產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題；

——軍事目的軍用設(shè)備的可靠性直接關(guān)系到戰(zhàn)斗的成敗，人員的傷亡，甚至國(guó)家的安全，因此，各國(guó)都很重視軍用產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題。

1.2 可靠性設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的措施，以提高產(chǎn)品的可靠性并達(dá)到可靠性指標(biāo)的一門(mén)技術(shù)。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個(gè)方面：

——充分估計(jì)現(xiàn)有的技術(shù)水平，盡量采用成熟的、定型的、標(biāo)準(zhǔn)的原材料、元器件、電路和工藝來(lái)完成設(shè)計(jì)；

——準(zhǔn)確掌握產(chǎn)品在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用中可能遇到的環(huán)境條件，采取相應(yīng)的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，以便使產(chǎn)品增強(qiáng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力；

——應(yīng)當(dāng)充分滿(mǎn)足設(shè)計(jì)與工藝制造、調(diào)試檢測(cè)和維護(hù)使用的相互要求；

——可靠性定量活動(dòng)應(yīng)當(dāng)貫穿于產(chǎn)品研制的全過(guò)程，包括可靠性分析、預(yù)計(jì)、論證、指標(biāo)的確定和分配、設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試檢測(cè)和維護(hù)使用等；

——重視和加強(qiáng)設(shè)計(jì)階段的可靠性管理，在設(shè)計(jì)中，必須貫徹和執(zhí)行可靠性設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、產(chǎn)品可靠性要求事項(xiàng)、可靠性工作計(jì)劃和可靠性審查程序等管理措施。

1.3 可靠性與維修性指標(biāo)的論證和確定

可靠性與維修性指標(biāo)的論證應(yīng)當(dāng)特別注意以下兩個(gè)問(wèn)題：

——被論證的機(jī)電產(chǎn)品應(yīng)該具有哪些可靠性與維修性指標(biāo)用來(lái)表征產(chǎn)品可靠性的數(shù)量特征有很多，對(duì)被論證的機(jī)電產(chǎn)品應(yīng)該根據(jù)其用途選用適當(dāng)?shù)目煽啃耘c維修性指標(biāo)，例如對(duì)可修復(fù)的連續(xù)工作的機(jī)電產(chǎn)品，應(yīng)以規(guī)定時(shí)間內(nèi)的可靠度或平均無(wú)故障工作時(shí)間和平均維修時(shí)間作為主要可靠性指標(biāo)；

——決定機(jī)電產(chǎn)品可靠性與維修性指標(biāo)的高低應(yīng)當(dāng)根據(jù)使用要求、成本和研制進(jìn)度來(lái)決定機(jī)電產(chǎn)品可靠性與維修性指標(biāo)的高低，例如軍用機(jī)電產(chǎn)品的可靠性與維修性指標(biāo)過(guò)低，不僅會(huì)喪失戰(zhàn)機(jī)，而且還將處于被動(dòng)挨打狀態(tài)；而可靠性與維修性指標(biāo)過(guò)高，不僅會(huì)延長(zhǎng)研制周期，而且還將增大研制經(jīng)費(fèi)。

1.4 可靠性指標(biāo)和性能指標(biāo)的關(guān)系

可靠性指標(biāo)和性能指標(biāo)的關(guān)系應(yīng)當(dāng)特別注意以下3點(diǎn)：

——可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的時(shí)間指標(biāo)；

——如果達(dá)不到可靠性指標(biāo)的最低要求，性能指標(biāo)再好也沒(méi)有實(shí)際使用價(jià)值，反之亦然；

——性能指標(biāo)的裕量是保證可靠性指標(biāo)的必要條件。

1.5 可靠性增長(zhǎng)

任何產(chǎn)品初期的可靠性不可能達(dá)到預(yù)期的水平，都需要一個(gè)經(jīng)過(guò)不斷地采取各種糾正措施的增長(zhǎng)過(guò)程。可靠性增長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)把握以下3個(gè)主要因素：

——產(chǎn)品的信息反饋，特別應(yīng)該重視用戶(hù)的意見(jiàn)；

——產(chǎn)品可靠性故障的檢測(cè)與分析；

——采取相應(yīng)的糾正措施并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

2 元器件的選擇與使用

元器件是機(jī)電產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)之一，很多機(jī)電產(chǎn)品的失效是由于元器件的性能和質(zhì)量問(wèn)題造成的。例如，國(guó)內(nèi)某煉鋼廠用中頻爐熔煉鋼鐵，其中頻電源是利用晶閘管全橋逆變獲得的，每個(gè)橋臂上的晶閘管均并有阻容吸收電路。熔煉過(guò)程中，由于阻容吸收電路中的電容被擊穿導(dǎo)致晶閘管失去保護(hù)而被擊穿，從而造成直通故障和快速熔斷器熔斷，中頻爐斷電，正在熔煉的鋼鐵凝結(jié)在爐中，造成極大損失。由此可以看出元器件的選擇與使用的重要性。

2.1 元器件的選用原則

元器件的選用要遵循下述原則：

——根據(jù)產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)的功能要求和環(huán)境條件，選用相應(yīng)種類(lèi)、型號(hào)規(guī)格質(zhì)量等級(jí)的元器件；

——根據(jù)元器件使用時(shí)的應(yīng)力情況，確定元器件的極限值，按降額設(shè)計(jì)技術(shù)選用元器件；

——根據(jù)產(chǎn)品要求的可靠性等級(jí)，選用與其適應(yīng)的并通過(guò)國(guó)家質(zhì)量認(rèn)證合格單位生產(chǎn)的元器件；

——盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的、系列化的元器件，重要的關(guān)鍵件應(yīng)選用軍用級(jí)以上元器件；

——對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)的元器件要進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證，使用時(shí)要經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)；

——根據(jù)國(guó)家或本單位的元器件優(yōu)選手冊(cè)選用。

2.2 器件封裝結(jié)構(gòu)和質(zhì)量等級(jí)的選擇

2.2.1 器件封裝結(jié)構(gòu)的選擇

環(huán)氧樹(shù)脂塑封器件為非氣密性結(jié)構(gòu)，易受潮氣、鹽霧和其它腐蝕性氣體的侵蝕而失效。因此，對(duì)使用環(huán)境苛刻的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)選用金屬、陶瓷或低熔點(diǎn)玻璃封裝的器件。

2.2.2 質(zhì)量等級(jí)的選擇

質(zhì)量等級(jí)是指元器件裝機(jī)使用前，在制造、檢驗(yàn)和篩選過(guò)程中質(zhì)量的控制等級(jí)。我國(guó)電子元器件分為A，B，C三個(gè)質(zhì)量層次，每個(gè)質(zhì)量層次包含幾個(gè)質(zhì)量等級(jí)，每個(gè)質(zhì)量等級(jí)都有相應(yīng)的質(zhì)量系數(shù)。

質(zhì)量等級(jí)的選擇原則為：

——對(duì)可靠性要求高的產(chǎn)品，優(yōu)先選用通過(guò)生產(chǎn)線(xiàn)軍用標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證并已上QPL（質(zhì)量認(rèn)證合格產(chǎn)品目錄）表的元器件；

——關(guān)鍵件、重要件、分配可靠性高、基本失效率高的元器件應(yīng)當(dāng)選用質(zhì)量等級(jí)高的元器件；

——其它元器件可按其生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，參照國(guó)標(biāo)中質(zhì)量等級(jí)順序選用。

2.3 降額設(shè)計(jì)

2.3.1 降額設(shè)計(jì)的依據(jù)

電子元器件在使用或貯存過(guò)程中，總存在著某種比較緩慢的物理化學(xué)變化。這種變化發(fā)展到一定程度時(shí)，會(huì)使元器件的特性退化、功能喪失，即失效了。而這種變化的快慢，與溫度和施加在元器件上的應(yīng)力大小直接相關(guān)。為此，應(yīng)當(dāng)對(duì)元器件實(shí)行降額設(shè)計(jì)。

2.3.2 降額等級(jí)

對(duì)不同的元器件，應(yīng)用在不同的場(chǎng)合，實(shí)行不同的降額等級(jí)：

——Ⅰ級(jí)降額，是最大降額，應(yīng)用于最關(guān)鍵設(shè)備；

——Ⅱ級(jí)降額，是中等降額，應(yīng)用于重要設(shè)備；

——Ⅲ級(jí)降額，是最小降額，應(yīng)用于一般設(shè)備。

2.3.3 降額注意事項(xiàng)

降額注意事項(xiàng)如下：

——有些元器件的應(yīng)力是不能降額的，如電子管的燈絲電壓、繼電器線(xiàn)圈的吸合電流；

——有些元器件應(yīng)力的降額是有限度的，如薄膜電阻器的功率減到10％以下時(shí)，二極管的反向電壓減到60％以下時(shí)，失效率將不再下降；

——有些電容器的降額可能發(fā)生低電平失效，即當(dāng)電容器兩端電壓過(guò)低時(shí)呈現(xiàn)開(kāi)路失效。

2.3.4 降額系數(shù)

降額系數(shù)是依靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)和使用的環(huán)境來(lái)確定的。確定降額系數(shù)的方法如下：

——數(shù)學(xué)模型及基本失效率與溫度、降額系數(shù)之間的關(guān)系曲線(xiàn)；

——減額曲線(xiàn)給出了為保證元器件可靠工作所選擇的降額系數(shù)與溫度之間的函數(shù)關(guān)系，當(dāng)在該減額曲線(xiàn)上工作的半導(dǎo)體結(jié)溫達(dá)到其最高結(jié)溫時(shí)，其失效率仍然較高；

——應(yīng)用減額圖，即在減額曲線(xiàn)的下方，通過(guò)試驗(yàn)找到一條半導(dǎo)體結(jié)溫較低的減額曲線(xiàn)；

——各種元器件的減額因子參見(jiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3 三防設(shè)計(jì)

任何機(jī)電產(chǎn)品都是在一定的環(huán)境下工作的，而潮濕、鹽霧和霉菌會(huì)降低材料的絕緣強(qiáng)度，引起漏電，從而導(dǎo)致故障。因此，必須采取防止或減少環(huán)境條件對(duì)機(jī)電產(chǎn)品可靠性影響的各種方法，以保證機(jī)電產(chǎn)品工作中的性能。例如，國(guó)內(nèi)某廠家生產(chǎn)的UPS，由于沒(méi)有采用三防設(shè)計(jì)，在沿海和潮濕地區(qū)應(yīng)用時(shí)多次發(fā)生故障，致使該廠家的維修費(fèi)用過(guò)高，幾乎到了無(wú)利可圖的地步。由此可以看出采用三防設(shè)計(jì)的重要性。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個(gè)方面。

3.1 防潮設(shè)計(jì)

防潮設(shè)計(jì)的原則如下：

——采用吸濕性小的元器件和材料；

——采用噴涂、浸漬、灌封、憎水等處理；

——局部采用密封結(jié)構(gòu)；

——改善整機(jī)使用環(huán)境，如采用空調(diào)、安裝加熱去濕裝置。

3.2 防霉設(shè)計(jì)

防霉設(shè)計(jì)的原則如下：

——采用抗霉材料，例如無(wú)機(jī)礦物質(zhì)材料；

——采用防霉劑進(jìn)行處理；

——控制環(huán)境條件來(lái)抑制霉菌生長(zhǎng)，例如采用防潮、通風(fēng)、降溫等措施。

3.3 防鹽霧設(shè)計(jì)

防鹽霧設(shè)計(jì)的原則如下：

——采用防潮和防腐能力強(qiáng)的材料；

——采用密封結(jié)構(gòu)；

——岸上設(shè)備應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離海岸。

4 抗震設(shè)計(jì)

任何機(jī)電產(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)從廠家到用戶(hù)的裝運(yùn)過(guò)程，特別是在振動(dòng)場(chǎng)合下應(yīng)用的機(jī)電產(chǎn)品，必須采取防止或減少振動(dòng)環(huán)境條件對(duì)機(jī)電產(chǎn)品可靠性影響的各種方法，以保證機(jī)電產(chǎn)品工作中的性能。例如，國(guó)內(nèi)某個(gè)著名研究所在上世紀(jì)60年代購(gòu)入一臺(tái)幾十萬(wàn)元的真空熔爐設(shè)備，在廠家驗(yàn)收合格后運(yùn)往北京。然而經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，其高壓電源均調(diào)不到額定值，只好丟棄在庫(kù)房中。后來(lái)被另一個(gè)研究所以廢品的價(jià)格買(mǎi)走，打開(kāi)高壓電源的油箱后發(fā)現(xiàn)高壓變壓器的初級(jí)繞組三相進(jìn)線(xiàn)中有一根斷裂。這很可能是該產(chǎn)品從廠家到北京的裝運(yùn)過(guò)程中發(fā)生的。由于沖擊和振動(dòng)會(huì)引起材料的機(jī)械強(qiáng)度降低，甚至?xí)l(fā)生材料斷裂，從而導(dǎo)致故障。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個(gè)方面：

——印制板上各元器件引腳線(xiàn)長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)盡量短，以增加抗振動(dòng)能力；

——印制板應(yīng)當(dāng)豎放并進(jìn)行加固；

——較重的器件應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加固；

——懸空的引線(xiàn)不宜拉的過(guò)緊，以防振動(dòng)時(shí)斷裂；

——運(yùn)輸機(jī)電產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防震措施；

——振動(dòng)場(chǎng)合應(yīng)用的機(jī)電產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用防震措施。

5 電磁兼容性設(shè)計(jì)

電磁兼容性是指電子設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作的能力。電磁干擾是對(duì)電子設(shè)備工作性能有害的電磁變化現(xiàn)象。電磁干擾不僅影響電子設(shè)備的正常工作，甚至造成電子設(shè)備中的某些元器件損害。因此，對(duì)電子設(shè)備的電磁兼容技術(shù)要給予充分的重視。既要注意電子設(shè)備不受周?chē)姶鸥蓴_而能正常工作，又要注意電子設(shè)備本身不對(duì)周?chē)渌O(shè)備產(chǎn)生電磁騷擾，影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。

例如，國(guó)內(nèi)某廠家生產(chǎn)的二氧化碳激光器刻標(biāo)機(jī)，由于對(duì)電磁兼容性設(shè)計(jì)重視不夠，每當(dāng)二氧化碳激光器刻標(biāo)機(jī)運(yùn)行時(shí)，其周?chē)挠?jì)算機(jī)等電子設(shè)備便無(wú)法工作。這主要是因?yàn)槎趸技す馄骺虡?biāo)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的空間電磁輻射干擾所致。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個(gè)方面。

5.1 電磁兼容性控制計(jì)劃

電磁兼容性控制計(jì)劃主要包括以下各項(xiàng)：

——落實(shí)電磁兼容性管理機(jī)構(gòu)的職責(zé)、權(quán)限和實(shí)施計(jì)劃；

——電磁兼容性的預(yù)測(cè)和分析；

——制定項(xiàng)目的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)；

——進(jìn)行項(xiàng)目的頻譜管理；

——制定電源、結(jié)構(gòu)、工藝、布局等電磁兼容性的要求；

——擬制電磁兼容性試驗(yàn)大綱。

5.2 電磁兼容性設(shè)計(jì)指標(biāo)

電磁兼容性設(shè)計(jì)指標(biāo)可以參照相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 電磁兼容性設(shè)計(jì)方法

電磁兼容性設(shè)計(jì)方法主要包括以下各項(xiàng)。

5.3.1 抑制騷擾源

抑制騷擾源的主要方法如下：

——限制騷擾源的電壓、電流變化率；

——限制騷擾源的電壓、電流幅?；

——限制騷擾源的頻率；

——直流電源的去耦；

——交流電源變壓器的電磁屏蔽；

——對(duì)感性負(fù)載的騷擾源采取相應(yīng)措施；

——采用獨(dú)立電源。

5.3.2 切斷干擾的耦合通道

切斷干擾的耦合通道的主要方法如下：

——完整的電磁屏蔽以切斷空間干擾的耦合通道；

——合適頻譜的濾波以切斷線(xiàn)路傳導(dǎo)干擾的耦合通道；

——適當(dāng)?shù)慕拥匾越档偷鼐€(xiàn)干擾的耦合通道；

篇4

關(guān)鍵詞： PLC控制系統(tǒng); 可靠性設(shè)計(jì); 冗余設(shè)計(jì); 方案；

前言

可靠性是系統(tǒng)和產(chǎn)品的主要屬性之一，是考慮到時(shí)間因素的產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)于提高系統(tǒng)的有效性、降低壽命期費(fèi)用和防止產(chǎn)品發(fā)生故障具有重要意義。影響系統(tǒng)可靠性的因素很多，因此，提高其可靠性的途徑也很多。本文在此將從影響 PLC控制系統(tǒng)的外部因素和內(nèi)部因素二方面進(jìn)行探討，給出相應(yīng)的可靠性設(shè)計(jì)方案和重要的冗余設(shè)計(jì)技術(shù)。只要在實(shí)際工作中，善于觀察，善于總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，就可以充分考慮到對(duì)PLC.的各種不利因素，在實(shí)際應(yīng)用中采取適當(dāng)措施;使控制系統(tǒng)可靠、安全地運(yùn)行。

一、 PLC 的可靠性設(shè)計(jì)分析研究

外部原因主要包括溫度、濕度、電源、空氣、振動(dòng)和沖擊等因素。根據(jù)其各自特點(diǎn)，采取相對(duì)應(yīng)的調(diào)整即能較好避免故障的發(fā)生。

1、溫度： PLC 的工作環(huán)境溫度為 0~ 55℃ ，且不可急劇變化。由于溫度的變化將直接影響 PLC元器件的可靠性和壽命，所以必須采取措施取制溫度的上下限。當(dāng)溫度超過(guò) 55℃ 時(shí),可通過(guò)將系統(tǒng)安裝于通風(fēng)好、有空調(diào)的控制室內(nèi)，在柜中設(shè)置風(fēng)扇、冷風(fēng)機(jī)等措施。當(dāng)溫度低于 0℃ 時(shí)，可通過(guò)在柜中設(shè)置加熱器，不切斷控制電源等來(lái)改善。

2、濕度： PLC 工作相對(duì)濕度為 30% ~ 85% ，濕度過(guò)大或過(guò)小可導(dǎo)致 PLC內(nèi)部元件性能惡化、短路和靜電感應(yīng)損壞等不良后果?？刹捎靡韵聦?duì)策： 盤(pán)柜設(shè)計(jì)成封閉型，電路板覆蓋保護(hù)層，盡量避免人體接觸感應(yīng)等。

3、電源： 多數(shù)外界干擾都是通過(guò)電源線(xiàn)進(jìn)入 PLC的，所以電源的設(shè)計(jì)尤為重要。可以將動(dòng)力部分、控制部分、PLC和 I/O電源分別配線(xiàn)，并將 PLC的電源用帶屏蔽層的隔離變壓器隔離。

4、空氣： PLC不可安裝在有塵埃、導(dǎo)電粉末、有害氣體、水分、有機(jī)溶劑、強(qiáng)堿性溶液的環(huán)境中，應(yīng)將盤(pán)柜設(shè)置成密閉結(jié)構(gòu)，以防止對(duì)系統(tǒng)可靠運(yùn)行有影響的不清潔空氣進(jìn)入。

5、振動(dòng)和沖擊： PLC 不能經(jīng)受較大的震動(dòng)和沖擊,所以應(yīng)該將 PLC設(shè)置在遠(yuǎn)離振源的場(chǎng)所，并安裝防振橡皮等。

二、 PLC 的冗余設(shè)計(jì)技術(shù)分析研究

內(nèi)部原因包括系統(tǒng)的偶然性故障和長(zhǎng)時(shí)間使用后的性能老化，以及經(jīng)過(guò)可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)仍未能發(fā)現(xiàn)的軟件和硬件缺陷等引起的故障。冗余設(shè)計(jì)技術(shù)主要針對(duì)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的永久性、瞬間性和間歇性故障進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。冗余技術(shù)即采用備用的硬件或軟件參與系統(tǒng)的運(yùn)行或處于準(zhǔn)備狀態(tài)，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，能自動(dòng)切換,保持系統(tǒng)不間斷地正常工作。

1、軟件冗余： 采用程序復(fù)執(zhí)的方式，能有效地預(yù)防和處理瞬時(shí)故障。所謂復(fù)執(zhí)，是指在系統(tǒng)出現(xiàn)瞬時(shí)故障時(shí)，重復(fù)執(zhí)行故障的那一部分程序，這樣系統(tǒng)不必停機(jī)，往往可以自動(dòng)回復(fù)到原來(lái)正確的動(dòng)作，這實(shí)際上是一種時(shí)間冗余方式。

2、硬件冗余： 在沒(méi)有冗余的 PLC 系統(tǒng)中，一旦發(fā)生故障，就會(huì)引起整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生故障而不能正常工作。因此，沒(méi)有冗余的 PLC系統(tǒng)可靠性最低。重要的生產(chǎn)系統(tǒng)必須有冗余，即在 PLC系統(tǒng)中并聯(lián)若干 PLC系統(tǒng)，以便當(dāng)其中一個(gè) PLC系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)能正常工作。硬件冗余有多種方式，常用的有：

①并聯(lián)冗余： 只有當(dāng)組成系統(tǒng)的所有單元都失效后，整個(gè)系統(tǒng)才會(huì)失效，這種系統(tǒng)稱(chēng)為并聯(lián)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)只要有一個(gè)單元不失效，整個(gè)系統(tǒng)就不會(huì)失效，所以是一種工作冗余。

②表決冗余： 如果組成系統(tǒng)的 n 個(gè)單元中，只要有個(gè) k單元不失效，系統(tǒng)就不會(huì)失效，這種系統(tǒng)稱(chēng) k /n表決系統(tǒng)。

③旁聯(lián)冗余： 這種系統(tǒng)由 n 個(gè)單元組成，其中只有一個(gè)單元在工作，其余 n-1個(gè)處于等待狀態(tài)，當(dāng)工作元件失效時(shí)，通過(guò)失效檢測(cè)裝置及轉(zhuǎn)換裝置，使另一單元開(kāi)始工作，單元逐個(gè)頂替工作，直到全部單元失效為止，因此是一種后備冗余。因此，從上面的分析可以得出，這種冗余設(shè)計(jì)是大幅度提高 PLC可靠性的有效措施。而且它在工業(yè)控制的實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)證明并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)是可行的、有效的。

三、改進(jìn)的冗余設(shè)計(jì)方案分析研究

上述冗余設(shè)計(jì)是將系統(tǒng)的輸入輸出分別連接多臺(tái)內(nèi)容完全相同的 PLC，當(dāng)一臺(tái) PLC出現(xiàn)故障時(shí)，可切換到另一臺(tái) PLC繼續(xù)工作，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性。但是由于冗余設(shè)備長(zhǎng)期處于空閑狀態(tài)，使得控制系統(tǒng)的成本大幅度地增加，因此其應(yīng)用必然受到一定程度的限制。下面介紹一種新的冗余設(shè)計(jì)方法： 雙重并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)。如：PLC1 和 PLC2同時(shí)并聯(lián)工作，當(dāng)錯(cuò)誤檢測(cè)器發(fā)現(xiàn)某一臺(tái)輸出不正常時(shí)，通過(guò)診斷邏輯起動(dòng)停止開(kāi)關(guān)，截?cái)喑鲥e(cuò) PLC的輸出，并由另一臺(tái) PLC接替出錯(cuò) PLC的工作。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在并聯(lián)通道的后部交叉設(shè)置了與門(mén)和或門(mén)，當(dāng)兩路都正常工作時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái) PLC無(wú)空閑雙重工作; 當(dāng)有一路發(fā)生故障時(shí)，另一路通過(guò)與門(mén)和或門(mén)同時(shí)支持兩路的輸出。這一設(shè)計(jì)完全解決了并聯(lián)冗余系統(tǒng)必須有一路或多路空閑的缺點(diǎn)，不僅提高了系統(tǒng)的可靠性，而且節(jié)約了系統(tǒng)的成本。

四、 PLC控制系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)分析研究

盡管PLC的運(yùn)行是安全、可靠的，作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定可靠仍然是不可忽視的問(wèn)題.系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)要充分利用PLC的特點(diǎn)，使PLC的運(yùn)行能真正達(dá)到安全、可靠。一是，硬件保護(hù)。主要包括：聯(lián)鎖保護(hù)、限位保護(hù)和急停保護(hù)等。二是，軟件保護(hù)。主要包括：聯(lián)鎖保護(hù)、限位保護(hù)、限時(shí)保護(hù)和自檢保護(hù)等。PLC是利用存儲(chǔ)程序進(jìn)行控制，用存儲(chǔ)的程序進(jìn)行安裝保護(hù)，也可以使其只執(zhí)行正確的操作，而拒絕錯(cuò)誤的命令。軟件保護(hù)主要利用自檢信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，清除故障;也可針對(duì)工程的特點(diǎn)，自編診斷程序而排除故障，以確保PLC可靠、穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

五、 PLC控制系統(tǒng)可靠性的管理分析研究

1、人的管理。隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化的科學(xué)含量不斷的提高。這將對(duì)工作人員的素質(zhì)提出更高的要求。工作人員不但要熟悉設(shè)備情況、檢修、規(guī)劃和設(shè)計(jì)等;而且還要懂得計(jì)算機(jī)以及具有一定技術(shù)水平。因此，必須從人員的培訓(xùn)力度、培訓(xùn)方式和培訓(xùn)內(nèi)容等著手。不斷提高工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和思想素質(zhì)，才能勝任其工作崗位。

2、維護(hù)管理

PLC控制系統(tǒng)的可靠性，其主要因素還是要做好后期的維護(hù)管理工作，維護(hù)設(shè)備主要部位：供電電源，外部環(huán)境、安裝狀態(tài)、電源(Ps)、中央處理單元(CPU)、信號(hào)模板(SM)及壽命元件輸人、輸出中間繼電器等設(shè)備等。

六、結(jié)束語(yǔ)

PLC是專(zhuān)為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)控制設(shè)備，具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，一般不需要采取特殊的措施，PLC就可直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境中。但工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)條件多很惡劣，干擾強(qiáng)，同時(shí)還需考慮PLC自身的故障，因此必須注意諸多因素，以保證 PLC系統(tǒng)長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行。以上就是個(gè)人的一些見(jiàn)解，供同行參考。

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篇5

1可靠性設(shè)計(jì)管理目標(biāo)

在論述可靠性設(shè)計(jì)管理之前，需要明確可靠性設(shè)計(jì)管理的目標(biāo)是什么。根據(jù)筆者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)有三條研發(fā)平行線(xiàn)，也可以說(shuō)三個(gè)研發(fā)層次：功能與性能設(shè)計(jì)、可制造性設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)，如圖二所示。功能和性能設(shè)計(jì)是指通過(guò)軟件和硬件手段設(shè)計(jì)出“達(dá)到”用戶(hù)要求的產(chǎn)品，功能和性能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是用戶(hù)需求。可制造性設(shè)計(jì)是指為了滿(mǎn)足用戶(hù)批量使用要求而進(jìn)行的物料、供應(yīng)商、工藝（設(shè)計(jì)、生產(chǎn)）、工裝測(cè)試等方面的設(shè)計(jì)工作，是使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品從制造角度“持續(xù)達(dá)到”用戶(hù)要求?？煽啃栽O(shè)計(jì)是指通過(guò)各種手段和管理，使產(chǎn)品全生命周期的功能和性能“超越”用戶(hù)要求。這三個(gè)層次是一個(gè)漸進(jìn)層次，其頂點(diǎn)就是可靠性設(shè)計(jì)層次，同時(shí)這三個(gè)層次在具體實(shí)施的時(shí)候是平行的，要真正設(shè)計(jì)出超越用戶(hù)要求的產(chǎn)品，在進(jìn)行功能、性能設(shè)計(jì)的同時(shí)需要進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)[5]。

2可靠性設(shè)計(jì)管理分析

從圖一可以看出，可靠性設(shè)計(jì)管理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)管理，不但包含對(duì)人力資源的管理，還包括工具、方法、供應(yīng)商等各個(gè)方面。下面將從人、工具、物料等幾個(gè)方面簡(jiǎn)單分析。

2.1人從人的角度來(lái)講，要締造高可靠性的電子產(chǎn)品，需要在人力資源管理上做文章，使設(shè)計(jì)人員能夠達(dá)到可靠性設(shè)計(jì)的技術(shù)水平和可靠性設(shè)計(jì)的意識(shí)。提升設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平使之達(dá)到可靠性設(shè)計(jì)要求的技術(shù)水準(zhǔn)，以硬件工程師為例，硬件工程師必須成為硬件設(shè)計(jì)師、器件工程師、工藝工程師、測(cè)試工程師，做到4類(lèi)設(shè)計(jì)師才是合格的硬件工程師。硬件工程師素質(zhì)簡(jiǎn)化模型如圖三所示。一個(gè)僅僅能夠進(jìn)行原理設(shè)計(jì)和PCB制圖的工程師不是硬件工程師，他還需具有器件、工藝和測(cè)試的知識(shí)，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用這些知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)可靠、性能可靠、器件可靠、可制造性高的電子產(chǎn)品。在提高設(shè)計(jì)人員的可靠性設(shè)計(jì)意識(shí)方面，我們要求研發(fā)人員對(duì)產(chǎn)品全生命周期負(fù)責(zé)，任何質(zhì)量問(wèn)題都源于設(shè)計(jì)，采用產(chǎn)品質(zhì)量追溯問(wèn)責(zé)制，充分讓設(shè)計(jì)人員意識(shí)到設(shè)計(jì)高可靠性產(chǎn)品是對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)負(fù)責(zé)、對(duì)用戶(hù)負(fù)責(zé)、對(duì)自己負(fù)責(zé)，從而使可靠性設(shè)計(jì)成為設(shè)計(jì)人員的自主自覺(jué)行為。

2.2料從料的角度講，要締造高可靠性的電子產(chǎn)品，就是在物料可靠性、物料體系的穩(wěn)定性、供應(yīng)商管理的角度去規(guī)范管理，使物料設(shè)計(jì)、物料體系達(dá)到可靠性設(shè)計(jì)的要求。從器件選型角度來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)師首先列出可靠性指標(biāo)并根據(jù)需求和指標(biāo)完成初步選型，將初步選型的器件按照關(guān)鍵器件、非關(guān)鍵器件、弱質(zhì)量器件進(jìn)行分類(lèi)篩選。關(guān)鍵器件需要進(jìn)行相關(guān)的局部電路測(cè)試，重點(diǎn)考核其性能與功能是否達(dá)到可靠性指標(biāo)。弱質(zhì)量器件需要進(jìn)行重點(diǎn)故障規(guī)避，防止使用過(guò)程的質(zhì)量問(wèn)題。從供應(yīng)商管理角度來(lái)說(shuō)，一定不要將樣機(jī)階段的供應(yīng)商物料與批量階段的供應(yīng)商物料對(duì)等處理，因?yàn)檫@是不同的兩個(gè)過(guò)程。我們要約束供應(yīng)商提供可靠品牌、可靠渠道、可靠產(chǎn)地、性能一致性高的物料，同時(shí)與供應(yīng)商共同加強(qiáng)管理，達(dá)到可靠性上的“雙贏”。

2.3機(jī)這里所謂的“機(jī)”，在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)上可以引申為工具，好的設(shè)計(jì)工具在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可以起到事半功倍的作用，但是工具也不是完全被依賴(lài)的，只有合理利用適當(dāng)?shù)墓ぞ卟拍軌驅(qū)υO(shè)計(jì)提升有幫助。目前，電子電路設(shè)計(jì)軟件如Candence/Alegro、Protel99se的升級(jí)版Altium.Designer等EDA軟件均具有各類(lèi)仿真和信號(hào)完整性測(cè)試、工藝圖測(cè)試等功能。利用這些工具我們就可以在原理圖設(shè)計(jì)時(shí)完成功能性信號(hào)仿真和測(cè)試，從而提前選定關(guān)鍵電路模塊的參數(shù)。圖四顯示的是某原理圖中Ram存儲(chǔ)器啟動(dòng)時(shí)的信號(hào)仿真。利用PCB后期的信號(hào)完整性測(cè)試，可以在實(shí)際板件未制作前完成與PCB工藝和各種器件參數(shù)匹配的信號(hào)完整性測(cè)試，而在以往這些測(cè)試是需要經(jīng)過(guò)幾次制板調(diào)試才能夠完成的。圖五顯示的是某PCB板件測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)完整性分析。各類(lèi)有限元分析軟件和專(zhuān)用軟件如FLOTHERM等可以幫助我們的電子產(chǎn)品造型工程師和PCB工程師在設(shè)計(jì)時(shí)準(zhǔn)確把握產(chǎn)品的空間熱設(shè)計(jì)。圖六顯示的是某電子設(shè)備板件熱特性分析。

2.4法從法的角度，包含設(shè)計(jì)過(guò)程中的設(shè)計(jì)方法、測(cè)試分析方法，當(dāng)然也包括本文我們所研討的設(shè)計(jì)管理方法。以測(cè)試分析方法為例，目前智能院測(cè)試體系已經(jīng)基本健全，正在不斷豐富和完善測(cè)試系統(tǒng)，智能院每一種產(chǎn)品和板件都經(jīng)過(guò)包括靜電、脈沖群、雷擊浪涌、高低溫、震動(dòng)、電源抗反接、異常狀態(tài)模擬測(cè)試、功能極限測(cè)試等各類(lèi)嚴(yán)格的歸零測(cè)試。這些測(cè)試保證了產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量。但是這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，下一步我們將針對(duì)工程機(jī)械應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行研究，形成各種主機(jī)環(huán)境、各種應(yīng)用環(huán)境下的針對(duì)性測(cè)試模型，將我們的每個(gè)產(chǎn)品放在這些模型中進(jìn)行可靠性測(cè)試，從而真正達(dá)到并超越客戶(hù)要求的高性能、高可靠性產(chǎn)品。從設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品關(guān)鍵模塊測(cè)試與設(shè)計(jì)過(guò)程同步、關(guān)鍵電路理論模型數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)比對(duì)、信號(hào)完整性分析、軟件可用性評(píng)估等已經(jīng)在智能院各類(lèi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中得到應(yīng)用。以后我們還會(huì)將這些在產(chǎn)品的全生命周期，從設(shè)計(jì)、用戶(hù)反饋、售后質(zhì)量、故障品維修中發(fā)現(xiàn)和解決的問(wèn)題，形成故障樹(shù)，使產(chǎn)品生命線(xiàn)可追溯，并保持產(chǎn)品間的借鑒性。從設(shè)計(jì)管理方法上講，我們雖然形成了一定的可靠性設(shè)計(jì)的思路，但是尚缺乏系統(tǒng)性和完整性，下一步我們將在可靠性設(shè)計(jì)上逐步形成一整套可行可靠的方法論，并通過(guò)可靠性設(shè)計(jì)管理加以固化和約束。

3結(jié)束語(yǔ)

篇6

[關(guān)鍵詞]石油測(cè)井儀器；可靠性；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：E933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2013）36-0357-01

石油測(cè)試儀器的可靠性具有與一般的電子設(shè)備可靠性不同的要求。因此，可靠性試驗(yàn)要針對(duì)不同的產(chǎn)品分別對(duì)待，結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程中的各種條件作相應(yīng)的調(diào)整和改進(jìn)。如果能考慮模擬試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)相結(jié)合，結(jié)果一定會(huì)更加合理。關(guān)于提高石油測(cè)試儀器可靠性的技術(shù)還有很多，我們要有選擇的運(yùn)用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)石油測(cè)試儀器可靠性的不斷關(guān)注，可靠性研究在石油測(cè)試儀器中一定會(huì)有更大的發(fā)展。

1 石油測(cè)井儀器可靠性設(shè)計(jì)方法

根據(jù)石油測(cè)井儀器的結(jié)構(gòu)特性與使用環(huán)境，對(duì)其的可靠性設(shè)計(jì)要把重點(diǎn)放在機(jī)械設(shè)計(jì)與電氣設(shè)計(jì)上，同時(shí)應(yīng)側(cè)重對(duì)可靠性保障技術(shù)的探究及應(yīng)用研究。其中，對(duì)于機(jī)械可靠性的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)要集中于容易出現(xiàn)共振的電子儀器骨架、容易破碎的探測(cè)器等一些部件；而電氣可靠性的設(shè)計(jì)，則主要是進(jìn)行石油測(cè)井儀器常見(jiàn)電子元器件失效規(guī)律的研究，以最終尋求到可行的可靠性保障措施。

1.1 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)

石油測(cè)井設(shè)備不管在研制與生產(chǎn)的時(shí)候，還是在利用、運(yùn)輸或維修的時(shí)候，一般都會(huì)經(jīng)受許多種類(lèi)的機(jī)械作用，發(fā)動(dòng)機(jī)及其他振動(dòng)源造成的振動(dòng)作用就是如此，爆炸、碰撞及顛簸導(dǎo)致的沖擊作用也是如此。于是，石油測(cè)井儀器常處于受振狀況。在儀器設(shè)備經(jīng)受沖擊、振動(dòng)的情況下，其電子元器件、機(jī)械結(jié)構(gòu)就會(huì)經(jīng)受損傷，可能損壞，所以以下這個(gè)技術(shù)問(wèn)題就顯得相當(dāng)重要并應(yīng)及時(shí)解決：處于不等的機(jī)械振動(dòng)及不同的沖擊環(huán)境內(nèi)，要確保儀器設(shè)備能可靠地運(yùn)行。防振設(shè)計(jì)主要需防正弦振動(dòng)及沖擊：正弦振動(dòng)即基于頻域?qū)φ駝?dòng)問(wèn)題進(jìn)行研究，沖擊即基于時(shí)域?qū)φ駝?dòng)問(wèn)題進(jìn)行研究。防止整機(jī)或元器件所具備的固有頻率和外界機(jī)械振動(dòng)出現(xiàn)共振是最為重要的?，F(xiàn)針對(duì)石油測(cè)井儀器結(jié)構(gòu)特性，進(jìn)行如下機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)：

（1）電子儀器骨架的抗振設(shè)計(jì)分析。當(dāng)電子儀器骨架存在的固有頻率等同于外界振動(dòng)激勵(lì)具有的頻率時(shí)，共振就會(huì)出現(xiàn)，從而使儀器整機(jī)與元器件受到極其嚴(yán)重的破壞。所以，電子儀器骨架抗振設(shè)計(jì)的重要思想是，將其自身的固有頻率轉(zhuǎn)移到工作環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)的頻段以外，使共振得以避免。據(jù)相關(guān)資料分析統(tǒng)計(jì)，對(duì)于車(chē)輛，其振動(dòng)加速度最高可達(dá)5.6g，振動(dòng)頻率在2～150Hz之間，即外界的激振頻段處于0～150Hz之間。按照以上思想，進(jìn)行電子儀器骨架自身固有頻率的計(jì)算，并使用設(shè)計(jì)方法使其高于200Hz，此時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)二者共振現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)抗振的設(shè)計(jì)目的。

（2）探測(cè)器防沖擊、抗振設(shè)計(jì)分析。在放射性測(cè)井儀器中，探測(cè)器是最弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，光電倍增管及晶體均為玻璃器件，容易破碎。因此，在放射性測(cè)井儀器的機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)中，探測(cè)器的防沖擊及抗振設(shè)計(jì)是十分重要的。在實(shí)際工程中，通常使用減振器來(lái)隔離沖擊與振動(dòng)影響，并加強(qiáng)儀器設(shè)備所具有的剛度和強(qiáng)度，從而提高其抗沖擊與振動(dòng)的能力。一般應(yīng)選擇剛度、阻尼比較大的減振器。

1.2 電氣可靠性設(shè)計(jì)

進(jìn)行電氣可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是扎實(shí)掌握儀器電子元器件具有的失效規(guī)律。按照可靠性理論，元器件選擇及篩選、噪聲抑制及熱設(shè)計(jì)屬于可靠性保障技術(shù)。（1）元器件選擇及篩選。和特定用途及產(chǎn)品應(yīng)有的等級(jí)相比，如果選擇的元器件具有很高的溫度及質(zhì)量等級(jí)，則一定會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)；如果選擇的元器件等級(jí)很低，就不能達(dá)到產(chǎn)品可靠性其他設(shè)計(jì)要求。所以，應(yīng)遵循降額運(yùn)用的原則準(zhǔn)確選擇及篩選元器件。（2）噪聲抑制。運(yùn)用遙傳信號(hào)總線(xiàn)之類(lèi)的雙絞屏蔽線(xiàn)，能使電磁干擾得到合理屏蔽，從而保證數(shù)據(jù)的可靠準(zhǔn)確傳送。同時(shí)，優(yōu)化印刷板引線(xiàn)布局，能使電源帶來(lái)的干擾得到抑制。（3）熱設(shè)計(jì)。為使儀器的穩(wěn)定工作時(shí)間加長(zhǎng)，應(yīng)合理設(shè)計(jì)吸熱與隔熱結(jié)構(gòu)，確保儀器的保溫性能；為防止元器件發(fā)生局部過(guò)熱導(dǎo)致?lián)p壞，針對(duì)大功率器件，應(yīng)實(shí)施一定的散熱設(shè)計(jì)，即可以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)安裝辦法，也可安裝散熱片；還應(yīng)盡最大可能簡(jiǎn)化電子線(xiàn)路，特別是耗電量大的電路；應(yīng)盡可能使用具有低功耗、耐高溫特性的CMOS器件。（4）變壓器的三防設(shè)計(jì)。石油測(cè)井儀器中會(huì)存在許多型號(hào)的變壓器，而各種測(cè)井儀器的問(wèn)題就常常在此發(fā)生。設(shè)計(jì)時(shí)，筆者建議采用三防設(shè)計(jì)：在變壓器安裝結(jié)構(gòu)和鐵芯間進(jìn)行端封或灌封處理，變壓器線(xiàn)包一起進(jìn)行浸高溫絕緣漆處理，這樣，鐵芯、安裝結(jié)構(gòu)及線(xiàn)包就成為一個(gè)整體，從而提高了變壓器的可靠性。

2 提高石油測(cè)試儀器的可靠性

石油測(cè)試儀器的結(jié)構(gòu)，分為電氣和機(jī)械兩個(gè)部分?？紤]分別提高可靠性。

2.1 提高電氣部分可靠性

提高電氣部分電子產(chǎn)品的可靠性，目前在國(guó)際上廣泛認(rèn)同并行之有效的方法―――HALT/HASS（Highly Accelerated LifeTest，高加速壽命試驗(yàn)/Highly Accelerated Stress Screen，高加速應(yīng)力篩選），是一種快速、經(jīng)濟(jì)、有效的提高電子產(chǎn)品可靠性的新方法。其最基本的宗旨就是把產(chǎn)品所有的缺陷用一切辦法暴露在實(shí)驗(yàn)室階段，在出廠之前使產(chǎn)品做的盡可能的完美，保證生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品故障率降到最低，保證送到用戶(hù)手中的產(chǎn)品具有高可靠性。而且這種理念已完全成為了一些知名公司的一種企業(yè)文化，變成了一種完全自覺(jué)的行為，形成了視產(chǎn)品質(zhì)為

企業(yè)生命的基本意識(shí)。一旦采取了糾正措施，并將余量擴(kuò)大到了產(chǎn)品技術(shù)要求的基本極限，則該產(chǎn)品的工作極限和破壞極限就可用于HASS。借助HASS，可以快速找出產(chǎn)品中的工藝缺陷或新的薄弱環(huán)節(jié)，而不會(huì)顯著地消耗產(chǎn)品壽命。HASS有助于確保通過(guò)HALT獲得的可靠性改進(jìn)在未來(lái)的生產(chǎn)中保持下來(lái)。

2.2 提高機(jī)械部分可靠性

提高機(jī)械部分可靠性，主要是減小各種機(jī)械環(huán)境中引入的振動(dòng)應(yīng)力，建議考慮和注意安裝過(guò)程。安裝時(shí)注意：較重的元器件，必須采用固定措施，盡量靠近支架安裝，并盡量要安裝在較低的部位；對(duì)活動(dòng)裝置，如接插件、組合件、門(mén)等應(yīng)有可靠的緊固裝置；設(shè)備中的導(dǎo)線(xiàn)、電纜不得用硬線(xiàn)，不應(yīng)有傷痕，不宜太短，線(xiàn)扎應(yīng)分段固定；對(duì)陶瓷等較脆元件，應(yīng)有減振裝置，與金屬件連接時(shí)，要墊上橡皮、塑膠、毛氈等襯墊材料；電纜或?qū)Ь€(xiàn)均應(yīng)留足夠的寬松度；繼電器類(lèi)元件的安裝，應(yīng)使觸點(diǎn)的動(dòng)作方向，盡量不要與振動(dòng)方向一致。如有必要，可安裝兩個(gè)相互垂直的繼電器并聯(lián)使用，以防止縱向、橫向振動(dòng)效應(yīng)等。

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篇7

[關(guān)鍵詞] 電路系統(tǒng) 可靠性 降額設(shè)計(jì)

[Abstract] With the rapid development of science and technology, the requirements of product reliability is Proposed higher and higher. The circuit system is the most important component of electrical products, its reliability design is important. For circuit system, the measures of reliability design are described, with simplified circuit design, component derating using, PCB board design , software design.

[Key words] Circuit system Reliability Design of Reducing Rating

0.引言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的可靠性提出越來(lái)越高的要求。所謂可靠性是指“產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和給定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力”。[1]它不但直接反映系統(tǒng)各組成部件的質(zhì)量，而且還影響到整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量性能的優(yōu)劣。電路系統(tǒng)是電器產(chǎn)品的最重要組成部分，容易受到熱、濕度、振動(dòng)、電磁波等干擾的影響，其自身的組成元件也存在老化、失效等問(wèn)題，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的正常運(yùn)行。因此，電路系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)尤為重要。如何來(lái)提高電路系統(tǒng)的可靠性，本文通過(guò)簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，元器件降額使用，PCB板設(shè)計(jì)的可靠性措施、軟件可靠性措施等方面來(lái)闡述。

1.簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)

在保證系統(tǒng)性能要求的前提下，盡可能使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，具體的措施有：

①盡量用軟件代替硬件功能，盡可能減少系統(tǒng)元件的數(shù)量及其相互間的聯(lián)接。例如采用集成了A/D，PWM，F(xiàn)lash和SRAM等必要功能的MCU芯片；

②盡量采用簡(jiǎn)單電路代替復(fù)雜電路，用集成電路代替分立元件電路；

③盡可能采用經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的可靠性有保證的元器件以及功能電路；

④盡可能采用模塊化設(shè)計(jì)，其中包括硬件模塊化設(shè)計(jì)和軟件的模塊化設(shè)計(jì)。

2.元器件降額使用

降額設(shè)計(jì)，主要是指構(gòu)成儀器的元器件工作時(shí)所承受的工作應(yīng)力(電應(yīng)力和溫度應(yīng)力)適當(dāng)?shù)陀谠骷?guī)定的額定值，以達(dá)到延緩其參數(shù)退化，增加工作壽命、降低基本故障率，提高使用可靠性的目的。

通常元器件有一個(gè)最佳降額范圍。在此范圍內(nèi)，元器件工作應(yīng)力的降低對(duì)其失效率的下降有顯著的改善，電路的設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)，且不必在設(shè)備的重量、體積、成本方面付出大的代價(jià)。但過(guò)度的降額會(huì)使元器件的正常特性發(fā)生變化，甚至有可能找不到滿(mǎn)足設(shè)備或電路功能要求的元器件；過(guò)度的降額還可能引入元器件新的失效機(jī)理，或?qū)е略骷?shù)量不必要的增加，結(jié)果反而會(huì)使設(shè)備的可靠性下降。根據(jù)產(chǎn)品的不同用途及其重要性，一般降額設(shè)計(jì)分為三個(gè)等級(jí)。

a.Ⅰ級(jí)降額

Ⅰ級(jí)降額是最大的降額，對(duì)元器件使用可靠性的改善最大。超過(guò)它的更大降額，通常對(duì)元器件可靠性的提高有限，且可能使設(shè)備設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)。適用于下述情況：設(shè)備的失效將導(dǎo)致人員傷亡或裝備與保障設(shè)施的嚴(yán)重破壞；無(wú)法或不宜維修；系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的尺寸、重量有苛刻的限制。

b.Ⅱ級(jí)降額

Ⅱ級(jí)降額是中等降額，對(duì)元器件使用可靠性有明顯改善。Ⅱ級(jí)降額在設(shè)計(jì)上較Ⅰ級(jí)降額易于實(shí)現(xiàn)。用于下述情況：設(shè)備的失效將可能引起裝備與保障設(shè)備的損壞；有高可靠性要求，且采用了某些專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)；需支付較高的維修費(fèi)用。

c.Ⅲ級(jí)降額

Ⅲ級(jí)降額是最小的降額，對(duì)元器件使用可靠性改善的相對(duì)效益最大，但可靠性改善的絕對(duì)效果不如Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)降額，在設(shè)計(jì)上最易實(shí)現(xiàn)。適用于下述情況：設(shè)備的失效不會(huì)造成人員和設(shè)施的傷亡和破壞；設(shè)備采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；故障設(shè)備可迅速、經(jīng)濟(jì)地加以修復(fù)；對(duì)設(shè)備的尺寸、重量無(wú)大的限制。[2]

對(duì)于失效率高、重要元器件一定要進(jìn)行降額設(shè)計(jì)。下面列舉集成電路、晶體管、二極管的降額設(shè)計(jì)。

2.1集成電路

集成電路芯片的電路單元很小，在導(dǎo)體斷面上的電流密度很大，因此在有源結(jié)點(diǎn)上可能有很高的溫度。高結(jié)溫是對(duì)集成電路破壞性最大的應(yīng)力。集成電路降額的主要目的在于降低高溫集中部分的溫度，降低由于器件的缺陷而可能誘發(fā)失效的工作應(yīng)力，延長(zhǎng)器件的工作壽命。

中、小規(guī)模集成電路降額的主要參數(shù)是電壓、電流或功率，以及結(jié)溫。大規(guī)模集成電路主要是降低結(jié)溫。降低結(jié)溫可采取以下措施：

a.器件應(yīng)在盡可能小的實(shí)用功率下工作；

b.采用去耦電路，減少瞬態(tài)電流沖擊應(yīng)；

c.器件的實(shí)際工作頻率應(yīng)低于器件的額定頻率，原因是當(dāng)工作頻率接近器件的額定頻率時(shí)，功耗將會(huì)迅速增加；

d.應(yīng)實(shí)施最有效的熱傳遞，保證與封裝底座間的低熱阻，避免選用高熱阻底座的器件。

2.2晶體管

高溫是對(duì)晶體管破壞性最強(qiáng)的應(yīng)力，因此晶體管的功耗和結(jié)溫須進(jìn)行降額；電壓擊穿是導(dǎo)致晶體管失效的另一主要因素，所以其電壓須降額。功率晶體管有二次擊穿的現(xiàn)象，因此要對(duì)它的安全工作區(qū)進(jìn)行降額。其降額準(zhǔn)則如表1所示。

2.3 二極管

二極管的降額要求類(lèi)似于晶體管，其功率（或電流）、結(jié)溫及反向電壓必須進(jìn)行降額。

二極管允許的總耗散功率(或電流)與環(huán)境溫度(或殼溫的)的關(guān)系可用“功率（或電流）-溫度負(fù)荷曲線(xiàn)”表示，圖1為整流二極管電流--溫度負(fù)荷曲線(xiàn)。小電流或小功率二極管最大額定電流或功率對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度范圍通常在-55°C～+25°C之間，當(dāng)超過(guò)了溫度上限后，其允許的電流或功率將線(xiàn)性下降，直至下降到0，此時(shí)的環(huán)境溫度（或殼溫）對(duì)應(yīng)于二極管的最高結(jié)溫。曲線(xiàn)斜線(xiàn)部分的斜率約等于熱阻的倒數(shù)，它與器件的物理常數(shù)有關(guān)。

圖1 整流二極管電流--溫度負(fù)荷曲線(xiàn)

降額設(shè)計(jì)是可靠性設(shè)計(jì)的重要措施之一，但在降額設(shè)計(jì)中應(yīng)注意到降額幅值越大將帶來(lái)儀器的體積、重量和成本的增加，在有些應(yīng)用情況下將受到限制。

3.PCB板設(shè)計(jì)的可靠性措施

在PCB板上除了盡量減少元件器的便用量及元件的降額使用，還可以通過(guò)以下措施來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性：

①在PCB板上，弱信號(hào)的走線(xiàn)盡可能短而寬，且兩邊用較粗的地線(xiàn)（不小于3mm）進(jìn)行屏蔽保護(hù)，以防止其他電路的漏電流及電磁干擾進(jìn)入信號(hào)電路。

②為了保證信號(hào)的無(wú)失真放大，信號(hào)線(xiàn)應(yīng)盡可能寬，并盡量減少過(guò)孔。為此，在雙面PCB板中，頂層（元件面）基本上均排布信號(hào)線(xiàn)和電源線(xiàn)，而底層（焊接面）應(yīng)盡可能增大接地面積，地線(xiàn)面積應(yīng)占整體印制板面積的40%，這也是一種屏蔽手段，同時(shí)從插件輸入的地線(xiàn)出發(fā)，形成一個(gè)地線(xiàn)回路，在三層印制板中則增加了一個(gè)中間層次（電源層），所有的5V和12V的電源線(xiàn)均排布在該層，元件面與焊接面則于雙面PCB板相似。

③運(yùn)算放大器的輸入端與輸出端應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離，否則會(huì)在兩端之間產(chǎn)生雜散電容，會(huì)使輸出信號(hào)返回到輸入端而產(chǎn)生自激振蕩。

④PCB板中條狀線(xiàn)不要長(zhǎng)距離平行，否則會(huì)在兩線(xiàn)之間形成電感耦合及寄生電容耦合。

⑤微弱信號(hào)經(jīng)過(guò)的過(guò)渡孔、信號(hào)放大電路的正負(fù)輸入端都在元件面走線(xiàn)，在焊接面用地線(xiàn)包圍，過(guò)孔必須兩面焊接，提高焊點(diǎn)的可靠性。

⑥每個(gè)集成電路芯片的正負(fù)電源端都有0.1μF的電容并聯(lián)接地去耦，且此電容排布在盡可能接近芯片的電源端，這樣可以消除芯片周?chē)植茧娙莸挠绊憽?/p>

⑦PCB板上有多種電源，每個(gè)電壓源均要在入口處設(shè)置去耦電路，防止互相干擾。常用RC濾波電路，如圖2所示，其中C1濾除高頻干擾，電容值在PF級(jí)，C2濾除低頻干擾，電容值在μF級(jí)。

圖2 RC濾波電路

⑧在PCB板的裝配工藝上，不用集成電路管座，集成電路直接焊在PCB板上，這樣可以抗沖擊與振動(dòng)，同時(shí)避免了管座與集成電路之間產(chǎn)生的分布電容的影響。

4.軟件可靠性措施

提高電路系統(tǒng)可靠性還可以通過(guò)一些軟件的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常采用的軟件措施有：數(shù)字濾波技術(shù)、冗余技術(shù)、看門(mén)狗（Watchdog）技術(shù)等。

4.1數(shù)字濾波

數(shù)字濾波是通過(guò)一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾信號(hào)在有用信號(hào)中的比重，即提高信噪比，它實(shí)際上是一個(gè)濾波程序。與傳統(tǒng)的模擬濾波器相比，它具有靈活、方便、功能強(qiáng)、可靠性高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。在一定程度上，可以完全取代模擬濾波器。

4.2冗余技術(shù)

冗余技術(shù)包括指令冗余和數(shù)據(jù)冗余。指令冗余是在雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令之后插入兩條空操作指令NOP，可保護(hù)其后的指令不被拆散；或者在一些對(duì)程序流向起決定作用的指令之前插入兩條NOP指令，該指令就不會(huì)被前面執(zhí)行下來(lái)的失控程序拆散，并將被完整執(zhí)行，從而使程序走上正軌。數(shù)據(jù)冗余是將原始數(shù)據(jù)（包括狀態(tài)標(biāo)志、工作變量、計(jì)算結(jié)果等）以數(shù)據(jù)塊的形式同時(shí)存放在RAM的不同區(qū)域，當(dāng)原始數(shù)據(jù)被破壞時(shí)，可啟用備份數(shù)據(jù)。備份數(shù)據(jù)的存放地址要與原始數(shù)據(jù)的地址有一定的距離，以免被同時(shí)破壞。

4.3 看門(mén)狗技術(shù)

看門(mén)狗(Watchdog)內(nèi)置有定時(shí)器，每個(gè)程序運(yùn)行周期都得對(duì)它重置初值，一旦程序跑飛，進(jìn)入死循環(huán)，定時(shí)器溢出將MCU復(fù)位，從而退出不正常的運(yùn)行狀態(tài)。但是這樣做必須注意系統(tǒng)的可重入性，對(duì)于與歷史狀態(tài)相關(guān)的系統(tǒng)，可以結(jié)合數(shù)據(jù)的冗余技術(shù)，啟用備份數(shù)據(jù)來(lái)保證為保證其重入性能。

4.4 軟件陷阱

為了防止程序跑飛到ROM的盲區(qū)，還可以設(shè)置軟件陷阱。軟件陷阱是用一條引導(dǎo)指令強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專(zhuān)門(mén)對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序。如果把這段程序的入口標(biāo)號(hào)為ERR，則軟件陷阱就是一條“LJMP ERR”指令。為加強(qiáng)其捕獲效果，一般還在它前面加多條NOP指令：

5.結(jié)束語(yǔ)

在一個(gè)具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，往往要綜合采用多種措施來(lái)達(dá)到滿(mǎn)意的效果，這是全面提高系統(tǒng)可靠性的必由之路。系統(tǒng)不同，其具體的控制對(duì)象就可能不同，運(yùn)行環(huán)境也會(huì)千差萬(wàn)別，因而其面臨的主要干擾問(wèn)題就不同，采取的措施也就不同；但僅采取某項(xiàng)措施就希望全面提高系統(tǒng)的可靠性常常是不現(xiàn)實(shí)的，而要針對(duì)主要問(wèn)題綜合采取相應(yīng)措施提高可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王錫吉.電子設(shè)備可靠性工程[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

[2] GJB／Z 35-93《元器件降額準(zhǔn)則》.

篇8

關(guān)鍵詞：電子元器件　電子裝置　可靠性設(shè)計(jì)

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：TP302.7　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1002-2422(2010)02-0057-04

1　電子元器件的正確選擇

(1)對(duì)電子元器件的選擇的原則之一，電子元器件的技術(shù)性能、質(zhì)量、使用條件等在滿(mǎn)足產(chǎn)品要求情況下；要優(yōu)先選用經(jīng)實(shí)踐證明質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高的標(biāo)準(zhǔn)元器件，應(yīng)最大限度的壓縮元器件的品種、規(guī)格，生產(chǎn)廠。

(2)對(duì)電子元器件的選擇的原則之二，根據(jù)電子元器件質(zhì)量等級(jí)與質(zhì)量系數(shù)選用，國(guó)軍標(biāo)GJB／Z299B《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》列出了各類(lèi)電子元器件。根據(jù)不同級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量認(rèn)證所對(duì)應(yīng)的可靠性質(zhì)量等級(jí)及質(zhì)量系數(shù)，質(zhì)量系數(shù)越大表示器件的失效率越高，可靠性水平越低。美國(guó)的各類(lèi)電子元器件的質(zhì)量等級(jí)和質(zhì)量系數(shù)可以查閱美國(guó)軍用手冊(cè)MIL-HDBK-217F《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)》。

(3)對(duì)電子元器件的選擇的原則之三，采用元器件計(jì)數(shù)法預(yù)計(jì)裝置的平均故障間隔時(shí)間，通過(guò)對(duì)使用不同質(zhì)量等級(jí)的元器件的裝置的MTBF進(jìn)行比較，分析對(duì)可靠性影響的大小，最后，正確選擇電子元器件。

2　元器件的正確使用

(1)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

①多個(gè)通道共用一個(gè)電路或器件。

②在邏輯電路的設(shè)計(jì)中，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)該放在減少邏輯器件的數(shù)目，其次是減少門(mén)電路或輸入端的數(shù)目。

③多采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的元器件，少采用特殊的或未經(jīng)定型元器件。

④能用軟件完成的功能，不要用硬件實(shí)現(xiàn)。

⑤能用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的功能，不要用模擬電路完成。

⑥在保證實(shí)現(xiàn)規(guī)定功能指標(biāo)的前提下，多采用集成電路，少采用分立器件，多采用較大規(guī)模的集成電路，少采用較小規(guī)模的集成電路。提高集成度可以減少元器件之間的連線(xiàn)、接點(diǎn)以及封裝的數(shù)目，而這些連接點(diǎn)的可靠性常常是造成電路失效的主要原因。

(2)低功耗設(shè)計(jì)。可以從兩方面著手，一盡量采用低功耗器件，如在滿(mǎn)足工作速度的情況下，盡量采用CMOS電路。而不用TTL電路：二在完成規(guī)定功能的前提下，盡量簡(jiǎn)化邏輯電路，并更多的讓軟件來(lái)完成硬件的功能，以減少整機(jī)硬件的數(shù)量。

(3)保護(hù)電路設(shè)計(jì)。在電路設(shè)計(jì)中，根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)必要的保護(hù)電路。如在電路的信號(hào)輸入端設(shè)計(jì)靜電保護(hù)電路，在電源輸入端設(shè)計(jì)浪涌干擾抑制電路，在高頻高速電路中加入噪聲抑制或吸收網(wǎng)絡(luò)。具體保護(hù)電路的形式根據(jù)具體情況考慮。

(4)電路的重點(diǎn)設(shè)計(jì)。常常有這樣的情況，某個(gè)元器件的參數(shù)退化嚴(yán)重，但對(duì)電路性能的影響甚微；而另一個(gè)元器件稍有變化，就對(duì)電路性能產(chǎn)生顯著影響。這是因?yàn)橐粋€(gè)元器件對(duì)于電路可靠性的影響不僅取決于該元器件自身的質(zhì)量，而且取決于該元器件在電路中關(guān)鍵作用。因此，在電路設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)電路性能影響顯著的關(guān)鍵元器件或子電路。進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。

(5)基于元器件的穩(wěn)定參數(shù)和典型特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于那些由于工藝離散性以及隨時(shí)間、溫度和其它環(huán)境應(yīng)力而變化的不太穩(wěn)定的性能參數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予更為寬容的限制。對(duì)于那些不確定的無(wú)法控制的性能參數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)不宜采納，有典型應(yīng)用電路時(shí)，應(yīng)盡可能使用。

(6)塊設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)分割時(shí)，應(yīng)注意電路功能和結(jié)構(gòu)的均衡性，這樣對(duì)提高裝置可靠性有利。這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是每塊電路的功能應(yīng)相對(duì)完整，盡量減少各個(gè)電路之間的聯(lián)接，以削弱互連對(duì)電路可靠性的影響；二是各個(gè)電路所含元器件的數(shù)量不要過(guò)于集中帶來(lái)的不可靠因素，同時(shí)也方便了裝配工藝設(shè)計(jì)。

(7)冗余設(shè)計(jì)和降額設(shè)計(jì)。冗余設(shè)計(jì)也稱(chēng)余度設(shè)計(jì)，是在系統(tǒng)或設(shè)備中的關(guān)鍵電路部位，設(shè)計(jì)一種以上的功能通道，當(dāng)一個(gè)功能通道發(fā)生故障時(shí)，可用另一個(gè)通道代替，從而可使局部故障不影響整個(gè)裝置的正常工作。對(duì)采用那種冗余方式(主動(dòng)冗余，備用冗余，功能冗余)也要考慮。

(8)常用集成電路的應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)則。在電路設(shè)計(jì)時(shí)，除了以上所述的通用設(shè)計(jì)原則之外，還要根據(jù)所用器件的具體情況，采用不同的設(shè)計(jì)規(guī)則。下面給出用幾種常用集成電路進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循的一些規(guī)則。

TIL電路應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)則：

①電源，穩(wěn)定性應(yīng)保持在±5％之內(nèi)；紋波系數(shù)應(yīng)小于5％：電源初級(jí)應(yīng)有射頻旁路。

②去耦，每使用8塊TTL電路就應(yīng)當(dāng)用一個(gè)0.01-0.1uF的射頻電容器對(duì)電源電壓進(jìn)行去耦。去耦電容的位置應(yīng)盡可能地靠近集成電路，二者之間的距離應(yīng)在15cm之內(nèi)。每塊印制電路板也應(yīng)用一只容量更大些的低電感電容器對(duì)電源進(jìn)行去耦。

③輸入信號(hào)。輸入信號(hào)的脈沖寬度應(yīng)長(zhǎng)于傳播延遲時(shí)間，以免出現(xiàn)反射噪聲。

④要求邏輯“0”輸出的器件，其不使用的輸入端應(yīng)將其接地或與同一門(mén)電路的在用輸端相連。

⑤要求邏輯“1”輸出的器件，其不使用的輸入端應(yīng)連接到一個(gè)大于2.7V的電壓上。為不增加傳輸延遲時(shí)間和噪聲敏感度，所接電壓不要超過(guò)該電路的電壓最大額定值5.5V。

⑥不使用的器件，其所有的輸入端都應(yīng)按照使功耗最低的方法連接。

⑦在使用低功耗肖特基TTL電路時(shí)，應(yīng)保證其輸入端不出現(xiàn)負(fù)電壓，以免電流流入輸入箝位二極管。

⑧時(shí)鐘脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間應(yīng)盡可能的短，以便提高電路的抗干擾能力。

⑨通常時(shí)鐘脈沖處于高態(tài)時(shí)，觸發(fā)器的數(shù)據(jù)不應(yīng)改變。

⑩擴(kuò)展器應(yīng)盡可能地靠近被擴(kuò)展的門(mén)，擴(kuò)展器的節(jié)點(diǎn)上不能有容性負(fù)載。

(11)在長(zhǎng)信號(hào)線(xiàn)的接收端應(yīng)接一個(gè)500－1k的上拉電阻，以便增加噪聲容限和縮短上升時(shí)間。

(12)集電極開(kāi)路器件的輸出負(fù)載應(yīng)連接到小于等于最大額定值的電壓上，所有其它器件的輸出負(fù)載應(yīng)連接到VCC上。

(13)長(zhǎng)信號(hào)線(xiàn)應(yīng)該由專(zhuān)門(mén)為其設(shè)計(jì)的電路驅(qū)動(dòng)，如線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器、緩沖器等。

(14)從線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器到接收電路的信號(hào)回路線(xiàn)應(yīng)是連續(xù)的，應(yīng)采用特性阻抗約為100的同軸線(xiàn)或雙扭線(xiàn)。

(15)某些TTL電路具有集電極開(kāi)路輸出端，允許將幾個(gè)電路的開(kāi)集電極輸出端連接在一起，以實(shí)現(xiàn)“線(xiàn)與”功能。但應(yīng)在該輸出端加一個(gè)上拉電阻，以便提供足夠的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和提高抗干擾能力，上拉電阻的阻值應(yīng)根據(jù)該電路的出力來(lái)確定。

CMOS電路應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)則：

①電源，穩(wěn)定性應(yīng)保持在5％之內(nèi)：紋波系數(shù)應(yīng)小于5％；電源初級(jí)應(yīng)有射頻旁路。

②如果CMOS電路自身和其輸入信號(hào)源使用不同的電源，則開(kāi)機(jī)時(shí)應(yīng)首先接通CMOS電源，然后接通信號(hào)源，關(guān)機(jī)時(shí)應(yīng)該首先關(guān)閉信號(hào)源，然后關(guān)閉CMOS電源。

③輸入信號(hào)，輸入信號(hào)電壓的幅度應(yīng)限制在CMOS電路電源電壓范圍之內(nèi)，以免引發(fā)閂鎖；多余的輸入端在任何情況下都不得懸空，應(yīng)適當(dāng)?shù)倪B接到CMOS電路的電壓正端或負(fù)端上。

④當(dāng)CMOS電路由TTL電路驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)該在CMOS電 路的輸入端與VCC之間連一個(gè)上拉電阻。

⑤在非穩(wěn)態(tài)和單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器等應(yīng)用中，允許CMOS電路有一定的輸入電流(通過(guò)保護(hù)二極管)，但應(yīng)在其輸入加接一只串聯(lián)電阻，將輸入電流限制在微安級(jí)的水平上。

⑥輸出信號(hào)和輸出電壓幅度應(yīng)限制在CMOS電路電源電壓范圍之內(nèi)，以免引發(fā)閂鎖。

⑦長(zhǎng)信號(hào)線(xiàn)應(yīng)該由專(zhuān)門(mén)為其設(shè)計(jì)的電路驅(qū)動(dòng)，如線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器、緩沖器等。

⑧應(yīng)避免在CMOS電流的輸出端接大于500pF的電容負(fù)載。

⑨CMOS電路的扇出應(yīng)根據(jù)其輸出容性負(fù)載量來(lái)確定。

⑩并聯(lián)應(yīng)用，除三態(tài)輸出門(mén)外，有源上拉門(mén)不得并聯(lián)連接。只有一種情況例外，即并聯(lián)門(mén)的所有輸入端均并聯(lián)在一起，而且這些門(mén)電路封裝在同一外殼內(nèi)。

3　可靠性預(yù)計(jì)

為了驗(yàn)證可靠性設(shè)計(jì)的效果，根據(jù)系統(tǒng)可靠性的要求，電路設(shè)計(jì)完成后，可對(duì)關(guān)鍵電路的失效率進(jìn)行預(yù)計(jì)，預(yù)計(jì)所依據(jù)的模型和方法見(jiàn)國(guó)軍標(biāo)GJB299《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》。

4　正確布線(xiàn)

4，1正確布線(xiàn)之一電磁兼容性設(shè)計(jì)

(1)采用正確的布線(xiàn)之策略。具體做法是印制板的一面橫向布線(xiàn)，另一面縱向布線(xiàn)，然后在交叉孔處用金屬化孔相連。為了抑制印制板導(dǎo)線(xiàn)之間的串?dāng)_，在設(shè)計(jì)布線(xiàn)時(shí)應(yīng)盡量避免長(zhǎng)距離的平等走線(xiàn)，盡可能拉開(kāi)線(xiàn)與線(xiàn)之間的距離，信號(hào)線(xiàn)與地線(xiàn)及電源線(xiàn)盡可能不交叉。在一些對(duì)干擾十分敏感的信號(hào)線(xiàn)之間設(shè)置一根接地的印制線(xiàn)，可以有效地抑制串?dāng)_。

(2)選擇合理的導(dǎo)線(xiàn)寬度。印制導(dǎo)線(xiàn)的電感量與其長(zhǎng)度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導(dǎo)線(xiàn)對(duì)抑制干擾是有利的。時(shí)鐘引線(xiàn)、行驅(qū)動(dòng)器或總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)線(xiàn)常常載有大的瞬變電流，印制導(dǎo)線(xiàn)要盡可能地短。對(duì)于分立元件電路，印制導(dǎo)線(xiàn)寬度在1.5mm左右時(shí)，即可完全滿(mǎn)足要求：對(duì)于集成電路，印制導(dǎo)線(xiàn)寬度可在0.2－1.0mm之間選擇。

(3)為了抑制高頻信號(hào)通過(guò)印制導(dǎo)線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射，在印制電路板布線(xiàn)時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①盡量減少印制導(dǎo)線(xiàn)的不連續(xù)性，禁止環(huán)狀走線(xiàn)等。

②時(shí)鐘信號(hào)引線(xiàn)最容易產(chǎn)生電磁輻射干擾，走線(xiàn)時(shí)應(yīng)與地線(xiàn)回路相靠近，不要在長(zhǎng)距離內(nèi)與信號(hào)線(xiàn)并行。

⑧總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨其欲驅(qū)動(dòng)的總線(xiàn)。對(duì)于那些離開(kāi)印制電路板的引線(xiàn)，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨著連接器。

④數(shù)據(jù)總線(xiàn)的布線(xiàn)應(yīng)每?jī)筛盘?hào)線(xiàn)之間夾一根信號(hào)地線(xiàn)。最好是緊挨著最不重要的地址引線(xiàn)放置地回路，因?yàn)楹笳叱］d有高頻電流。

⑤在印制板布置高速、中速和低速邏輯電路時(shí)，應(yīng)注意器件排列方式。

(4)抑制反射干擾

為了抑制出現(xiàn)在印制線(xiàn)條終端的反射干擾，除了特殊需要之外，應(yīng)盡可能縮短印制線(xiàn)的長(zhǎng)度和采用慢速電路。必要時(shí)可加終端匹配，即在傳輸線(xiàn)的末端對(duì)地和電源端各加接一個(gè)相同阻值的匹配電阻。

4，2正確布線(xiàn)之二去耦電容配置

(1)電源輸入端跨接一個(gè)10-100uF的電解電容器，如果印制電路板的位置允許，采用100uF以上的電解電容器的抗干擾效果會(huì)更好。

(2)為每個(gè)集成電路芯片配置一個(gè)0.01uF的陶瓷電容器。如遇到印制電路板空間小而裝不下時(shí)，可每4－10個(gè)芯片配置一個(gè)1-10uF鉭電解電容器，這種器件的高頻阻抗特別小，在500kHz-20MHz范圍內(nèi)阻抗小于1，而且漏電流很小。

(3)對(duì)于噪聲能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲(chǔ)型器件，應(yīng)在芯片的電源線(xiàn)和地線(xiàn)間直接接入去耦電容。

(4)去耦電容的引線(xiàn)不能過(guò)長(zhǎng)，特別是高頻旁路電容不能帶引線(xiàn)。

4，3正確布線(xiàn)之三接地設(shè)計(jì)

(1)正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地。在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1MHz，布線(xiàn)和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而應(yīng)采用一點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHz時(shí)，地線(xiàn)阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線(xiàn)阻抗，應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1-10MHz時(shí)，如果采用一點(diǎn)接地，其地線(xiàn)長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)波長(zhǎng)的1/20，否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。

(2)將數(shù)字電路與模擬電路分開(kāi)。電路板上既有高速邏輯電路，又有線(xiàn)性電路，應(yīng)盡量分開(kāi)，而兩者的地線(xiàn)不要相混，分別與電源端地線(xiàn)相連。要盡量加大線(xiàn)性電路的接地面積。

(3)盡量加粗接地線(xiàn)。若接地線(xiàn)很細(xì)，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設(shè)備的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此應(yīng)將接地線(xiàn)盡量加粗，應(yīng)能通過(guò)三倍于印制電路板的允許電流。

(4)將接地線(xiàn)構(gòu)成閉環(huán)路。印制電路板上有很多集成電路元件，尤其遇有耗電多的元件時(shí)，因受接地線(xiàn)粗細(xì)的限制，會(huì)在地結(jié)上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地構(gòu)成環(huán)路，則會(huì)縮小電位差值，提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。

4，4正確布線(xiàn)之四熱設(shè)計(jì)

(1)對(duì)于采用自由對(duì)流空氣冷卻方式的設(shè)備，最好是將集成電路按縱長(zhǎng)方式排列，對(duì)于采用強(qiáng)制空氣冷卻的設(shè)備，則應(yīng)按橫長(zhǎng)方式配置。

(2)同一塊印制板上的元器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及耐熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的元器件放在冷卻氣流的最上游，發(fā)熱量大或耐熱性好的元器件放在冷卻氣流的最下游。

(3)在水平方向上，大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置，以便縮短傳熱途徑；在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印制板上方布置，以便減少這些器件工作時(shí)對(duì)其它元器件溫度的影響。

(4)溫度敏感器件最好安置在溫度最低的區(qū)域，千萬(wàn)不要將它放在發(fā)熱元器件的正上方，多個(gè)器件最好是在水平面上交錯(cuò)布局。

5　機(jī)體的設(shè)計(jì)

(1)對(duì)于用于電磁屏蔽的機(jī)箱材料的電導(dǎo)率、磁通率越高，屏蔽效果越好。

(2)材料的選用還受到強(qiáng)度、重量、散熱性、工藝性等因素的制約。當(dāng)屏蔽效果不太好時(shí)，可考慮對(duì)其進(jìn)行表面處理。在屏蔽機(jī)體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使機(jī)體有足夠的厚度以增大磁路橫切面積，增加屏蔽效果；同時(shí)在垂直于磁通方向不能開(kāi)口，以免增大磁阻。

(3)機(jī)體要良好接地。機(jī)體接地有二個(gè)重要作用：一是接地能使屏蔽具有較好效果，二是消除靜電影響。

6　環(huán)境條件強(qiáng)制

在使用環(huán)境復(fù)雜情況下，可以考慮強(qiáng)制冷卻，加溫，恒溫，防振等。

篇9

【關(guān)鍵詞】可靠；電源；防雷擊；不間斷

1.概述

提升機(jī)作為煤礦生產(chǎn)的重要大型設(shè)備，要滿(mǎn)足安全、可靠、高效、長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行的要求。在影響提升機(jī)安全可靠運(yùn)行的諸多因素中，提升機(jī)電控系統(tǒng)電源部分的可靠性是因素之一。在目前生產(chǎn)的電控系統(tǒng)中，如果進(jìn)線(xiàn)交流電網(wǎng)電壓受到了干擾，就會(huì)對(duì)電控系統(tǒng)的交、直流電源部分造成影響，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)損壞控制模塊。本設(shè)計(jì)較好地提高了交、直流電源系統(tǒng)的可靠性，從而使電控系統(tǒng)整體的可靠性得到了進(jìn)一步完善。

2.配電系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

可靠性的含義即為穩(wěn)定性高，故障率低。從此角度出發(fā)，按以下思路進(jìn)行：

（1）盡量避免故障的發(fā)生：設(shè)計(jì)本身要合理，符合電氣工程及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的需要；設(shè)計(jì)配備的各種元器件及耗材質(zhì)量要過(guò)硬，容量要足夠大；設(shè)計(jì)要配備合理的保護(hù)，包括過(guò)壓保護(hù)、電壓暫降及暫時(shí)斷電等；設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足各項(xiàng)試驗(yàn)等級(jí)要求，尤其是耐壓、絕緣等試驗(yàn)。

（2）故障一旦發(fā)生的處理措施：故障一旦發(fā)生，要考慮設(shè)計(jì)出快速查找故障的方法，在重要用電設(shè)備和容易出現(xiàn)故障的地方增加故障監(jiān)測(cè)裝置，以便盡量快速找到故障點(diǎn)；還要設(shè)計(jì)出快速排除故障的方法，增加備用回路，一旦本回路出現(xiàn)故障，可以迅速切換到備用回路中。

（3）使故障對(duì)設(shè)備及生產(chǎn)的影響達(dá)到最小化：這個(gè)思路除了快速查出及解決故障外，還要注意增設(shè)適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，使由于交流電源故障引起的電控系統(tǒng)本身及設(shè)備的損壞率降到最低。

2.2 低壓配電系統(tǒng)交流進(jìn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)

（1）設(shè)備選型

①雙回路隔離開(kāi)關(guān)：選用大容量隔離開(kāi)關(guān)，容量為400A，兩路380V交流進(jìn)線(xiàn)，手動(dòng)切換，一用一備。

②斷路器：選用大容量配電保護(hù)塑殼斷路器，容量為400A，具有過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)及漏電保護(hù)等功能，具有電子式脫扣器。

③母排配電：選用高質(zhì)量鍍鋅銅排，截面積50*5m?，構(gòu)成低壓分配電源的母線(xiàn)。

④電壓分配：選用至少是負(fù)載容量2倍以上的小型空氣斷路器，分別給控制柜、傳動(dòng)柜以及其它設(shè)備供電。

⑤防雷擊設(shè)計(jì)：選用高質(zhì)量防雷擊產(chǎn)品，短時(shí)耐受沖擊電流60kA以上，可有效對(duì)低壓供配電系統(tǒng)與用電設(shè)備的雷電或其它瞬時(shí)過(guò)電壓的浪涌進(jìn)行保護(hù)。

（2）設(shè)計(jì)原理

設(shè)計(jì)原理圖如圖1所示。圖中-G為隔離開(kāi)關(guān)；-Q為斷路器；-P為顯示表；-FL為防雷擊模塊。

防雷擊原理圖如圖2所示。

2.3 主控系統(tǒng)交流電源部分的設(shè)計(jì)

（1）設(shè)備選型

①變壓器：主控及繼電控制電源的下級(jí)選用一個(gè)高質(zhì)量控制變壓器，變比380V/220V，容量2kVA，其作用是對(duì)交流進(jìn)線(xiàn)部分進(jìn)行電氣隔離，減少由于供電網(wǎng)的波動(dòng)或諧波引起的電壓干擾。

②交流凈化穩(wěn)壓電源：在控制變壓器的輸出端，設(shè)計(jì)安裝一個(gè)交流凈化電源，容量2kVA，用于對(duì)輸入電壓跌落或電壓漸變時(shí)產(chǎn)生的電壓變化進(jìn)行穩(wěn)壓。

③不間斷電源：在交流凈化穩(wěn)壓器的輸出端，設(shè)計(jì)安裝一個(gè)不間斷電源，容量2kVA，延續(xù)時(shí)間3600S，用于對(duì)輸入電壓暫時(shí)或長(zhǎng)時(shí)斷電進(jìn)行不間斷處理。

④交流電源分配：選用高質(zhì)量小型空氣斷路器、濾波器、熔斷器和變壓器，組成可靠性高的配電回路。

（2）設(shè)計(jì)原理

設(shè)計(jì)原理圖如圖3所示。圖中-T為變壓器；-UPS為不間斷電源；-Q為斷路器；-B為濾波器；-F為熔斷器；-A為直流電源。

3.可靠性能試驗(yàn)

3.1 防雷擊試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)方法

差模試驗(yàn)：在防雷器的L-N線(xiàn)間，施加沖擊電流（8/20μs）：±6.0kA、±12.0kA、±30.0kA、±60.0kA，檢測(cè)試品的殘壓Ur。

共模試驗(yàn)：在防雷器的L-PE線(xiàn)間，施加沖擊電流（8/20μs）：±60.0kA、120.0kA檢測(cè)試品的殘壓Ur。

（2）試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果（如表1所示）可見(jiàn)，本設(shè)計(jì)具有較高的可靠性，能夠抗擊一定程度的雷擊。

3.2 電壓跌落、暫時(shí)中斷與電壓漸變

（1）試驗(yàn)方法

試驗(yàn)儀器接入變壓器-T1的一次側(cè)，測(cè)量不間斷電源-UPS的輸出電壓及電流。

儀器選擇主要取決于負(fù)載電流、峰值啟動(dòng)電流的能力。輸出電壓精度為±5%。

根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的電壓跌落或中斷要求進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)一般做3次，每次間隔10s。

試驗(yàn)要在電源系統(tǒng)正常工作的狀態(tài)下進(jìn)行。

（2）試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果（如表2所示）可見(jiàn)，本設(shè)計(jì)具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)一定程度的電壓跌落、電壓中斷和電壓漸變。

4.總結(jié)

本文提出了提升機(jī)電控電源系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，為提升機(jī)電控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行創(chuàng)造了必備條件。本系統(tǒng)已在現(xiàn)場(chǎng)投入使用近一年，未出現(xiàn)過(guò)任何問(wèn)題，使由于停電引起的提升機(jī)運(yùn)行故障率大大降低，達(dá)到了煤礦安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，取得了良好的效果，保證了煤礦提升的效率。

參考文獻(xiàn)

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[4]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社， 2002.

篇10

關(guān)鍵詞：石油化工；電氣儀表；安全供電系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ050 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）28-0068-02

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)如計(jì)算機(jī)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)等在石油化工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代先進(jìn)、精密測(cè)控儀器的精確度、可靠性較高，對(duì)石油化工生產(chǎn)中的溫度、壓力等測(cè)量精準(zhǔn)度高，極大地提高了石油化工生產(chǎn)的安全性，促進(jìn)石油化工產(chǎn)品有效生產(chǎn)。石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用的各種精密電氣儀表的供電都屬于一級(jí)負(fù)荷，為保證石油化工電氣儀表安全正常運(yùn)行，需要提高其供電系統(tǒng)的安全性，下文主要從電氣儀表等設(shè)備的電源安全性探討了提高電氣儀表供電系統(tǒng)安全性的方法。

1 電氣儀表供電系統(tǒng)的電源

1.1 儀器儀表設(shè)備及供電系統(tǒng)

石油化工生產(chǎn)中使用的精密儀器儀表設(shè)備主要有溫度儀、壓力表、流量?jī)x、行程儀、分析測(cè)量?jī)x、操控執(zhí)行元件、壓力變送器等，另外還有集控操作站、工程師站、各類(lèi)輔助測(cè)控儀器，對(duì)于整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)一般采用DCS分散測(cè)控系統(tǒng)和SIS儀表測(cè)控系統(tǒng)。對(duì)電氣儀表的供電設(shè)施主要有PLC控制器、電控閥、220VAC交流電源等。電氣儀表系統(tǒng)的其他附屬電氣設(shè)備主要包括控制系統(tǒng)的機(jī)柜、分析儀機(jī)柜內(nèi)的照明設(shè)備、散熱風(fēng)扇、加熱器等設(shè)備。

1.2 主要儀器儀表的供電要求

DCS分散控制系統(tǒng)是整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的核心，DCS的運(yùn)行安全直接關(guān)系到自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。DCS相關(guān)裝置在生產(chǎn)時(shí)一般采用雙回路電源供電，相對(duì)單回路供電具有較高的安全性。

SIS儀表測(cè)控系統(tǒng)如同DCS系統(tǒng)，也采用雙回路冗余配置的電源，并配有雙電源調(diào)整器，在使用過(guò)程中只要保證一回路供電安全即可正常運(yùn)行。

當(dāng)電源出現(xiàn)短時(shí)間的波動(dòng)時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表如溫度儀、壓力變送器等影響不大，但是參與聯(lián)鎖現(xiàn)場(chǎng)儀表變送信號(hào)，如軸振動(dòng)、軸移位等信號(hào)會(huì)受到較大的影響，信號(hào)的偏差可能造成一系列的誤動(dòng)，如聯(lián)鎖動(dòng)作機(jī)組停止、閥門(mén)誤動(dòng)等。為保證儀器接收信號(hào)的可靠性，一般對(duì)儀表的電源選擇雙電源并聯(lián)供電，即使用兩個(gè)回路的220VAC電源對(duì)兩臺(tái)24V直流電源供電，確保供電安全。

設(shè)備一般采用單回路電源供電，其偶爾瞬間斷電不會(huì)影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但是過(guò)于頻繁的斷電或啟動(dòng)會(huì)影響設(shè)備的使用壽命，對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行也有一定的

影響。

PLC、電控閥、使用220VAC交流電源的供電儀表系統(tǒng)等參與安全保護(hù)的設(shè)備需要采用雙電源冗余配置，提高供電安全，保護(hù)儀器儀表安全。

電氣儀表系統(tǒng)的附屬設(shè)備一般采用單路電源供電，當(dāng)供電出現(xiàn)短時(shí)間的故障時(shí)不影響電氣儀表系統(tǒng)的正常運(yùn)行，通常直接連接市電。但為保證電氣儀表系統(tǒng)的正常運(yùn)行也需要對(duì)這些設(shè)備的供電故障及時(shí)進(jìn)行排除。

2 儀表供電安全患

石油化工企業(yè)的儀表供電電源一般是將電網(wǎng)220VAC轉(zhuǎn)換為24V、110V、220V三個(gè)等級(jí)的電壓，通過(guò)AC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為24VDC，對(duì)直流儀表進(jìn)行供電，通過(guò)變壓器轉(zhuǎn)換為110VAC，對(duì)相應(yīng)儀表進(jìn)行供電，采用UPS（不間斷電源）220VAC對(duì)需使用各種雙回路冗余配置電源儀表進(jìn)行供電，并使用低壓短（斷）路器對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行控制。常見(jiàn)的石油化工電氣儀表供電安全隱患主要表現(xiàn)在：第一，對(duì)需要經(jīng)過(guò)24VDC直流供電的直流儀表沒(méi)有按照要求采用冗余配置模式；第二，DCS、PLC系統(tǒng)等需要采用雙回路電源的儀表未采用雙回路供電，而在分子線(xiàn)路上并聯(lián)兩個(gè)電源對(duì)回路進(jìn)行供電，當(dāng)斷路器斷開(kāi)、UPS電源故障、外部電網(wǎng)中斷等事故發(fā)生時(shí)，電氣儀表形成封閉的供電線(xiàn)路，造成短路。提高石油化工電氣儀表的安全、正常運(yùn)行，需要提高電氣儀表供電系統(tǒng)的安全性、可靠性。

3 提高電氣儀表供電系統(tǒng)安全性分析

3.1 總電源

在連接市電對(duì)石油化工企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行供電時(shí)，選擇大于10kVA的供電電源，并采用兩個(gè)UPS電源或者UPS電源與市電供電并行的供電方式，在整體上確保系統(tǒng)的供電安全。

3.2 雙回路供電儀表系統(tǒng)

DCS分散控制系統(tǒng)、SIS儀表測(cè)控系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)等是石油化工自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的核心，這些測(cè)控儀表系統(tǒng)的供電安全十分重要，因此對(duì)這些測(cè)控儀表系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備在生產(chǎn)時(shí)需要確保其生產(chǎn)質(zhì)量，并在供電中采用冗余+容錯(cuò)控制方式，設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立的電源，其中一個(gè)為主電源，另外一個(gè)為冗余電源，當(dāng)其中一個(gè)電源出現(xiàn)故障停止供電時(shí)，系統(tǒng)仍然能夠正常運(yùn)行，提高關(guān)鍵元件供電的可靠性。

3.3 直流供電儀表系統(tǒng)

石油化工企業(yè)的24VDC直流儀表的供電需要采用AC/DC轉(zhuǎn)換裝置，將市電220VAC電流轉(zhuǎn)換為24VDC電流。采用兩臺(tái)24VDC直流穩(wěn)壓電源，進(jìn)行并聯(lián)供電，在每個(gè)電源輸出正極端連接一個(gè)大功率解耦二極管，對(duì)兩個(gè)電源進(jìn)行隔離，形成直流電氣儀表的供電冗余配置，這種冗余配置方案不僅簡(jiǎn)單、成本低廉，還有效提高了直流電氣儀表供電的安全性。

3.4 單路220VAC供電儀表系統(tǒng)

在石油化工自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，對(duì)生產(chǎn)中的壓力表、流量?jī)x、位移儀、在線(xiàn)分析儀、小型獨(dú)立PLC控制系統(tǒng)等的供電要求相對(duì)較低，這些系統(tǒng)儀器短時(shí)間的斷電對(duì)石化產(chǎn)品的生產(chǎn)影響不大。因此為節(jié)省成本，降低線(xiàn)路的復(fù)雜性，對(duì)這些設(shè)備系統(tǒng)直接采用市電單路電源供電，單路220AC供電能夠滿(mǎn)足這些電氣儀表的供電需求，從技術(shù)層面和經(jīng)濟(jì)層面都較為合理。

單路220VAC供電儀表雖然可以在短時(shí)間內(nèi)允許斷電，但在發(fā)生斷電事故后需要及時(shí)進(jìn)行搶修，長(zhǎng)時(shí)間的斷電會(huì)影響儀表對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量和控制，影響化工產(chǎn)品的正常生產(chǎn)。在供電系統(tǒng)中安置一個(gè)靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，即當(dāng)UPS不間斷電源出現(xiàn)故障后，內(nèi)部電路閉鎖控制靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將電源切換為市電，市電對(duì)石化企業(yè)電氣儀表系統(tǒng)進(jìn)行隔離供電，一方面保證電氣儀表系統(tǒng)的供電安全，另一方面為對(duì)UPS電源進(jìn)行搶修提供了便利。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著石油化工的發(fā)展，石油化工生產(chǎn)的控制系統(tǒng)規(guī)模不斷增大、集中，形成包含眾多的測(cè)控電子儀器的控制系統(tǒng)。為保證石油化工企業(yè)生產(chǎn)中電氣儀表發(fā)揮對(duì)生產(chǎn)參數(shù)的測(cè)量和控制作用，保證石化產(chǎn)品的安全生產(chǎn)，需要提高電氣儀表的供電系統(tǒng)安全性。確保電氣儀表供電系統(tǒng)的安全一方面要提高控制系統(tǒng)設(shè)備電源的可靠性，另一方面在設(shè)計(jì)、安裝、使用中合理進(jìn)行供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，提高供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。

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