二零零五年每周问题

控制工程人员 二零零七年三月二十一日

二五年十二月二十七日

问题:

简而言之,它是许多电子(和机械)部件和产品的故障率随时间变化的图形图,产生的曲线类似于“浴缸”的轴向横截面。

浴盆曲线表示计算的经验人口故障率的数据,产品老化随着时间的推移。这条曲线有三个区域。早期失效期(或婴儿故障期)从客户第一次使用产品的时间零点开始,通常导致高但迅速下降的故障率。故障率的下降通常会持续几周到几个月。

在很长一段时间内,故障率趋于平稳,并在产品的大部分使用寿命内(希望如此)大致保持不变。这被称为内在失效期(也是稳定故障期),并且是大多数系统花费其大部分运行寿命的区域。如果产品群中的部件使用时间足够长,故障率开始增加,因为材料磨损和降解故障以不断增加的速度发生。浴盆曲线的最后一个区域叫做磨损失效期

来源:NIST/Sematech网站和控制工程

二五年十二月二十日

问题:

这是一种情况下,电机不平稳旋转,但步骤或从一个瞬间的位置到另一个在轴的旋转。齿槽在电机转速较低时最为明显,并在驱动机器中引起令人反感的振动。需要复杂的电子控制来减少或消除齿槽效应。

资料来源:“术语表,通用运动控制”,罗克韦尔自动化,1998年4月和控制工程杂志。

二零零五年十二月十三日

问题:

在半导体,特别是集成电路(ic)的加工中,掩模或光掩模的使用方式与照相底片的使用方式大致相同。晶圆片表面涂有光刻胶材料,通过掩膜暴露出来,掩膜决定各种元件的大小、形状和互连,如芯片或集成电路上的晶体管。

来源:术语词汇表ARM网站

十二月六日

问题:

这是交流感应电动机磁性结构的非旋转部分。它由薄的特殊电工钢片组成,有一个大的中心孔,转子在其中转动。定子通常包含电机的初级绕组,这些绕组插入到层压组件的径向槽中。

来源:“电机术语表”,罗克韦尔自动化,出版电机-9.0,1999年2月。

二五年十一月二十九日

问题:

鼠笼式指交流感应电动机最常见的转子结构。这个简单的转子结构看起来像一个松鼠笼——由许多不绝缘的金属棒(铝或铜)组成,在每一端连接到转子端环的表面。这些杆相对于电机的纵轴略有倾斜,以提高电机性能,其横截面通常不是圆形的。

资料来源:“感应电机的控制”,由Andrzej M. Trzynadlowski,学术出版社(2001),ISBN 0-12-701510-8。

二五年十一月二十二日

问题:

旋涡脱落流量计通过从放置在流动管道中的钝障碍物(或“钝体”)脱落的旋涡频率来测量流速。当气流在钝体周围分裂时,在分裂后的气流两侧交替产生涡旋。涡的形成速率与流的速度成正比。每个漩涡代表一个低压区;当计算这些低压的存在和缺失时,它与流速成正比。涡流流量计提供良好的测量精度与液体,气体,或蒸汽,也容忍污垢。

来源:“自动化知识体系指南”,Vernon L. Trevathan,编辑,isa -仪器,系统和自动化协会(2006),ISBN 1-55617-961-8。

二五年十一月十五日

问题:

芯片厂指半导体和集成电路(ic)的生产过程——从原始硅片经过一系列扩散、蚀刻、光刻和其他工艺步骤到成品硅片。

晶片铸造是一家以分包为基础为外部客户提供晶圆加工服务的半导体制造商。

来源:术语词汇表ARM网站

二五年十一月八日

问题:

许多技术缩略语的定义因应用领域而异。这里我们指的不是“互联网协议”,而是“知识产权”(IP)。

在半导体设计行业,知识产权指预定义的功能,如处理器或总线接口,通常由软件开发人员许可。IP可以直接在硅中实现,无论是在固定逻辑还是可编程逻辑器件中。它节省了芯片设计人员在产品开发过程中的时间。这个术语是核心的同义词。

来源:赛灵思公司网站上的术语表。

二五年十一月一日

问题:

被动射频识别(RFID)系统使用由外部源(如天线或读取器)供电的应答器。活跃的RFID系统克服了被动RFID的限制,通过电池或有线连接驱动板载能量的逻辑电路。无源应答器通常比有源应答器便宜,但其工作距离和数据传输能力更有限。

来源:控制工程、2005年8月,“基本RFID术语表”边栏。

亦有“一般RFID系统定义”网页,网址为www.pelicansystems.co.uk

二五年十月二十五日

问题:

光电传感器主要存在三种类型:传播的光束(或通梁),回射的,扩散

漫反射式光电传感器依赖于感知目标物体反射的光,因此对目标物体的颜色、表面不规则性、形状、位置和反射率等特征更为敏感。一般来说,漫射光电传感器比其他两种类型的传感器提供更短的传感距离。发射光束和反向反射传感器的工作原理是被位于发射光束中的被感测物体阻挡光束,因此无论目标特性如何,都能提供更可靠的感测。

发射光束传感器有一个单独的发射器和接收器,而“反反射”传感器将两个功能结合在一个单元中,但使用一个单独的反射器。使用波束中断传感器需要访问目标物体的两侧,并且需要额外的成本、安装和单独的接收器或反射器单元的空间。

来源:控制工程、2003年2月,回归基础,“光电传感器背景调查”。

二五年十月十八日

问题:

也称为开放系统互连(OSI)参考模型,它是一种允许通信协议以分层方式组织信息并建立可理解通信的规范。该模型定义了发送设备必须做什么才能将消息打包以进行传输,以及接收设备必须做什么才能解包以重新创建原始消息。

OSI参考模型的七层结构及其功能是:

物理层(第1层)——包括电缆、连接器、发射器、接收器。

数据链路(第2层)-建立协议和规则,以跨物理层发送数据;作为逻辑链路控制和媒体访问控制。

网络(第三层)——路由消息,控制设备之间的数据流。

传输(第4层)——一旦通信路径建立,提供对数据的端到端控制。

会话(第5层)——允许应用程序通过网络进行通信。

表示(第6层)-将数据转换成所需的形式,以便在PC上显示;在两种不同的格式之间进行转换。

应用层(第7层)——为用户提供服务。

来源:控制工程、2005年1月,“以太网解释”。

二五年十月十一日

问:什么是萨班斯-奥克斯利法案?

这是美国法律《2002年上市公司会计改革和投资者保护法案》(Public Company Accounting Reform and Investor Protection Act of 2002)更为人所知的名称,以该法案在国会的主要起草者sen。Paul S. Sarbanes, D-MD,参议院银行委员会高级成员;众议院金融服务委员会主席迈克尔·奥克斯利(Michael G. Oxley)。

萨班斯-奥克斯利法案(简称SOX)可能会影响大多数自动化和控制工程师。如今,审计人员关注的不仅仅是数字,还有与获取这些数字相关的审计流程和控制。他们正在验证公司是如何达到这些数字的。在这些数据中,只有控制和自动化工程师才能提供过程和生产数据。

该法案于2002年7月30日生效,旨在“通过提高公司根据证券法披露信息的准确性和可靠性来保护投资者”。SOX法案要求所有上市公司在年终财务报表和季度报告中满足一定的财务报告要求。不遵守规定或提交不准确的信息可能导致罚款和监禁,即使信息是错误提供的。

来源:《控制工程》,2005年6月,“萨班斯-奥克斯利法案到底是什么?”

二五年十月四日

问:公司遵守法律法规的成本是多少?

根据AMR Research对225多家公司的调查,2005年,公司在遵守法律、法规和其他要求方面的支出为155亿美元;每家公司的平均支出为50万美元。在未来五年内,支出可能达到800亿美元。

来源:控制工程,2005年7月,“数字”。

二零零五年九月二十七日

问:最低有效位是多少?

最低有效位(LSB)是二进制数串(或数字字)中的最低位或最右位。此外,它是可以转换的最小模拟输入信号的位表示。例如,二进制字符串01001001中最右边的数字“1”是最低有效位。

来源:《一打面包师》。《数字设计师的真实模拟解决方案》,作者Bonnie Baker, ISBN 0-7506-7819-4, Newnes,爱思唯尔出版社(2005)。

二五年九月二十日

问:什么是液压半径?

流段的这种特性不能直接测量,但经常用于水力计算。水力半径定义为流动截面积除以湿润周长。它的尺寸是长度。
为了说明,直径为D的全圆压力管的水力直径为面积(pD)

资料来源:Michael E. Meadows和Thomas M. Walski的“水利工程中的计算机应用”(第2版),特约编辑,ISBN 0-9657580-3-6, Haestad Press(1998)。

二零零五年九月十三日

问:什么是帕累托原则?

您可能更熟悉“80-20规则”的形式。这是一种观察,在过程和系统中往往存在着巨大的不平衡——也就是说,80%的结果只能归因于20%的可能原因。例如,设备上20%的功能可能在80%的时间内被使用。

这一原则是意大利经济学家和社会学家维尔弗雷多·帕累托(1848-1923)的研究成果。这源于他的判断,即20%的人口拥有意大利80%的财产。帕累托原理后来被其他人推广,并在经济学、社会学和统计过程/质量控制(SPC/SQC)中得到应用。它可以用来集中精力在哪里直接改进。

一个相关的统计工具,帕累托图,是80-20规则的图形视图,其中问题的原因按严重程度(从大到小)显示。

资料来源:“数据的意义”,由唐纳德J.惠勒,ISBN 0-945321-61-2, SPC出版社(2003);还有其他参考资料。

二五年九月六日

问题
什么是自耦变压器?

一种变压器,有一个单一的抽头绕组,而不是单独的初级和次级绕组(或线圈)称为自耦变压器。抽头和绕组一端之间的匝数定义了一个线圈,而整个绕组作为另一个线圈。自耦变压器更轻、更紧凑,而且通常比标准铁芯变压器更便宜。电源(交流或脉冲直流电)施加在一个线圈部分产生更高(或更低)电压通过另一部分,这取决于抽头的安排和连接。

资料来源:Back to Basics,“变压器解剖”,《控制工程》,2003年12月,第56页。

二零零五年八月三十日

问题
什么是总线仲裁?

这是一种机制,通过这种机制可以正确分配通信总线的资源,并在试图同时使用总线的多个设备(或主机)之间解决冲突。总线仲裁对多主总线是至关重要的。

例如,在外围组件互连总线(Peripheral Component Interconnect, PCI)中,主站只有在请求并被授权使用总线之后才能执行事务。它是通过一对信号(req#和gnt#)将它(和其他主机)连接到中央仲裁器来完成的。主站首先声明它的req#信号,仲裁者将用gnt#信号回复它,以指示它是下一个使用总线的队列。在任何时刻只能断言一个gnt#信号。在检测到它的gnt#信号已经断言并且总线处于空闲状态之后,主服务器可以通过断言启动信号来开始总线事务。其他请求req#的设备必须等待轮到它们。

总线仲裁是一个透明的过程。下一个事务与当前事务并行进行(由仲裁算法调节),因此该过程不会消耗额外的时间。

资料来源:《PCT总线揭秘》(第二版),Doug Abbott著,ISBN 0-7506-7739-2, Newnes,爱思唯尔出版社(2004)。

八月二十三日

本周问题
什么是“兆赫”测试?

用于测量电路中高电阻的仪器称为“兆欧表”或“兆欧表”。普通的欧姆表测量电流以模拟电阻,而兆欧表测量电压以确定电阻。兆欧表测试主要用于验证绝缘的完整性。

兆欧表测试对被测电路施加相对较高的电压(500-2,500 V,具体取决于设备),以验证是否存在故障。根据施加的电压和绝缘等级,它被认为是一种非破坏性测试。兆欧表测试可以检测到与地面相关的较高电压击穿问题,但不能检测到绕组之间的短路。

资料来源:《预测性维护导论》第二版,R. Keith Mobley著,ISBN 0-7506-75312-4, Butterworth-Heinemann, Elsevier Science出版社(2002)。

八月十六日

问题:

半槽寻址(1/2-槽寻址)是一种I/O寻址模式

单槽寻址(1槽寻址或单槽寻址)是将I/O机箱的每个I/O模块槽位作为一个I/O组进行寻址的一种I/O寻址方式。每个I/O模块插槽包含一个I/O组。

双槽寻址(2槽寻址或双槽寻址)是一种I/O寻址模式,其中I/O机箱的每个偶数/奇数对I/O模块插槽被寻址为一个I/O组。每个I/O模块槽位包含

来源:工业自动化术语表,第五版,罗克韦尔自动化,密尔沃基,WI, 1997年,第1页。o: p > & / o: p >

二零零五年八月九日

问题:

挡板-喷嘴放大器是一种将机械运动转换为气动信号的装置,它由端在小喷嘴内的供应管和附着在机械臂上的可移动挡板板组成。供应管在喷嘴前有一个短距离的限制,因此,当挡板靠近喷嘴开口时,供应管在限制和喷嘴之间的部分压力上升。手臂运动和喷嘴间隙很小,在0.2毫米或更小的量级上。在几乎所有的气动变送器和控制器中,挡板喷嘴放大器都是主要的检测器。它通常被称为挡板-喷嘴放大器,因为挡板安装在旋转臂上。

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资料来源:W.H. Cubberly编辑。测量与控制综合词典,第二版, ISA,仪器,系统和自动化学会,研究三角园,NC, 1991, p. 30.&o:p>&/o:p>

二五年八月二日

问题:

在绘制正式的框图模型时,我们使用一些约定来表示元素和连接:

系统element&o: p > & / o: p >

系统元素显示为带有输入表示为向内方向的箭头,和输出用向外的箭头表示。

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信息flows&o: p > & / o: p >

一个控制系统将由许多相互连接的系统组成,因此我们可以将这样一个系统的模型绘制为一系列相互连接的模块。因此,我们可以让一个盒子给出输出,然后它成为另一个盒子的输入。我们画一条线来连接这些框,并在箭头指示的方向上指示信息流。这条线不一定代表物理连接或物理连接的形式。

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求和junction&o: p > & / o: p >

在控制系统中,我们经常遇到这样的情况:两个信号可能被加在一起,或者一个信号被另一个信号减去。然后将这些操作的结果传递给某些系统元素。这是用一个圆来表示的,圆的象限的输入是给定的

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起飞点:p > & / o: p >

总体输出,比如汽车在道路上的位置,可以用一个箭头作为输入,在这个例子中是给汽车驾驶员的,这样他就可以将实际位置与所需位置进行比较,并做出必要的调整,比如转动方向盘。

在中央供暖系统的情况下,总输出是房间的温度。然而,这个温度信号也被截取下来,成为恒温器系统的输入,在那里它与所需的温度信号进行比较。

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来源:波顿,W。控制系统,巴特沃斯-海涅曼出版社,英国牛津,2002,第3-4页。

二零零五年七月二十六日

问题:换能器、传感器和变送器真的是一回事吗?

差不多。

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这个词传感器是经常遇到的。严格来说,换能器是一种将一种物理量转换为另一种物理量的装置,其中第二种物理量是第一种物理量的模拟表示。热电偶是把温度转换成电势的传感器。然而,更常见的是使用这个术语传感器对于实际测量装置(即主传感器),并使用换能器对工厂本地的整个测量系统进行处理(包括本地信号处理)。然而,没有严格的规则,在许多情况下,术语传感器和传感器可以互换使用。这个词发射机也常指变送器或传感器。

资料来源:Parr, e.a.,工业控制手册,巴特沃斯-海涅曼有限公司,里德爱思唯尔出版社,牛津,英国,1995年,第2页。

二零零五年七月十九日

问题:

电解导电性指的是电在液体中传导的好坏,它取决于液体的化学成分和温度。同样,导线的电阻等于导线的长度,l单位厘米,除以它的横截面积,一个,以cm2为单位,全部乘以材料的电阻率常数,p,单位为欧姆-cm2/cm。公式为:

R(欧姆)=p(欧姆- cm2/cm) xl(厘米)/一个(cm2)

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导线越长,电阻越大。横截面积越大,则阻力越小。同样的,电导,G,即导线电阻的倒数,由公式给出:

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G(siemens) = 1/R= y (siemen - cm/cm2) x一个cm2) /l(厘米)

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这里,y是材料的导电性常数,它是p的倒数。

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液体的电解导电性与导线的导电性的计算方法相同。例如,如果一个玻璃容器的内底座为1 x 1厘米;该基地有一个电极(也是1 x 1厘米);在电极上方放置1厘米深的液体;另一个1 x 1厘米的电极正好碰到液体的顶部,然后我们就有了一个电解导电性电池。电极通过铜线连接到电导测量仪(欧姆计)上。因为A等于1。0平方厘米,l的长度是1.0厘米,那么电池中液体的电导率y,就等于电导率,也就是电阻的倒数。

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通常电导率常数有一个很低的值,测量的单位是用户- cm/cm2或用户/cm。(在1960年之前,它被称为umho/cm,因为mho也是欧姆的倒数。)由于电导率(和电阻率)随温度变化很大,因此必须测量温度以获得电导率的精确值。

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装有测量电解电导率的电极的容器称为a传导单元.单元格的尺寸被设计为为单元格提供一个称为的值细胞常数。单元格常数的值等于距离,l电极之间的厘米,除以面积,一个,以平方厘米为单位,其中一个电极的面积(假设每个电极的面积相同,并且假设电极的背面与液体绝缘)。单元格常数的值等于信用证。o: p > & / o: p >

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Y(siemen - cm/cm2) =G(西门子)xl(厘米)/一个(cm2) =电导x电池常数

来源:弗雷泽,罗伊·E,过程测量与控制;《上鞍河》,2001,第48-49页。

7月12日

问题:小端序和大端序的区别是什么?

little-endian与字内的字节顺序有关,使得最低有效位字节具有最低地址(little -end first)。这意味着最重要的被列为字节1,最不重要的被列为字节0。

大端序也与字内的字节顺序有关,但在这种情况下,最重要的字节具有最低的地址(大端优先)。这意味着最重要的被列为字节0,最不重要的被列为字节1。

资料来源:工业自动化术语表,第五版,罗克韦尔自动化,密尔沃基,WI, 1997年第10,63页。

7月5日

问题:金钱的时间价值是什么?它是如何计算的?

许多领域的项目都是基于净现值(NPV)和内部收益率(IRR)计算来证明的,这有助于根据“货币的时间价值”指示未来的财务表现,并可以显示项目是否应该批准或拒绝。在公式(下)中,CF是给定时期的现金流量,DIR是贴现率。IRR是通过计算NPV在0时确定的,它表示项目的盈亏平衡点。许多金融计算器和软件程序可以执行这些计算。

净现值= -初始资本投资+ CF1/(1+DIR) + CF2/(1+DIR)2 +…+ CFn/(1+DIR)n

资料来源:蒙塔古,吉姆,《是时候再投资于自动化》控制工程、2001年2月,第56页