科技贴士2006年5月
二六年五月三十日
本周科技贴士:
应用热电偶
热电偶是最常用的温度测量设备。它们由两种不同的金属组成，一端连接，另一端(输出端)打开，在给定的温度下产生电压。热电偶的电压信号随着温度的升高而增加。
热电偶比其他类型的传感器有许多优点，如电阻温度探测器(rtd)和热敏电阻。热电偶(T/ c)是自供电的，不需要外部电源。其他T/C优点包括极端坚固，能够承受恶劣环境，与rtd和热敏电阻相比成本低，并且可提供广泛的温度范围，
缺点是，T/ c的非线性需要冷结补偿(CJC)来线性化器件。此外，电压信号也很低——通常只有几十到几百微伏。这需要谨慎的技术来消除低电压测量中的噪声和漂移。另一个缺点是热电偶与rtd或热敏电阻相比精度较低。根据热电偶类型的不同，一度的温度变化可能意味着几微伏的信号变化。
设置的建议
在设置和使用热电偶时避免一些常见错误将导致更好的温度测量。一个常见的问题是CJC没有正确配置或补偿，或者根本没有执行。这导致温度测量不准确或非线性。确保在设置中考虑到CJC。
另一个错误是用铜线从热电偶连接到测量装置。这实际上是在测量中“引入”了另一个热电偶，因为任何不同金属的结都会形成热电偶。在测量系统中提供了一种补偿方法来抵消这种影响。
在测量设备方面，所使用的电压表可能对热电偶测量不够敏感。确保电压表对与热电偶相关的低电压(微至毫伏)测量足够灵敏和准确。
来源:控制工程、2006年2月，“如何应用热电偶”。
二六年五月二十三日
本周科技贴士:
使用安全完整性等级-第2部分
安全完整性水平(SIL)概念在过程工业中一直在应用，但在生产自动机中相对较新。SIL等级(1、2、3和4)使用随时间发生危险故障的概率作为衡量设备提供的风险降低范围的方法。
第1部分，在上周的提示中，讨论了SIL选择过程的一般方法，并描述了四种SIL概率评级。以下是在任何开始降低风险计划的设施中使用的顶级风险评估步骤的进一步指导和描述。
确定一个可接受的风险水平．选择评估应满足的SIL-(或类别级)评级。
从选择谁来寻找危险开始．跨职能团队可以提供超越个人视角的观点。控制工程师、操作员、维护技术人员和保管人都可能对不同情况下的风险和风险规避有深入的了解。
寻找需要评估的领域．这包括一个设备，一个机器设计，一般区域，或整个生产线或系统。
列出危害．从多个角度和环境审视每一种情况。确保调试、操作和维护模式之间的清晰划分;看看每一个和它们之间的过渡。确保所有设计和安装的安全设备成为进入该区域的人员培训的一部分。
分析风险根据严重程度和概率。评估和概率分析是基于故障率和失效模式数据。对于任何潜在的危害来源，计算出风险有多严重，它们发生的频率有多高，并将两者结合起来。
通常，为了保护功能，一台机器通常会有不止一种保护手段，可能是主要的外围防护或电子防护，如光幕。如果他们失败了，那该有多糟糕;他们失败的频率有多高?
降低风险如果需要的话，使用收缩包装机可能会造成挤压或机械危险。有防护装置或隔离装置可以防止受伤。如果涉及到火焰或加热器，则可能使用过温保护或火焰探测器保护。
在某些情况下，可能需要改变设计;没有一件安全设备可以减轻所有的危险。幸运的是，在讨论结束时，生活中的大多数事情都不需要安全功能。
来源:控制工程、2006年1月，“如何评估风险”。
二六年五月十六日
本周科技贴士:
使用安全完整性等级-第1部分
SIL(安全完整性水平)概念在过程工业中一直在应用，但在生产自动机中相对较新。它提供了不同的，也许更灵活的方法来评估风险和增强离散生产场所的安全性。SIL使用统计数据来表示安全检测系统的可靠性，该过程通过系统的需求发生。
SIL等级(1、2、3和4)提供了一段时间内危险故障的概率，可用于测量设备提供的风险降低范围。SIL的选择决定了需要降低多少风险。SIL安全措施可降低风险:
1级:10 - 100次;
2级——100到1000次;
3级实现风险降低1000 - 10000倍;而且
4级达到>风险降低10000倍。
SIL 3被认为是使用一个可编程电子系统可实现的最高风险降低级别。对SIL - 4级应用的需求很少——例如，在核电站的某些区域。标准警告说，一个可编程安全系统不应该用来满足SIL 4的要求。
以下是SIL选择过程中建议的一般方法，可在成本效益的前提下降低所需的风险水平:
估计后果-分析意外事件的所有结果;
估计可能性-将初始事件和旨在预防事故的设备故障结合起来;
整合风险-确定对人、财产、利润和环境的影响;而且
选择所需的风险降低-这是基线风险和可容忍风险之间的差异。
关于SIL选择过程的更多指导和见解将在下周的“本周提示”中提供。
来源:控制工程、2006年1月，“如何评估风险”。
二六年五月九日
本周科技贴士:
fpga的电压降压配置选择
现场可编程门阵列(fpga)使用不同的电压为其各种电路供电。这些电压的工作电流变化很大(通常在100 mA到20 A范围内)，这取决于与应用相关的因素，如FPGA速度和设备的容量负载。输入电压通常高于FPGA板载所需的几个工作电压，因此必须降低和调节输入电压。
三种最常用的fpga电压降压配置被称为同步巴克，非同步的巴克,线性稳压器．稳压器的选择取决于输入电压、输出电压和输出电流的组合。这里有一个经验法则可以帮助你选择:
当功耗小于1w时，建议采用线性稳压器。
如果电压输入/输出比为&2:1，输出电流为& 3a，则使用非同步降压调节器。
当电压输入输出比为>2:1，输出电流为> 5a时，使用同步降压稳压器。
资料来源:美国国家半导体公司，Power designer, No. 102 (2004) power.national.com/designer
二六年五月二日
本周科技贴士:
在制造业中使用RSS
RSS是“Really Simple Syndication”的缩写，是一种基于xml的方法，用于任何Web站点或FTP站点成为信息发布者。RSS代表了一种选择和收集Web可访问信息的方法——可扩展到制造任务的应用程序。
RSS阅读器缺乏一个通用的标准，这延缓了RSS方法的采用，然而大多数RSS阅读器将接受所有可用的标准。因此，制造系统能够使用RSS。
RSS不是web发布系统，而是XML文件的一种格式。发布者将信息放在可访问的Web(或FTP)站点上，并更新一个XML RSS文件，称为RSS流。RSS流文件中的顶级元素是通道，它定义了一个感兴趣的领域。通道可以用生产区域标识，例如分别用于包装、主要生产、配药、填充和组装的RSS流文件。还可以为特定的制造报告类别定义通道，例如方差、利用率和吞吐量。如果一个报表适合多个通道，那么不同的RSS流可以指向同一个报表。
每个通道包含项目，通常至少包括标题、描述、出版日期和链接。链接是指向完整Web页面、文档或文件的URL。RSS发布者将这些文件放在一个可访问的区域，然后用指向该文件的新项更新RSS流。
大多数制造报表包可以生成XML文件和格式化的报表。自动生成的报表可以保存在可访问的位置，如FTP目录。相同的报告包可以生成一个摘要XML文档，其中包含报告的“项”描述——它可以包含相关的摘要或异常数据。然后，一个简单的应用程序将读取生成的项并更新RSS流文件。
RSS允许每个生产经理“订阅”对他或她重要的流，并设置关键字过滤器，只选择所需的数据。RSS提供了一种方法来改变我们寻找制造系统报告中包含的重要和相关信息的模式。
来源:控制工程、2006年1月，“RSS找到了相关的制造数据。”
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