2005年11月至12月的技术提示
二五年十二月二十七日
本周科技小贴士:
利用原理图设计软件-第2部分
如前所述，使用电气原理图或面板设计软件的优点包括更快和更有效的布线布局，更低的设计和开发成本，以及更少的用户培训时间。部分软件与Autodesk AutoCAD集成;其他的是独立的。
下面是使用这类软件的原因的延续。(前五条建议出现在上周的“本周小贴士”中):
添加功能或库以根据需要缩放/扩展布局。一些软件适合电气，过程控制，液压和气动应用。
支持多种语言。例如，Microsoft Visio 2003支持17种语言，包括对亚洲和双向文本的增强支持。
与其他软件紧密集成，可以更轻松地导入和导出信息，或创建物料清单。例如，Eplan 5软件通过了ABB“工业IT”产品生命周期管理框架的认证。Microsoft Visio与其他基于Microsoft office的工具集成，允许将其Outlook日历或生成报告集成到Excel中。
自动化许多功能，例如交叉引用(也有助于导航)、搜索、电线编号、列表生成、标注尺寸和错误检查/警报。SCADA系统有限公司EDS (Elecdes Design Suite)从二维控制图纸中获取信息，并为电气面板和电缆托盘生成三维布局。
通过定期升级获得功能。一般来说，供应商只在一段时间内支持旧软件。随着硬件平台和软件操作系统的发展，必须实现下一代框架的飞跃。密切关注供应商提供升级的公告是值得的，因为通常会提供激励措施。
供应商为“测试驱动”提供演示或样本软件，许多供应商提供辅导、用户组和基于web的培训。
来源:控制工程、2004年2月技术更新，“使用面板或原理图设计软件的10个理由”。
二五年十二月二十日
本周科技小贴士:
利用原理图设计软件-第一部分
以下原因为电气原理图或面板设计软件的应用提供了一些实用指导。优点包括更快和更有效的布线布局，更低的设计和开发成本，以及更少的用户培训时间。其中一些软件与Autodesk AutoCAD集成，而另一些则是独立的。
以下是您应该考虑使用这类通用CAD软件的前五个(10个)原因:
通过使用特定符号和功能的库或数据库，包括制造商特定的设备，消除重复的绘图功能。支持更多的信息和代码重用。菜单帮助组织信息以加快选择和使用。关联和分组允许创建更大的或新的对象。
预览/撤销:将更改应用于多个相关文档，并在提交更改之前查看结果。
保持与现有DWG文件、DXF格式以及IEC/DIN和ANSI/JIC标准页面和符号格式的兼容性。
与安全的、基于web的特性协作，允许同时进行修改，并标注谁修改了什么，何时修改了什么。这允许与项目设计团队中的其他人共享信息。
使用项目管理功能来帮助协调项目的各种参数和阶段。
供应商为“测试驱动”提供演示或样本软件，许多供应商提供辅导、用户组和基于web的培训。
第二部分将在下周的“本周小贴士”中给出另外五个理由和指导。
来源:控制工程、2004年2月技术更新，“使用面板或原理图设计软件的10个理由”。
二零零五年十二月十三日
本周科技小贴士:
如何区分可靠性参数MTTF、MTBF和MTTR
可靠性最初是一种度量，用于确定系统在特定任务时间内成功运行的概率。可靠性的测量要求系统在一段时间内成功工作。
最广泛使用的可靠性参数之一，平均无故障时间(MTTF)已被正式定义为随机变量的“期望值”，是时候失败了，T。然而，MTTF被误解为“保证最低寿命”。MTTF的公式是推导出来的，通常用于产品的使用寿命，但这种方法排除了磨损故障。
平均恢复时间(MTTR)-从IEC 61508中的“平均维修时间”更改，以澄清对术语中包含的“时间”的混淆-是随机变量的期望值恢复时间。它包括检测/识别故障发生所需的诊断时间和进行修复所需的实际时间。为了评估的目的，MTTR还必须包括获得备件的时间，维修小组响应的时间，记录所有任务的时间，以及将设备重新投入使用的时间。
平均故障间隔时间(MTBF)定义为故障/维修周期的平均时间周期，包括发生故障的时间和检测/修理设备的任何时间。对于一个简单的可修复部件，MTBF = MTTF + MTTR。由于MTTR通常比MTTF小得多，因此MTBF近似等于MTTF，并且经常取代MTTF。MTBF既适用于可修系统，也适用于不可修系统。
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)，第18章:可靠性，ISBN 1-55617-961-8。
十二月六日
本周科技小贴士:
解决无线安全问题
随着工业无线解决方案的蓬勃发展，对系统安全的关注和问题也在上升。一位专家建议，大多数无线安全问题可以通过加密和数据认证这两种元素的结合来解决。
加密通常包括启用大多数无线设备中已有的128位或194位功能，并建立一个过程来管理加密或解密网络上运行的数据的密钥。这些密钥输入到允许数据加密的算法中，并且使用最新可用的“动态更改”密钥防止未经授权的数据嗅探。
数据验证，其作用类似于验证用户身份的密码，可确保无线接入点确实是其声称的授权点。这是通过来回传递密钥和其他只有客户端设备及其主机知道的预编程信息来实现的。这样做的方法包括Wi-Fi保护访问(WPA)和思科的轻量级可扩展身份验证协议(LEAP)。
源:控制工程;2005年5月，“无线安全”一文的边栏，“无线:简单、安全、可靠、成功”。
二五年十一月二十九日
本周科技小贴士:
创建实用制造数据库的指南-第2部分
下面的简单指导方针代表了在制造执行系统(MES)不合理的情况下开发数据库的实用方法。(前五条建议出现在上周的“本周小贴士”中):
使用事务性控制。大多数SQL数据库提供某种形式的事务控制，允许多个数据库更改全部成功，或者如果有一个失败，则全部回滚。它进一步减少了应用程序的错误处理代码。
使用存储过程，这是在数据库事件上执行的SQL语句，例如更改数据字段或删除记录。这可以显著减少应用程序代码。
提供一个选项，以便应用程序可以创建数据库。这使得测试和推出(包括存储过程)更加容易。跟踪一个应用程序源文件比跟踪多个文件和版本更容易。
不要硬编码数据库路径，而是使用操作系统注册表数据库来查找环境信息。硬编码路径，如“C:My Database”，提供了难以维护的执行约束。在不重新编译应用程序的情况下重新定位数据库更受支持。
使用Visual Basic(或同等的)来减少代码并提供良好的用户界面。存在许多免费或低成本的高级开发环境，它们可以减少编码工作并使数据库应用程序具有成本效益。
这些简单的指导原则(包括第1部分11/22/05中的指导原则)可以帮助作者在MES不可用或成本不合理的情况下开发持久的数据库应用程序。
源:控制工程;2005年10月Insight，“如何创建实用的制造业数据库”，Dennis Brandl, BR&L Consulting。
二五年十一月二十二日
本周科技小贴士:
创建实用制造数据库的指南-第1部分
下面的简单指导方针代表了在制造执行系统(MES)不合理的情况下开发数据库的实用方法。典型的数据库应用程序涉及记录一个事件、一个人、一个地点、一种材料和一个时间——例如，跟踪生产工件，如测试标签和样品。
下面是制造数据库应用程序的前5条(共10条)指导原则:
保持较小的功能，并坚持事务性问题，而不是实时或过程性问题。事务性问题很少需要比创建、报告、更新和删除更多的功能。
使用基于sql的数据库。这种基于标准的方法为许多制造应用程序所需的应用程序提供了可伸缩性和长期可维护性。
使用数据库服务器。虽然小型应用程序通常可以在一台计算机上运行，但将数据库定位在服务器上提供了一种可支持的解决方案。它还提供备份支持和冗余。
使用完整性约束。大多数SQL数据库都支持某种形式的外键、非空键、惟一键和范围检查函数。这确保了只有有效的数据被添加到数据库中，提供了不需要包含在代码中的检查。
创建“异常”表(结构类似于正常表)，但没有完整性约束来保存异常情况。如果在正常操作中出现错误，操作员往往没有足够的信息来解决问题。然后，存储在异常表中的信息可以用于分析和纠正问题。
第二部分，以及另外五条指导原则将在下周的“本周小贴士”中出现。
来源:控制工程、2005年10月Insight，“如何创建实用的制造业数据库”，Dennis Brandl, BR&L Consulting。
二五年十一月十五日
本周科技小贴士:
工程与维护相结合的4种方式
在追求不断增加的效率的过程中，制造商可能会忽略他们组织中有效地加强过程、性能和整体生产力的现有机会。这里有四条建议。
1.通过在生产操作中更紧密地结合这些活动，提高维护和工程功能的效率。大多数制造商鼓励工程和维护部门之间的协作，但传统上是分开管理的——由于协调不力和缺乏沟通，可能会错过提高资产性能的机会。
2.在任何项目的安装和操作阶段参与工程和维护支持人员。双方的积极参与对于发现设计和优化维护生产设备的最有效方法至关重要。
3.维修人员还必须更好地了解工厂车间设备的生产规格和操作参数。当出现问题时，维护团队通常会将设备修复到最新的生产水平，而不是机器的最佳设计能力。因此，维护团队应该将设备的实际生产率与项目工程师的原始设计规格进行比较，以最大限度地发挥操作潜力。
4.为了帮助维护和工程人员更有效地协作，许多制造商使用第三方供应商来提供流程改进和协同作用的机会。工程服务提供商了解您组织的独特挑战，帮助集成工程和维护，以最大限度地延长正常运行时间并优化投资回报率。
许多制造商报告说，经过18到36个月的功能整合后，他们获得了可观的回报。笔者见证了工程与维护功能更紧密结合的诸多优势，其中包括:成本更低;提高流程效率;更好的机器操作/输出。尽管集成需要前期投资，但弥合工程和维护之间的差距可以为所有类型的制造商带来可观的长期回报。
Soapbox专栏中提出的观点是作者的观点，不一定是作者的观点控制工程或Reed Business Information。
来源:控制工程、2005年2月Soapbox，“工程、维护集成的4条路径”，作者Mike Laszkiewicz，罗克韦尔自动化客户支持和维护副总裁。
二五年十一月八日
本周科技小贴士:
RS-485网络故障排除
RS-485技术仍然是无数通信网络的支柱。以下是检查常见故障和使有问题的RS-485网络正常工作的八步方法。
1。RS-485使用不平衡差分线对。为了尽量减少数据线噪声，每个网络设备必须通过信号返回连接到地。在嘈杂的环境中，数据导体应由双绞线加屏蔽线组成。
2。终止会导致许多问题。要检查哪些节点被终止，请关闭每个节点的电源并断开其与网络的连接。用欧姆计测量接收机的A线和B线或+线和-线之间的距离。端接节点通常读取小于200欧姆;未端接节点的读数大于4000欧姆。
3.。区分A线和B线可能很困难，因为不同的制造商采用了不同的标签惯例;然而，在空闲状态下，B线应该总是更正。因此，A线等于(-)，B线等于(+)。用电压表检查空闲网络。如果B线的正数不比A线的正数大，说明连接有问题。
4。当RS-485网络中没有设备在传输时，就会出现三状态。在所有设备监听的情况下，这可能导致所有驱动器进入高阻抗状态，使浮动导线进入所有RS-485接收器。节点设计人员通常通过在接收器的A线和B线上安装下拉和上拉电阻来模拟空闲状态来解决这种不稳定状态。
5。在双线加地的RS-485网络中，没有两个发送器可以同时成功地通信。在发送完最后一个比特后的一段时间内，网络似乎处于空闲状态，但实际上节点还没有将其驱动程序置于三状态状态。如果另一台设备试图在此时间间隔内通话，将会发生不可预测结果的碰撞。为了检查碰撞，使用数字示波器捕捉几个字节的1和0。确定节点在传输结束时达到三状态条件所需的时间。确保RS-485软件响应请求的速度不超过一个字节时间(在76.8 kbit/s时略多于1 ms)。
6。RS-485没有内置隔离。这取决于系统设计者，以确保网络不包括任何接地回路。隔离每个节点将大大提高网络的可靠性。
7。隔离是抵御功率浪涌的第一道防线，但增加一个多级浪涌抑制器可以消除较大的浪涌，使其保持在网络隔离可以容忍的范围内。最好在一个具有高质量接地的网络位置安装浪涌抑制器。将其与其他网络设备或设施电气系统在同一点接地。
8。一旦RS-485网络开始运行，请记下其配置的每一个细节。包括有关终端，偏置，电线类型和备件的信息。如果负担得起的话，现在就买一些备用的。
更多信息可在下面的来源。
源:控制工程;2005年3月(Back to Basics)，“RS-485网络故障排除”。
二五年十一月一日
本周科技小贴士:
选择感应电机类型，以适应不同的应用负载
“主力”交流感应电机的普及导致了某些标准化的电机设计，从而提高了制造效率和有吸引力的价格。美国国家电气制造商协会(NEMA)已经为所谓的NEMA设计A, B, C和D电机类型制定了规范，这些类型标准化了典型的电机特性，例如启动电流，转差和转矩点，以适应各种应用负载。以下是NEMA电机类型的简要介绍:
设计一个具有正常的起动转矩(一般为额定的150-170%)和较高的起动电流。击穿扭矩是所有NEMA类型中最高的。它可以在短时间内处理严重的过载。滑移小于或等于5%。典型的应用可能是为注塑机供电。
设计B是销售的交流感应电动机中数量最多的类型。它的启动转矩与设计A相似，但略低于设计A，并提供更低的启动电流。然而，其锁定转子扭矩仍然允许启动在工业应用中遇到的许多负载。滑移小于或等于5%。电机效率和满载功率因数都比较高，使得该设计比较普及。典型的应用包括泵，风扇和机床。
设计C提供高启动扭矩(大于设计A或B，通常超过额定的200%)。这对驱动沉重的分离负载很有用。这些电机的目的是操作接近全速，没有很大的过载。启动电流低。滑移小于或等于5%。
设计D提供所有NEMA电机类型的最高起动扭矩。启动电流和满载速度低。高滑移值(5-13%)使该电机适用于负载变化和随之而来的电机速度急剧变化的应用，例如在带有飞轮储能的机械中。几个设计子类覆盖相当宽的滑移范围。这种电机类型通常被认为是一个“特殊订单”项目。
这些电动机表现出不同的速度-转矩特性。堵转转矩(起动转矩)是指转子在额定电压和频率下静止时所产生的最小转矩。极限转矩在接近额定转速时(在额定电压和频率下)电机转速突然下降之前产生的最大转矩。牵引力矩在电机的速度范围内，从静止到产生击穿转矩的速度点是否产生最小转矩
为欧洲和国际市场制造的电机符合国际电工委员会(IEC)定义的一套不同的设计和规格。然而，一种IEC感应电动机类型，称为设计N，具有可与NEMA设计A和B相媲美的工作特性。
来源:控制工程、1999年12月(在线增刊)，“交流感应电动机的设计，类型”。
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