摊铺机工作环境恶劣,温度、湿度、振动等对计算机会带来严重影响,在摊铺机设计和实现中必须采取相应的有效措施,提高系统的可靠性,提高系统的平均无故障时间MTBF。本文介绍了我们在完成国家863项目“LTU125A沥青混凝土自动摊铺机研制”过程中所采取的10项可靠性措施,为摊铺机的研发提供参考。
1 集散型体系结构
实现功能分散、危险分散、集中监视。系统中采用多块计算机模板分别完成交互监视、测量控制、方向测量和遥控的功能。在集散型控制中成本和分散、可靠性是一对矛盾,我们设计中尽量做到可靠性高,但是成本又不致太高。
2 模块化、积木化结构
积木化结构便于系统扩展,系统可大可小。模块化结构是指设计的模块具有一定的功能,便于更换,又不致成本太高。例如:32路模拟量输入,16路模拟量输出和16路开关量输入,32路开关量输入,16路模拟量输出和16路开关量输入等控制模块均留有备用板,哪块模板有故障,更换哪块,平均修复的时间MTTR缩短,故障板修复后又可作备用板使用。
3 采用隔离技术
对模拟量输入用隔离放大器,对数字量输入用光电隔离器,使现场信号与计算机通过光电耦合,传递信号,即使现场有高的电压或大的脉冲作用到现场元部件,也不会损坏计算机。通常绝缘电压1 500 V以上,有的3 000 V乃至7 500 V,这样使系统的可靠性大大提高。
4 采用CMOS芯片
CMOS器件较TTL器件有许多优点,如:工作温度范围宽,功耗低,逻辑摆幅大,抗干扰能力强,允许电
源电压波动大。工作温度单门功耗逻辑摆幅工作电压输入阻抗扇出能力CMOS -20~85℃~20nW ~5V 3~18V 1011Ω50门TTL 0~70℃~20mW 1.6V 5±0.25V 104Ω20门
5 元件选择
尽量选用工业级元件,工作温度范围-20~85℃。如4运放LM224J(TLO641是0℃~70℃),选用著名
厂家产品, BTS432D2是选用西门子公司的,OPA4277、DRV102、ISO124是BB公司的等。
6 采用滤波技术
滤去噪声和干扰,用计算机软件作数字滤波,对印刷板芯片及电源系统采用电容或阻容滤波。
7 采用PVC触摸键盘
提高键盘的防尘、防潮功能。
8 印刷板的精心设计制造
接插头镀金,元件布置和走线整齐、合理,尽量减少沉铜孔、元件老化、测试等。
9 计算机机型的选择
选用PCBUS控机模板,国内市场有大量质量稳定、性能可靠的工业计算机模板可供选择。
10 减振、加固措施
计算机及I/O模板机箱采用弹性减振、抗震措施。对计算机模板及I/O模板除了板端固定外,中间
加横条压牢,防止松动。另外为了接触牢固,可采用2mm厚的印刷板。
