時間：2023-06-09 10:02:13
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇電子元器件應(yīng)用現(xiàn)狀，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
[關(guān)鍵詞] 電子元件 市場前景 發(fā)展趨勢
電子元件主要包括電阻器、電容器、電感器、變壓器、波器、天線等是一大類重要的電子信息產(chǎn)品。電子元件與電子器件共構(gòu)成電路的核心部分，是各類電子信息產(chǎn)品基礎(chǔ)。電子元器件屬于電子信息產(chǎn)業(yè)的中間產(chǎn)品，介于電子整機行業(yè)和原材料行業(yè)之間，其發(fā)展的快慢、所達(dá)到的技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模，不僅直接影響著整個電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且對發(fā)展信息技術(shù)，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高現(xiàn)代化裝備水平，促進科技進步都具有重要意義。未來5年～10年，我國的電子元件市場將出現(xiàn)高速增長。
一、我國電子元件產(chǎn)品市場現(xiàn)狀
隨著世界電子制造業(yè)向中國大規(guī)模轉(zhuǎn)移，我國的電子元件市場以近年來每年都20%的增長率增長。粗略測算目前我國電子元件市場容量約在350億美元左右，在不久的將來，我國可望成為全球最大的電子元件消費市場。
1.多層陶瓷電容器(MLCC)多層陶瓷電容器目前國際上用量最大、發(fā)展最快的片式元件之一。MLCC主要應(yīng)用于各類軍用、民用整機的震蕩、禍合、濾波、旁路電路中，應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)拓展到自動控制儀表、計算機、手機、數(shù)字家電、汽車等行業(yè)。全球市場的需求量從1998年的3070億只，增至2007年11000億只。年增長速度近20%。市場需求巨大，產(chǎn)業(yè)化市場前景非常廣闊。
2.片式電感類元件主要應(yīng)用領(lǐng)域包括移動通信、計算機、音像產(chǎn)品、家電、辦公自動化等。預(yù)計在今后若干年中，隨著第三代移動通信技術(shù)、數(shù)字電視、高速計算機、藍(lán)牙產(chǎn)品等新一代數(shù)字化電子產(chǎn)品的推出，片式電感器的需求量將急劇上升，市場前景將十分看好。
3.片式敏感元件在程控交換機、計算機、便攜式手提電腦、高清晰度彩電、便攜式移動電話、車載電臺、汽車電子、復(fù)印機、軍用電子產(chǎn)品等方面都具有廣闊的應(yīng)用市場。用片式化生產(chǎn)技術(shù)制備的新型高性能超低阻、高耐壓熱敏材料還可用于通信及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)過電流保護、系統(tǒng)防雷、大屏幕大電流自動消磁、汽車用直流電機、低壓電器、變壓器及家用電器等過熱過載保護等，國內(nèi)年需求量估計可達(dá)10億只左右。
4.多層壓電元件具有能量轉(zhuǎn)換效率高、體積小、厚度薄、升壓比高、無電磁干擾、無燃燒短路隱患、適合表面安裝、安全可靠性高等顯著特點，由于液晶顯示器背光電源市場需求快速增長，MPT及其背光電源極具應(yīng)用價值與發(fā)展前景。它的推廣應(yīng)用將有力的推動智能化電子信息產(chǎn)品向小型集成化方向發(fā)展，在筆記本電腦、PDA、液晶PC、液晶屏手機、液晶Tv、可視電話、GPS、傳真機等領(lǐng)域具有十分廣闊的市場前景。
二、電子元件產(chǎn)品市場發(fā)展趨勢
1.我國電子元件產(chǎn)品的類型。
(1)片式化、小型化。以多層陶瓷電容器(MLCC)為例，目前的主流產(chǎn)品尺寸正在從0603型向0402型過渡，而更受市場歡迎的高端產(chǎn)品是0201型。
(2)多功能化。隨著電子新型產(chǎn)品功能的不斷增加，對片式元件功能的要求也越來越多樣化。
(3)集成模塊化。近年來，由于低溫共燒陶瓷(LTCC)等技術(shù)的突破，才使無源集成技術(shù)進入了實用化和產(chǎn)業(yè)化階段，并成為備受關(guān)注的技術(shù)制高點。
(4)微波、高頻化和寬帶化。目前電子整機向微波、毫米波、高頻寬帶方向發(fā)展的趨勢十分強勁。此外，高速數(shù)字電路產(chǎn)品越來越多，光通信的傳輸速度已從2．5Gbps發(fā)展到10Gbps。這些都對電子元器件的高頻和寬頻化提出了更高的要求。
2.電子元件產(chǎn)品有良好的市場前景
電子元器件正進入以新型電子元器件為主體的新一代元器件時代，它將基本上取代傳統(tǒng)元器件，電子元器件由原來只為適應(yīng)整機的小型化及其新工藝要求為主的改進，變成以滿足數(shù)字技術(shù)、微電子技術(shù)發(fā)展所提出的特性要求為主，而且是成套滿足的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。新型電子元器件體現(xiàn)了當(dāng)代和今后電子元器件向高頻化、片式化、微型化、薄型化，低功耗，響應(yīng)速率快、高分辨率、高精度、高功率、多功能、組件化、復(fù)合化、模塊化和智能化等的發(fā)展趨勢。同時，產(chǎn)品的安全性和綠色化也是影響其發(fā)展前途和市場的重要因素。良好的市場前景，為電子元器件提供了巨大的國內(nèi)市場機會。無論是全球市場還是國內(nèi)市場電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展給上游電子元器件產(chǎn)業(yè)帶來了廣闊的市場應(yīng)用前景，新產(chǎn)品的推出曾出不窮，這些都為元器件開拓了新的應(yīng)用市場。
汽車電子、PDA、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品、機頂盒等產(chǎn)品的迅速啟動及飛速發(fā)展，將極大地帶動中國電子元器件市場的發(fā)展。在通訊類產(chǎn)品中，不僅僅是蜂窩電話，還有更多的產(chǎn)品如移動通信、光通信網(wǎng)絡(luò)，普通電話等都需要大量的元器件。另外，計算機及相關(guān)產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品雖然沒有以前發(fā)展那么快，但需求依然強勁，這些都將成為中國元器件市場發(fā)展的動力。
三、結(jié)束語
預(yù)計到2010年全球電子信息制造業(yè)市場將達(dá)到19055億美元，其中，電子元器件市場將達(dá)到2800億美元，占14.7%。蜂窩電話、移動通信、光通信網(wǎng)絡(luò)，普通電話等都需要大量的元器件。另外，計算機及相關(guān)產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品雖然沒有以前發(fā)展那么快，但需求依然強勁，這些都將成為中國電子元器件市場發(fā)展的動力。全球電子元器件市場規(guī)模進一步擴大，國內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，將為電子元器件產(chǎn)業(yè)帶來廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn):
[1]李盛濤 李建英 張偉強:發(fā)展我國電子元件工業(yè)的思路[J]. 電子元件與材料,2001,(01)
電子信息產(chǎn)業(yè)新規(guī)律推動發(fā)展
電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的逐級遞增規(guī)律表明，電子元器件技術(shù)的每一次創(chuàng)新突破，不僅使電子元器件產(chǎn)業(yè)本身產(chǎn)生一次跨越式發(fā)展，而且推動直接利用新型電子元器件的電子整機更新?lián)Q代，使這些直接相關(guān)的電子整機產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)更大的發(fā)展，進而帶動國家經(jīng)濟與世界經(jīng)濟走向繁榮。
比如集成電路技術(shù)的創(chuàng)新，使計算機從電子管計算機、晶體管計算機、集成電路計算機、大規(guī)模集成電路計算機、超大規(guī)模集成電路計算機、光計算機發(fā)展到生物智能計算機，使收錄機從電子管收音機、留聲機、晶體管收音機、磁帶錄音機、隨身聽、MP3、MP4發(fā)展到MP5，使空調(diào)器從制冷空調(diào)器、冷熱空調(diào)器、交流變頻空調(diào)器發(fā)展到直流變頻空調(diào)器，使錄像機從磁帶錄像機、VCD、超級VCD、DVD、逐行掃描DVD發(fā)展到光盤錄像機等。由于片式電子元件技術(shù)的創(chuàng)新，使手機從模擬式手機、數(shù)字式手機發(fā)展到第三代多媒體手機。由于電光元件技術(shù)的創(chuàng)新，使電燈從白熾燈、日光燈、節(jié)能燈發(fā)展到LED(發(fā)光二極管)。由于電熱元件技術(shù)的創(chuàng)新，使電爐從電子爐、電烤箱、電磁爐、微波爐發(fā)展到光波微波爐。由于顯示器技術(shù)的創(chuàng)新，使電視機從黑白電視機、彩色電視機、平面直角電視機、超平電視機、純平電視機、逐行掃描電視機、逐點掃描電視機、背投電視機、PDP(等離子)電視機發(fā)展到LCD(液晶)電視機。總之，隨著電子元器件技術(shù)的不斷創(chuàng)新，直接利用電子元器件新技術(shù)的電子新產(chǎn)品像開閘的潮水一樣奔涌而來，從而大大拓展了市場需求，帶動了經(jīng)濟持續(xù)增長。
輻射聯(lián)動規(guī)律表明，電子元器件新技術(shù)具有巨大的關(guān)聯(lián)效應(yīng)，一項電子元器件新技術(shù)往往開啟多個新市場，一個新市場往往又開創(chuàng)多種新職業(yè)，所產(chǎn)生的間接經(jīng)濟效益更是驚人。比如網(wǎng)絡(luò)元器件技術(shù)的創(chuàng)新，就使互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)催生了網(wǎng)絡(luò)接入、網(wǎng)絡(luò)購物、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)廣告、電子商務(wù)、搜索引擎、綜合門戶、個人門戶、電子郵件、電子課件、電子圖書、網(wǎng)絡(luò)電話、網(wǎng)絡(luò)短信、網(wǎng)絡(luò)聊天(QQ)、網(wǎng)絡(luò)電視、網(wǎng)絡(luò)電影、即時通信等50多個新市場，而每個新市場都需要多種職業(yè)的群體為其服務(wù)。而且隨著一項新技術(shù)的不斷提高和社會的發(fā)展，新的市場還會不斷涌現(xiàn)，并且發(fā)展勢頭強勁。比如基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的博客、播客、威客就是如此。
技術(shù)新趨勢影響深遠(yuǎn)
電子信息產(chǎn)業(yè)的內(nèi)在發(fā)展規(guī)律決定了其基本特點和發(fā)展現(xiàn)狀，反過來，這些基本特點和發(fā)展現(xiàn)狀又對產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，形成了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢。在新世紀(jì)，電子信息產(chǎn)業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)、國際分工等方面將呈現(xiàn)以下新的發(fā)展趨勢。
微電子技術(shù)向系統(tǒng)集成方向發(fā)展，系統(tǒng)集成是21世紀(jì)初微電子技術(shù)發(fā)展的重點。在需求牽引和技術(shù)推動的雙重作用下，已經(jīng)出現(xiàn)了將整個系統(tǒng)集成在一塊或幾塊芯片上的集成系統(tǒng)或系統(tǒng)集成芯片(SoC)。系統(tǒng)集成是微電子設(shè)計領(lǐng)域的一場革命。
計算機技術(shù)向多媒體和智能化方向發(fā)展，并行處理技術(shù)將迅速發(fā)展，計算機性能平均每兩年提高一個數(shù)量級。多媒體技術(shù)將使計算機、通信、家電融為一體。語言和手寫識別、數(shù)字圖像交互等智能化技術(shù)會快速發(fā)展。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向多業(yè)務(wù)、高性能和大容量方向發(fā)展，IP業(yè)務(wù)將呈爆炸式增長態(tài)勢，寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、超高速因特網(wǎng)將成為未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重點。極大降低網(wǎng)絡(luò)傳輸成本、向用戶提供無限帶寬、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多媒體實時通信的光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將取得長足發(fā)展。
通信技術(shù)向?qū)拵Щ?、個性化和綜合化方向發(fā)展。低軌道衛(wèi)星通信目前已經(jīng)實用化;光纖傳輸技術(shù)使傳輸速度每3到4個月翻一番，傳遞活動畫面的通信業(yè)務(wù)已經(jīng)實現(xiàn);移動通信技術(shù)發(fā)展迅速，第三代移動通信系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)推出，第三代手機已經(jīng)問世;數(shù)字微波通信系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)全面轉(zhuǎn)向同步數(shù)字系列(SDH);寬帶接入技術(shù)發(fā)展迅速，光纖主干網(wǎng)站接入帶寬已超過G級，因特網(wǎng)無線接入技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)日趨成熟;包交換、DWDM光傳輸、IP選路和Web應(yīng)用已成為下一代寬帶網(wǎng)必須考慮的四大要素，ATM技術(shù)將與IP技術(shù)相互結(jié)合，取長補短。
Design and development of MIDAS⁃based electronic component management system
for university electronic design contest
ZHANG Xiang⁃ming
（College of computer science， South⁃Central University for Nationalities， Wuhan 430074， China ）
Abstract： In order to improve the management efficiency of components for the undergraduate electronic design contest， and raise the utilization rate of electronic components， a set of electronic component management system based on MIDAS （multi⁃tier distributed application services suite） and ADO technology was designed and developed. In combination with the management features of electronic components in daily training of electronic design contest in colleges and universities， a distributed multi⁃tier architecture was used in the electronic components management system design and implementation. The bar code technology was adopted in the system. The results show that the developed system has the advantages of simple operation， high efficiency， and can improve the management efficiency of distribution， collection， laboratory procurement and inventory early warning of electronic components.
Keywords： multi⁃tier distributed application services suite； electronic device competition； electronic component management system； and chips； ADO technology
0引言
隨著中國教育體制改革的不斷推進，各高校越來越重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練，以期達(dá)到提升學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)、增強學(xué)生適應(yīng)市場和社會的目的。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是一項面向理科學(xué)生的重要賽事，其全國競賽組委會由國家教育部、信息產(chǎn)業(yè)部及部分參賽省市教委代表及電子類專家組成，負(fù)責(zé)全國競賽的組織領(lǐng)導(dǎo)、協(xié)調(diào)工作，其重要性不言而喻[1⁃2]。
競賽要使用到大量的電子元器件，涉及的元器件品種多達(dá)幾百種，且使用數(shù)量繁多。學(xué)生在競賽前期的實訓(xùn)中，需要頻繁地領(lǐng)用元器件，高校實驗室管理人員需要對元器件的消耗情況進行匯總，對貴重器件進行登記與跟蹤，同時還要對元器件庫存有充分的了解，以便對元器件庫進行有效合理的補充。目前很多高校的元器件管理工作仍處在于手工管理狀態(tài)：仍然以手工方式登記學(xué)生領(lǐng)用情況，以人工方式對器件進行跟蹤，目測元器件庫存是否充足，學(xué)生領(lǐng)用元器件查找費時，這些問題極大地影響了電子競賽的高效管理[3]。
為提高競賽管理效率及元器件使用率，將構(gòu)建一套智能化的電子元器件管理系統(tǒng)。因競賽實訓(xùn)工作均在學(xué)校內(nèi)完成，故將系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計為三層C/S（客戶/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，采用MIDAS和ADO技術(shù)來開發(fā)系統(tǒng)，按軟件工程理論和方法對系統(tǒng)的各項模塊進行設(shè)計，實現(xiàn)元器件采購計劃管理、元器件入庫、學(xué)生領(lǐng)用元器件、元器件查詢、元器件統(tǒng)計分析等主要功能。
1系統(tǒng)架構(gòu)和開發(fā)環(huán)境
基于高校電子設(shè)計競賽的實際情況，系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)的多層分布式環(huán)境來開發(fā)，使用DELPHI7.0為開發(fā)平臺，充分地運用其MIDAS，ADO等技術(shù)來構(gòu)建一個基于數(shù)據(jù)服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用服務(wù)層及客戶層的分布式智能化管理系統(tǒng)，開發(fā)過程中使用的一些相關(guān)技術(shù)分析如下：
1.1多層分布式系統(tǒng)
分布式結(jié)構(gòu)實際上是一種分布式應(yīng)用系統(tǒng)，被分成數(shù)個不同的部分并且被執(zhí)行在不同的機器之中，引入了應(yīng)用程序服務(wù)器概念，應(yīng)用程序服務(wù)器是一個包含系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的應(yīng)用程序，以一種特定的組件形態(tài)，如MicroSoft的COM/DCOM，CORBA等對象，封裝應(yīng)用系統(tǒng)的邏輯程序代碼，執(zhí)行特定企業(yè)功能，然后把這些企業(yè)對象分發(fā)到應(yīng)用服務(wù)器。
1.2體系結(jié)構(gòu)
三層或多層體系結(jié)構(gòu)中比二層C/S結(jié)構(gòu)增加了一個中間層到客戶端和數(shù)據(jù)庫端間。中間層的實現(xiàn)有多種方法，目前最常用的是應(yīng)用服務(wù)器，把使用的事務(wù)和消息服務(wù)器看作應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)“中間件”平臺[4]，客戶端程序不直接與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通信，而是通過中間層⁃應(yīng)用服務(wù)器來訪問，當(dāng)有客戶端程序發(fā)出數(shù)據(jù)請求時，通過指令傳送到應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器接到指令后，調(diào)用相應(yīng)函數(shù)（Function）、過程（Procedure）等業(yè)務(wù)邏輯來向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)出指令，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器經(jīng)過運算后，將處理結(jié)果反饋至應(yīng)用服務(wù)器，再由應(yīng)用服務(wù)器將中間結(jié)果反饋至客戶端程序，從而大大減少數(shù)據(jù)庫端訪問量過大的開銷，提高數(shù)據(jù)處理能力和系統(tǒng)運行效率[5]，如圖1所示。
圖1 三層C/S體系結(jié)構(gòu)
1.3MIDAS技術(shù)
多層分布式應(yīng)用服務(wù)包（Multi⁃tier Distributed Application Services Suite，MIDAS），在Delphi企業(yè)版里被用來創(chuàng)建多層應(yīng)用程序。MIDAS提供了一套高級組件、服務(wù)和核心技術(shù)，可以簡化跨平臺（Windows，UNIX，Linux）、跨產(chǎn)品的多級分布式應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，通過它可以用相同的組件訪問不同的后端應(yīng)用程序服務(wù)器，在帶寬具有挑戰(zhàn)性的網(wǎng)絡(luò)中，與其他解決方案所產(chǎn)生的分布式應(yīng)用相比，具有更快、更容易和更高的特性[6]。
MIDAS三層體系結(jié)構(gòu)指邏輯上的三層，即應(yīng)用表示層、應(yīng)用邏輯層和數(shù)據(jù)層。應(yīng)用表示層主要負(fù)責(zé)用戶端界面，提供給用戶一個操作方便且簡單快捷的應(yīng)用服務(wù)接口；應(yīng)用邏輯層（或為應(yīng)用服務(wù)器）是整個結(jié)構(gòu)中最重要的部分，實現(xiàn)應(yīng)用程序的應(yīng)用邏輯處理；數(shù)據(jù)層（又為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存取和管理。應(yīng)用邏輯層將業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)訪問及合法性檢驗等工作放到了中間層進行處理。通常情況下，客戶端不直接與數(shù)據(jù)庫進行交互，而是通過通信協(xié)議與中間層建立連接，再經(jīng)由中間層與數(shù)據(jù)庫進行交互。Delphi對多層分布式應(yīng)用程序的支持主要得益于其MIDAS技術(shù)，該技術(shù)允許分割數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，并實現(xiàn)對商業(yè)規(guī)則和進程的集中管理[7]。
2系統(tǒng)分析與設(shè)計
2.1系統(tǒng)需求分析
在軟件工程理論中，需求分析是軟件工程設(shè)計最重要的一環(huán)，是連通用戶與軟件開發(fā)人員的橋梁，是整個開發(fā)過程的重要基礎(chǔ)。電子元器件因種類多、設(shè)計期間用量大、參賽參訓(xùn)人數(shù)多、實驗人員管理雜等特點，元器件管理系統(tǒng)需要有準(zhǔn)確、全面的一手用戶需求資料，從而設(shè)計出符合要求的功能需求，為電子設(shè)計競賽實驗室管理人員提供高效、準(zhǔn)確的統(tǒng)計與分析數(shù)據(jù)，更好地做好服務(wù)[8]。歸納出以下需求：
（1） 元器件基本要素：元器件是元件和器件的概稱，包括元器件類別、名稱、規(guī)格、型號等要素。
（2） 元器件存放要素：為方便電子設(shè)計實訓(xùn)時學(xué)生快捷領(lǐng)用元器件，在元器件存放時，嚴(yán)格按規(guī)定存放到指定編號的小器件單元，單元按元器件類別分類存放，按序編號。
（3） 元器件采購要素：包括元器件類別、名稱、規(guī)格、型號、日期、數(shù)量、單價、供應(yīng)商等。
（4） 元器件的出庫要素：學(xué)生領(lǐng)用和元器件調(diào)撥，包括元器件類別、名稱、規(guī)格、型號、數(shù)量、出庫類別、領(lǐng)用人學(xué)號、姓名（或被調(diào)撥單位名稱）、領(lǐng)用日期等要素。
（5） 用戶信息：包括實驗室管理人員、學(xué)生，權(quán)限分為查詢、統(tǒng)計、入庫、出庫、可領(lǐng)用等。
（6） 系統(tǒng)的功能需求。根據(jù)電子設(shè)計競賽實訓(xùn)元器件管理的特性及元器件發(fā)放的流程分析，電子元器件管理系統(tǒng)需要完成的功能有：元器件基本設(shè)置、采購及入庫、元器件發(fā)放（或領(lǐng)用）、元器件調(diào)撥、元器件庫存統(tǒng)計及預(yù)警、元器件相關(guān)查詢等功能。
2.2系統(tǒng)的功能設(shè)計
通過上述的系統(tǒng)需要分析，設(shè)計出本系統(tǒng)應(yīng)完成的具體功能結(jié)構(gòu)（如圖2所示）。
圖2 元器件管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖
（1） 用戶權(quán)限管理功能模塊。電子設(shè)計競賽日常培訓(xùn)由實驗室工作人員管理，負(fù)責(zé)元器件的采購計劃、元器件的發(fā)放與回收、庫存分析等工作。按用戶的實際操作范圍，生成不同的角色，每一角色具有不同的使用權(quán)限，然后為不同的操作用戶分配不同的角色。權(quán)限分為：普通管理員、超級管理員。
（2） 元器件倉庫管理功能模塊。對元器件倉庫按元器件的類別進行分類管理，并按元器件的規(guī)格、型號來分別設(shè)置元器件倉庫存放地點，設(shè)置統(tǒng)一編號管理元器件倉庫?？蓪崿F(xiàn)按倉庫編號查元器件名稱、數(shù)量等操作；可根據(jù)元器件查找倉庫，方便學(xué)生領(lǐng)用時快速尋找元器件。
（3） 元器件進庫管理功能模塊。根據(jù)年度采購計劃；采購后元器件入庫。入庫信息包含供應(yīng)商、價格、日期、倉存單元編號等信息；該模塊能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入與修改操作及元器件的入庫和查詢匯總操作等功能。
（4） 元器件出庫功能模塊。元器件出庫方式主要有：學(xué)生領(lǐng)用元器件、元器件調(diào)撥。學(xué)生領(lǐng)用元器件，需先經(jīng)遠(yuǎn)程預(yù)約領(lǐng)用，由實驗室人員按預(yù)約進行發(fā)放；實驗室人員能根據(jù)預(yù)先設(shè)定的元器件存放地址準(zhǔn)確找到元器件；元器件調(diào)撥必須要有調(diào)入單位信息，需經(jīng)超級管理員審核方可執(zhí)行。
（5） 元器件庫存預(yù)警功能模塊。根據(jù)實際庫存及系統(tǒng)預(yù)設(shè)預(yù)警數(shù)量，系統(tǒng)自動并作出相應(yīng)庫存預(yù)警。
（6） 元器件倉存統(tǒng)計查詢功能模塊。按各種統(tǒng)計要求設(shè)計各類統(tǒng)計查詢功能，可統(tǒng)計某段時間內(nèi)元器件的使用量，并可生成各類報表。
（7） 條碼管理。學(xué)生學(xué)號、元器件均采用條碼管理，方便錄入。
2.3系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計
電子元器件管理系統(tǒng)建立在局域網(wǎng)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上，將存在于實際操作和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)抽象為業(yè)務(wù)邏輯對象，通過對象管理框架進行管理。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建若干適應(yīng)電子競賽用元器件實際情況的功能模塊，通過友好的用戶界面與用戶交互，完成電子設(shè)計競賽和實驗室人員元器件管理服務(wù)的系統(tǒng)。其中：
（1） 對象管理框架層：提供實現(xiàn)電子元器件管理的各種功能的核心構(gòu)架；
（2） 系統(tǒng)功能模塊層：在用戶界面層，用戶命令的處理均由各項功能模塊完成；
（3） 圖形用戶界面層：提供友好的交互式的圖形界面，使學(xué)生和實驗室人員可以直觀方便地完成電子元器件管理系統(tǒng)的各項功能；
（4） 系統(tǒng)支持層：電子元器件管理系統(tǒng)是一個多層分布式的管理系統(tǒng)，分布式技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效支持分散數(shù)據(jù)的集中管理，而關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)操作功能有效支持了系統(tǒng)對象在底層數(shù)據(jù)庫的管理[9⁃10]。
3系統(tǒng)的具體實現(xiàn)與特點
根據(jù)多層分布式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和電子元器件管理的特點，分別實現(xiàn)該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫層、業(yè)務(wù)邏輯層、用戶表示層的詳細(xì)設(shè)計。
3.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫層服務(wù)器的實現(xiàn)
根據(jù)電子元器件管理系統(tǒng)的功能要求，選取MicroSoft SQL Server 2000作為后臺數(shù)據(jù)庫。SQL Server2000具有強大的數(shù)據(jù)管理功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性、安全性管理和并發(fā)控制。在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中構(gòu)建關(guān)系數(shù)據(jù)庫（ElecComponentsDb），建立若干個數(shù)據(jù)表，分別存放用戶權(quán)限管理、元器件類別、元器件入庫資料、元器件領(lǐng)導(dǎo)用管理、元器件調(diào)撥等信息，并設(shè)置若干個由多個表JOIN連接的視圖，以設(shè)計各類管理功能需要的交叉查詢功能。大量在客戶端不能完成的系統(tǒng)功能，全部設(shè)計為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端的存儲過程，用存儲過程來實現(xiàn)系統(tǒng)功能，達(dá)到了既快速，又安全的目的。主要存儲過程有：
（1） 元器件領(lǐng)庫存余量計算算法功能：PROCEDURE ElecChipsCalc；
（2） 元器件分類匯總：PROCEDURE ElecChipsStas；
（3） 元器件進倉處理：PROCEDURE ElecCmpsIn；
（4） 元器件領(lǐng)用處理： PROCEDURE ElecCmpsOut等。
3.2應(yīng)用服務(wù)器的建立
（1） 使用數(shù)據(jù)集組件連接遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫
使用Delphi7.0分布式VCL組件建立一個OLE Automation服務(wù)器，客戶端程序通過應(yīng)用服務(wù)器的IAppServer接口連接客戶端應(yīng)用程序供其調(diào)用。通過加入讀取INI文件中存儲的服務(wù)器、用戶名、口令等信息的代碼以及授權(quán)等信息碼后。從外置INI文件讀取信息的程序代碼如下：
sf：Tinifile；//INI文件實例
begin
sf：=Tinifile.Create（ExtractFilePath（Paramstr（0））+'ScunSys.ini'）；
with sf do
begin
edtserv.text：=readstring（'system'，'Server'，'（Local）'）；
edtdb.text：=readstring（'system'，'DbName'，'scunpersondb'）； //
edtuser.text：=readstring（'system'，'UserName'，'sa'）；
edtpwd.text：= readstring（'system'，'password'，'**'）；
// 讀取服務(wù)器信息、數(shù)據(jù)庫、User用戶信息、Password口令信息等
end；
（2） 通過RDM的IAppServer接口來存取遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)集
在RDM中通過數(shù)據(jù)集組件的方式顯然不能完全解決數(shù)據(jù)的高速存取及數(shù)據(jù)連接池的問題，且安全性不能得到保障，故在本系統(tǒng)中采用了通過設(shè)置IAppServer接口函數(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)集的存取操作.
在系統(tǒng)中，根據(jù)獲取數(shù)據(jù)集、存儲數(shù)據(jù)集及其他功能實現(xiàn)的方式設(shè)立以下幾種主要的業(yè)務(wù)函數(shù)：
① 通過數(shù)據(jù)庫端存儲過程獲取數(shù)據(jù)。（有數(shù)據(jù)集返回）
function AccqDataFromStoreproc （）： OleVariant； 該函數(shù)返回值為一數(shù)據(jù)集，直接賦值給DataSet.Data，從客戶端接收SQL語句獲取數(shù)據(jù)。程序代碼如下：
function TScunAppS.AccqDataFromStoreproc（const spName： WideString；Params： OleVariant； const spdname： WideString）： OleVariant；
var
i：integer；
sconn：Tadoconnection； //設(shè)置TAdoConnection實例
fromsp：TadoStoredproc； //設(shè)置TAdo Storedproc；實例接收客戶端傳遞的存儲過程名稱及其參數(shù)列表
begin
sconn：=Tadoconnection.create（self）；
if ScunAppInfo.ConnectDB（sconn） then
begin
fromsp：=TadoStoredproc.Create（self）；
spdsp：=Tdatasetprovider.Create（self）；
with spdsp do
begin
DataSet：=fromsp；
exported：=true；
resolvetodataset：=true；
name：=spdname；
end；
with fromsp do
begin
close；
connection：=sconn；
Procedurename：=spname；
if （varisarray（params）） then
begin
parameters.Clear；
for i：=vararraylowbound（params，1） to vararrayhighbound（params，1） do
begin
Parameters.Add；
Parameters[i].Value：=params[i]；
//從params分離出存儲過程參數(shù)
end；
end
else
exit；
prepared：=true；
try
active：=true；
result：=spdsp.Data； //獲取數(shù)據(jù)集，Variant參數(shù)回傳客戶端
except
on e： Exceptiondoraise；
end；
end；
end；
scunappinfo.stpspname：=spdname；
end；
② 更新數(shù)據(jù)集函數(shù)有兩個：UpdateByScript，UpdateByStoreProc，從客戶端接收SQL語句更新數(shù)據(jù)集。
③ 其他類函數(shù)：ECmpLogin， ECmpUnLogin，ReleaseDSProvider，用于對應(yīng)用服務(wù)器的操作和管理。
3.3客戶端應(yīng)用程序的建立
在Delphi中建立一個項目組，連接應(yīng)用程序服務(wù)器，然后建立一個新的Application應(yīng)用程序。新建一數(shù)據(jù)模塊，加入一個MIDAS組件板中的TDCOM Connection組件，設(shè)定其Computer Name屬性值為應(yīng)用程序服務(wù)器位于的主機名稱。設(shè)定TDCOM Connection要使用的應(yīng)用程序服務(wù)器，設(shè)置應(yīng)用程序服務(wù)器的GUID和填在TDCOM Connection的ServerGUID屬性值。再添加TClientDataSet組件，設(shè)置其Provider Name 屬性值，激活TClient DataSet的實例，使其通過中間層從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中取得數(shù)據(jù)集。
在多層體系中，應(yīng)用程序?qū)⒋碌臄?shù)據(jù)暫存在客戶端應(yīng)用程序中，系統(tǒng)真正要求將數(shù)據(jù)集更新回數(shù)據(jù)庫時，必須調(diào)用應(yīng)用程序服務(wù)器提供的Apply Updates方法，才會把更新的數(shù)據(jù)集真正的更新回后端數(shù)據(jù)庫中，其更新方法如下：
If（DataModule1.Clientdataset1.changecount>0） then
//判斷數(shù)據(jù)集是否有更新發(fā)生
begin
DataModule1.Clientdataset1.Post；
DataModule1.Clientdataset1.ApplyUpdates（0）；
//更新數(shù)據(jù)集至數(shù)據(jù)庫
end；
3.4主要功能模塊的實現(xiàn)
（1） 根據(jù)系統(tǒng)的功能設(shè)計詳細(xì)設(shè)計書，制作程序用戶界面圖，并編寫程序代碼，實現(xiàn)電子元器件管理系統(tǒng)的各項主要功能。如圖3所示為電子元器件管理系統(tǒng)的主界面窗口。
圖3 電子元器件管理系統(tǒng)主界面圖
（2） 用戶登錄密碼加/解密算法實現(xiàn)。因使用的數(shù)據(jù)庫SQL Server2000存放用戶信息的表字符均為明文，而管理人員復(fù)雜，登錄用戶密碼易被泄密，故采用異或算法來對用戶密碼明文進行加密，讀取密碼時進行解密。具體算法如下：
ss：=''；
ts：=trim（passWord.text）； //用戶輸入的密碼加密
for i：=1 to length（ts） do
ss：=ss+char（ord（ts[i]） xor 127）；
解密算法同樣采用xor算法來實現(xiàn)。
（3） 元器件入庫管理模塊。系統(tǒng)設(shè)定元器件入庫前必須要有預(yù)算計劃，每次入庫自動生成一個入庫單號，然后在該入庫單下進行元器件各類參數(shù)信息的錄入。見圖4為元器件入庫管理模塊。
圖4 元器件入庫管理模塊圖
（4） 元器件領(lǐng)用管理模塊。在電子設(shè)計日常實訓(xùn)中，學(xué)生經(jīng)常要進入實驗室進行領(lǐng)用元器件，在領(lǐng)用元器件前學(xué)生必須經(jīng)過系統(tǒng)的預(yù)約，預(yù)約領(lǐng)哪些元器件，并經(jīng)指導(dǎo)老師審核后，方可到實驗室領(lǐng)取所預(yù)約的元器件。元器件領(lǐng)用管理模塊實現(xiàn)功能如圖5所示。
圖5 元器件領(lǐng)用管理模塊圖
其他功能模塊均已按設(shè)計要求進行實現(xiàn)，并經(jīng)測試使用正常。在系統(tǒng)的使用過程中，學(xué)號、元器件編號無使用條碼錄入，增添了程序的可操作性和快捷性。
3.5多層穩(wěn)固性及容錯與負(fù)載平衡能力的處理
系統(tǒng)采用了多個應(yīng)用服務(wù)器來同時處理客戶端進程，系統(tǒng)的穩(wěn)固性必然受到影響，程序在開發(fā)過程中使用DELPHI提供的TSimple Object Broker 組件的內(nèi)置功能來實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)固性。通過修改TSimple Object Broker的屬性servers值來添加及維護一個能夠執(zhí)行應(yīng)用程序服務(wù)器的機器列表，并設(shè)置TDCOM Connection 或TSocket Connection以連接遠(yuǎn)程服務(wù)器。當(dāng)連結(jié)的主機故障時， TDCOM Connection 或TSocket Connection 可以從TSimple Object Broker 取得一個新的能夠執(zhí)行應(yīng)用程序服務(wù)器的遠(yuǎn)程機器名稱，然后再連結(jié)到這臺新機器以取得應(yīng)用程序服務(wù)器的服務(wù)[11]。
本系統(tǒng)采用動態(tài)平衡算法來保證負(fù)載平衡能力，主要依靠TSimple Object Broker組件強大的功能，設(shè)定TSimple Object Broker 的LoadBalanced 屬性來提供簡單的負(fù)載平衡能力。這樣當(dāng)某臺應(yīng)用服務(wù)器出現(xiàn)故障時，客戶端系統(tǒng)能通過TSimple Object Broker組件的負(fù)載平衡能力自動尋找正常運行的應(yīng)用服務(wù)器，并接管該進程的管理功能，從而達(dá)到負(fù)載平衡的功能。
關(guān)鍵詞：鍋爐；PLC控制系統(tǒng)；抗干擾；優(yōu)化設(shè)計
中圖分類號：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
隨著社會的進步，科學(xué)技術(shù)也發(fā)生了翻天覆地的變化。可編程控制器（PLC）也越來越成為我們現(xiàn)實生活中廣泛應(yīng)用的一個具有科技含量的高技術(shù)。到了二十一世紀(jì)，特別是在近幾年里，組態(tài)軟件控制技術(shù)在我國的工業(yè)控制及自動化領(lǐng)域逐漸有了十分重要的地位，越來越多的自動控制行業(yè)的企業(yè)和公司對此技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，這也是我們現(xiàn)實生活中的一種新型的值得深入研究的技術(shù)。因為該技術(shù)除了電子信息方面的硬件之外，還包含計算機軟件方面的知識，是一種綜合性的邊緣學(xué)科。
1 可編程控制器控制系統(tǒng)干擾源分析
大家都知道我們?nèi)祟惐旧砭蜕钤诟鞣N各樣的有干擾因素的場類，如來之地球本身的北極南極磁場、地球本身也有重力場、生活在中電源也有電磁場等等，這些干擾因素對我們鍋爐中的電磁設(shè)備本身就具有干擾。但是這些不是主要干擾源，PLC控制系統(tǒng)中的主要電磁干擾因素有這些。第一鍋爐所在場地的耗電設(shè)備由于種類繁多，其開關(guān)電源也比較頻繁，這樣就會導(dǎo)致電源出現(xiàn)浪涌電源或浪涌電流。浪涌電流或浪涌電壓對PLC電子器件損耗較大，給控制系統(tǒng)將會帶來極大的危害。同時，這些浪涌電流或電壓由于是瞬間造成的突變現(xiàn)象，也會產(chǎn)生電磁場，該磁場的瞬間出現(xiàn)也會對PLC控制系統(tǒng)造成干擾。第二自然環(huán)境中的輻射因素，對PLC控制系統(tǒng)電子元器件的干擾。眾所周知我們生存的空間本身就有輻射元素，并且現(xiàn)在環(huán)境惡化嚴(yán)重，空間電磁場的污染也十分嚴(yán)重，這些空間輻射會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這感應(yīng)電流通過PLC器件的外殼或?qū)Ь€形成電路，使得控制器的某些部位形成感應(yīng)電流，從而會對PLC的控制系統(tǒng)形成威脅，損壞電子元器件。這種通過輻射產(chǎn)生感應(yīng)電流傷害電子元器件的現(xiàn)象在干燥的冬季很容易產(chǎn)生，為了避免PLC電子元器件收到感應(yīng)電流的破壞，一般會在鍋爐的PLC控制系統(tǒng)中采用導(dǎo)線中接地來消除感應(yīng)電流的影響。第三由于鍋爐抗干擾系統(tǒng)中有導(dǎo)線接地，這樣也會由于接地系統(tǒng)的混亂而產(chǎn)生新的干擾。PLC鍋爐控制系統(tǒng)中接地的導(dǎo)線一般有屏蔽地線、交流地線、系統(tǒng)地線和保護地線四種。這四種接地導(dǎo)線功能都不一樣，屏蔽地線主要是將電子元器件上的感應(yīng)電流屏蔽掉，交流地線一般是用于屏蔽交流電產(chǎn)生的感應(yīng)電場形成的感應(yīng)電流，系統(tǒng)地線是屏蔽系統(tǒng)上面的靜電等干擾源，保護地線一般是保護相應(yīng)電子元器件或電子控制系統(tǒng)而設(shè)計的。但是由于使用人員對各種地線功能攪渾，很容易出現(xiàn)錯誤的接地現(xiàn)象，這樣不斷沒有消除原有的干擾因素，還產(chǎn)生新的干擾信號，更使得PLC控制系統(tǒng)沒有辦法順利工作下去。另外由于這四種接地線路接法的混亂，就會在接地附近產(chǎn)生地環(huán)流，從而會在地線上面產(chǎn)生不等電位分布。這樣就會導(dǎo)致鍋爐的PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常邏輯信號，導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂或死機現(xiàn)象頻發(fā)。
2 鍋爐可編程控制器控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計
市面上有許多穩(wěn)壓器，利用穩(wěn)壓器先對PLC控制系統(tǒng)的供電端口進行穩(wěn)壓，這樣即使鍋爐所在環(huán)境中有耗電器材頻繁起停，也能通過穩(wěn)壓器來降低浪涌電流或浪涌電壓造成的損耗，從而達(dá)到保護PLC控制系統(tǒng)的目的。因此，設(shè)計PLC鍋爐抗干擾系統(tǒng)時，選用隔離性能良好的電源UPS來給PLC控制系統(tǒng)供電。
針對空間輻射所帶來的干擾因素，我們可以采用四種措施來有效的預(yù)防、消除。由于空間輻射電磁波產(chǎn)生的電磁感應(yīng)會產(chǎn)生感應(yīng)電流，屏蔽感應(yīng)電流可以通過在PLC控制系統(tǒng)的外殼上加上屏蔽層，將此屏蔽層的某一點接地。因為感應(yīng)電流是由耦合而產(chǎn)生，那么我們將原來的普通導(dǎo)線換成具有屏蔽功能的導(dǎo)線，如采用屏蔽電纜、同軸電纜、光纜或雙絞線就可以有效的防止耦合，也就可以預(yù)防產(chǎn)生感應(yīng)電流的干擾。因為信號地線與機殼接地，我們可以改變這種方式而采用信號地與機殼、大地浮空的浮地方式，使得PLC控制系統(tǒng)的電路與機殼或大地之間無直流電流方面的聯(lián)系，從而加大信號地與其他物質(zhì)的阻抗，達(dá)到阻斷干擾電流的電路之目的，實現(xiàn)抗干擾優(yōu)化的設(shè)計。另外在PLC控制系統(tǒng)的信號通道中設(shè)置一些必備的濾波器，也可以通過過濾消除不穩(wěn)定因素所造成的干擾。
信號通道的抗干擾措施我們可以采用通道隔離技術(shù)、屏蔽技術(shù)來進行處理。對于信號的系統(tǒng)通道，我們根據(jù)其測控點離控制中心很遠(yuǎn)的特點，可以對數(shù)字量通道采用光電耦合器、繼電器等電子元器件進行隔離，再輔以施密特、RC等濾波、整形電路來進行濾波整形可以很好的消除干擾，而對于模擬量來說就采用線性光耦、隔離變壓器、隔離放大器、差動放大電路技術(shù)消除干擾因素。當(dāng)輸入、輸出通道有感性負(fù)載時，對交流負(fù)載可以在線圈兩端并聯(lián)RC吸收電路，而對于直流輸入信號可以采用并接續(xù)流二極管電路來消除因電路信號的突變而產(chǎn)生感應(yīng)電勢的不良影響。整個PLC鍋爐抗干擾控制系統(tǒng)設(shè)計如圖1所示。
在這個PLC鍋爐抗干擾系統(tǒng)設(shè)計框圖中，主要使用了FX2N-48MR PCL芯片作為控制系統(tǒng)的主要處理程序核心，整個設(shè)計框架中有故障設(shè)置面板、燃燒控制面板、鍋爐的水位控制面板等部件，如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，系統(tǒng)設(shè)計的蜂鳴器就會發(fā)出異響，提示報警。
3 PLC抗干擾控制系統(tǒng)在鍋爐中的應(yīng)用
根據(jù)前文所分析，采用優(yōu)化抗干擾設(shè)計技術(shù)，選擇有較高抗干擾能力隔離性能良好的采用浮地技術(shù)的PLC控制系統(tǒng)。根據(jù)選用我國指定的抗干擾標(biāo)準(zhǔn)(GB/T13926)，選擇恰當(dāng)?shù)腜LC控制系統(tǒng)。同時在使用該控制系統(tǒng)時注意PLC的輸入、輸出方式，設(shè)計實施時采用高可靠性的電子元器件，對直流與交流型號分別采用各自的電纜，對于系統(tǒng)的輸入、輸出信號線使用屏蔽電纜，同時將屏蔽電纜在輸入、輸出一側(cè)懸空，在控制一側(cè)接地。通過優(yōu)化設(shè)計出的抗干擾PLC控制系統(tǒng)在某鍋爐廠使用具有良好的效果，性能穩(wěn)定，運行正常，取得了良好的社會效應(yīng)。
參考文獻(xiàn)
[1]王興姣，傅強，耿捷.管道SCADA系統(tǒng)在河間蒸汽鍋爐中的應(yīng)用[J].儀器儀表用戶，2011，(02).
[2]劉國華.基于PLC和FCS集中供熱鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報，2011，(02).
（上海航天控制技術(shù)研究所，中國 上海 201109）
【摘要】航天元器件的可靠性直接影響航天工程的成敗，對于航天元器件的可靠性采購管理是航天工程的重要方面。本文首先分析國內(nèi)外航天元器件的發(fā)展現(xiàn)狀，然后經(jīng)驗總結(jié)了元器件可靠性采購的若干方面，最后根據(jù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀提出了元器件管理可持續(xù)發(fā)展的幾點設(shè)想。
關(guān)鍵詞 航天元器件；可靠性采購；元器件管理
The Reliability of the Procurement and Management of Aerospace Components
LIAN Jin-gen
（The Institute of Shanghai Aerospace Control Technology, Shanghai 201109，China）
【Abstract】The procurement and management of aerospace components is an important aspect of aerospace engineering, with it directly affects the success or failure of the reliability of Aerospace Engineering. First, the present development situation of domestic and foreign aerospace parts are analyzed on this paper. Second, some aspects of component reliability procurement are summarized by the experience. Finally, according to the current situation of domestic and abroad development, several suggestions of sustainable development management of components are proposed.
【Key words】Aerospace components;Reliability of procurement;Component management
0 引言
航天技術(shù)水平體現(xiàn)了國家的政治經(jīng)濟實力，并直接關(guān)系到國家的戰(zhàn)略與形象。世界各國都在大力發(fā)展自己的航天事業(yè)。而航天元器件作為航天工程的關(guān)鍵通用產(chǎn)品，對航天工程的功能、性能、壽命、研制周期、成本以及任務(wù)成功都有著極其重要的作用和影響，其質(zhì)量與可靠性直接影響航天工程的成敗[1]。
元器件的可靠性是可靠性技術(shù)產(chǎn)生的兩個重要應(yīng)用領(lǐng)域之一?？煽啃詥栴}是軍用電子設(shè)備的特殊問題，最早是在第二次世界大戰(zhàn)提出并開始致力解決的問題?？煽啃约夹g(shù)基于兩個重要的理論基礎(chǔ)：失效物理和概率統(tǒng)計，同時，它產(chǎn)生了兩個重要的應(yīng)用領(lǐng)域，即系統(tǒng)可靠性和元器件可靠性。在元器件可靠性領(lǐng)域又進一步可分為元器件固有可靠性和使用可靠性。前者主要研究元器件的設(shè)計與研制過程中的可控性，后者側(cè)重于研究在電子系統(tǒng)研制中如何選好、買好、用好和管理好元器件，防止、控制引入過應(yīng)力而損壞可靠元器件和接收、使用可靠性不能滿足要求的元器件。
本文重點討論航天元器件可靠性采購管理，即使用可靠性。首先分析國內(nèi)外航天元器件的發(fā)展現(xiàn)狀，然后總結(jié)了航天元器件可靠性采購的幾個方面，最后提出對于元器件管理可持續(xù)發(fā)展的幾點設(shè)想。
1 國內(nèi)外航天元器件的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 國外航天元器件發(fā)展現(xiàn)狀
目前，世界航天大國極其重視元器件的質(zhì)量與可靠性工作，將元器件的采購管理作為國家級戰(zhàn)略技術(shù)資源，給予極大的關(guān)注與努力。下面從美國航天元器件的發(fā)展情況為例進行分析[2]。
美國航空航天局（NASA）的EEE元器件保證工作組（NEPAG）和EEE元器件與封裝項目組（NEPP）有效負(fù)責(zé)航天元器件的技術(shù)研究以及任務(wù)實施。美國不僅關(guān)注航天元器件的很多方面，而且注意把有限資源分配到關(guān)鍵元器件的研發(fā)。在2005年NEPP基金的分配表中，14%用于FPGA的改進，12%用于存儲器的改進。在2006年，美國政府授予洛克希德?馬丁公司價值約150萬美元的合同來實施一項航天項目，名為“宇航用高運行溫度中波紅外焦平面陣列”計劃，分3個階段，歷史36個月，非常主要關(guān)鍵元器件的研發(fā)。
在美國，除了由NASA統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和保障元器件的質(zhì)量與可靠性，美國還形成了相對完善的航天工業(yè)管理體制。美國總統(tǒng)和國會為方針政策決策層，由總統(tǒng)負(fù)責(zé)航天、導(dǎo)彈工業(yè)發(fā)展的方針政策和戰(zhàn)略決策，而國會進行相關(guān)管理的立法工作，以監(jiān)督有關(guān)部門的管理工作，并以預(yù)算撥款和政策對航天、導(dǎo)彈工業(yè)來宏觀調(diào)控。NASA為計劃層，國防部是軍用航天和導(dǎo)彈的主管部門。
美國航天元器件的發(fā)展，除了離不開國家和政府的高度重視，還歸功于美國強大的工業(yè)水平。美國非常重視國家安全基石的原材料設(shè)計、生產(chǎn)、制作以及測試等基礎(chǔ)能力的建設(shè)。最近，美國針對航天工程的巨大需求，大力推進先進制造技術(shù)，并在快速響應(yīng)制造、精密制造以及特種加工等技術(shù)領(lǐng)域取得了重大進展。
1.2 國內(nèi)航天元器件發(fā)展現(xiàn)狀
我國對于航天關(guān)鍵元器件的發(fā)展尤為重視。我們對“航天關(guān)鍵元器件”的判定條件是[2]：①對航天工程功能、性能、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性起決定作用且可替代性差；②元器件或其技術(shù)不易獲取。可獲得性差，滿足其一即是航天關(guān)鍵元器件。
依據(jù)上述兩條判據(jù)，通過對一些航天重點型號所用關(guān)鍵元器件的整理，航天關(guān)鍵元器件主要有運算放大器、A／D(模擬／數(shù)字)和D／A轉(zhuǎn)換器、電壓調(diào)整器等集成器件、大規(guī)模FPGA、DSP(數(shù)字信號處理器)、高性能CPU(中央處理器)等單片集成芯片，以及長壽命、高可靠的空間用固態(tài)放大器、行波管放大器等。
我國航天關(guān)鍵元器件中的大部分都是依靠從國外進口。在航天事業(yè)發(fā)展初期，火箭上的絕大部分器件采購的是國產(chǎn)元器件，少部分是由航天內(nèi)部研制，如彈載計算機、接插件等。后來，隨著航天事業(yè)的不斷發(fā)展，進口關(guān)鍵元器件比例越來越大。在20世紀(jì)90年代后期至本世紀(jì)初，在我國研制的設(shè)計工作壽命為15年的衛(wèi)星中，采用國產(chǎn)元器件的數(shù)量約占總數(shù)的85％，但關(guān)鍵元器件，如存儲器、FPGA、等基本依賴進口，此時，航天元器件嚴(yán)重依賴進口的問題進一步凸顯出來[3]。
航天關(guān)鍵元器件如果大量采用國外引進元器件，必將導(dǎo)致航天工程項目核心技術(shù)指標(biāo)、進度以及建設(shè)成本等受制于人。并且，一些進口的關(guān)鍵元器件在使用過程中發(fā)生失效，但國內(nèi)無法分析，往往需要送往國外分析，這就使得歸零的周期和協(xié)調(diào)難度大大增加。比如在載人航天工程兩個型號中，部分DC／DC電源模塊是從國外某公司進口的產(chǎn)品，但其產(chǎn)品出現(xiàn)失效至今，兩型號中仍各有一只未得到國外的失效分析結(jié)果。
由此可見，要想實現(xiàn)航天技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，減小進口元器件帶來的安全隱患，改善航天關(guān)鍵元器件不斷受制于人的局面，積極推進航天關(guān)鍵元器件的自主研發(fā)是當(dāng)務(wù)之急。
2 航天元器件的可靠性采購
2.1 元器件降額采購準(zhǔn)則
降額設(shè)計是航天工程可靠性設(shè)計的重要方面，也是元器件采購中需要執(zhí)行的重要準(zhǔn)則。在電子設(shè)備的設(shè)計準(zhǔn)則中，通常都對器件的降額使用做出了明確的規(guī)定。我國參照的元器件降額標(biāo)準(zhǔn)GJB／Z 35—93《元器件降額準(zhǔn)則》[4](以下簡稱《準(zhǔn)則》)不僅是電子設(shè)備可靠性設(shè)計的重要準(zhǔn)則，而且是電子設(shè)備設(shè)計方案可靠性評估的主要依據(jù)，在工程項目中得到了廣泛的應(yīng)用。但是隨著元器件的快速發(fā)展，該標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)用中也出現(xiàn)了一些需要注意的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①部分元器件的降額準(zhǔn)則不夠詳細(xì)。在該準(zhǔn)則編制時，對部分元器件的認(rèn)識不足，沒能按降額等級給出對應(yīng)降額量值以及降額曲線。然而20年來，隨著元器件的廣泛應(yīng)用，積累了一定的應(yīng)用數(shù)據(jù)及元器件主要失效模式的研究成果，從而對元器件有了較為深入的了解，已為確定元器件在不同降額等級下的降額量值并給出詳細(xì)的應(yīng)力計算方法和降額曲線奠定了基礎(chǔ)。②缺少新材料電子元器件的降額準(zhǔn)則。在元器件的發(fā)展中，各種新材料不斷的應(yīng)用，從而改善了電子元器件的工作性能。但是對于新材料元器件，準(zhǔn)則中給出的降額量值也需要作對應(yīng)的調(diào)整。③采用新結(jié)構(gòu)的元器件降額準(zhǔn)則也需要調(diào)整。修正并補充采用新結(jié)構(gòu)電子元器件的降額準(zhǔn)則，將對相關(guān)電子設(shè)備可靠性設(shè)計工作提供了可靠指導(dǎo)。
2.2 常見可靠性篩選方法
可靠性篩選，是一種剔除由于元器件制造工藝形成潛在缺陷的前期失效產(chǎn)品的技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)中。篩選的主要功能在于通過對電子產(chǎn)品的100%非破壞性的篩選試驗，從而剔除具有潛在缺陷的前期失效產(chǎn)品，使產(chǎn)品度過浴盆曲線的前期失效階段。因此在元器件產(chǎn)品的整個壽命周期，必須采取主動的工藝手段，對電子產(chǎn)品施加適當(dāng)?shù)膽?yīng)力，使其潛在的缺陷被激發(fā)，潛在隱患提前暴露，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。目前常規(guī)所用篩選方法有下面幾種[5]：
①檢查篩選。鏡檢篩選和目檢篩選是集成電路的重要篩選方法，簡單高效，對檢查電子芯片外表的各種缺陷，觀察內(nèi)部的焊接、引線鍵合、封裝的缺陷等非常有效。鏡檢主要包括光學(xué)、聲學(xué)以及電子掃描顯微鏡，另外還有X射線以及紅外射線顯微鏡等檢查篩選技術(shù)。
②功率老化篩選。功率老化篩選是對產(chǎn)品施加外部的過電應(yīng)力，以促使前期失效器件潛在的缺陷暴露從而被剔除，有效地去除元件生產(chǎn)中產(chǎn)生的工藝缺陷以及金屬化膜過薄、劃傷等。
③密封篩選。密封性篩選是用來檢查芯片的封裝殘留氣氛以及密封不良而滲透進去的水汽，具體可以分為浸液檢漏篩選、氣泡篩選、放射性篩選和氦質(zhì)譜儀檢漏篩選等。
④環(huán)境的應(yīng)力篩選。環(huán)境的應(yīng)力篩選是對產(chǎn)品施加比較合理的環(huán)境應(yīng)力，將其內(nèi)部的潛在缺陷進行加速變成故障，然后通過檢驗發(fā)現(xiàn)并排除的過程。目前為止，環(huán)境的應(yīng)力篩選是國內(nèi)外使用最廣泛，并且最有效的一種篩選方法。
3 可持續(xù)發(fā)展的元器件管理設(shè)想
3.1 立足急需元器件的國產(chǎn)化
日本、歐洲等航天大國在實現(xiàn)航天關(guān)鍵元器件的自主發(fā)展過程中，都會結(jié)合本國國情，有選擇、有重點、有策略地發(fā)展。從前面對我國航天關(guān)鍵元器件發(fā)展現(xiàn)狀分析來看，我國目前航天元器件涉及的產(chǎn)品品種較多，如果要想實現(xiàn)自主研發(fā)，必須有重點、有策略發(fā)展。目前，SoC(片上系統(tǒng))技術(shù)可以把一個單板系統(tǒng)或者整個控制系統(tǒng)的全部功能在一塊芯片上實現(xiàn)，大大減小系統(tǒng)的體積重量，提高了產(chǎn)品的功能密度、系統(tǒng)性能以及系統(tǒng)可控度，是航天工程高性能和小型化需求的有效途徑。我國也可以參考日本SOI—ASIC器件的發(fā)展經(jīng)驗，選擇SoC為突破口，集中資源對SoC重點投入，進行重點研發(fā)。
3.2 統(tǒng)一受控的元器件供應(yīng)途徑
電子技術(shù)的快速發(fā)展，對元器件的發(fā)展產(chǎn)生了很大影響，其中民用器件的市場份額和效益大增，而軍用、航天等可靠性高的元器件的市場份額則大幅下降，已由以前的25％降到不足l％，并且有繼續(xù)下降的趨勢。由于航天元器件的特殊應(yīng)用特點和任務(wù)使命，確保其穩(wěn)定的供應(yīng)有很大難度，因此，不能僅僅依靠市場調(diào)節(jié)行為，必須要在國家層面上來解決相關(guān)資源的配置并進行統(tǒng)籌管理，建立起國家級資源配置平臺，對航天工程有著重要影響的一些元器件項目進行重點的投資攻關(guān)，確保其穩(wěn)定供應(yīng)。
在這方面，美國為我們提供了學(xué)習(xí)的經(jīng)驗，如美國建立了統(tǒng)一受控的供應(yīng)途徑，如：①NASA為了保障航天元器件的穩(wěn)定供應(yīng)，建立了航天元器件資源平臺NPSL(NASA Parts Select List)。NPSL是政府建立的供應(yīng)線，NASA將其看作為國家必須控制資源，其從應(yīng)用、研發(fā)以及技術(shù)支撐全面控制。NPSL也是NASA航天元器件產(chǎn)品的規(guī)范體系，NPSL共有2000多頁，內(nèi)容涵蓋元器件型號的規(guī)格、技術(shù)性能、廠商、規(guī)范依據(jù)、預(yù)定的應(yīng)用等級要求等。NPSL由NASA的NEPAG組織進行管理控制，對于選擇列入NPSL的航天元器件必須經(jīng)過NEPAG的審查評估。不僅如此，NASA還建立了兩個核心的CSL，為航天元器件的供應(yīng)提供保障。②為充分利用各個成員國的有效資源，提供行業(yè)互認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，美國建立了統(tǒng)一的ESA元器件選擇目錄(EPPL)。它是ESA航天元器件的資源平臺，可以引導(dǎo)用戶選擇并采用能夠覆蓋絕大多數(shù)設(shè)計的有限元器件類型，有效減少重復(fù)，實現(xiàn)品種的壓縮，從而通過器件數(shù)量的增加來降低成本以及改善系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)ESA鑒定合格的元器件已進入NASA的NPSL、JAXA的QPL和QML。
因此，建立統(tǒng)一受控的元器件供應(yīng)途徑，可以保障關(guān)鍵元器件的穩(wěn)定供應(yīng)，并增加系統(tǒng)可靠性。
3.3 積極推行元器件的標(biāo)準(zhǔn)化
目前，NASA、ESA、JAXA已經(jīng)制定了航天元器件標(biāo)準(zhǔn)體系和配套的標(biāo)準(zhǔn)，能夠用來技術(shù)成果的固化和傳遞。通過標(biāo)準(zhǔn)來總結(jié)經(jīng)驗、提高安全可靠性、控制問題的重復(fù)發(fā)生、加強風(fēng)險管理能力、促進技術(shù)發(fā)展水平，滿足支撐航天項目的需求。由此可以看出，對于工程師以及技術(shù)人員來說，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在工程項目設(shè)計、研制和生產(chǎn)等方面都是非常重要和關(guān)鍵的技術(shù)資源。
NASA的航天元器件標(biāo)準(zhǔn)體系充分的利用了其政府標(biāo)準(zhǔn)和國家軍用MIL標(biāo)準(zhǔn)，通過貫徹執(zhí)行各類元器件的產(chǎn)品規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及其它工程文件手冊，支持了元器件的設(shè)計、選用、生產(chǎn)、檢驗、應(yīng)用、失效分析等各個環(huán)節(jié)的嚴(yán)格控制。產(chǎn)品規(guī)范是NASA標(biāo)準(zhǔn)的主體，只有據(jù)此進行質(zhì)量認(rèn)證的元器件產(chǎn)品才可以成為NPPL的主要備選對象。NASA還充分總結(jié)了工程應(yīng)用經(jīng)驗，形成了大量的、有借鑒價值的工程實踐以供參考，這樣也形成了以規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)和手段，具有結(jié)構(gòu)清晰、內(nèi)容規(guī)范可控、保障完善等特點的應(yīng)用質(zhì)量體系。
3.4 庫存元器件的有效管理和使用
在對元器件、原材料選型后就進入采購周期階段，并按合同要求節(jié)點到貨后，進行復(fù)驗以及二次篩選，合格以后取回入所，入所質(zhì)量的控制至關(guān)重要，比如，對功率模塊、霍爾器件、電感和磁環(huán)等有特殊應(yīng)用要求的元器件，設(shè)計師必須擬制檢驗要求以及技術(shù)協(xié)議。對元器件、原材料的使用情況、物理尺寸、無害的電性能實驗測試做出詳細(xì)的描述，質(zhì)量師據(jù)此檢驗要求來完成基本的入所質(zhì)量檢驗。元器件、原材料在入庫之前，設(shè)計師依據(jù)課題型號編寫相關(guān)元器件的配套表，把元器件的名稱、規(guī)格型號、批次、印制板的代號、數(shù)量、封裝形式、質(zhì)量等級、生產(chǎn)廠家全部寫清楚歸檔。在使用時，依據(jù)元器件配套表將元器件以及合格證領(lǐng)出，對元器件進行靜電防護、包裝、運輸?shù)?，將領(lǐng)出的元器件入到本單位元器件庫備用。
在元器件庫存管理中，還會遇到超過有效期問題。超過有效期貯存期的航天元器件，應(yīng)當(dāng)先進行超期復(fù)驗。在元器件超期復(fù)驗中進行失效分析，發(fā)現(xiàn)功能已經(jīng)失效或者不合格率(PDA)超差(適用時)，必須對失效件進行失效分析，失效分析的管理按QJ3065.5和相應(yīng)管理文件的規(guī)格執(zhí)行。若失效分析結(jié)論為批次性問題，則整批元器件不能用于項目型號。
另外，元器件在裝機使用前還要進行必要的質(zhì)量控制，以滿足可靠性需要。根據(jù)系統(tǒng)對元器件的可靠性需要，剔除元器件的早期失效和潛在缺陷，開展元器件質(zhì)量控制工作。
3.5 政府企業(yè)質(zhì)量控制多重把關(guān)
元器件質(zhì)量保障是高技術(shù)的系統(tǒng)工程研制部門經(jīng)常采用的一種先進有效的質(zhì)量管理方法，也是航天產(chǎn)品可靠保證的重要領(lǐng)域之一。根據(jù)對美國國防部、NASA、ESA的航天元器件質(zhì)量保證工作的發(fā)展現(xiàn)狀研究發(fā)現(xiàn)，航天型號對使用的元器件的質(zhì)量和可靠性要求越來越高，但我國與國際水平的差距卻在不斷地拉大，與航天需求間的矛盾不斷加劇。未來，必須改變發(fā)展思路，管理協(xié)調(diào)、機制創(chuàng)新，不僅要在元器件的采購、篩選、檢測和使用過程中，加強質(zhì)量保證控制，確保元器件的使用質(zhì)量，還需要國家高層在戰(zhàn)略層面上采取一些特殊舉措，建立自主可控的關(guān)鍵航天元器件產(chǎn)品保障體系，以保證我國航天工程協(xié)調(diào)、可持續(xù)地發(fā)展。
4 結(jié)束語
航天元器件的可靠性是航天工程的重要方面，在國內(nèi)航天元器件發(fā)展管理還不完善的情況下，必須積極借鑒國外航天大國的經(jīng)驗，做好可靠性采購，并立足國產(chǎn)化，積極推行有效的管理經(jīng)驗，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，實現(xiàn)我國航天元器件的可持續(xù)發(fā)展，確保我國航天工程的蓬勃發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】環(huán)氧樹脂 霓虹燈 電源 應(yīng)用
1 霓虹燈電源和環(huán)氧樹脂相關(guān)概述
霓虹燈電源，一般有兩種，一種是漏磁式霓虹燈電源，也就是俗稱的電感電源，它具有工作穩(wěn)定可靠，負(fù)載能力強（可帶12m長、φ11-12mm霓虹燈管），恒流能力強（可帶動2-10m范圍內(nèi)的霓虹燈管）的優(yōu)點，但其單只電源功耗達(dá)到450VA、功率因數(shù)最高僅為0.6、重量重、體積大、價格高，尤其是耗能和不環(huán)保，已經(jīng)逐步被市場淘汰。另一種是現(xiàn)在普遍使用的電子式霓虹燈電源，也稱高頻冷啟動管形放電燈（霓虹燈）電子轉(zhuǎn)換器。雖然早期的電子式霓虹燈電源由于輸出功率小、恒流特性差、電磁干擾大、抗開路和高壓擊穿較差以及多支燈管工作時兩頭亮中間暗等現(xiàn)象使電子式霓虹燈電源各方面的性能存在一些欠缺，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和環(huán)氧等新材料的應(yīng)用，現(xiàn)在電子霓虹燈電源已基本上克服了上述存在的各種缺陷，更由于節(jié)能（功率因數(shù)為0.9～接近于1）、重量約比漏磁式霓虹燈電源輕4倍左右、體積減小1/3、壽命長、具有燈管開路和短路的全自動保護功能及亮度不隨輸入市電電壓變化而改變等優(yōu)點而越來越受廣告商家的喜愛。
環(huán)氧樹脂通常是在呈液體的狀態(tài)下，經(jīng)常溫或加熱進行固化，達(dá)到最終的使用目的：作為一種液態(tài)體系的環(huán)氧樹脂固化后對金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強度，介電性能和散熱性優(yōu)異，收縮率小，硬度高，柔韌性較好等特點。因此，它在電子、電氣、機械制造和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域中具有十分重要的作用，已成為各工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的基礎(chǔ)材料。
2 環(huán)氧樹脂在霓虹燈電源中的應(yīng)用
2.1 環(huán)氧樹脂在電子式霓虹燈電源高壓包的應(yīng)用
電子霓虹燈電源高壓包工作時因為漏感大、溫度極高、其尖峰電壓>1000V，且電子霓虹燈電源輸出端的空載電壓高達(dá)十幾kV。因此，對電子霓虹燈電源高壓包（高低壓繞組間）的散熱降溫及接地間的絕緣強度有特別高的要求。為了增強電源高壓包的絕緣強度和提高產(chǎn)品可靠性，電子霓虹燈電源高壓包絕緣結(jié)構(gòu)必須采用高溫環(huán)氧樹脂來灌注繞組，因為高溫環(huán)氧樹脂材料在常溫下為低粘度液體，有良好的流動性和快速固化性能，高壓包采用浸漬處理，能快速完成電源的絕緣處理技術(shù)。在灌封環(huán)氧樹脂時，應(yīng)首先對環(huán)氧A料預(yù)熱，經(jīng)過預(yù)熱后的環(huán)氧A料其自身的粘度會有所降低，方便脫泡和灌封，使其水份在預(yù)熱的過程中得到排除。然后對環(huán)氧樹脂嚴(yán)格按規(guī)定比例（環(huán)氧樹脂與固化劑比例范圍為100:30）調(diào)配環(huán)氧，用攪拌機攪拌5～10分鐘，攪拌調(diào)配好的環(huán)氧倒入高低壓繞組需灌封位置，灌注厚度大于3mm。對灌封好的高壓包放進抽真空箱，關(guān)好真空箱門，然后關(guān)閉放氣閥門，開通抽氣閥門，接通電源觀察真空表指針運轉(zhuǎn)情況，當(dāng)真空表針指示在（－0.095～－0.1）之間,維持30分鐘時間后停止真空泵運行,然后關(guān)閉抽氣閥門. 緩慢開通放氣閥門，使真空表針緩慢回復(fù)原位，注意放氣過程不要瞬間開大閥門，防止氣流對高低壓繞組產(chǎn)生沖擊，便能有效地消滅氣泡。再把已經(jīng)過抽真空處理的高壓包放進恒溫箱施加85℃溫度進行加熱4個小時以上，促進其固化效果并減少固化時間。當(dāng)然，相應(yīng)的熱量也會在此時釋放出來。但反應(yīng)太熱也會因為溫度過高而導(dǎo)致釋放時間不夠，以致絕緣體受到損壞，同時較強的內(nèi)應(yīng)力也會在灌封料與漆包線、骨架中產(chǎn)生，使絕緣結(jié)構(gòu)開裂和變形，達(dá)不到絕緣的效果，這是高溫環(huán)氧樹脂灌封工藝在電子霓虹燈電源高壓包應(yīng)用中必須注意的問題。
2.2 環(huán)氧樹脂在電子式霓虹燈電源低壓部份的應(yīng)用
電子霓虹燈電源一般在室外使用，產(chǎn)品安裝室外容易受到日曬雨淋，影響電子元器件使用性能，造成嚴(yán)重質(zhì)量和安全隱患，且大功率三極管、電解電容器和固定電阻器等電子元器件工作時溫度高會降低其使用性能甚至損壞。因此，對電子霓虹燈電源的電子元器件密封防水和散熱降溫要求顯得特別重要。而環(huán)氧樹脂固化后對金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強度，介電性能和散熱性優(yōu)異，收縮率小，硬度高，柔韌性較好等特點恰好彌補上述存在的不足。所以，環(huán)氧樹脂在電子霓虹燈電源低壓部份應(yīng)用同樣重要。通過應(yīng)用環(huán)氧灌封材料能極大地滿足大功率三極管、電解電容器和固定電阻器等電子元器件對散熱的要求，既保證器件的可靠性，也兼顧生產(chǎn)成本。具體應(yīng)用是先對環(huán)氧樹脂A料預(yù)熱，經(jīng)過預(yù)熱后的環(huán)氧A料其自身的粘度會有所降低，方便脫泡和灌封，使其水份在預(yù)熱的過程中得到排除。然后對環(huán)氧樹脂嚴(yán)格按規(guī)定比例（環(huán)氧樹脂與固化劑比例范圍為5:1）調(diào)配環(huán)氧，用攪拌機攪拌5～10分鐘，攪拌調(diào)配好的環(huán)氧倒入電子霓虹燈電源低壓部份需灌封位置（為了節(jié)省成本，可以在低壓部份填充一些直徑在1～2mm之間的石英砂，填充石英砂高度不得高于電子元器件高度），灌注厚度以覆蓋電源低壓部份的電子元器件為宜。除了上述幾個環(huán)節(jié)外，還要注意環(huán)境溫度，如果固化溫度較低會造成固化時間過長或環(huán)氧不固化，則生產(chǎn)周期相應(yīng)延長，環(huán)氧樹脂會在這過程中分層，填充劑下沉，表面因固化時上下層收縮差異而開裂，這時應(yīng)適當(dāng)添加一些催干劑，保證環(huán)氧樹脂能在12～14小時固化。
3 結(jié)語
綜上所述，進入21世紀(jì)后，人類逐漸把追求過渡到了綠色環(huán)保照明，在電子霓虹燈電源中運用了環(huán)氧樹脂等環(huán)保新材料，對減少環(huán)境污染、電磁干擾、提高功率因素和亮度及可靠性方面做出相應(yīng)的改進，節(jié)能環(huán)保型霓虹燈電子電源乃大勢所趨，提高了霓虹燈電源的整體質(zhì)量水平，降低了生產(chǎn)成本，增強了霓虹燈電源等產(chǎn)品在未來市場中的競爭力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：電氣自動化；控制設(shè)備；可靠性；現(xiàn)狀；措施
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.198
0 引言
電氣自動化主要是指為了實現(xiàn)操作、控制或監(jiān)視等功能，使預(yù)先設(shè)定好的程序或計劃在無人的狀態(tài)下自動運行，近年來，隨著微電子技術(shù)、信息技術(shù)、機械電子技術(shù)的高速發(fā)展，電氣自動化控制設(shè)備我國的經(jīng)濟發(fā)展中起到了重要的作用，電氣自動化控制技術(shù)也成為了推動經(jīng)濟快速發(fā)展的重要動力，同時也關(guān)系著我國電子行業(yè)發(fā)展水平的高低。電氣自動化控制設(shè)備不僅能夠提升工作效率和質(zhì)量，而且能夠改善勞動條件，提高經(jīng)濟運行的活性。但是電氣自動化控制設(shè)備必須具備高度的可靠性才能確保生產(chǎn)的順利運行。所以目前提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性是急需探究的重要課題。
1 我國電氣自動化控制設(shè)備的現(xiàn)狀
1.1 工作環(huán)境多樣，操作維護不當(dāng)
行業(yè)不同，工作環(huán)境也會有所不同，有些行業(yè)的工作環(huán)境是十分艱苦的。電氣自動化控制設(shè)備通常需要面對復(fù)雜多變的工作環(huán)境，來應(yīng)對自然環(huán)境對電氣自動化控制設(shè)備產(chǎn)生的不利影響。這些不確定因素主要包括電磁干擾、氣候和機械作用力等。首先是電磁干擾因素，其因素為不可見因素，對電氣自動化控制設(shè)備也會產(chǎn)生不利的影響，通常情況下，電氣自動化控制設(shè)備工作會產(chǎn)生各種電磁波，這些電磁波在一定程度上會增加設(shè)備的輸出噪聲，致使其工作失常，嚴(yán)重時會影響設(shè)備安全。其次是氣候因素，主要包括溫度、氣壓、濕度、光照、大氣污染、臭氧層等，這些不利因素會嚴(yán)重影響電氣自動化控制設(shè)備的工作性能、運行結(jié)構(gòu)，如果溫升過高，可能還會造成設(shè)備損毀，無法正常工作。最后是機械作用力因素，主要是指電氣自動化控制設(shè)備在運載時所受到的各種機械作用力，如震蕩、沖擊、加速等，這些機械作用力會嚴(yán)重?fù)p害電氣自動化控制設(shè)備的電子元件，甚至改變設(shè)備參數(shù)，導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重變形，斷裂。此外，人員因素的影響也不可小覷，電氣自動化控制設(shè)備的操作技術(shù)要求較高，功能較為復(fù)雜，所以，操作人員對設(shè)備的不熟練或不正確操作都有可能導(dǎo)致失誤，甚至可能損壞設(shè)備，而且電氣自動化控制設(shè)備的維護和保養(yǎng)也是提高其可靠性的重點。
1.2 設(shè)備元器件質(zhì)量不合格
電氣自動化控制設(shè)備電子元件的生產(chǎn)廠家眾多，并且參差不齊，一般而言，生產(chǎn)設(shè)備元件的廠家規(guī)模較小，質(zhì)量管理體系不完善，元器件質(zhì)量合格率不高，此外，在社會主義市場經(jīng)濟體制下，元器件廠家之間的價格競爭變成了只重視產(chǎn)品價格，不重視產(chǎn)品質(zhì)量的惡性競爭，直接導(dǎo)致電氣自動化控制設(shè)備的可靠性指數(shù)過低，影響了設(shè)備的正常工作。
2 提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的策略
2.1 正確選擇電子元器件
在對電子元件進行選擇時，標(biāo)準(zhǔn)元件是首選，元件在選擇的過程中一定要確保嚴(yán)密和準(zhǔn)確，使用元件前，要確保元件的質(zhì)量符合要求，對元件的生產(chǎn)廠家、型號、規(guī)格等要擇優(yōu)選擇，切不可因價格便宜而選擇質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的元器件，同時，元件在使用過程中所產(chǎn)生的檢測數(shù)據(jù)一定要及時記錄在案，以便日后查詢整理。此外，要始終做好元器件散熱維護的工作，因為溫度對電子設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性有著直接的影響，功率大的電氣自動化設(shè)備在工作時會產(chǎn)生熱能，一旦外部溫度過高，內(nèi)部溫度就難以擴散出去，這時便需要人力來為設(shè)備進行散熱，而且潮濕也會對元器件產(chǎn)生影響，如果是在低溫潮濕的環(huán)境中，濕氣過重會使元器件出現(xiàn)短路故障，從而損壞元件。所以要正確選擇電子元器件。
2.2 合理選用零部件
零部件的選擇和使用應(yīng)當(dāng)根據(jù)電控設(shè)備的特點來進行，采用與之對應(yīng)的方式方法，切實做好維護工作。零部件的使用參數(shù)設(shè)置應(yīng)當(dāng)結(jié)合產(chǎn)品的實際使用情況，零部件是確保設(shè)備可靠性的前提，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，選擇穩(wěn)定性好的、質(zhì)量高的零部件不僅有利于提高整個電氣自動化設(shè)備的可靠性，而且能夠提高設(shè)備的使用率，延長設(shè)備的使用期限。
2.3 增強設(shè)計的可靠性
設(shè)計階段是提高控制設(shè)備整體可靠性的關(guān)鍵階段，我們在對電氣自動化控制設(shè)備進行設(shè)計時，要對設(shè)備特點進行深入研究，結(jié)合實際使用方向，分析設(shè)備的設(shè)計參數(shù)，確保產(chǎn)品的使用性能和條件，基于對這些情況的了解制定出切實可行的設(shè)計方案。設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式和類型需要利用應(yīng)用空間的概念來進行設(shè)計，設(shè)備的規(guī)模直接決定產(chǎn)品的類型和生產(chǎn)批量，設(shè)備的形式和類型之間的差異也會對產(chǎn)品的經(jīng)濟性能帶來影響，所以，在設(shè)計過程中，要對這些方面進行全面考慮，遺漏任何一個方面都會嚴(yán)重影響設(shè)備整體的可靠性。在滿足器件技術(shù)要求的前提下，可以運用價值工程觀念對零部件進行設(shè)計，最大限度的降低生產(chǎn)產(chǎn)品的成本，進而減少整個設(shè)備的制造費用，在嚴(yán)密的邏輯思維下選擇合適的材料和元器件進行設(shè)計不僅能夠降低生產(chǎn)成本，而且能夠提高產(chǎn)品的使用性能，從而提高整個設(shè)備的可靠性。
3 小結(jié)
綜上所述，提升電氣自動化控制設(shè)備的可靠性意義重大，目前，我國的電氣自動化控制設(shè)備工作環(huán)境復(fù)雜多樣，操作維護不當(dāng)，設(shè)備元器件質(zhì)量也不過關(guān)，所以，我們應(yīng)當(dāng)正確選擇元器件，合理選用零部件，增強設(shè)計的可靠性，只有這樣才能提升設(shè)備的可靠性。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：數(shù)字電路 故障 測試
中圖分類號：TN79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）02-0087-01
在進行數(shù)字電路設(shè)計和生產(chǎn)過程中一定要進行電路的故障診斷，這樣對于芯片模板上出現(xiàn)的缺陷可以及時修復(fù)，開始建立故障冗余系統(tǒng)；可以有效的改進生產(chǎn)工藝，更好的分析故障檢測方法，進而使芯片的產(chǎn)量、質(zhì)量和可靠性都得到提升。傳統(tǒng)數(shù)字電路的故障診斷常常用常規(guī)儀表及傳統(tǒng)的人工進行分析的，所以在診斷定位上就會難度增加、周期變長，導(dǎo)致設(shè)計和生產(chǎn)數(shù)字電路的速度嚴(yán)重降低。所以，設(shè)計數(shù)字電路故障診斷系統(tǒng)，可以有效地提升當(dāng)下數(shù)字電路故障診斷的效率。
1 討論故障產(chǎn)生的主要原因
1.1 數(shù)字電路的故障
數(shù)字電路故障就是在設(shè)計和生產(chǎn)過程中出現(xiàn)接觸不良、電器元件損壞等原因，造成導(dǎo)線短路、假焊、虛焊等現(xiàn)象，就會出現(xiàn)電路邏輯功能的錯誤，發(fā)生電路故障[1]。以組合邏輯電路而言，必須按照真值表的要求來進行工作，否則就是電路出現(xiàn)了故障；而就時序邏輯電路來說，必須按照時序的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖就行工作，否則就是電路出現(xiàn)了故障。
1.2 故障主要原因的產(chǎn)生
（1）元器件參數(shù)的改變。由于電子元器件隨著不斷地使用，就會導(dǎo)致老化和參數(shù)性能下降，有的是在溫度變化時改變了參數(shù)性能。（2）信號線故障。在電路板電路受到外界影響時，信號線就會損壞出現(xiàn)短路和斷路。（3）電路元器件出現(xiàn)不良接觸。這種問題是最常見的，在工作中如果發(fā)生虛焊或者焊點被氧化，就會導(dǎo)致電路板故障的發(fā)生。（4）不健全的工作環(huán)境。一旦工作環(huán)境達(dá)不到設(shè)備所要求時，如濕度、溫度及電磁環(huán)境等，無法實現(xiàn)設(shè)備的正常工作。（5）超出使用期。就是在使用過程中超出期限，導(dǎo)致元器件的老化，降低了性能指標(biāo)，所以就會增加設(shè)備的故障率[2]。
2 邏輯故障組成
邏輯故障包括永久故障和暫態(tài)故障。其中的永久故障就是故障出現(xiàn)之后，只有人為修復(fù)可以清除故障，除此之外故障會長久存在。包括很多的靜態(tài)故障。例如固定電平故障、橋路故障、固定開路故障。而暫態(tài)故障也能叫做軟故障，這種故障的發(fā)生是因為元器件自身或者是電路自身存在的容限非常小而導(dǎo)致電路不穩(wěn)定。
3 數(shù)字電路故障測試的基本方法
3.1 故障的檢測
（1）直觀檢測法。這種方法就是通過直觀的觀察來推斷出故障出現(xiàn)的大體部位。我們在進行檢測時可以咨詢用戶，就會知道出現(xiàn)了什么樣的現(xiàn)象，這樣就可以快速的進行檢測省去了很多不必要的麻煩。我們可以在檢測時直接觀察設(shè)備是否出現(xiàn)元器件的破損，導(dǎo)線是否斷開或者短接，或者其它設(shè)備出現(xiàn)什么狀況，來檢測出故障在什么地方。一旦電路電流或者電壓過大時，在電路中的一些器件就會出現(xiàn)異味，我們通過嗅覺就會感知到在什么地方出現(xiàn)了故障。當(dāng)一些電子元器件的外殼熱度過高時，我們通過觸摸就會找到這類損壞的元器件，從而發(fā)現(xiàn)電路產(chǎn)生的故障。最后我們可以直接的用專業(yè)的檢測設(shè)備測試診斷電路，來檢測出是否存在故障，如果存在給其進行定位。（2）順序檢測法。這種方法分為兩種，其一就是由輸入級開始逐漸向輸出級進行檢查，這就需要我們在輸入端加入檢測信號，開始以該信號為主逐漸向輸出端進行檢測，最終來找出電路所存在的故障[3]。其二就是由輸出級開始逐漸向輸入級進行檢查，一旦出現(xiàn)信號不對的情況，就開始由故障級向一級檢測，最終到發(fā)現(xiàn)正常信號截止。（3）比較法。在檢查故障時，這也是一種常用的方法。想要快速的發(fā)現(xiàn)所存在的故障，通常的方法就是把故障電路重要的關(guān)鍵點測試參數(shù)和同類型電路在正常工作時所得到的檢測值進行對比，最終檢測出故障所在。（4）替代法。如果說有的時候我們在數(shù)字電路中很難找到出現(xiàn)的故障，這個時候我們就應(yīng)該想到應(yīng)用替代法測出數(shù)字電路中的故障。什么是替代法？簡單地說，替代法就是我們將數(shù)字電路中的電子元器件替代掉，應(yīng)用一些同等型號，但是在品質(zhì)上卻高于原有電路中出現(xiàn)的器件，之后換上這些高品質(zhì)器件之后，來檢查電路是否可以進行正常的工作。前提是我們在采用替代法進行實驗來檢測故障時，一定要在電路斷電的時候換上各種元器件，用以保證安全。上述四種方法就是在檢測數(shù)字電路故障時常用到的常規(guī)方法。
3.2 邏輯故障的檢測
在數(shù)字電路中產(chǎn)生的邏輯故障中，我們可以建立起故障的模型，之后通過該模型研究算法，產(chǎn)生測試向量，完成故障的檢測。這里我們就以在邏輯故障中出現(xiàn)的單固定故障為例。由于邏輯故障中存在著單固定故障，而這種故障模型是數(shù)字電路測試中使用最多的一種門級故障模型。這種故障可以含蓋數(shù)字CMOS電路一半以上的制造故障。在測試這種故障時，首先我們應(yīng)該建立故障模型，之后根據(jù)這種故障模型生成測試向量。在組合邏輯電路中，以早期提出的經(jīng)典算法D算法為主，完成測試向量的自動生成。而在時序邏輯電路中，我們將以較為了解的門級時序電路的ATPG系統(tǒng)完成測試向量的覆蓋率。之后我們通過不斷地分析測試向量對故障的覆蓋情況，從而來進一步的提高故障的覆蓋率。最終實現(xiàn)單固定故障模型的完整建立，解決故障的檢測工作[4]。之后再以此種模型來對多固定故障進行測試。最終實現(xiàn)邏輯故障的檢測。
3.3 波形檢測法
在脈沖電路當(dāng)中，我們還可以用波形檢測的方法對電路進行檢測。首先在檢測時選擇一個良好的示波器，之后開始對電路各級在輸出端所輸出的波形進行檢測，最后在示波器上面觀察并記錄出現(xiàn)的波形是否正常，最終來完成電路故障的測試。
4 結(jié)語
本文主要簡單的介紹了數(shù)字電路出現(xiàn)的故障及故障檢測方法。在電子電路發(fā)展的今天數(shù)字電路得到了飛速的發(fā)展。為了更好的使數(shù)字電路應(yīng)用到現(xiàn)代電路中。對于可能出現(xiàn)的故障應(yīng)及時的做出檢測。更好的完善數(shù)字電路，使數(shù)字電路進一步發(fā)展，適應(yīng)現(xiàn)代科技要求。
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