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摘 要:针对目前我国高速铁路快速发展的现状,分析了CAN总线和ProfiBus总线等现场总线及其安全技术在铁路通信系统中的应用情况,对提高我国铁路通信的安全性具有一定的现实指导意义。
关键词:现场总线 安全技术 铁路通信 应用
中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)02(a)-0013-02
铁路系统需要各种工业技术的支持,几乎所有工业技术在铁路系统中都有所应用。目前随着我国高速铁路大规模建设,列车运行速度不断提高,必然对信息的安全、可靠传输提出更严格的要求。因此,为了提高铁路通信系统的安全通信能力,对铁路安全数据传输的理论和技术进行研究,已经成为世界各国铁路关注和加大投入力度的共同趋势,尤其是现场总线通信技术,已经成为保障铁路系统特别是高速铁路系统安全运行的基础。
1 现场总线及安全技术的相关标准
1.1 现场总线的定义
所谓现场总线就是指利用一根总线把各种仪器设备联接在一起,构成一个完整的控制网络。因此,现场总线属于系统技术,它综合了信息技术、电子技术以及计算机技术等各种现代工程技术。
1.2 目前主要的现场总线及安全技术标准
1引言
网络处理器(NetworkProcessor,NP)是一种专门针对网络应用设计的可编程器件,兼具了通用处理器的灵活性以及ASIC的高性能等特点,目前已广泛应用于互联网中.根据网络设备的需求不同,网络处理器可以应用于核心层、边缘层和接入层[1].其中应用于接入层的网络处理器主要面向终端设备,随着终端设备种类和通信量的急剧增长,对网络处理器的安全处理性能提出了更高的要求.根据国际工程任务组(IETF)制定的标准,目前主要通过IPSec、SSL等协议保证网络数据的安全.这两种协议都包括大量计算密集型的密码算法,而传统的网络处理器大多通过软件的方式实现安全协议,给终端设备带来了较大的计算负担和网络延时.针对这一问题,近年来提出了一些网络安全处理器的设计方案[2-4],但是大多都采用同一设计思路,在很多方面还有较大的开发空间.本文从总线结构、存储结构等多个方面对网络安全处理器进行研究,提出了一种新的体系结构.
2网络处理器体系结构设计
2.1总线结构
片上通讯架构是处理器体系结构设计的关键,决定了网络安全处理器各功能模块之间的通信方式.根据处理任务类型的不同,网络处理器可以划分为控制平面(Control-plane)和数据平面(Data-plane)[1],不同平面上的功能模块对通信的需求不同,总线设计既要能满足所有模块的要求,又要节省片上资源.数据平面为控制平面通信特点如表1所示.从表1可以看出,控制平面位于网络处理器的顶层,需要对所有功能模块进行控制,但是对通信速度要求较低,而且数据路径简单,本文使用AHB总线实现控制平面传输.相比于控制平面,数据平面位于系统的底层,实时性高,对通信速度的要求高,而且数据路径复杂,容易成为总线通信瓶颈.多数网络处理器采用多个处理单元(ProcessingElements,PE)并行处理[5]或串行流水[6]的方式解决这一瓶颈,但仍存在编程模型复杂、资源利用率低等问题.针对这一问题,本文将宏流水的思想引入到总线设计中,将网络处理器的数据流传输路径分为接收级、处理级、发送级,使用高速AXI总线实现网络数据流水化处理.本文使用处理单元的平均工作频率大约为200MHz,假设处理1个数据包需要500个时钟周期,则要完成全双工数据包处理,处理器每秒钟可以处理的数据包个数为200MIPS÷500Inst/Packet÷2=0.2MPPS.式中,MPPS指MillionPacketsPerSecond,数据包长度按平均长度150字节计算,则处理器的吞吐率为0.2MPPS×150byte×8bit/byte=240Mb/s.以太网MAC的通信速度可达1000Mb/s,PCIE的通信速度最高为5Gb/s,因此处理级流水段是整个流水线的瓶颈,本文通过设置多个处理单元,采用多核并行处理的方法消除宏流水线通信瓶颈,使总线通信速率达到最大.
2.2存储结构
目前网络处理器存储结构大多采用基于本地存储器或基于Cache的存储结构[7],能够较好地适应网络协议解析的处理特点.然而,网络安全处理器除了进行网络协议解析外,还需要对数据包进行加解密处理,属于深度处理应用,具有重复性差、无回溯等典型的流处理特点,使用上述存储机制会带来Cachemiss等问题,导致存储系统性能下降[8].本文借鉴通用处理器存储体系结构,将面向流处理领域的流存储机制应用到网络安全处理器中,提出了基于流存储机制的层次化存储模型,如图2所示.根据上一节的分析,处理级采用多核并行处理技术,其中每个处理单元都有各自的私有存储,各处理单元间通过共享存储互连成“簇”(Cluster),构成二级存储单元结构.处理单元可以通过硬连线的方式直接访问簇内共享数据存储器,增强了各处理单元之间的耦合程度,同时减少数据写回主存再读取的重用开销.簇内共享存储增强了存储体系的层次性,避免了频繁的片外存储访问,缓解了本地存储与片外存储之间的速度差距,提高了通信速度.流存储单元用于管理数据在处理单元与片外存储之间的传输.网络安全处理器的处理单元与片外存储之间的数据传输比较频繁,当数据段存放在片外存储器的不同区域时,通过流存储单元、软件调度等技术可以对传输数据流进行重新组织,实现批量数据传输.同时,当处理单元对数据包的某一段进行处理时,通过流存储单元可以实现对待处理数据的预取,避免了处理单元访问本地存储失效而需要再次访问片外存储的延时.流存储机制适应了深度处理应用特点,能够实现数据传输与运算执行、输入与输出等多种并行,提高了网络处理器处理单元的并行性开发.基于流存储的层次化存储模型对应的硬件结构如图3所示,主要由总线接口、流存储单元(Stream,SM)、中央调度器(CentralScheduler,CS)、共享存储(SharedMemory,SM)、网络安全处理单元(Net-workSecureProcessingElement,NSPE)等部分组成.(1)AXI总线接口多核网络安全处理单元既可以作为总线从设备又可以作为总线主设备使用.当作为从设备时,控制平面CPU通过AXI从接口完成对流存储控制器的寄存器配置、传输描述符输入、数据包输入/输出等工作.当作为主设备使用时,网络安全处理单元具有总线控制功能,流存储控制器可以通过AXI总线主接口向总线发送传输控制信号,在获得总线使用权后可以向目的设备地址写入数据或从源设备地址读取数据,减轻了控制平面CPU的负担,提高了总线使用率.(2)流存储单元流存储单元包括流存储控制器和流数据缓存.流存储控制器负责数据在处理单元内部存储和片外存储之间的传输,通过链表DMA的方式完成数据传输,实现数据预取与DMA传输相结合的优化策略.链式DMA传输指将多组DMA传输串连,每一个DMA传输的目的地址和数据长度都可以不同,直到本次所有DMA传输完成后向总线发出中断完成信号.流数据缓存是连接片外存储和处理单元本地存储的中间缓存,用来缓存处理单元输入/输出数据,匹配总线数据传输速率和处理单元处理速率,可以分为输入缓存FIFO和输出缓存FIFO,深度均设计为512×32bit.(3)中央调度器中央调度器是整个流存储机制的控制核心,起着流存储控制、任务调度、协调系统中各单元正常工作的重要作用,完成流数据缓存部件与处理单元本地存储之间的数据调度.中央调度器由一个通用微码处理器构成,通过执行微代码实现对流存储单元的控制.(4)本地存储本地存储用于存储待处理数据和中间结果,供处理单元调用.和流数据缓存一样,本地存储使用FIFO缓存数据,为提高数据传输速率,网络安全处理单元的本地存储采用输入/输出相分离的结构,即本地存储分为输入缓存和输出缓存两部分,各为256×32bit.(5)簇内共享存储簇内共享存储采用一个大小为4KB的共享数据RAM.为提高访存速度,处理单元与共享存储之间采用硬连线的方式连接,处理单元对共享存储的访问需要2个时钟周期,仅比本地存储多1个时钟周期,与传统多级存储结构中的访存延时相比有了很大改善.为解决不同处理单元同时访问共享存储带来的访存冲突问题,同时出于硬件精简性和低功耗特性考虑,簇内共享存储采用固定优先级的方式以避免复杂的仲裁逻辑.(6)片外存储片外存储器负责接收/发送数据包、系统程序、配置信息等的存储,设备通过总线访问片外存储.通过在网络处理器中引入流存储机制,一方面通过数据预取减少了处理单元访问片外存储的延迟,另一方面通过链式DMA传输,加快了数据传输速率,提高了总线利用率,更加符合网络安全处理器的需求.
2.3安全防护电路
[摘 要]FF现场总线安装技术的灵敏度高,其在石化厂中发挥重要的作用,可以提高自动化的能力,为石化厂运行提供精确的控制方式。FF现场总线安全技术在石化厂中得到了准确的认可,成为不可缺少的一类技术,此类技术满足石化厂的运行需求,因此,本文通过对FF现场总线安全技术进行研究,分析其在石化厂中的应用。
[关键词]FF现场总线安全技术;石化厂;设计原则
中图分类号:F407.22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0397-01
FF现场总线安全技术的控制性强,可以实现全数字化的状态,其在石化厂中体现出了集成的特性,促使石化厂朝向智能化的方向发展。FF现场总线安全技术可以控制石化厂中的运行仪表,利用单元控制的方式降低石化厂的安全风险,保障石化厂运行系统的安全与稳定,进而发挥FF现场总线安全技术的高效应用。
一、FF现场总线安全技术在石化厂中的设计原则
FF现场总线安全技术在石化厂中需要遵循相关的设计原则,确保FF现场总线安全技术的实践性。石化厂的变送器等选用FFH1协议,阀门需具有自动控制与转换的功能,同时还要负责系统的自诊断,确保FF现场总线安全技术与石化厂保持同步的状态。
重点分析FF现场总线安全技术几项设备的设计原则,如:(1)FF接线箱,需有独立的保护装置,接线箱连接保护器,达到60mA的短路电流即可;(2)控制阀,一级控制阀对FF现场总线安全技术应用的影响比较大,一旦出现问题就会引起全面性的故障,所以网段内应安装一台控制阀,便于抑制控制阀的故障传输,二级控制阀可以配合FF现场总线安全技术控制现场故障,预防设备停车,三级控制阀主要是在短时间内保护故障现场,避免现场发生安全事故,三级控制阀具有自动化的特点,整个工作的过程中不需要人为参与;(3)网段的配置原则,每个网段都要设定冗余配置,网段带配置的FF仪表需低于9台,定位器1台或2台;(4)FF现场总线安全技术涉及的设备应该安装到对应的位置,尤其是压力、温度仪器,必须根据功能分配到特定的网段;(5)FF柱线缆控制在1200m以内,分支线缆总线最短原则。
二、FF现场总线安全技术在石化厂中的应用
【摘要】随着液化天然气在全球使用范围的扩大,人们越来越重视对液化天然气的开发和利用,LNG液化撬装装置成为近年来人们研究的热点,控制系统对于整个撬装装置具有重要的意义。本文对撬装区的控制系统进行分析,并提出撬装控制系统的应用解决方案,从而使液化撬装可以有效的完成综合监控,保证液化天然气安全、有效的开发和应用。
【关键词】液化天然气;LNG撬装;控制系统;解决方案
一、前言
液化天然气具有高效、清洁、方便等特点,因此成为当今世界使用较多的能源。我国也越来越重视对液化天然气的开发和应用,目前LNG液化撬装装置是人们研究的重点,利用液化撬装装置进行气源的开发具有部署机动、组装简便等特点。由于我国气田分布较分散,尤其是煤层气,采用LNG液化撬装装置对气田进行开发具有重要的意义。本文对撬装工艺和撬装控制系统进行分析,提出了撬装控制系统的应用解决方案,希望可以为液化撬装控制系统提供有意义的参考。
二、LNG撬装工艺
液化天然气(LNG)是全球三大能源之一,撬装工艺具有建设周期短、结构紧凑、节约用地、模块化设计便于管理等优点。液化撬装工艺对分散气田进行开采,可以满足边际气田开采的需求,因此撬装工艺的分析和研究具有重要意义。
撬装工艺一般采用压缩膨胀液化流程,或者混合制冷流程。整个撬装装置采用模块化设计,共分为五个撬装模块:原料气计量和分离净化模块、天然气液化模块、多级压缩制冷循环模块、冷箱、LNG储罐或槽车,装车装置。
三、撬装控制应用特点
【摘 要】IEC标准把等电位联结作为电气装置最基本的保护,我国《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)、《电梯工程施工质量验收规范》GB50310-2002、《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002已将建筑物内作等电位联结规定为强制性的电气安全措施,本文讨论了等电位联结在设计和施工中应该注意的一些问题。
【关键字】等电位联结;端子板;电涌保护器
等电位联结定义:GB50057-94对等电位联接的定义:将分开的装置、诸导电物体等用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。
等电位联结作用:它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用,都是十分必要的。根据理论分析,等电位联结作用范围越小,电气上越安全。
等电位联结分类:
1.1总等电位联结作用于全建筑物,由等电位联结端子板放射连接或链接进出建筑物的金属管道、金属结构构件等。
1.2局部等电位联结是在一局部场所范围内通过局部等电位联结端子板把各可导电部分连通。一般是用在浴室、游泳池、医院手术室、农牧业等场所,发生电击事故的危险性较大,或为满足信息系统抗干扰的要求,一般局部等电位联结也都有一个端子板或者连成环形。
1.3辅助等电位联结是在建筑物做了总等电位联结之后,在伸臂范围内的某些外露可导电部分与装置外可导电部分之间,再用导线附加连接,以使其间的电位相等或更接近。
[摘 要] 近年来我国已在电气设计中按国际电工委员会标准(IEC标准)将等电位联结规定为强制性的电气安全措施,本文讨论了高层建筑等电位联结设置、安装中存在的不足,并提出施工安装中应注意的问题。
[关键词] 等电位联结 建筑 电气
一、引言
近年来,我国所采用的技术标准已基本与国际标准接轨。其相关电气设计规范按国际电工委员会标准(IEC标准)将等电位联结规定为强制性的电气安全措施。如国标GB50096-2011《住宅设计规范》的8.7.2条规定:“住宅供电设计应符合:⑴应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式并进行总等电位联结;⑸设有洗浴设备的卫生间应作局部等电位联结;”。还有行标JGJ-T16-2008《民用建筑电气设计规范》的12.1.6条规定:“等电位联结是安全保障的根本措施,每个建筑都应根据建筑特点采取相应有效的办法”。第12.3.5条有关“等电位联结”的一些规定等等。而在实际应用中,通过已完成工程看许多工程中等电位部分安装很不理想,联结部分遗漏较多,许多做法都不符合规范要求。本文仅从施工角度就等电位联结谈些粗浅认识,供同行共同探讨。
二、等电位联结实施中存在问题及分析
首先由于设计深度不够,导致等电位联结在施工安装过程中出现困难或错误。部分设计单位设计时只在图纸说明中对等电位联结做法一句依据图集02D501-2《等电位联结安装》就简单代过,有些画了简单示意图,对具体设置方法不做任何说明,没有根据各建筑物的特点和使用情况注明需连接的部件、联结线径、联结位置,给出与现场吻合的详细施工设计,给施工带来不便。
其次施工阶段,因为等电位联结的提出和实施在我国比较晚,目前我国一些生产部门对此还未与国际接轨,对需联结的设备(如浴盆等)和一些金属管未按要求配置等电位联结用的接线端子,给施工安装增加了一些困难,也影响了连接质量及美观。
再有就是现在许多工程在竣工验收时“设备”未安装,而住户在装修时,使用单位或装修单位对“等电位联结”没有相关概念,致使建筑等电位联结不符合标准及安全功能要求。
配电箱是承担建筑电气控制、测量和分配电能的核心部件,是整个建筑电气工程的一个重要分项,其安装质量直接关系到建筑电气的安全使用,因此,本人在长期的实践工作中,比较重视建筑电气安装过程中配电箱的检查。在此,本文将通过“常见的配电箱质量通病及处理”、“配电箱安装中N线与PE线的敷设应注意的问题”、“进户总配电箱的等电位联结问题”等三个方面,结合笔者多年来的一些看法和体会,主要整理出实践中发现的建筑电气安装过程中常见的质量通病及整改措施供同行参考,并重点讨论常见的TN-C-S系统中重复接地电气安装中接零(N)、接地(PE)的安装中错误接法的危害。
1常见的配电箱质量通病及处理
1.1配电箱本身的质量问题(1)现象a.箱体铁板偏薄,箱门变形,开关不灵;b.无专用接零线板和接地线板;c.采用电气元件不合格或与设计图纸不符的开关;d.未按设计预留备用回路;(2)原因分析主要由于施工单位为了获取更高额的利润,选用非正规配电箱厂家产品,或未经设计单位同意,私自选用价格低廉的开关元品件。(3)处理意见选用具备配电箱生产资质的正规生产厂家定货,并严格按设计图纸选用开关,按设计适当预留备用回路,以利今后扩展需要。
1.2配电箱安装中的质量问题(1)现象a.箱体与墙体有缝隙,箱体不平直;b.靠墙角安装时,箱门无法全开;c.箱壳的开孔不符合要求,特别是用电焊或气焊开孔,严重破坏箱体的油漆保护层,破坏箱体的美观;d.箱体焊穿且焊接部位不良;e.电线管不进箱或进管过长、钢管口未设护口;进出配电箱的钢管利用箱体作接地保护线。(2)原因分析a.与土建配合不好,预埋底箱时出现偏差;b.未考虑方便今后使用维修;c.预先未考虑好进出线管的位置、数量;图省事用电焊或气焊烧孔;d.箱体无预留专用接地焊接板;e.不了解施工规范;(3)处理意见及要求a.与土建密切配合,调整配电箱安装偏差,配电箱对角线长度不得大于2mm。靠墙安装的配电箱应保证箱门向外开启180度。b.电线管进箱3-5mm,一管一孔,管径与管孔尺寸应匹配,相差太大应补平,钢管口应加护口圈保护,油漆剥落应补刷,敲落孔不能满足时应用薄板钻开孔。c.接地线不应直接焊在箱体上,应用镀锌扁钢或镀锌圆钢引至配电箱内专用接地螺栓或联结板连接,焊接时应保护好焊点外的锌层不被烧坏;进出配电箱的钢管应根据钢管直径大小焊接跨接线。
1.3配电箱内配线、接线的质量问题(1)现象a.重复接地接法不正确、导线截面不够;b.箱体内线头,布线不整齐,箱内导线有接头,导线不留余量,多根导线同接一个接线柱;c.导线的三相、零线(N线)、接地保护线(PE线)色标不一致,或者混淆;无回路标识或标识不规范。(2)原因分析a.对重复接地及电气保安理解不够;b.缺乏责任心,对施工工艺要求不高。(3)处理意见及要求a.接线错误是所有质量通病中最为严重的现象,将留下安全隐患(在下面的论述中将详细讨论)。b.箱体内的线头要统一,不能,布线要整齐美观,绑扎固定,导线要留有一定的余量,一般在箱体内要有10-5CM的余量。在接线柱和接线端子上的导线宜接一根导线,不得超过两根,如需接两根,中间应加平垫片。c.应清楚分清相线、零线(N线)、接地保护线(PE线)的作用与色标的区分,即A相-黄色,B相-绿色,C相-红色;单相时一般宜用红色;零线(N线)应用浅蓝色或蓝色;接地保护线(PE线)必须用黄绿双色导线。d.配电箱内应路路编号齐全,标识正确,复杂的配电箱应附厂家接线图。
2配电箱安装中N线与PE线的敷设应注意的问题
近年来,铁路设计单位在建筑电气设计中,普遍采用的低压配电系统接地形式为TN-C-S(图1),该系统中,三相四线电源进户(楼)后必须将中性线(N)作重复接地,进户(楼)后工作零线(N)和保护地线(PE)分开,保护地线(PE)把所有用电设备外壳连接起来,而工作零线在引入总配电箱后以将PEN线分接成N线和PE线,不得再互换或混接,N线对地绝缘,PE线作为专用保护地线,这里PE线不允许通过负荷电流。这在线路保护和人身安全保护上起了重要作用。但有的安装人员却忽视了电源进户(楼)后安装PE保护线的重要性,没有按设计要求作重复接地或者在重复接地的连接上出现错误接法。TN-C-S系统在进户总配电箱内PEN线重复接地的接法十分重要,如接法不正确,将造成不安全隐患。笔者在实际工程检查验收中,常发现安装人员随意联接PE线和N线,如图2、图3。在此,简单分析这两种接法的危害性:大家知道,在总箱中PE母排与N母排的连接线LP在长期使用中由于断线或接线螺栓锈蚀、松动等原因出现电气断路是常见现象,当出现PE线与N线出现电气断路时,图2中PEN线接N母排,N母排接地,电气设备照常工作,但电气装置内所有电气设备将失去保护接地,而不被觉察,留下安全隐患;图3的PEN线接N母排,PE母排接地,电气设备照常工作,但TN-C-S系统变成了TT系统,而不被觉察,留下安全隐患。正确的接法是图4。在图4接法中,当出现PE线与N线出现电气断路时,PEN线接PE母排,PE母排接地,保护接地系统正常工作,电气设备失压无法工作,容易被觉察而得到及时处理,不留下安全隐患。因此,同样是重复接地,只有图4接法才是正确接法:即PEN线与接地线应接PE母排而非接N母排。另外,还应特别注意,PEN线必须可靠接地,否则,若系统内任何一台电气设备的相线对壳,将使整个系统内电气设备外壳带电,后果不堪设想。同时,应注意PE线与N线的可靠连接,因为,相线与零线接线端子连接不实,设备工作不正常,可以及时发现处理,而保护零线或地线的接线端子连接不实,电阻过大,设备照常工作,但故障点不易发现。一旦发生漏电,由于故障点接头太松或腐蚀等,出现高阻,造成局部过热,连接端子处产生高温或电弧,能够引燃周围可燃物质,或者烧坏电器插座、开关等,引燃木质底座,容易引起火灾。这种现象为电气火灾的主要表现形式。
3电源进线总配电箱的等电位联结问题
建筑工程施工现场临时用电的安全管理是施工现场项目管理的重要组成部分,是工程项目保证质量、保证进度的决定因素之一,本文结合规范标准,就建筑施工临时用电方案的编制,现场实际操和容易出现的问题进行了归纳和总结。
临时用电施工组织设计的编制、审核和实施
临时用电施工组织设计的编制、审核和实施临时用电施工组织设计是保障安全用电的源头,安全用电要从源头抓起。JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》(以下简称《规范》)规定:施工现场临时用电在5台以上或总用电量在50kW及50kW以上者,应编制临时用电施工组织设计。而施工现场临时用电在5台以下或总用电量在50kW及50kW以下者,应制定安全用电和电气防火措施。
《规范》已明确要求对施工现场的临时用电要进行策划,以保证临时用电的使用和管理有章可循。
1. 临时用电施工组织设计编制及变更时,必须履行“编制、审核、批准”程序,由施工单位电气工程技术人员组织编制,总工程师审核,监理单位总监理工程师批准后实施。变更临时用电施工组织设计时应补充有关图纸资料。
2. 严格遵守《规范》要求的三项技术原则:
(1)采用三级配电系统;
(2)采用TN-S接零保护系统;
摘要:为控制汽车整体制造成本,切实保障汽车焊装控制系统的安全性,当前的汽车生产制造厂商都开始逐渐抛弃传统的焊装模式,逐渐过渡到高效化、智能化、安全化以及自动化的焊装控制系统。鉴于此,本研究主要研究安全总线在汽车焊装自动化控制中的应用,针对汽车焊装自动化控制硬件系统与软件系统进行了详尽的探讨,旨在为推动汽车焊装自动化控制技术的发展贡献自己的绵薄之力。
关键词:安全总线;汽车焊接;自动化
随着科学技术与信息化技术的不断发展,其在各行各业中的应用越来越广泛,从而有效推动了现代工业的发展,为工业生产实现全面自动化提供了极为有利的条件。安全总线系统的应用能够将安全技术集成到标准控制系统当中,促使安全集成控制器能够选择相同的总线使得标准的I/O与安全故障I/O之间实施通信,保障旧的总线系统能够与新兴系统进行整合,其能够促进焊装车间控制系统软件更易阅读与维护,为汽车焊装自动化控制打下了坚实的基础[1]。
1汽车焊装自动化控制硬件系统分析
焊装车间根据实际情况能够划分为几个独立的控制部分,比如根据同一平台的生产线划分成单独的控制部分。在汽车焊装自动化控制当中,通过设备层、监控层以及控制层的分开控制,分别在各个层次采用不同的软硬件设施,分别实现不同的功能。
1.1汽车焊装设备层
设备层指的是PLC控制系统当中的现场电气设施,比如机器人、无线射频读写设施、激光区域扫描开光、光幕、扫描枪、远程模块以及变频器等。随着现代化工业的不断发展,基于总线技术的网络集成自动化已经逐渐发展成汽车焊装自动化控制中的热点技术:比如Interbus、Profibus以及DeviceNet等技术已经获得了广泛的推广应用。
1.2汽车焊装控制层
[摘 要]20世纪60年起,国际上推广等电位联结安全技术的应用,现在在国际上非常重重视等电位联结的作用,它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用都是十分必要的。目前新建建筑物中基本上都采用了等电位联结。那么,什么是等电位联结?怎样做等电位联结等电位联结的作用及好处突出在哪里呢?
[关键词]等电位 联结 安全
中图分类号:TU85 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)01-0315-01
等电位联结也是“连接”,但此连接有只传送电位不传送电流的特点和含义,IEC标准给它取名另一术语“bonding”,译为“联结”,以与一般的“连接”一词相区别。等电位联结又分为:总等电位联结(MEB)、辅助等电位联结(SEB)和局部等电位联结(LEB)。总等电位联结做法是通过每一进线配电箱近旁的总等电位联结母排将下列导电部分互相连通:进线配电箱的PE(PEN)母排、公用设施的上、下水、热力、煤气等金属管道、建筑物金属结构和接地引出线。它的作用在于降低建筑物内间接接触电压和不同金属部件间的电位差,并消除白建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。局部等电位联结做法是在一局部范围内通过局部等电位联结端子板将下列部分用6mm2黄绿双色塑料铜芯线(要求管内穿线)互相连通:柱内墙面侧钢筋、壁内和楼板中的钢筋网、金属结构件、公用设施的金属管道、用电设备外壳(可不包括地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等孤立小物件)等。
等电位联结的好处有很多:
1 总等电位联结比接地更有效地降低接触电压
过去的老概念是凡电气装置都要打人工接地极,将设备的金属外壳接地或重复接地,这样人身就安全了,现在这一概念是多少已经过时了。按等电位理论,接地不过是以地电位作参考电位的一种等电位联结,但在许多情况下它并非等电位联结的最好形式,也即它并不能最大限度地防范人身电击事故。如果在建筑物中作总等电位联结,即在电源进线处将PE母排(它与建筑物内所有电气设备的金属外壳相连通)通过其旁的接地母排与建筑物内的各种金属管道、结构相联结,使这些金属部分都处在相同或接近的电位水上,它被称为总等电位联结(简称MEB)。这时如设备发生故障,因人体处于等电位面上,接触电压仅为UC"―Id.ZPE,与第二种情况相比,按地电阻RA以若干欧汁,而ZPE以若干毫欧计,显然UC"大大小于UC'。这说明总等电位联结的防电击效果远远优于通常的接地。
2 总等电位联结可消除TN系统沿线路传导故障电压引起的电击事故