Embedded Systems 2000 - Avtomatika

Zanesljivost sistema določa najšibkejši členZANESLJIVOST SISTEMADOLOČA NAJŠIBKEJŠI ČLEN!AVTOMATIKAAvtor: Alojz Kaferle, dipl.ing., ALKATRON d.o.o. Novo mestoVisoka stopnja integracije in SMD montaža sta dala v zadnjem desetletju elektronskimvezjem nove lastnosti: veliko zanesljivost delovanja vezij in žal tudinjihovo povečano občutljivost na prenapetosti. Tako glavna šibka točka elektronikepostaja prav povezava z okolico in pa vplivi iz okolice.Veliko večino vzrokov okvar in zastojevlahko uvrstimo v eno od dveh glavnihskupin:m izpadi in okvare zaradi nezanesljivihspojev inm uničenja vezij zaradi napetostnihkonic, ki jih povzročajo predvsemstrele v okolici, pa tudi razne induktivnosti.Prepričani smo, da se danes bitka za povečanjezanesljivosti sistemov avtomatizacijedobi ali izgubi predvsem napodročjih tehnologije spojnih elementovin prenapetostne zaščite. Marsikaj lahkonaredimo, gotovo pa je najučinkovitejšein najceneje uporabiti čimveč tujih izkušenj.Eden najuglednejših proizvajalcev opremeza avtomatizacijo, s katero lahko močnopovečamo zanesljivost naših sistemov,je nemški Phoenix-Contact. S številnimipatenti že preko 75 let soustvarjastandarde kakovostne povezave elektronskihsklopov z okoljem.POVEZOVANJE Z OKOLJEMPovezovanje z okoljem se začne s priključitvijotiskanine. V ta namen največ uporabljamokonektorje in sponke za tiskanavezja, za povezave znotraj krmilnih omaruporabljamo različne vrstne sponke, zapovezavo med omarami pa poleg sponkpredvsem robustne industrijske konektorje.Čeprav izgleda tema silno banalna, seprav tu - v podrobnostih - skriva bistvo: Kakovostnasponka oziroma konektor zagotavljazanesljiv kontakt, dovolj veliko izolacijskotrdnost in ne poškoduje žice. Nikdarse sama ne odvije. Predvsem pa morabiti iz materialov, ki v zahtevnih pogojihtudi po daljšem času ne korodirajo. Patudi hitrost montaže ni zanemarljiva.NAČINI SPAJANJADanes imamo na voljo različne tipe spojnihelementov za vodnike. Izbira je odvisnapredvsem od zahtevnosti naprave inod pogojev okolja. Najpogostejši in najboljpreizkušeni spojni elementi so vijačnesponke. Predvsem za manjše presekevse več uporabljamo tudi vzmetne sponke.V zadnjem času pa se uveljavljajosponke z V kontaktom za hitro montažobrez odstranjevanja izolacije (primer sponkeQUIX in konektorji QUICKON), kiomogočajo znatne prihranke na časumontaže.ZA ŠČEPEC TEORIJESlika 1 prikazuje kontaktno upornost. Leta je odvisna predvsem od kontaktne sile.Ko vijačno sponko na sl. 1 privijamo,upornost najprej hitro, nato pa vse počasnejepada do kontaktne sile okrog 300N. Tu se površina vodnika že rahlo sploščiin tvori s površino kontaktne letve plinotesenspoj. Z močnejšim zategovanjemne pridobimo skoraj ničesar več, pojavise le večja plastična deformacija materialažice, sila ostane enaka, kontaktna upornostpa tudi. Vijačne kontaktne kletkeso različnih oblik. Če je bila oblika nekočstvar estetike in predvsem pogojena zenostavnostjo izdelave, je danes na prvemmestu funkcionalnost in zanesljivost.Kot primer slabo konstruirane kontaktneSlika 1: Odvisnost kontaktne upornosti odkontaktne sileSlika 2: Primer slabo zasnovane sponkekletke omenimo vsem znano lestenčnosponko s pomanjkljivostmi:1 - vijak pritiska neposredno na površinovodnika in ga temeljito poškoduje,2 - medeninasta kletka in železen vijaktvorita v vlažnem okolju galvanski člen, kirad korodira,3 - tresenje povzroči, da se vijak sčasomaodvije, ker ni nikakršnega samozapornegamehanizma,Slika 3: Zanesljivost temelji na enostavni,premišljeno oblikovani kontaktni kletki izbakrove zlitine4 - okrogla luknja onemogoča spajanjemajhnih presekov,5 - ko vijak odvijamo, leze iz sponke intako zmanjšuje varnostno razdaljo.6 - na ta način izdelane sponke za tiskanavezja imajo poleg zgornjih pomankljivostinavadno še eno: moment se z izvijačapreko kletke prenaša na spajkanispoj, kar lahko povzroči zelo neprijetnonapako. Čep se v luknji odtrga in sčasomazačne izgubljati kontakt.Poglejmo na sliki 3 še primer kvalitetnekontaktne kletke :1 - vijak pritiska na površino vodnika posrednopreko kontaktne letvice,AVTOMATIKA 4/2000 47