嵌入式與控制技術論壇走進北航
2016年5月14日,淅淅瀝瀝的小雨令京城氣溫驟降了10攝氏度,可是,在北京航空航天大學如心會議中心里卻熙熙攘攘,200名同學、老師早早就來到這里,參加由北京現貨聯盟電子科技發展有限公司主辦、電子應用網協辦的“嵌入式與控制技術論壇”。作為本屆活動的主辦方和服務平臺,現貨聯盟邀請了多家在嵌入式與控制技術領域具有技術優勢和方案特色的合作伙伴,與相關學科專業的本科、研究生和老師分享了引領行業方向的較新技術。
北京現貨聯盟電子科技發展有限公司總經理曹霞女士在“現貨聯盟——電子行業重度垂直服務平臺”的演講中分析了長期存在并時刻困擾制造業的問題,提出通過現貨聯盟這個信息化平臺應對挑戰的較佳合作模式。她認為,目前國內電子元器件行業現狀是元器件采購量交易額已達2萬億元,但產品制造商大量呆滯物料積壓變成廢品,代理商大量庫存積壓,造成人員成本加大、資金緊張、融資難;用戶需求變化快,市場信息不對稱,市場費用高居不下。對客戶來說,小批量難定,真品難求,貨期漫長,難以滿足研發生產時間縮短,產品更新加快的要求。同時,市場環境也在強烈呼喚公開、透明、降低物料采購成本。
為此,現貨聯盟整合專注于電子行業品牌建設和公關服務的世紀同人廣告公司資源、電子應用網新聞媒體及數據庫資源,通過互聯網交易平臺、移動互聯的形態,提升供應效率,放大市場需求。平臺采用開放式合作方式,聚合供應鏈上下游,支持研發型企業;用器部件需求作為接入口,建立平臺與企業之間關系,建議人與貨物之間的關系。曹霞女士建議,同學們應該從現在起建立良好的基礎物料選型習慣,充分利用研發基礎物料選項平臺這個電子行業生態圈,滿足未來對散件現貨的急切需求。
凌力爾特公司應用技術工程師陳東欣的演講議題是“完全不需要導線的可靠感測網絡”,為我們描述了一個擺脫了線纜的無線世界。他表示,在嚴酷工業環境中,無線傳感器網絡(無論其身處煤礦、變電站、煉油廠、數據中心還是戰艦之中)絕非是一種簡單的工程設計工作,特別是優先考慮高可靠性時。無線環境在本質上就是不可靠的,帶內干擾、多徑衰落等都是不可避免且確實不易處理。為了實現良好的數據傳輸質量并保持高的安全級別,需要擁有極佳的專門知識以執行精妙的網絡協議和方法。完整的網絡通常是為期數年工程開發的結果。對于很多公司來說,網絡專門知識正是一種稀缺資源。另外,節能是無線網絡中另一個常見的問題。如果只是削減了數據電纜,但仍然需要布置一個用于把傳感器節點保持在運行狀態的大型供電網絡,那就沒有意義了。怎樣才能讓無線網絡具有可靠性然而又幾乎不消耗功率呢?凌力爾特就有這樣的技術,即Dust Networks。
Dust Networks®是低功率時間同步、通道跳頻無線傳感器網絡的先驅和開創者,擁有面向WirelessHART和IEEE 802.15.4e標準的核心技術。其LTC5800是世界上功耗較低的802.15.4片內系統,電流消耗低于50μA的路由節點;SmartMesh® WirelessHART是面向工業過程應用的無線傳感器網絡,符合WIrelessHART/IEC62591和802.15.4標準;WirelessHART被GB/T 29910.1-6-2013“工業通信網絡 – 現場總線規范Type 20:HART規范”標準所采納;SmartMesh IP面向那些重視無縫互聯網協議集成的無線傳感器網絡應用,符合6LoWPAN和802.15.4e標準。
陳東欣表示,無線傳感器網絡應用范圍很廣,工業領域的設備健康/狀況監視、過程監視和控制。能源領域的能量管理、數據中心監視和控制、公用事業規模的太陽能監視和控制。智能基礎設施方面的城市基礎設施、交通運輸。凌力爾特的無線傳感器網絡(WSN)產品庫包括三大類:可靠、低功耗無線通信——Dust Networks的SmartMesh產品;傳感器調理——ADC、DAC、運放、電壓基準;電源——電壓調節、能量收集、電池充電。他還介紹了幾個典型應用案例:Emerson Process Management用于雪佛龍工廠任何位置的智能無線儀器;Vigilent的數據中心能耗管理;以及B+B SmartWorx的智能型M2M及IoT連接解決方案。
西安偉京電子制造有限公司副總經理李斌奎以平均故障間隔時間(MTBF)開始了他的“高可靠DC/DC電源的系統應用”的演講。他認為,對電源來說,溫度每升高10℃,可靠性就會降低一半。因此,重要的是模塊設計要考慮元器件的選取、設計的降額、內部的散熱設計和成熟的電路和工藝;而對模塊應用的要求包括模塊的殼溫和散熱條件、模塊的工作環境和應用時的功率降額。他結合該公司的系列高可靠DC-DC轉換器介紹了EMC特性、電源輸入特性、DC/DC動態指標/穩定性的差異、管腳的具體使用和輸出電壓處理。
他介紹說,在典型電源系統中,濾波器可保證系統的電磁兼容性能;預穩壓模塊保證系統對供電環境的適應性;保持模塊配合保持電容在系統輸入掉電時為輸出電壓提供保持時間;DC-DC電源模塊將輸入電壓轉換為所需的電壓并將系統輸入與輸出隔離;輸出濾波有效降低模塊的輸出噪聲紋波值;開關穩壓器和線性穩壓器在系統負載端提供更低的輸出電壓。
他還介紹了輸入EMI干擾的來源和測試方法,以及解決輸入EMI干擾問題的辦法?蛻艨梢赃x取貨架EMI濾波器(WKI2812S-20M+WKF2803M)、內置EMI濾波器的DC-DC轉換器(符合CE102要求的WK332805S-15M)來解決上述問題。而要滿足輸入供電特性要求,還要處理輸入浪涌、尖峰和輸入跌落,可以使用預穩壓模塊(WKPG-50M)和保持模塊(WKHU-120M)來實現。他較后介紹了使用偉京不同系列模塊的安裝與散熱要注意的問題。
總之,在機載產品供電中,要解決浪涌、尖峰、欠壓等一系列的輸入電源特性問題。在高速大規模數字電路供電中,還將面臨負載電流突變時電壓穩定性的挑戰。針對各種的應用需求,選擇成熟的DC/DC整套解決方案將成為實現高性能電源解決方案的快捷路徑。
泛華測控的工程師趙恒介紹了其“可在線維護的分布式測試平臺”。作為國內領先的測控領域高科技企業,泛華致力于發展專業測控技術,為各行業用戶提供高品質的測試測量解決方案和成套的檢測設備。他表示,泛華測控的技術能力支持電路板測試、汽車電子、綜合測試、嵌入式與通用數采等應用,為航空航天、雷達通信、國防軍工、船舶、汽車、軌道交通、電子、能源、工程機械等不同行業用戶提供優秀解決方案,幫助用戶解決數萬個測試測量的實際問題。
他介紹說,泛華測控的解決方案包括:軟件貨架產品;DAQ On Demand數據采集分析設計軟件、Test On Demand測試流程控制管理軟件、Data On Demand測試數據管理軟件;低耦合高內聚的功能引擎、穩定標準的軟件架構、通用標準的API;接口通用的硬件驅動、模塊化的功能組件、成熟專業的工具包。其產品架構有3類,第一類是便攜式測試測量平臺,是將當前便攜式計算機、平板電腦等技術與PXI總線技術高度融合的產品,適合于外場測試設備的搭建。第二類是一體化測試測量平臺,一般在通用型平臺基礎上構成,可通過配置與通用型機箱方便接插的人機交互設備實現,亦可通過在通用機箱基礎上嵌入交互設備的設計實現。第三類是分布式測試測量平臺,基于以太網1588協議開發的分布式測試測量設備。
趙恒重點介紹了可在線維護的分布式測試平臺,可以實現測試數據遠程共享、測試設備在線維護,被稱為您身邊的分布式測試設備專家。他說,分布式測試的對象具有分布特性,多測試單元協同工作,軟硬件動態配置,測量信息和資源共享。分布式測試廣泛應用于航空航天、道路交通、核電監測、智慧工廠,案例有風洞實驗、鐵路隔聲屏障等。
行業高速發展帶動了測試需求不斷提高,但目前市面上的分布式測試產品大多比較笨重,通信協議不兼容,組網形式單一,大多不接受定制。泛華測控的分布式測試產品小而輕便,遵循LXI協議規范,支持異構網絡,接受定制,是一款專業的分布式測試解決方案產品。還有一點非常重要,可在線維護的分布式測試平臺整體架構的核心技術基于跨網段的LXI儀器查找及數據分發技術,可實現在線設備故障診斷及健康管理。
中電瑞華電子科技有限公司總經理龔翔在“開關電源測試技術”中以高鐵應用為例,介紹了開關電源的特點及其廣泛應用。他認為,電源(動力部分)對一個產品來說,就像一個人的心臟,品質的重要性不言而喻。而開關電源技術的發展趨勢體現在效率越來越高,功率密度越來越高;瞬時負載;低電壓/高電流,寬帶供電技術;數字化、可程控具有PM Bus(I2C)、CAN bus通訊接口。這就需要更先進的測試技術來滿足評估驗證測試要求。
他詳細介紹了開關電源評估驗證測試的主要技術規格,如功率因素/效率測試;浪涌電流/動態負載(暫態負載)測試、電源時序測試、紋波噪聲測試、熱仿真、高可靠性、ESD、EFT、雷電浪涌、諧波電流等的測試條件和測試方法。中電瑞華的定制軟件平臺系統采用圖形化軟件,操作方便;豐富的測試程序庫,支持中間變量計算;集成的Visual Basic開發工具,支持basic語言的計算公式,可以做任何復雜計算;軟件完全開放,支持二次開發。
中電瑞華的電源測試系統具有方便、靈活的測試程序的設置和修改功能,整個電源系列只需一個測試程序,極大縮減了程序開發、故障排除和測試程序維護的時間。公司的電源自動測試系統QPower 3000適用于科研軍工行業的電源及電力電子產品,如醫療電源、軍工系統電源、電動汽車動力總成系統;QPower 2000適用于專業電源及電力電子產品制造商,如通信電源、服務器電源 、工業電源等;QPower 1000適用于專業電源適配器和充電器產品制造商。目前,中電瑞華聯手現貨聯盟,為廣大平臺客戶提供電源選型和測試方法的技術服務。
2016嵌入式與控制創新論壇,還將在近期登陸西安、南京與工程師朋友們見面,歡迎點擊www.gzhuifenggy.cn報名。
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