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信息产业报道|SPD 生产自动化的设计与实现


北京联盟_本文原题：SPD 生产自动化的设计与实现
该 SPD 自动化改造方案在上海辰竹仪表有限公司实施后 ， 电源 SPD 的焊接工序平均工时降低为原来的 30% ， 检验工序平均工时减少为原来的 35% ， 生产效率提高了两倍 。 产品质量也相对有所提高 ， 而且所有检验数据可追溯查询 ， 为以后产品的升级改进和精益生产提供了数据支撑 。
上海辰竹仪表有限公司（简称“上海辰竹”）成立于2002年4月 ， 由上海工业自动化仪表研究所九·五国家重点科技攻关“本安自控系统关联设备（安全栅）技术研究及产业化”项目组转制而来 ， 专业从事工业自动化控制系统中电气信号的防爆安全 ， 防电磁干扰安全、防雷安全、机械功能安全、控制功能安全等安全仪表的技术研究、产品设计、制造、销售及服务 。
摘要:
针对电涌保护器生产过程中焊接和检验这两个主要瓶颈工序 ， 从电涌保护器(SPD) 的原理和结构入手 ， 阐明它的生产工艺流程 ， 并进行自动化设计 。 通过机器人、智能控制器、防雷元件测试仪和数字万用表等 ， 实现对SPD的自动化生产 。 自动检验系统采用FameView 组态软件实现产品检验指标和流程的设置 ， 自动判定合格并分拣 。 检验数据可存储、查询和分析 。 文章详细介绍了自动化的软硬件设计方法 ， 以及调试和验证的实现过程 。 通过自动化 ， 实现 SPD 生产效率提高两倍 ， 并且减少了人为因素的质量隐患 ， 提升了产品直通率 。
关键词:
电涌保护器; 气体放电管; 压敏电阻; 瞬态电压抑制二级管; 生产自动化; 焊接; 点胶; 智能控制器; 防雷元件测试仪
0引言
电涌保护器( Surge Protective Device ， SPD) 是一种为各种电子设备、仪器仪表、通信线路提供安全防护的电子装置 。 当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时 ， SPD 能在极短的时间内导通分流、限制电压 ， 从而避免电涌过电压或过电流对回路中其他设备的损害 。
在先进制造与自动化领域 ， 为了保障安全生产、防止系统受到雷电或电涌导致的事故和灾害发生 ， 除安装避雷针和防雷接地系统外 ， 加装SPD保护电气和电子设备也越来越重要 。 甚至在建筑、电信等行业 ， 这已成为强制要求 。 随着各行业对雷电安全意识的提高 ， SPD 开始广泛应用在很多场合 。 由于电涌造成的损失已经达到了造成极大的威胁规模 ， 除避雷针和防雷接地外 ， SPD对感应雷的防护也越来越重要 。
SPD 的应用重点集中于建筑、电信、电力、新能源、铁路、石油化工、矿山、国防与航天等领域 。 建筑电气领域是目前国内防雷产品的主要领域 ， 除避雷针和防雷接地工程外 ， 市场已逐步退让给更具优势的低电压电气厂家 。 由于 SPD 的产品生产能力门槛较低 ， 在产品质量、防雷性能、可靠性等方面 ， 存在良莠不齐的现象 。 随着全国各行各业对产品质量的重视 ， SPD 产品的质量也将会日益得到人们的关注 。
1SPD 的硬件设计
1．1 SPD 的工作原理及其基本元器件
按照国际电工委员会的定义 ， 电涌保护器是“用于限制瞬时过电压和泄放电涌电流的装置 ， 它至少应包含一个非线性限制元件［1］” 。 其主要功能如下 。
①在被保护电路正常工作、瞬态电涌未到来时:SPD不应对其所保护电路的工作特性有影响 。
②当瞬态电涌到来时: SPD迅速转变为低阻状态 ， 泄放电涌电流 ， 并将被保护设备两端的电压限制到其保护水平 。
③当电涌能量释放后: SPD电涌通过及任何可能出现的工频续流熄灭以后 ， 恢复到高阻抗状态 。
用于SPD的常用的非线性电压限制元件有: 气体放电管 ( gas discharge tube ， GDT) 、压敏电阻 ( metal-oxide varistor ， MOV) 、瞬态电压抑制二极管 ( transientvolatage suppessor ， TVS) 等 。
1．1．1 气体放电管


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