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电路的可靠性设计范文1
关键词：课程教学；目标设计；内容设计
中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）15-247-01
一、课程目标设计
《铁路行车组织》是一门实践性、技术性较强的课程，分三个学期完成。其中第一学期共包括 “铁路行车工作认识”、“调车工作”、“行车闭塞法”三部分。主要能力是熟练记忆列车车次、掌握排风摘管、观速观距、中间站调车作业计划编制的基本方法和技能、能够正确填写路票。
1、能力教学目标：（1）通过列车车次的学习，训练学生根据列车车次，判断列车种类、等级的能力；（2）通过中间站调车作业计划编制，训练学生的综合分析和解决问题能力；（3）通过排风摘管、观速观距等基本技能的学习，训练学生实践动手能力；（4）通过课堂提问、课堂讨论、课后作业、综合模拟训练等教学环节培养学生的语言表达、团结协作等能力，提高学生严谨务实、吃苦耐劳等综合素质。
2、知识教学目标：（1）熟练掌握车站及列车的等级划分、列车车次特点；（2）掌握牵出线调车及驼峰调车的作业方法；（3）熟练掌握排风摘管、观速观距等调车作业基本技能；（4）熟练掌握中间站调车作业计划的编制方法。（5）掌握行车闭塞法的行车凭证。
3、素质教育目标：（1）具有热爱所学专业、爱岗敬业的精神和较强的安全意识；（2）具有胜任调车工作的良好业务素质和健康的身心；（3）具有良好的沟通能力和团队协作精神。
二、课程内容设计
课程教学的内容可以概括为车站、列车的定义及分类，列车车次的特点，牵出线调车及驼峰调车的作业方法，中间站调车作业计划的编制方法，行车闭塞法，教学总学时为68学时。
三、教学方法设计
本课程在教学过程中，根据课程内容和学生特点，灵活运用模块式教学、任务驱动、情境教学、小组讨论、启发引导等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教、学效果。
1、模块式教学
我们将《铁路行车组织》（第一学期）课程的知识点进行整合，将教材中使用的3个章节整合成为3个教学模块，在教学中根据不同的教学模块确定教学内容，根据不同教学内容灵活采用不同教学方法。
2、任务驱动教学
工学任务决定课程改革的成败。任务驱动法主张课堂以学生小组为中心，以问题或任务驱动形成师生互动、生生合作的探究式学习氛围。要按工作过程与职业能力设计切实可行的工作任务，任务选取突出可操作性，以分总式由简单到复杂带动课程学习。例如，课程要求学生会编制中间站调车作业计划，为了使学生对中间站调车作业计划有一个感性的认识，我们在教学时选取一个中间站的实际情况，让学生自己去思考、探索怎么解决，解决的办法当然就是要用到调车作业计划。由具体任务引入知识点，学生学习目的明确，兴趣较高。
3、注重实践教学，培养学生实际应用能力
在教学中应运用案例教学、模拟演练、校内外实训基地训练等教学方式培养学生实践能力，倡导和组织学生结合课程内容参加社会实践活动和实习，提高学生的职业判断能力和实践动手能力。
四、第一节课设计概要
1、导入新课（20分钟）：（1）自我介绍：教师进行自我介绍，增进与学生的相互了解，拉近与学生的距离。（2）《铁路行车组织》课程介绍，告知学生本门课程的整体结构、本学期需要完成哪些、考核方式及能力训练项目，让学生对本门课程形成整体印象。（3）学生进行分组（每组6-7人），假设每小组是一个车站，选组长（小组成员轮任制），为每个车站指定站名。（4）展示上届学生的成果（如：实训成果和期末考试情况等），使学生对本门课程有较全面和深入的认识。（5）交代该门课程所要达到的能力目标、知识目标和素质目标。
2、讲授新课（60分钟）：（1）交通（铁路）运输业产品
提出问题：知道什么是产品吗？说说服装厂的产品是什么？钢铁厂的产品是什么？那么想想交通（铁路）运输业产品的是什么。从学生的回答引出问题：交通（铁路）运输业产品
（2）铁路运输的特点
用具体实例，提出问题，让学生思考，引入知识目标：铁路运输与其他四种运输方式相比，有哪些特点？用自己的话说说。通过具体的数据、案例进行讲解，多与学生沟通，及时了解他们的理解情况。
（3）铁路运输生产过程铁路是怎样生产产品的？是通过什么方式来实现的。分客运和货运两个方面进行讲授。
（4）铁路运输生产管理办法这部分内容的讲解，应注意与实际情况结合，简要介绍即可。
3、总结（5分钟）：通过课堂提问和内容提要的形式小结本次课的主要内容。强调教学重点和难点。
5、布置作业（5分钟）
电路的可靠性设计范文2
【关键词】电子设备；可靠性；降额设计；热设计；潜电路
1.引言
要使电子设备具有预期的可靠性，就必须使所有的相关人员了解可靠性知识，有意识地共同做好可靠性工作。本文基于这一方向，进行了电子设备的可靠性设计技术分析。
2.电子设备的可靠性设计技术
2.1 电子设备可靠性预计
电子元器件寿命服从指数分布是其设备的一个最大特点，也就是故障率是常数。因此，它的可靠性指标可以通过公式进行预测。构成电子设备的元器件都具备较高的标准化，包括：电阻、电容、二/三极管以及集成电路等，而目前已经积累了很多标准元器件方面的试验与统计数据，现有的预计标准与手册是比较成熟的。国家军用标准GJB/Z 299A-91《电子设备可靠性预计手册》适用于国产电子元器件的预计，而美国军标MIL-HDBK-217E《电子设备可靠性预计》则适用于进口电子元器件的预计。
2.2 电子元器件的选择与控制
要是系统的可靠性得到保障，元器件规格种类与保障费用减少，最有效的一个措施就是对电子元器件的选择与控制。
企业在选择与控制电子设备元器件时应根据可靠性要求采取相应的措施，通常需要注意的是：
（1）建立元器件采用的控制机制；
（2）针对元器件控制制定相应的方案，控制所有元器件的使用，编制元器件选择清单；
（3）在选用转承制方的元器件时要进行相应的控制；
（4）必要时进行相应的应力筛选。筛选方法参考本文第六节。
2.3 电子元器件的降额设计
降额设计的目的是使电子元器件的工作应力比所规定的额定值低，以使基本故障率降低，从而保证系统的可靠性。电应力与温度应力对其故障率的影响较为明显，所以，在电子产品的可靠性设计中，使用最多的一个方法就是降额设计。
所有的电子元器件都有最适宜的降额范围。这个时候，它的失效率由于工作应力的变化而受到的影响是最大的，也便于设计，同时，设备的重量与体积以及成本等都相对较小。
在电子元器件最适宜的降额范围内，其降额等级可分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，降额等级中最大的是Ⅰ级降额，其次是Ⅱ级，最小的是Ⅲ级。如果所发生的故障会对整个系统的安全造成威胁并会导致严重的后果，则要采用Ⅰ级降额；而所需成本与可靠性增长效果最大就是Ⅲ级降额。
2.4 电子元器件的热设计
热设计的基本任务是：在满足性能要求的基础上使设备内部尽量少产生热量与热阻，选择恰当的冷却方式。
热设计的基本步骤：
（1）第一步要明确设备的损耗、发热量、设备规格与所处环境等多个设计条件；
（2）确定设备的冷却方式，并对满足原始条件与否进行检查；
（3）对相关构件进行热设计，如：元件、线路、印制电路板以及机箱；
（4）检查要遵照热设计检查表，对于是否满足设计要求进行确定。
2.5 电子元器件的冗余设计
冗余指的是系统中有一种以上的手段来执行同类指定功能的能力。进行冗余设置有助于系统可靠性的提高，但系统却同时会变得更加的复杂性，重量与体积也会更大。有一种观点是：当采取了相应的方法之后，如简化设计、降额设计等，还是满足不了系统的可靠性要求，再选择冗余。另一种观点是：当预算与进度都不是很宽裕的时候，可选择较为成熟的冗余技术，这样可以更好的提高系统的可靠性。所以，要根据具体的场合来决定是否使用冗余。
并不是任何场合都适合采用冗余的，通常使用效果比较好的是在层次较低以及较为关键的环节。不能忽视的一点是，采用部分冗余技术需要加强对故障的检测，以及增设其通道切换装置，只有当其失效率比受控部分小的多的时候，冗余技术的优势才能得到体现。
冗余设计的主要任务：冗余等级、类型、配置方案以及管理方案的确定。
2.6 电子元器件的电磁兼容设计
系统的电磁兼容性指的是系统中各电气及电子系统、分系统、仪器设备以及元件等，在执行任务过程中所遇到的所有电磁环境中，不降低性能、参数在允许的范围内，还可以进行有效有序地工作的性能。
电磁干扰主要来自于功能干扰源、非功能干扰源以自然干扰源这三类。根据传播途径可将其分为传导干扰源与辐射干扰源两类；根据频带则可将其分为窄频带干扰与宽频带干扰两类。
为了使系统具备电磁兼容性，那么在总体设计过程中就要使以下几个问题得到良好的解决：频率与频谱、信号电平以及阻抗的选择；恰当的布置仪器与电路。在设计电磁兼容中的许多环节需要采取相应的措施，如：接地、屏蔽、滤波、仪器电路与结构设计以及防静电等。电磁兼容性的测试与验证也是最后一个必不可少的环节。
2.7 电子元器件的潜电路分析
我们所说的潜电路就是在一定的条件下，电路中产生并非我们所期望的通路。它对系统的正常功能有抑制作用。对潜电路进行分析是为了找出影响正常功能的潜电路，以帮助我们对现有设计进行相应的改进。
如果要找出潜电路，首先要将存在于电路中的所有通路罗列出来。为了简化这项工作，可将无关紧要的路径略去，但连通电源与接地总线通路是不能略去的。由于这项工作量非常大，通常是需要用到计算机，因此，可基于这一点形成网络树。该网络树必须将各电源放置在各个网络树的最上端，大地是底部，同时，根据电流由上往下的规则对电路进行排列。通过网络树可对存在的潜电路进行确定。
在分析潜电路过程中，环境变化通常被认为是没有影响的，部分硬件故障所引起的潜电路也无需识别。此过程中的元件自身的可靠性并不重要，重要的是系统各个元件之间的关系与影响。而此过程中，采用系统级与功能级图并没有详细的生产图与安装图的效果好。
3.小结
在可靠性设计中，首要问题是精选元器件，使之满足长期稳定运行精度的要求。元器件的可靠性包括元器件的失效特性、失效机理，抗干扰性能，文中的分析显然对该领域有借鉴价值。
参考文献
[1]周长林，常青美，左秀彦，周琪.电子设备可靠性预测与设计[J].继电器，2005（14）：92-95.
[2]车永明.现代电子设备的可靠性设计技术[J].电子产品可靠性与环境试验，2003（06）：24-29.
[3]何晓薇.影响综合化航空电子设备可靠性的因素及修正方法[J].航空维修与工程，2006（04）：44-46.
电路的可靠性设计范文3
详细分析了PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计中存在的问题，最后提出了实现PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计的有效举措。
关键词 PCB/PCBA；可制造性；可靠性；设计；举措
中图分类号 TN 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0210-01
PCB/PCBA的可制造性和可靠性设计的提出有效的提高了电路工业设计的工艺水平，然而由于对PCB/PCBA的可制造性和可靠性设计的研究还缺少相对比较成熟的理论，所以在PCB/PCBA的可制造性和可靠性设计中还存在一些人为因素和技术上的问题，剖析问题的成因，提出有效的实现PCB/PCBA可制造性和可靠性设计的改进举措具有非常重要的意义。
1 PCB/PCBA的概念
所谓的PCB/PCBA即印制电路板是在绝缘基材上，按预定设计，制成印制线路，印制元件或有两者组合而成的导电图形后制成的板。它作为元器件的支撑，并且提供系统电路工作所需要的电气连接，是实现电子产品小型化、轻量化、装配机械化和自动化的重要基础部件，在电子工业中有广泛应用。
2 PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计中存在的问题
2.1 钻孔问题
工厂进行孔加工时，通过机械作业，工程部提供各种参数配置，在一块覆铜板上，按照工程部提供的钻孔参数图进行各种孔的加工。实际上，在一块PCB板上，孔径不会完全一样，因为有的孔是作为镀通孔，而有的孔不需要镀铜，这就导致了孔径的大小的不同。同时PCB板上的孔都是毫米级的单位，这就对机器有了很高的精度要求。
尽管如此，由于线路过于密集，孔与孔之间距离过近等原因，孔钻偏这一现象屡屡发生，而且一直占据着不良项目的最大比重。正如前文所描述的设计原则，孔到线的距离以及孔与孔之间的距离有一个最佳的推荐范围，这值得设计者们关注并且在平时的设计里考虑进去。同时，焊盘的大小对这一问题也有一定影响，例如说，焊盘设计得较为宽大，那么即便是孔稍微钻偏一点，也不影响PCB板的可靠性。当然，焊盘的设计更要考虑到整体板面的布局，不能因为这个原因而使得布线超过了密度所允许的范围，而引起了另外的问题，以至于对PCB板的可靠性造成了同等的或者更大的影响。
2.2 沉铜问题
沉铜是PCB工序中一个非常重要的部分，在PCB生产中，双面板以及多层板是生产最多的板型，而沉铜这一工序就显得十分重要，他使得不同层次的板面连接起来，形成一个整体，因此，沉铜的成功率决定了PCB板生产的成品率的高低。
在前文已经介绍了，沉铜主要是通过化学反应让板面的铜箔加厚，让孔壁上留下一层薄薄的铜，以方便后面的电镀工序。由于孔壁中需要镀铜，这就决定了实际的孔径大小与设计时的孔径大小是不一样的。而沉铜是通过化学反应来完成的，我们只能通过一些参数，比如问题，溶液浓度等，来控制沉铜的程度与进度，因此，这个精度就把握不是非常的精确，这就要求设计时，设计者们要充分考虑到这一工序客观上存在的困难，来设计PCB的布线图，从而使得加工出来的板的可靠性能达到最大可能范围。
另外，因为PCB工厂的生产是规模化的，而不是个体化，这就决定了生产过程中，工人不可能将每一块正在生产加工的PCB照顾到，因此，这就更加要求设计者们要充分考虑加工中的客观困难。
2.3 工程资料问题
一般工厂在接到客户的订单以及布线图后，需要将其转化成能够用于生产的各种图纸，而随着科技的发展，PCB的布线密度也越来越高，越来越精密，这对于工程师来说是一种考验。
作为工程部的工程师，他们需要将原布线图还原成几份不同的资料，尤其是钻孔图，在设计中，孔是有不同的分类的，在多层板中，还有盲孔的分布，以及孔需不需要镀铜的要求。为了提高PCB生产过程中的可靠性与成品率，就必须要求设计者们将各个层面划分清晰，各种孔类标识清楚，布线规范合理，严格按照设计规范要求来操作，使各个设计参数达到标准。
2.4 蚀刻问题
同样在前面提到过，蚀刻后的铜线路不是一个标准的长方体，这就要求了设计者在考虑通过线路电流强度的范围时，要将其当成一个梯形的横截面来看，也因为这个原因，线宽要比理论上的适当放宽。实际上，这一步工作在工程这一环节中已经做了，设计者们只需要考虑能否有足够的地方让工程部来将线宽扩充，因此，在设计时，两线之间的距离必须留有足够的余地。
3 实现PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计的有效举措
3.1 采用数控钻孔技术
在多层板和双面板生产过程中，对钻孔工序有下述三方面的要求：一是孔位准确；二是孔壁质好；三是生产效率高。
由于印制板表面安装技术以密为核心，不断向“薄、平”纵深发展，提高表面安装印制板密度，主要方法之一就是减少导通孔的尺寸，因此钻孔的发展趋势主要是导通孔尺寸急剧减小；φ0.8mmφ0.5mmφ0.4mmφ0.3mmφ0.25mmφ0.15mm……孔的尺寸减小要求，影响数控钻孔的设备及条件向更好的方向发展。
3.2 采用化学镀铜工艺
化学镀铜工艺主要包括双面板和多面板两种化学镀铜工艺，其中双面板化学镀铜的工艺流程如下：
钻孔板去毛刺清洁调整处理微蚀刻预浸处理活化处理加速处理化学镀铜。其中多面板的化学镀铜工艺流程和双面板的基本相同，不同之处在于多层板去毛刺后要增加除孔内钻污或凹蚀处理。
3.3 做好工程材料的审查
工程部的作用主要是将用户提供的PCB布线图通过软件转化成实际加工所需要的工程图， 工程部在开始生产之前，必须要对客户提供的PCB布线图进行审核，看能否符合本公司工厂生产的技术指标和参数，以避免无效加工，浪费材料，对效率和利润造成损害。
3.4 做好蚀刻工艺的施工
要选择适合高密度印制电路板图形蚀刻工艺方法是非常重要的。特别是蚀刻液的功能和蚀刻方式是确保电路图形尺寸精度的关键。从当前所采用的工艺仍然以减成法为主流来说，电路图形的抗蚀层有两种，一种是有机膜、一种是抗蚀金属镀层。
4 结束语
本论文基于工厂实际生产的基础上，在设计对制造过程中产生的可靠性问题进行了总结和分析。总的来说，在制造生产过程中，造成不可靠性产生的原因大多是加工过程中设备、人工操作等因素引起的，但不缺少由于设计的不周密性而导致的制造中的不可靠性。
参考文献
[l]张华文,刘永忠,李柳生.PCB设计的可制造性设计[J].工业设计,2010,05.
电路的可靠性设计范文4
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电路的可靠性设计范文5
【关键词】电子产品；电子系统；电源开关；可靠性；设计原则；研究
0.前言
现代科学技术水平不断提升，电子产品的换新换代也十分迅速，人们生活水平的提高，各个企业的竞争压力不断加剧，对于各类电子产品的质量、可靠性等均有了较高的要求。电源开关是电子系统中极为重要的构成部分，且运行时间长，其可靠性直接关系到电子产品的质量。一般国际认为可靠性是在一定的环境条件中，及规定的时间内，完成相应功能的能力，该内容适应性较为广阔，包括系统、设备、单元。其中故障的出现具有较大的随机性，而需要在设计的过程中即考虑到其可靠性的因素，对其的研究是十分有必要的。
1.合理选择电路拓扑
开关电源的拓扑形势较为丰富，一般常见的类型包括单端反激式、正激式、双单端正激式、双管正激式、双正激式、半桥式、推挽式、全桥式等。其选择推挽式或者全桥拓扑时，可能会产生单向偏磁饱和的现象，损害到开关管，而半桥电路能够自动抗不平衡，因此不会出现开关管损坏的情况。双单端正激式、中单端正激式、单端反激式、推挽式的开关管的承压能力是输入电压的两倍，在使用过程中如果是以60%降额使用，开关管的选型存在一定的困难。双管正激式、半桥电路开关管的承压能力有限，一般是电源的最大输入电压，按照60%降额使用，开关管的选用范围较为广阔。如果是进行高可靠性工程中，应选择双管正激式和半桥电路开关管，质量较为良好[1]。
2.校正功率因数
开关电源在运行过程中会产生谐波，对电网造成一定的污染，其周围的设备也会受到较大的影响，甚至损害到设备，影响其正常使用，或者在使用三相四线制的过程中，电流较大，容易出现事故，需要选择功率因素校正能力的开关电源，保障其运行的安全性。
3.合理的供电方式
根据供电形式的不同，可以将供电方式分为两个不同的类型，即集中式供电系统和分布式供电系统，二者的性质、特点、适应情况等均有较大的差异。其中分布式供电系统供电单元与负载的距离较近，优化了动态响应特性，且供电较为稳定，在传输过程中电能的损耗较少，效率良好，可靠性较高，也具有扩展功率的特点，因此一般电子系统会才采用分布式供电系统，设备的可靠性要求高也能够达到标准[2]。
4.控制策略的制定
针对不用的情况 ，需要合理选择电源开关的控制措施，才能到达良好的可靠性效果。如果电源的功率较小，一般情况下会采用电流型PWM控制，相较电压型控制，其能够逐周期对电流实施有效的限制，控制速度更快，且不会出现过流损坏开关管的问题，降低过载，防止出现短路的问题，且环路稳定，容易补偿，纹波也较小，并电网电压调整率良好，瞬态响应效率高。实践证明，电流控制的50W开关电源，其输出纹波约为25mV，电压控制性开关电源比电压控制型开关电源性能更加优越。由于开关损耗的影响，硬开关技术开关频率一般不会超过350kHz，软开关技术则是以谐振为基本原理，大幅度减少了开关的损耗，并能够提高开关频率，并达到兆赫级水平。运用了软开关技术的变换器，其具有较多的优点，包括开关损耗低、恒频控制、储能元件尺寸良好的适应性、控制范围较为广阔、负载的范围较大等，但是其有存在一定的局限性，即其无法应用于中小功率电源中，中小电源一般采用PWM技术，只能应用于功率较大的电源中[3]。
5.元器件的选用
元器件的各项质量、性能等对于开关电源的可靠性有着直接的决定作用，在选择时需要严格遵循一定的原则，才能够在保障开关电源的质量，具体原则有以下几点：①严格做好质量控制元器件的质量因素引起的开关电源的失效与工作应力没有直接的关系，因此需要选择质量良好的元器件，元器件在使用前需要进行严格的检验，将质量不达标的排除掉；②按照规范严格筛选元器件 相较锗半导体器件，硅半导体器件性能更加良好，因此应选择硅半导体器件。尽量选择集成电路，减少分立器件的数量，电路更加简单，也能够降低故障风险。开关管应选择金氧半场效晶体管，其驱动电路更加简单，损耗也更少。输出整流管应使用二极管，其软恢复性较为良好。金属封装、陶瓷封装、玻璃封装的器件相较塑料封装的器件质量更加良好，因此需要避免使用塑料封装的器件。一般情况不使用继电器，如果条件限制，需要使用继电器，应选择接触良好的密封继电器。一般不使用电位器，如果需要保留电位器，需要对其实施同封处理。由于有高频电流通过，容易升温，需要吸收电容器与开关管和输出整流管的距离不宜过大，且该类电容器需要属于高频，且损耗少，并能够耐高温。③应用环境因素 由于铝电解电容在特殊的情况下，其外壳会被腐蚀，容量不稳定、漏电流增加等问题，包括潮湿的环境、盐雾环境等，因此如果是处于舰船中，或者环境较为潮湿的情况下，尽量避免使用铝电解电容。在航天电子设备的电源中，在空间粒子的轰击下，电解质会被分解，因此也不适合于铝电解电容的使用[4]。
6.设置保护电路
电子系统的开关电源需要在较为复杂的条件下稳定的运行与工作，并出现荷载电压过大、过低、短路故障、高温、浪涌冲击等情况，因此需要设置不同的保护电路，使之能够适应不同的运行环境，能在各种恶劣环境下可靠地工作，提升器运行的稳定性。
7.开关电源的损耗
元器件在工作过程中会出现损耗，运行了较长时间后，损耗较为严重会造成元器件的失效，该现象属于自然损耗老化，工作应力对其没有影响。铝电解电容持续长时间处于高频条件下运行，会使得电解液逐渐损失，容量也会随之下降，如果电解液的损失量达到40%，容量则会减少20%；如果电解液的损耗量达到90%，容量则会减少40%，在该情况下，电容器芯子已处于干涸状态，失去了使用功能[5]。
8.总结
电源开关作为电子系统中极为重要的构件，其需要长时间的连续运行，且面临着较为复杂的运行环境。电源开关的特殊性，其无法进行相应的检修，而仅仅只能日常维护，因此其也较为容易出现各种故障，直接影响到电子产品的正常使用，需要进行可靠性设计。本文仅从一般的角度分析了电源开关的可靠性设计，在实践的设计活动中还需要设计人员结合实际的要求，不断的提升设计水平，保障电源开关的可靠性，提升电子产品的质量，给企业带来良好的经济效益及社会效益。[科]
【参考文献】
［1］徐小宁.开关电源可靠性设计研究[J].电气传动自动化，2009(03)：27-31.
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［3］周真,侯长剑,王芳,王丽杰.基于BP神经网络的开关电源可靠性预计[J].电测与仪表，2009(01):64-68.
电路的可靠性设计范文6
关键词：大坝自动检测；可靠性设计；探究
中图分类号：TV文献标识码： A
大坝自动检测系统可以使人们了解大坝的日常信息，并且大坝的工作环境较为恶劣，通常把仪器设备摆放在了并无人烟的荒郊野岭，没有便利的交通，其气候条件较差，同时没有良好的生活工作环境。大坝信息是水库可以运行的基本保障，同时汛期大坝信息可以直接影响着整个水库的安全问题。大坝信息来源是依靠于大坝自动监测系统，其大坝自动监测系统所给出的信息能够直接影响着大坝信息是否具有可靠性，所以，可靠性设计是大坝自动监测系统中的主要内容。
一、大坝自动监测系统的组成
其自动监测系统是以分布式来进行设计，系统大致分为上位机以、下位机以及交换机。其中上位机包含了数据库服务器、数据采集计算机、数据管理计算机。而下位机则包含了交换机、PLC主站以及PLC分站和压力传感器。
二、可靠性的概念
（一）可靠性的含义
可靠性的实质是指在系统使用的期间内以及预计环境中使人们相信所设计的功能，同时其性能还能够得到相应的保证。
首先，需要较为良好的使用功能。系统在使用的过程中，可以满足设计中的功能要求以及指标，其中包含了数值的准确性，通讯的流畅性，功能的稳定性，对于自身诊断的有效性，分析数据的准确性，对于大坝的分析以及及时性。
其次，在使用的过程中其系统可以承受由于环境因素所带来影响。例如潮湿、结露、结霜、结冰、日晒雨淋、高低温所引起的锈蚀以及老化，电磁场(包括雷电电磁脉冲)、浪涌电压、瞬变电流、地电位差等扰乱，人畜、蛇鼠等对系统的破坏，交通、发电、泄洪和地震等引起的系统震动等。
而后，还要有一定的耐久性。整个系统的部件具备抗老化、抗腐蚀以及抗松动的特质，同时其测量、通讯、数据处理以及其他性能在使用时所发生的变化并不会超出设计的范畴之内。其硬件可以承受在使用过程中的各种作用，同时还可以满足使用要求；但是对于软件来说它能够兼容新旧两个版本，并且还可以进行系统更新或者自动升级以及远程下载，以此来确保系统在使用的过程中其软件不会过时。
最后，在发生事件的前后，可以保证其系统的稳定性。系统一旦受到意外因素的影响，例如在人为原因、雷击等作用时并不会产生较为严重的后果，从而不会影响到其它部分的工作，在事发后的系统可以对故障进行显示以及报警，方便故障的找寻以及恢复，同时能够花费较少的费用。
（二）可靠性指标
从大体上来说，其可靠性指标能够利用分散型工业来进行控制系统来表示，并且，可用性和平均没有故障的时间以及平均修复时间有一定的关系，即
如对于由Ⅳ台仪器构成的大坝自动监测系统，其某时刻的可靠恤为正常工作的仪器数(Ns)与总数（N)加之比，即：
NF为故障的仪器数，是系统在任一次工作中，系统中达不到设计功能和性能要求的仪器总数。即
同时将两边乘以N/NS，即
则右边说明了在t时刻内，每台仪器工作在单位时间内的故障概率，用来表示，
（三）可靠性指标的影响因素
RAS指标的实质是一个随机变量，它和系统元器件、原材料、设计及组装、现场土建、安装调试、运行维护及现场环境等因素存在一定的关系，所以需要用概率统计方法进行相应的探究。
RAS系统受到了内外部的共同干扰，其中包含了电磁、高低温变化、温度升高或者骤降、潮湿、灰尘等；同时系统内的集成电路以及材料逐渐老化；并且厂家的技术能力以及管理水平都会对系统造成一定的影响，其售后的管理以及对待客户的服务方式也会对系统的使用产生了一定的影响。
在确定系统可靠性指标之前应该分析以上影响因素系统可，并注意收集以下资料：大坝施工现场的干扰因素以及统计特征，例如空间的电磁场、雷电强度大小、空气湿度大小等；收集系统和元器件在破坏因素的作用下所出现的反应以及规律，利用室内试验来确定系统所能承受干扰的极限值以及相应的时间，例如在一定时间内系统及各部分所能承受的电压、电流、电场强度、磁性强度、湿度等，并研究系统对各元器件老化及失效速率的影响；并以此来统计系统材料的老化以及失效特征，从中总结其统计规律。
三、可靠性设计
（一）总体设计
1.加强元器件和仪器的选型
其系统内的仪器设备可靠性是系统可靠性的重要保证。通过微功耗、工业级甚至是军用级芯片对元器件进行适当的降额使用，并在此基础上对电路设计进行优化，以此来提升设备可靠性。同时传感器尽最大限度的选取无源或微功耗的基础设备，有利于能够在现场进行长期工作。在设计的过程中，应该优先选择已经通过建筑工程考验过、较为成熟的设备，这样可以提升系统的可靠性。
2.优化系统工作模式
在设计的过程中，应该尽最大限度来简化其系统的结构，同时不应该附加其他的无用功能。在实际情况中，应该采取自报式以及间断工作的手段，如果系统设备可以得到较长的间歇时间并且损耗较小，就可以提升其设备的使用年限。
3.适当的采用干扰措施
其大坝自动监测系统主要是以电子产品为基础，在设计的过程中应该考虑其雷电等各种因素的干扰。其中保护措施主包含了：测量控制装置和仪器设备需要采用直流供电，并以此来解除电源线引入的雷电干扰；在无线传输的过程中，天线安装同轴避雷器，防止雷电从天馈线引入遥测设备；并且交流供电线路应该安装电源避雷装置。并且，同频干扰以及太阳风暴能够对通讯形成一定的干扰，影响其信号的传输，从而增加的了误码率，因此需要在硬件上使用干扰纠错技术。
就目前而言，所使用的信道编码采用纠错编码技术，可以检两位，纠一位错误。除此之外，使用多级校验能够提升系统的可靠性。对通信电路以及线路的设计，需要考虑大气条件的变化，所以要在每一条电路中都要预留出一定的干扰保护度以及余度，并以此来保证其电路的余量。
（二）设备的可靠性设计
选择较为简单的合理方案，多使用积分型的电路，在模拟电路的设计中，要着重关注于工作点的稳定功能，选择合适的深度，并以此来保证其工作的稳定，以免出现自激的现象。
同时应该对所有的设备进行不定期的检测，每批机器应该依照标准规定来进行震动跌落以及高温高湿的抽样检测，以此来确保其设备能够在艰苦的条件下运行。在检测的过程中，做好相关的检测记录，并从中总结经验，完善其系统产品。
四、结束语：
综上所述，其大坝自动监测系统所分布的范围较广，同时其工作环境较为艰苦，存在较为严重的干扰现象，所以应该进行全面的系统研究，并以此来保证系统可以保证长时间的工作。创建一个适当的可靠性指标能够对系统的可靠性进行全面的评价，从而促使厂家提升其产品的质量以及售后服务质量。
参考文献：
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