Základy elektrotechniky (VII)

OŽIVENÍ, NASTAVENÍ, VÝSTUPNÍ KONTROLA

Oživování je činnost, při které se kontrolují a nastavují elektrické parametry zařízení. Tato činnost se provádí podle nastavovacího předpisu pro příslušný výrobek.

Zpravidla se nejprve připojí napájecí napětí, změří se odběr proudu a napětí v důležitých bodech obvodu. Ověří se všechny důležité parametry obvodu, případně se provede jejich nastavení.

Jedná se o činnost, která je časově hodně náročná. Vývojáři se proto snaží navrhovat takové obvody, které potřebují minimum nastavovacích operací (např. náhrada rezonančních obvodů piezokeramickými filtry, tvorba takových zapojení, kde se většina parametrů nastavuje automaticky pomocí zpětnovazební smyčky nebo pomocí programu). Tento postup umožňuje malá výrobní tolerance moderních součástek (u rezistorů 1 %) a použití přesných zdrojů referenčního napětí. Nastavovací operace mají být co možná nejjednodušší. To znamená nastavování jednoho parametru jedním ovládacím prvkem a vzájemná nezávislost jednotlivých nastavovacích operací.

Pro nastavování přesné hodnoty napětí je nejsnadnější použít odporové trimry, které se nyní vyrábějí i v provedení SMD. Jedná se ale o součástky, jejichž spolehlivost (odolnost proti změnám teploty, vlhkosti, otřesům, prachu, stárnutí materiálu) má minimálně o jeden řád nižší hodnotu než u ostatních součástek. Trimr musí být do obvodu zapojen tak, aby zapojení nebylo příliš citlivé při jeho otáčení a aby se požadovaná hodnota dala snadno nastavit. K tomu slouží rezistory R₁ a R₂.

Proto je vhodnější provádět nastavování důležitých napětí pomocí pevného děliče (s předem osazenými rezistory R₁ a R₂), ke kterému se při oživování paralelně přidá jeden z rezistorů R_x1, R_x2.

Obrázek: a/ Nastavovací obvod s paralelními rezistory; b/ s odporovým trimrem; c/ poruchovost v závislosti na čase

Po oživení musí zařízení projít výstupní kontrolou. Není vhodné, aby pracovníci výstupní kontroly byli součástí výrobního oddělení nebo na něm byli závislí. Mají podléhat přímo vedení podniku. Kontrola složitějších zařízení se provádí na automatizovaném pracovišti, kde měřící přístroje jsou řízeny pomocí PC. Naměřené hodnoty počítač zpracuje a vytiskne měřící protokol. Často se při výstupní kontrole provádí klimatické zkoušky (střídání mrazu a tepla podobně jako při cyklování). Automatizovaný systém měření potom upozorní na každou skrytou závadu, která by se jinak projevovala nahodile u zákazníka. Výrobky, které jsou tepelně namáhané, se obvykle nechávají u výrobce zahořet. To znamená, že se ponechávají dlouhou dobu zapnuté.

Náklady na důkladnou výstupní kontrolu jsou zpravidla nižší než náklady na záruční opravy, nehledě na případnou ztrátu důvěry zákazníka při závadě. Z případných závad (ať už zjištěných výstupní kontrolou nebo zákazníkem) je třeba vyvodit závěry a zjednat nápravu.

Je dokázáno, že počet závad je nejvyšší u nového výrobku, kdy se projevují výrobní vady. Pak následuje dlouhé období bezporuchového chodu, které trvá 10 až 15 let (u přístrojů namáhaných teplem, prachem, otřesy, apod. a u mechanicky namáhaných dílů to může být méně). Poté se hustota poruch začne zvyšovat, protože končí životnost některých součástek. Tehdy je ekonomické ukončit činnost celého zařízení, protože náklady na jeho opravy začínají být neúměrně vysoké. Spolehlivost se udává buď pravděpodobností poruchy v určitém časovém intervalu, nebo počtem předpokládaných provozních hodin zařízení bez poruchy.

ZAJIŠTĚNÍ JAKOSTI VÝROBY - SYSTÉM ISO 9000

Moderní výroba (nejen v oboru elektro) je stále složitější, specializovanější a náročnější na kvalitu. I drobné chyby při ní mohou mít velké důsledky. Výrobci proto musí hledat cesty ke zvyšování kvality. Z výrobní činnosti je proto třeba odstranit nahodilosti a eliminovat případné lidské omyly. Péče o kvalitu není proto pouze záležitostí výstupní kontroly, ale všech předvýrobních i výrobních etap.

HLAVNÍ ZÁSADY:

• Úplné a přesné výrobní podklady (schémata, rozpisky součástek, návrhy plošných spojů, výkresy mechanických dílů)
• Přesný popis všech výrobních i nastavovacích operací. V nastavovacím předpise pro jednotlivé díly musí být uvedeny všechny požadované parametry a způsob jejich dosažení. Vše musí být zdokumentováno, nelze spoléhat na zkušenosti pracovníků. Každý člověk může onemocnět nebo odejít ze zaměstnání, každý člověk musí být nahraditelný.
• Nutné zajištění informovanosti všech zúčastněných výrobního procesu. Např. případné změny ve výrobní dokumentaci procházejí schvalovacím procesem. Je třeba zajistit, aby o nich byli informováni všichni zúčastnění. Na pracovišti smí existovat pouze schválená výrobní dokumentace, u které je zaručena její aktualizace. Nelze vyrábět podle starších verzí výrobní dokumentace.
• O každé výrobní činnosti musí být proveden písemný záznam. Práce se zadává písemně s uvedením termínu dokončení. Pracovník, který práci provede (např. oživení desky s plošným spojem), ji svým podpisem do určeného formuláře potvrdí. Při oživování se zapisují naměřené hodnoty. Tím je zajištěna možnost zpětného zjištění příčin závady a zvýší se pocit zodpovědnosti u pracovníků.
• Měřící přístroje používané při výrobě musí být periodicky (zhruba jedou za 1 až 2 roky) kontrolovány. Některé přístroje se nechají certifikovat v metrologickém ústavu. Podle těchto přístrojů (s vyšší přesností - podnikové normály) se potom kontrolují ostatní měřící přístroje. Všechny měřicí přístroje musí být opatřeny identifikačním štítkem. Přístroje, které svými parametry nevyhovují, se nesmí používat při výrobě.
• Nutné provádět vstupní kontrolu všech důležitých dílů. Dle potřeby i mezioperační kontrola.
• Vedení evidence neshod. O jakékoliv neshodě s plánovaným výrobním postupem (např. nedodržení termínu, vadná součástka, špatně zaletovaný spoj, chyba v dokumentaci, překročení předepsaných tolerancí) musí být vedoucím pracovníkem proveden zápis (Q protokol). Neshodný výrobek se musí označit červenou nálepkou, uložit na zvláštní místo a musí se vyřadit z výrobního procesu až do vyřešení problému.

Výše uvedený systém byl velkými evropskými firmami unifikován pod názvem ISO 9000 a stal se uznávaným standardem. Někteří zákazníci kupují výrobky pouze od výrobců, kteří tento systém používají. Takový výrobce je pravidelně (dvakrát za rok) kontrolován auditorskou firmou.

ISO přináší kvalitu, ale i byrokratizování

Zavedení tohoto systému sice může přinést zvýšení kvality výroby, na druhé straně ale způsobí její zbyrokratizování, rozšíření neproduktivních činností a tím i zvýšení nákladů. Domnívám se, že zavedení tohoto systému je výhodné pro velké firmy, které mají velký počet zaměstnanců. V takových firmách je tento systém nezbytný k udržení pořádku ve výrobě. Lidé se vzájemně málo znají a hůře spolu komunikují, proto se dává přednost písemnému jednání. U některých zaměstnanců může chybět pocit zodpovědnosti za svoji práci.

Pro malé firmy je tento systém zpravidla přítěží. Lidé se vzájemně znají, většinu problémů lze řešit ústním jednáním, v případě závady se snadno zjistí viník. Zaměstnanec malé firmy má proto větší pocit zodpovědnosti, jakákoliv chyba se mu vrátí.

Nevýhodou tohoto systému je, že jej zpravidla zavádějí a jeho funkci kontrolují lidé bez příslušné odborné kvalifikace, kteří nedokáží rozeznat podstatné od nepodstatného. Výsledkem je velký nárůst neproduktivních činností.

VLIV TEPLOTY NA SPOLEHLIVOST ELEKTROTECHNICKÝCH ZAŘÍZENÍ

U každého zařízení musí být na začátku jeho vývoje definován rozsah provozních teplot za účelem správného výběru součástek. Většina součástek je určena pro rozsah teplot 0 až 70°C. Součástky pro průmyslové nebo vojenské použití mají výrobcem zaručovaný rozsah provozních teplot -40 až +85°C. Jejich cena je ale několikanásobně vyšší.

Zařízení, které bude trvale pracovat ve venkovním prostředí musí být v našich klimatických podmínkách plně funkční v rozsahu venkovních teplot -30 až +60°C a musí být při výrobě při těchto teplotách zkoušeno. Zkouška začíná s "vymrzlým" přístrojem, který byl při nejnižší provozní teplotě ponechán několik hodin vypnutý. Po zapnutí musí přístroj bezchybně fungovat. Při maximální provozní teplotě musí být přístroj rovněž schopen trvale pracovat.

Při návrhu přístroje je třeba počítat s teplotou uvnitř přístroje o 10 až 20°C vyšší než je teplota okolí (v závislosti na ztrátovém výkonu zařízení a způsobu odvádění tepla - ventilátor). Požadovanému rozsahu teplot musí vyhovovat všechny součástky. Při zvýšené teplotě klesá dovolené výkonové zatížení rezistorů a polovodičů. Mohou se měnit parametry jednotlivých součástek a tím i funkce zařízení. Jsou-li některé součástky nadměrně zahřívány, zkracuje se jejich životnost a vznikají tak typické, často se opakující závady. Skládá-li se zařízení z většího počtu funkčních celků, musíme při jeho vývoji každý díl důkladně proměřit v celém teplotním rozsahu.