Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
РТ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Конспект лекцій
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Дрогобицький механічний технікум
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
з
предмету
«Проектування систем автоматизації
м. Дрогобич
2009 р.
Зміст
Тема № 1.1 Вступ. Проектування систем автоматизації. Радіоелектронна апаратура (РЕА).
4
Тема 1.2 Етапи проектування і конструювання мікроелектронних РЕА
15
Тема 1.3 Вибір і обґрунтування компонованої схеми, методів і принципів конструювання
25
Тема 1.4 Розрахунок і конструювання друкованих плат
30
Тема 1.5 Конструювання елементів і пристроїв РЕА
36
Тема 1.6. Конструктивні збірні одиниці пристроїв електроживлення
42
Тема 2.1. Автоматизоване проектування
45
Тема 2.2 Загальні відомості про систему проектування друкованої плати Р-CAD
49
Тема 2.3 Основні характеристики і показники якості РЕА. Оцінка технологічності конструкції
64
Тема 2.4. Основи надійності систем управління та автоматики
71
Тема 2.5. Забезпечення завадостійкості при конструюванні електронних пристроїв
78
Тема 2.6. Тепловий режим електронних блоків СА. Охолодження електронної апаратури
80
Тема 2.7. Види випробувань електронної апаратури
90
Тема 2.8. Захист складальних одиниць РЕА від механічних навантажень
94
Перелік використаної літератури
97
Тема № 1.1 Вступ. Організація проектування систем автоматизації. Радіоелектронна апаратура (РЕА). Конструктивно-технологічні модулі комп’ютеризованих систем управління та автоматики
План
Проектування. Мета проектування СА.
Класифікація РЕА.
Етапи створення електронного пристрою.
Типи опису РЕА.
Функціонально-вузловий принцип конструювання.
Структура виробництва РЕА.
Система забезпечення якості продукції.
1. Проектування. Мета проектування СА.
Проектуванням називається процес складання опису, необхідного для утворення в заданих умовах ще неіснуючого об'єкту на основі первинного опису цього об'єкту і (або) алгоритму його функціонування.
Мета проектування систем полягає в пошуку, фіксації і документальному оформленні інформації про об'єкт проектування, яка необхідна для його утворення.
Для створення будь-якого нового виробу необхідно пройти наступні етапи (рис. 1):
планування;
дослідницькі роботи;
проектування;
виробництво;
експлуатація.
Рис. 1 – Етапи життєвого циклу виробу
Проектування систем автоматизації – це комплекс робіт по пошуку, дослідженню, розрахунках і конструюванню, мета яких отримання в повній формі всіх необхідних початкових даних для утворення нових об’єктів чи процесів, що задовольняють дані вимоги. З метою отримання систем високої якості і вкластися в терміни, які надаються для цього, необхідно підвищити ефективність і скоротити термін реалізації процесів етапів життєвого циклу, які були до експлуатації. Особливо, це відноситься до етапу проектування. Оскільки при використанні довгих строків при проектуванні і недостатній ефективності рішення при розробці можуть привести до морального старіння системи, до введення її в експлуатацію і низької ефективності її використання.
Процес проектування систем розділяють на стадії, етапи, проектні процедури і операції.
Виділяють такі стадії проектних досліджень: технічного завдання; технічної пропозиції; ескізного, технічного, і робочого проектів; випробовування і впровадження.
Етап проектування - частина процесу проектування, що включає в себе формування всіх потрібних описів системи, які відносяться до одного, або до декількох ієрархічних рівнів або аспектів проектування (Функціонального, конструкторського, технічного).
Під проектною процедурою СА розуміють формалізовану сукупність дій, в результаті виконання якої отримують проектне рішення.
Прикладом проектною операції є обчислення параметра відповідним методом, оформлення таблиці, обчислення типового графічного зображення.
2. Класифікація РЕА
Під радіоелектронною апаратурою (РЕА) розуміється виріб в основу функціонування якого встановлені принципи радіотехніки і електроніки. Проведемо класифікацію РЕА по ступеню їх функціональної складності:
функціональний вузол – функціонально закінчена складальна одиниця виконана на несучій конструкції, яка реалізовує функцію перетворення сигналу і не має самостійного експлуатаційного застосування;
пристрої – функціонально закінчена складальна одиниця виконана на несучій конструкції, яка реалізує функції передачі, прийому, перетворення інформації;
комплекси – сукупність функціонально зв'язаних радіоелектронних пристроїв, які володіють властивістю перестроювання структури з метою збереження працездатності;
радіоелектронні системи – сукупність функціонально взаємодіючих автономних радіоелектронних комплексів і пристроїв, які створюють цілісну єдність, що володіє властивістю перестроювання структури.
РЕА є сукупністю елементів, з'єднаних в складальні одиниці і пристрої і призначені для перетворення і обробки електромагнітних сигналів в діапазоні коливань частот від інфрачервоних до надвисоких.
По конструктивно-технологічній ознаці елементи РЕА ділять на дискретні і інтегральні, які об'єднують в складальні одиниці, що виконують елементарні дії (наприклад, генератор, підсилювач, лічильник).
Важливим чинником, який визначає конструктивно-технологічні особливості будь-якої РЕА, є її конструктивне оформлення і технологія виготовлення. Наприклад, конструктивне оформлення у вигляді самостійного пристрою або вбудованого модуля, технологія зборки паянням або механічне з'єднання, що істотно позначається на експлуатаційних і виробничих характеристиках РЕА.
При конструктивно-технологічному аналізі РЕА велику увагу слід приділяти її безпосередньому призначенню і умовам експлуатації, які позначаються на виборі технології виробництва і конструктивному оформленні. Наприклад наявність механічних вібрацій при експлуатації вимагає застосування більш надійних методів зборки.
Основними напрямками розвитку РЕА є мікромініатюризація, підвищення ступеня інтеграції і комплексний підхід до розробки. Тому, різноманітність і складність виконуваних радіотехнічними системами (РТС) і радіотехнічними комплексами (РТК) функцій і умов їх експлуатації, склад і особливості носіїв апаратури значною ступінню визначають вимоги до її конструкції і істотно впливають на вибір технології виготовлення елементів і складальних одиниць.
3. Типи опису РЕА
Можна виділити наступні типи опису РЕА:
функціональні – відображають основний принципи роботи та фізичні і інформаційні процеси, які протікають в РЕА;
конструкторські – відображають фізичну реалізацію РЕА, геометричні форми, розташування в просторі, використання матеріалів і компонентів;
технологічні – відносяться до методів і засобів виготовлення РЕА.
Оскільки сучасний процес проектування немислимий без широкого використовування ЕОМ і відповідного програмного забезпечення домінуючу роль серед проміжних описів відіграють математичні моделі. Дамо її визначення: математична модель РЕА – це сукупність математичних об'єктів (чисел, змінних і т.д.), що відображає властивості радіоелектронного засобу і відношення між цими об'єктами.
Заміна макетування і натурного моделювання математичним моделюванням з використанням ефективних методів багатоваріантного проектування і оптимізації підвищила якість управління проектуванням. В даний час тенденції до автоматизації всього процесу проектування РЕА привели до появи систем автоматичного проектування (САПР). Ці САПР дозволяють моделювати роботу апаратури і володіють засобами аналізу процесів, що відбуваються в моделі. Вони володіють засобами для створення віртуальних пристроїв різного призначення: осцилографів, аналізаторів спектру, а також засобами обробки даних, отриманих як в режимі реального часу від фізичного об'єкту.
4. Етапи створення електронного пристрою
Створення будь-якого електронного пристрою включає наступні етапи:
формування технічного завдання (ТЗ) на розробку, визначення структури і алгоритмів функціонування системи;
розробка схеми електричної принципової і переліку елементів а також випуск відповідної документації;
моделювання або макетування окремих вузлів або всього пристрої в цілому;
розробка конструкції друкованої плати і випуск комплекту конструкторської і технологічної документації;
підготовка до виробництва і виготовлення друкованої плати, конструкції виробу;
зборка, настройка і регулювання виробу.
5. Функціонально-вузловий принцип конструювання
Конструктивно-технологічні особливості РЕА повинні забезпечувати функціонально-вузловий принцип конструювання, технологічність, мінімальні габаритно-масові показники, ремонтоздатність, захист від зовнішніх дій, надійність (імовірність безвідмовної роботи, середній час напрацювання на відмову, середній час відновлення працездатності, довговічність і т.д.).
Суть функціонально-вузлового принципу конструювання РЕА заключається в об'єднанні функціонально-закінчених схем в складальні одиниці і їх модульній компоновці.
Базові конструкції апаратури мають декілька рівнів модульності, які передбачають об'єднання простих модулів в складніші:
Модулі 1 конструктивного рівня - інтегральні мікросхеми (ІС) і дискретні електрорадіоелементи (ЕРЕ) (опори, конденсатори, транзистори і т. д.).
Модулі 2 конструктивного рівня - типові елементи зборки (ТЕЗ) або комірки, друкована плата (ДП), які конструктивно і електрично об'єднують ІС і ЕРЕ.
Модулі 3 конструктивного рівня - блоки і субблоки, які за допомогою плат і каркасів об'єднують комірки в конструктивний вузол.
Модулі 4 конструктивного рівня - панель (конструктивний вузол - каркас рами), яка об'єднує блоки в єдине ціле.
Модулі 5 конструктивного рівня - стійка (конструктивний вузол - каркас стійки) яка може об'єднувати декілька панелей в єдине ціле.
Модулі 6 конструктивного рівня - пристрої.
На практиці при конструюванні РЕА можуть використовуватися різні набори рівнів модулів. Наприклад, в телевізорі є модулі 1, 2, і 6 рівнів.
6. Структура виробництва РЕА
Відповідно до Закону „Про підприємство і підприємницьку діяльність” визначає, що на підприємстві повинен бути директор і головний бухгалтер, а решта організаційної структури підприємства є його внутрішньою справою і не регламентується. Проте, це не звільняє керівництво підприємства від відповідальності за виконання всіх традиційних функцій: охорону праці, техніку безпеки, випуск продукції заданої якості і т.д. Тому більшість підприємств мають приблизно однакову структуру управління, хоча і із специфічними особливостями, визначеними технологією і об'ємом виробництва, родом діяльності, місцеположенням і т.д.
Структура і кількість виробничих підрозділів на підприємствах цілком визначаються кількістю, номенклатурою і технологією виробництва виробів, що випускаються. Для підприємств, випускаючих РЕА прийнятий розподіл цехів на заготовчі, механообробні і складальні. Можуть бути ще тарні і пакувальні.
За кожним виробничим підрозділом закріпляється певна номенклатура продукції (заготовок, напівфабрикатів і т.д.) і певний набір технологічних операцій, які він повинний виконувати відповідно до прийнятої на підприємстві технології виробництва. Тому основною задачею кожного виробничого підрозділу є випуск продукції заданої якості в заданих кількостях.
Правильно розроблений технологічний процес (ТП) повинен забезпечити виконання всіх вимог, вказаних в кресленні і ТУ на виріб, високу продуктивність. Початковими даними для проектування технологічного процесу є: креслення деталі, складальні креслення, специфікація деталей, монтажні схеми, схеми зборки виробів, типові ТП.
Типовий ТП розробляється з урахуванням останніх досягнень науки і техніки, досвіду передових виробництв, що дозволяє значно скоротити цикл підготовки виробництва і підвищити продуктивність за рахунок застосування досконаліших методів виробництва.
При виготовленні ЕОМ і їх блоків широко застосовують прогресивні типові ТП, стандартні технологічні оснащення, устаткування, засоби механізації і автоматизації виробничих процесів.
Враховується інформація про раніше розроблені технологічні процеси, особливості і схеми виробу, тип виробництва.
Всі технологи, що беруть участь в розробці і експлуатації технологічних процесів повинні знати процеси, властиві виробництву РЕА.
В сьогоднішніх умовах на економічні і комерційні підрозділи лягає важка і складна задача матеріального і фінансового забезпечення діяльності підприємства.
Тому задачами економічних і комерційних підрозділів являються:
Пошук клієнтів;
Розробка договорів на поставку продукції;
Отримання з клієнтів оплати за поставлену продукцію;
Розробка договорів на поставку сировини, комплектуючих виробів, палива і енергії, інструментів, приладів, технологічного і іншого устаткування;
Оплата постачальникам;
Планування діяльності виробничих підрозділів;
Оплата праці співробітників підприємства;
Розрахунки з державою і місцевими органами управління (оплата податків, обов'язкових відрахувань і т.д.);
Ведення фінансової документації підприємства.
В зв'язку з різноманітністю умов, в яких працюють різні підприємства, перелік функцій допоміжних підрозділів може істотно розрізнятися, проте ряд задач присутній на більшості підприємств.
Серед них основними є:
Забезпечення підприємства кадрами співробітників;
Ведення обліку вхідної і вихідної кореспонденції, отримання і відправка її;
Ведення обліку і зберігання оригіналів наказів і розпоряджень;
Охорона державної і комерційної таємниці;
Охорона праці і контроль за дотриманням правил техніки безпеки;
Підготовка підприємства до роботи в особливих умовах (війна, пожежа, радіоактивне і хімічне забруднення);
Ремонт і будівництво виробничих і адміністративних приміщень;
Забезпечення службових перевезень.
7. Система забезпечення якості продукції
В систему забезпечення якості продукції входить деякий напрямок роботи, який в більшому або меншому ступені виконується на кожному підприємстві. Серед них основними є: створення нормативної бази; метрологічне забезпечення виробництва; контроль ходу технологічного процесу і якості продукції, що випускається; створення системи забезпечення якості на підприємстві. Розглянемо їх послідовно.
Відповідно до закону України "Про стандартизацію": стандартизація - це діяльність по встановленню норм, правил і характеристик (далі - вимог) з метою забезпечення:
- безпеки продукції, робіт і послуг для навколишнього середовища, життя, здоров'я і майна людей;
- технічної і інформаційної сумісності, а також взаємозамінності продукції;
- якості продукції, робіт і послуг відповідно до рівня розвитку науки, техніки і технології;
- єдність вимірювань;
- економії всіх видів ресурсів;
- безпеки господарських об'єктів з урахуванням ризику виникнення природних і техногенних катастроф і інших надзвичайних ситуацій;
- обороноздатності і мобілізаційної готовності країни.
Призначенням державної системи стандартизації є встановлення взаємозв'язаних правил і положень по порядку розробки всіх видів виробів, документації, технологічних процесів і систем управління.
Стандарти бувають міжнародні, національні, галузеві, науково-технічних і інженерних суспільств, підприємства.
В світі діють більше 20 міжнародних організацій по стандартизації, побудованих за галузевим або регіональним принципом. Кожна з них має свої особливості.
Найвідомішою і масштабною міжнародною організацією по стандартизації є ISO, в неї входять більше 170 країн. Ця організація розробляє міжнародні стандарти всіх можливих видів: організаційно-методичні, технічні вимоги, методи випробувань і т.д.
Відповідно до закону України „Про забезпечення єдності вимірювань” метрологічне забезпечення виробництва включає всі роботи пов'язані із забезпеченням єдності і необхідної точності вимірювань у відповідності з прийнятою на підприємстві технологією виробництва і вимогами до якості продукції, що випускається.
Основними обов'язками метрологічної служби є:
Забезпечення єдності і необхідної точності вимірювань, підвищення рівня метрологічного забезпечення підприємства.
Впровадження в практику роботи підприємства сучасних методів і засобів вимірювань і випробувань, направлене на підвищення ефективності виробництва, технічного рівня і якості продукції.
Організація і проведення ремонту, метрологічної атестації і перевірки засобів вимірювань і випробувань, що знаходяться в експлуатації на підприємстві.
Проведення робіт по метрологічному забезпеченню підготовки виробництва до випуску нової продукції або освоєння нових технологічних процесів.
Участь в атестації випробувальних підрозділів, в роботі по підготовці продукції до сертифікації.
Здійснення метрологічного нагляду за станом і використанням засобів вимірювань і випробувань, за впровадженням і дотриманням метрологічних правив, вимог і норм, за метрологічним забезпеченням виробництва в цехах, ділянках і відділах підприємства.
Визначення оптимальної номенклатури методик і засобів вимірювань і випробувань, відповідно вимогам нормативно-технічної, технологічної і конструкторської документації на продукцію яка випускається, що забезпечує підвищення ефективності і безпеки виробництва .
Метрологічна атестація методик виконання вимірювань і випробувань.
Метрологічна атестація стандартних зразків підприємства.
Метрологічна атестація автоматизованих систем управління технологічними процесами і інформаційно-вимірювальних систем, які використовуються в процесі виробництва або випробувань продукції.
Контрольні запитання:
Що називається проектуванням ?
Назвіть основні етапи створення нового виробу ? Етапи створення електронного пристрою.
Назвіть основні стадії проектування ?
Що називається радіоелектронною апаратурою (РЕА)? Як її класифікують?
Які типи опису РЕА Ви знаєте ? Охарактеризуйте їх.
Яким вимогам повинна відповідати РЕА ?
В чому полягає функціонально-вузловий принцип конструювання РЕА ? Дайте характеристику модулів І – ІV конструктивного рівня ?
Охарактеризуйте структуру виробництва РЕА.
Які напрямки роботи входять в систему забезпечення якості продукції ?
Тема №1.2. Етапи проектування і конструювання мікроелектронних РЕА
План
ЄСТД. Стадії розробки конструкторської документації.
Етапи проектування при розробці РЕА.
Стандарти схем і їх різновид.
1. ЄСТД. Стадії розробки конструкторської документації
На даний час на всіх підприємствах і організаціях існує Єдина Система Технічної Документації (ЄСКД) – система державних стандартів, які встановлюють правила і положення по порядку розробки, оформлення і використання технічної документації.
Призначення комплексу стандартів керівних нормативних документів ЄСТД:
забезпечення застосування різних методів і засобів проектування, обробки інформації і розмноження технологічних документів;
забезпечення оптимальних умов при передачі технологічної документації на інше підприємство (інші підприємства) з мінімальним переоформленням;
застосування уніфікованих бланків технологічних документів і централізованого їхнього розмноження;
застосування єдиних правил оформлення технологічних документів у залежності від типу і характеру виробництва, складу і виду розроблювальних технологічних процесів (операцій), застосовуваних способів їхнього опису;
створення необхідних умов для розробки прогресивних, типових і групових технологічних процесів;
створення інформаційної бази для автоматизованих систем керування і проектування;
створення передумов по зниженню трудомісткості інженерно-технічних робіт у сфері технологічної підготовки і керування виробництвом;
забезпечення взаємозв'язку з розробленими і розроблювальними системами стандартів ЄСКД, ЄСТПВ і ін.
2. Етапи проектування при розробці РЕА
ЄСКД встановлює наступні стадії розробки конструкторської документації на вироби всіх галузей промисловості:
Технічне завдання;
Технічна пропозиція;
Ескізний проект;
Технічний проект;
Розробка технічної документації.
У відповідності з цими стадіями розробки конструкторської документації встановлюють етапи виконання робіт, послідовність яких при розробці РЕА представлена на рис. 1.
На підготовчому етапі визначають задачі, для вирішення яких призначена дана РЕА; аналізують існуючі конструкції; обговорюють досягнення в суміжних областях техніки. Все це дозволяє орієнтовно визначити технічні характеристики майбутньої РЕА, які будуть задані в технічному завданні (ТЗ).
В ТЗ має вказуватися основне призначення РЕА та її технічні характеристики, показники якості і техніко-економічні вимоги, виконання необхідних стадій розробки конструкторської документації і її склад, а також спеціальні, конструктивні, технологічні, експлуатаційні вимоги і вимоги по надійності. ТЗ повинно складатися замовником разом із розробником-виконавцем для того, щоб вимоги до РЕА, зафіксовані в ТЗ, були практично виконуваними. Після узгодження і затвердження ТЗ замовник і розробник заключають договір на розробку РЕА, який служить основою для фінансових розрахунків між домовленими організаціями.
Технічна пропозиція (рис. 1, етапи 3,4) представляє собою сукупність конструкторських документів, в яких відображають різні варіанти конструктивної і схемної побудови проектованої РЕА і даються порівняльні оцінки цих варіантів між собою і аналогами вітчизняного і закордонного виконання (частково подібні питання уже мають бути розглянуті в процесі узгодження ТЗ). Основним в технічній пропозиції являється побудова загальної структурної схеми РЕА, з якої було б зрозуміло взаємодію всіх основних вузлів і блоків. На етапі технічної пропозиції розробником робиться вибір основних комплектуючих елементів, забезпечуючи виконання ТЗ.
Ескізний проект (рис. 1, етапи 5,6,7) вміщує принципові конструктивні і технічні рішення і відрізняється від технічної пропозиції більш детальним описом РЕА у відповідності з ТЗ. Захист ескізного проекту розробником перед замовником проходить після його закінчення.
Технічний проект, на відміну від ескізного, вміщує закінчене технічне рішення, що дає повне представлення про склад і принципи роботи проектованої апаратури.
Робочу документацію для виготовлення і використання дослідного зразка або дослідної партії розробляють на основі ескізного і технічного проектів. Після здачі комплекту конструкторської документації у виробництво, починається виготовлення дослідного зразка РЕА. Випробовування проводять представниками відділу технічного контролю (ВТК) і представниками замовника на відповідність з технічними умовами. По результатах випробування дослідного зразка документацію відповідним чином коректують і проводять випуск робочої конструкторської документації на установчу серію. При позитивних результатах випробувань зразків установчої серії остаточно коректують конструкторську документацію і переходять до серійного або масового виробництва.
В процесі експлуатації і ремонту РЕА, виготовлених в серійному (масовому) виробництві, часто виникає необхідність в корекції функціональних, принципових, монтажних і інших схем, конструкторської і технологічної документації або ж ТЗ ( ці зміни враховують в наступних стадіях розробки).
Рис.1 – Етапи проектування і виробництво РЕА
3. Стандарти схем і їх різновид
Схемою називають конструкторський документ, на якому умовними зображеннями і позначеннями показують складові частини виробу і зв'язки між ними.
Схема відрізняється від складального креслення тим, що на ній не відображається конструктивний пристрій деталей, що входять у виріб. Крім того, на ній показують не всі деталі, що становлять складальну одиницю. Наприклад, не показують корпус, кришку, кріпильні деталі і ін.
Схеми виконують відповідно до вимог, встановлених ГОСТ 2.701-68. Залежно від елементів, що входять до складу виробу, і зв'язків між ними схеми ділять на види, кожний з яких позначають буквою: кінематичні – К, електричні – Е, гідравлічні – Г, пневматичні – П.
Залежно від основного призначення схеми ділять на типи, що позначаються цифрами: структурні –1, функціональні – 2, принципові – 3, схеми з'єднань – 4, (монтажні) і т.д.
Принципова кінематична схема показує послідовність передачі руху від двигуна через передавальний механізм до робочих органів виробу (шпинделю верстата, ріжучому інструменту і ін.) і їх взаємозв'язок. В кінематичних схемах зображають тільки ті елементи складальної одиниці, які беруть участь в передачі руху (зубчаті колеса, ходові гвинти, вали, шківи, муфти і ін.) Конструкція складальної одиниці (машини або верстата), що має рушійні частини, не показують зовсім або наносять її контур суцільними тонкими лініями.
Всі деталі на кінематичних схемах зображають умовно у вигляді графічних символів, що лише віддалено нагадують їх пристрій.
Крім умовних графічних позначень, на кінематичних схемах дають пояснення у вигляді написів про зображений елемент. Наприклад, указують тип і характеристику двигуна, діаметри шківів ремінної передачі, модуль і число зубів зубчатих коліс і ін.
Взаємне розташування елементів на кінематичній схемі повинне відповідати початковому, середньому або робочому положенню виконавчого органів виробу (механізму). Допускається пояснювати написом положення виконавчих органів, для яких дана схема. Якщо елемент при роботі виробу міняє своє положення, то на схемі допускається указувати його крайні положення тонкими штрихпунктирними лініями.
На кінематичній схемі елементам присвоюють номери в порядку передачі руху, починаючи від джерела руху. Вали нумерують римськими цифрами, решта елементів – арабськими цифрами. Порядковий номер елемента проставляють на поличці лінії-виноски, що проводиться від нього. Під полкою вказують основні характеристики і параметри кінематичного елемента.
На кінематичних схемах вали, осі, стрижні, шатуни, кривошипи зображають суцільними основними лініями завтовшки s; зубчаті колеса, черв'яки, зірочки, шківи, куркульки – суцільними лініями s/2; контур виробу, в який вписана схема, - суцільними тонкими лініями товщиною від s/2 до s/3.
Читати кінематичну схему починають від двигуна, що є джерелом руху всіх деталей механізму. Виявляючи послідовно по умовних позначеннях кожний елемент кінематичного ланцюга, зображений на схемі, встановлюють його призначення і характер передачі руху.
Як відомо, електричні схеми (позначаються Е) поділяються на схеми електричні принципові (Е3), схеми електричні структурні (Е1), схеми електричні функціональні (Е2), схеми електричні з’єднань (Е4), схеми електричні підключення (Е5) і схеми електричні загальні (Е6) . Крім того, в рідких випадках використовується схеми електричні об’єднання (Е0), на яких сумісність різних типів схем одного виду, наприклад схеми електричні підключення і з’єднань. Загальні правила виконання схем встановлюють ГОСТ 2. 701-84 і ГОСТ 2. 702-75.
Схеми електричні структурні визначають основні частини виробу, їх призначення і служать для загального ознайомлення з виробом. На структурній схемі розкривається не принцип роботи окремих функціональних частин, а тільки взаємодія між ними. Тому складові частини виробу зображаються у вигляді прямокутників різної форми, проте допускається також застосовувати умовні графічні позначення елементів. На лініях взаємозв'язку стрілками вказують напрям ходу процесів, що відбуваються при роботі виробу. На структурній схемі у вигляді таблиці вказуються найменування функціональних частин виробу. Крім того, допускається на структурній схемі поміщати пояснюючі написи, діаграми, таблиці, а також вказувати електричні параметри (значення струмів, рівні напруг) і форми сигналів в певних точках схеми.
Схеми електричні функціональні призначені для пояснення певних процесів. Ці схеми використовуються при вивченні принципів роботи виробу, його настройці, регулюванні, контролі (прийманню) і ремонті. В порівнянні із структурною схемою, функціональна схема більш детально розкриває функції окремих елементів і пристроїв. Графічна побудова функціональної схеми повинна давати найнаочніше уявлення про процеси, що відображаються на схемі.
Схеми електричні принципові визначають повний склад виробу і дають детальне уявлення про принцип його роботи. На основі схеми електричної принципової розробляють цілий ряд інших конструкторських документів: схеми з'єднань, креслення друкованої плати, переліки елементів і т.д. На схемі електричній принциповій зображають всі електричні елементи і пристрої, необхідні для здійснення і контролю у виробі відповідних електричних процесів. Елементи зображають у вигляді умовних графічних позначень (УГП) у відповідності з ГОСТ. Кожний елемент схеми електричної принципової повинен мати позиційне буквено-цифрове позначення у відповідності з ГОСТ 2. 710-81. Порядкові номери елементам привласнюють починаючи з одиницею в межах групи елементів, що мають однакові буквені позначення (К1, Р2 і т. д., 001, 002 і т. д.). Порядкові номери привласнюють відповідно до послідовності розташування елементів або пристроїв на схемі: зверху вниз, в напрямі зліва направо. Позиційне позначення проставляють поряд з графічним позначенням елемента з його правої сторони або над ним. Обов'язковим документом, що випускається спільно з схемою електричної принципової, є перелік елементів (ПЕЗ). У відповідних Гостах визначені правила його виконання.
При виконанні схеми електричної принципової на полі схеми допускається поміщати такі текстові дані, як вказівки про марки, перетини і забарвлення кабелів, вимогах до електричного монтажу, вказівки про призначення окремих ланцюгів (наприклад, про живлення мікросхем).
Якщо схема електрична принципова виконується на декількох листах, то дотримується відповідна нумерація і складається загальний перелік елементів.
Схеми електричні з'єднань показують з'єднання складових частин виробу між собою, а також параметри дротів, джгутів і кабелів, якими ці з'єднання реалізуються. На схемі електричної з'єднань зображаються всі складові частини і елементи, що входять до складу виробу, роз'єми, клеми, затиски і т.д.
Схеми електричні підключення відображають зовнішні підключення виробу.
Схеми електричні загальні визначають складові частини комплексу і з'єднання їх між собою, використовуються при монтажі, наладці і проектуванні.
Схеми виконують без дотримання масштабу, дійсне розташування складових частин (наприклад, компонентів на платі) не враховується або враховується лише приблизно. Електричні елементи і пристрої на схемі зображають в стані, відповідному знеструмленому (наприклад, нормально замкнуті або нормально розімкнені контакти реле). Елементи, які приводяться в дію шляхом механічних переміщень (вимикачі, кнопки і т. п.), зображаються на схемах в нульовому або відключеному положенні.
Формати листів вибираються у відповідності з ГОСТ 2. 301-68 і ГОСТ 2. 004-79. При виборі форматів схеми слід враховувати об'єм і складність схеми, умови її зберігання і обігу, можливість внесення змін, особливості периферійного устаткування для виводу схем на паперовий носій. Вибраний формат повинен забезпечувати компактне виконання схеми, не зменшуючи при цьому наочності уявлення і зручності користування.
При виконанні багатолистової схеми рекомендується на кожному з листів виконувати цілком закінчений функціональний ланцюг (наприклад, схему аналогового тракту, схему вузла цифрової обробки, вузла живлення), а не розбивати довільно схему на листи без якого-небудь функціонального зв'язку.
Лінії на схемах всіх типів виконуються у відповідності з ГОСТ 2. 303- 68. Товщина лінії вибирається в межах від 0,2 до 1 мм і витримується постійній у всьому комплекті схем на виріб. Як умовні графічні позначення, так і з'єднання виконуються лініями однакової товщини. Як правило, потовщеними лініями зображаються загальні шини (джгути). Тип лінії залежить від об'єкту, що зображається. Так, електричні зв'язки, умовні графічні позначення елементів і т.п. зображаються суцільними лініями. Електричні і магнітні екрани, механічні зв'язки (наприклад, якір і контакти реле) зображаються штриховими лініями. Умовні межі пристроїв, функціональних груп позначаються штрих-пунктирною лінією. Допускається виділяти потовщеною лінією окремі електричні ланцюги, наприклад силові.
На електричній схемі будь-якого типу зображають елементи і пристрої (або в виді умовних графічних позначень, або у вигляді прямокутників), лінії взаємозв'язку, буквено-цифрові позначення, таблиці, текстову інформацію (наприклад, про живлення інтегральних мікросхем) і поміщають основний напис.
Умовні графічні позначення елементів виконуються відповідно до ЕСКД.
При виконанні схеми між сусідніми лініями УГП встановлюється просвіт не менше 1 мм, між окремими УГП — не менше 2 мм, між сусідніми лініями зв'язку (ланцюгами) — не менше 3 мм. Очевидно, що лінії з'єднань повинні складатися з горизонтальних і вертикальних відрізків, як виняток для деяких схем (мультивібратори, тригери і т. д.) допускається виконання ліній зв'язку під кутом 45 град. Лінії повинні мати мінімальну кількість зломів і взаємних перетинів.
В умовних буквено-цифрових позначеннях застосовують прописні букви латинського і українського алфавітів і арабські цифри однакової висоти. Прийняті наступні позначення елементів: конденсатори – С, генератори – G, котушки індуктивності – L, двигуни – М, резистори – R, трансформатори – Т, амперметри – А, вольтметри – V, вимикачі і перемикачі – S і т.д.
При виконанні електричних схем застосовують наступні лінії:
Суцільну основну завтовшки s = 0,2...0,6 мм залежно від форматів схеми і розмірів графічних позначень для зображення ліній електричного зв'язку (дріт, кабель, шина), всіх видів обмоток, резисторів, конденсаторів і др.;
Суцільну потовщену лінію завтовшки 2s (практично рівну 0,6...0,8 мм) для позначення сердечників і з'єднань з корпусом;
Штрихову лінію завтовшки s для зображення сіток електронних приладів;
Штрихову лінію завтовшки s/2, але не менш 0,2 мм для зображення ліній механічного зв'язку в електричних схемах, ліній екранування.
Порядкові номери елементам в позиційних позначеннях привласнюють, враховуючи їх розташування на схемі, звичайно зліва направо і зверху вниз
Контрольні запитання:
Дайте визначення ЄСКД. Основне призначення комплексу стандартів.
Охарактеризуйте стадії розробки конструкторської документації на вироби.
Що називають схемою ?
Чим схема відрізняється від складального креслення ?
Як класифікують схеми ?
Тема №1.3. Вибір і обґрунтування компонованої схеми, методів і принципів конструювання
План
Вибір компонованої схеми.
Вибір і обґрунтування методу і принципу конструювання.
Основні рекомендації при конструюванні РЕА.
Компонований розрахунок блоків РЕА.
1 Вибір компонованої схеми
Компонування схеми виробу визначає багато найважливіших характеристик РЕА: габарити, вага, обсяг монтажних з'єднань, способи захисту від магнітних полів, температури, механічних впливів, ремонтоздатність.
Розрізняють три основні методи компонування схеми РЕА :
централізована;
децентралізована;
централізована з автономними пультами керування.
Кожна з цих схем має свої переваги і недоліками.
При централізованому компонуванні всі елементи складної системи розташовуються в одному відсіку на спеціальних конструкціях шафи, довжина і кількість міжблокових з'єднань зведені до мінімуму, ремонт і демонтаж найбільш зручні, легше виконати системи охолодження й амортизації. Така компонована схема вимагає більш ретельного екранування, викликає утрудненість компонування виробу, володіє меншою надійністю систем охолодження, герметизації, віброзахисту.
Децентралізована компонована схема забезпечує відносно велику легкість розміщення елементів виробу на об'єкті, не потрібно ретельне екранування окремих блоків, при відповідних схемних рішеннях може бути більш надійною, зберігаючи часткову працездатність при виході з ладу окремих елементів виробу. Недоліком є значна довжина міжблокових з'єднань, утруднений повний демонтаж системи, для кожного окремого блоку необхідно передбачати автономні системи охолодження, віброзахисту.
Найбільш розповсюджений спосіб централізованого компонування, при якому всі, крім вхідних і керуючих пристроїв, елементи складного РЕЗ розміщені в одному відсіку.
2. Вибір і обґрунтування методу і принципу конструювання
Існуючі методи конструювання РЕА поділяються на три взаємозалежні групи:
по видах зв'язків між елементами;
по способі виявлення й організації структури зв'язків між елементами;
по ступені автоматизації конструювання РЕА - залежить від призначення апаратури і її функцій, виду зв'язків, рівня уніфікації, автоматизації і т.д.
Розглянемо коротко сформовані методи конструювання РЕА.
Геометричний метод. В основу методу покладена структура геометричних і кінематичних зв'язків між деталями, що представляє собою систему опорних точок, число і розміщення яких залежить від заданих ступенів рухливості і геометричних властивостей твердого тіла .
Машинобудівний метод. В основу цього методу конструювання покладена структура механічних зв'язків між елементами, що представляє собою систему опорних поверхонь. Машинобудівний метод використовується для конструювання пристроїв і елементів РЕА, що несуть великі механічні навантаження й у яких неминучі внаслідок цього великі деформації.
Топологічний метод. В основу методу покладена структура фізичних зв'язків між ЕРЕ. Топологічний метод, у принципі, може застосовуватися для виявлення структури будь-яких зв'язків.
Метод проектування моноконструкцій. Заснований на мінімізації числа зв'язків у конструкції, він застосовується для створення функціональних вузлів, блоків, РЕА на основі оригінальної несучої конструкції у виді моновузла (моноблока) з оригінальними елементами.
Базовий (модульний) метод конструювання. В основу методу покладений модульний принцип проектування, пов’язаний з схемною конструкторською уніфікацією структурних рівнів (модулів функціональних вузлів, блоків).
Базовий метод є основним при проектуванні сучасної РЕА, він має багато переваг у порівнянні з методом моноконструкцій:
на етапі розробки дозволяє одночасно вести роботу над багатьма вузлами і блоками, що скорочує терміни проведення розробок; спрощує налагодження і з’єднання вузлів, різко спрощується конструювання і макетування; скорочує обсяг оригінальної конструкторської документації, дає можливість безупинно удосконалювати апаратуру без корінних змін конструкції; спрощує і прискорює внесення змін у схему, конструкцію і конструкторську документацію;
на етапі виробництва скорочує терміни освоєння серійного виробництва апаратури; спрощує зборку, монтаж, знижує вимоги до кваліфікації збиральників і монтажників; знижує вартість апаратури завдяки широкій механізації й автоматизації виробництва; підвищує ступінь спеціалізації виробництва;
при експлуатації підвищує експлуатаційну надійність РЕА, полегшує обслуговування, поліпшує ремонтоздатність апаратури.
При компонуванні повинні бути враховані вимоги оптимальних функціональних зв'язків між модулями, їхня стійкість, стабільність, вимоги міцності і твердості, завадозахищеності і нормального теплового режиму, вимоги технологічності, зручності експлуатації і ремонту. Розміщення комплектуючих елементів у модулях усіх рівнів повинне забезпечувати рівномірне і максимальне заповнення конструктивного обсягу зі зручним доступом для огляду, ремонту
30.05.2013 11:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора