Описание работы изделия
Изделие позволяет произвести автоматическое подключение выходов ДП ЛФС к РПУ и выполнить автоматический контроль подключения. Выходные сигналы от ЛФС поступают на стойку КС1, где к ним примешиваются контрольные сигналы, а затем на стойку усиления КС3, имеющую 16 входов и выходов. Стойки между собой соединяются ВЧ кабелями. Обмен сигналами блока с внешними устройствами осуществляется по каналам 01, 02, Ж2, Р1, ДУ1, ДУ2. Управление коммутатором КБ 7/1 организуется при формировании команд на коммутацию оператором поста. Сформированная команда Ф1 выдается блоком КБ 2, который организует доведение этой команды до блока КБ 7/1. При получении команды Ф1 блок КБ 7/1 (при отсутствии блокирования пульта блока) организует подключение согласно полученному коду управления, после чего формирует ответное сообщение Ф6, по результатам выполнения команды и выдает его в КБ 2.
Алгоритм блока КБ 7/1 реализует следующие функции:
обработка сигнала, введенного оператором с клавиатуры и формирование команды управления на стойку КС1;
задание режимов работы блока по командам оператора;
организация обмена сообщениями с блоком КБ 2;
индикацию номера подключенной ДН соответствующему РПУ на световых индикаторах;
приемом кодов управления с внешнего управляющего комплекса Ж - 5 и формирования соответствующих команд управления коммутацией на стойку КС1.
Устройство ДУ 1, ДУ 2 являются управляющими внешними устройствами для КБ 7/1. Максимальное количество подключаемых ВУК ДУ1 определяется количеством входов блока КБ 7/1.
Взаимодействие составных частей изделия осуществляется посредством соответствующих протоколов взаимодействия. Каждый протокол представляет собой набор правил, определяющих поведение взаимодействующих функциональных элементов системы.
Сравнительный анализ признаков разрабатываемого технического объекта с признаками аналогов. Выбор прототипа, обоснование заключения
Разрабатываемое изделие будем сравнивать с двумя аналогами, взятыми на базовом предприятии ОАО "СКТБР".
Сравнивая изделия по массогабаритному показателям, делаем вывод, что блок КБ 7/1 значительно превышает показатели разрабатываемой ячейки и КП 51 (420г, 250г и 360г соответственно).
Несмотря на очевидные достоинства и недостатки рассмотренных устройств, проведя предварительное сравнение можно сделать выбор прототипа, которым будет плата КП 51, так как данное устройство ближе всего подходит к разрабатываемому объекту по наибольшему количеству признаков (массогабаритный показатель, климатический, надежность и др.)
Более точное сравнение с выбранным прототипом будем производить по следующим критериям:
Длина разрабатываемой ячейки (209 мм - 240 мм) более чем в 2 раза меньше, чем у платы КП 51 (480 мм - 140 мм), а ширина, наоборот, больше (ячейка модуля управления МПС: 240 мм; КП 51: 140 мм). Но при этом площадь платы разрабатываемой ячейки (500 см²) меньше площади платы КП 51 (670 см²). Вследствие этого можно сделать вывод, что масса платы прототипа будет больше, так как они изготовлены из одного материала.
Масса ЭРЭ: несмотря на то, что оба устройства построены на базе микроконтроллера, КП 51 имеет несколько большее количество ЭРЭ (дешифратор адресов внешних устройств, делитель частоты и др.). Масса ЭРЭ КП 51 = 64 г > массы ЭРЭ платы разрабатываемой ячейки = 45 г.
По номинальному напряжению питания оба устройства идентичны - 5 В.
Расхождения по температуре окружающей среды не значительны: разрабатываемая ячейка (+5 ÷ +40 ºС) и КП 51 (+5 ÷ +35 ºС).
Диапазон давлений также несколько различен. Ячейка модуля управления МПС: от 60 до 107 кПа (от 450 до 800 мм рт. ст); КП 51: от 86 до 106 кПа (от 645 до 795 мм рт. ст).
По допустимой относительной влажности устройства имеют несколько отличающиеся требования: ЯМУ МПС (не более 80% при температуре не более 25 ºС) и КП 51 (не более 75% при температуре не более 25 ºС)
По требованиям к запыленности окружающей среды для изделия КП 51 информации не было найдено, сравнение не может производиться.
Гарантийная наработка на отказ разрабатываемой ячейки - 9000 часов в пределах гарантийного срока эксплуатации, а для КП 51 - 8000 часов.
Срок службы изделия КП 636 - 15 лет, КП 51 - 8 лет. Данный фактор не может быть решающим, так как в настоящее время аппаратура развивается очень стремительно, и она может стать устаревшей намного раньше окончания гарантийного срока службы.
Выводы по результатам анализа.
В ходе нашей работы мы провели сравнительный анализ разрабатываемого объекта (ЯМУ МПС) с двумя аналогами. Далее был выбран прототип (КП 51) - это изделие наиболее близко по своим характеристикам к разрабатываемому объекту.
Плата ЯМУ МПС имеет значительные преимущества по следующим критериям: массогабаритный показатель лучше чем у КП 51 в 1,44 раза, надежность превышает КП 51 на 1000 часов работы и 7 лет эксплуатации, требования по климатическим условиям у КП 51 более жесткие (+5 ÷ +35 ºС у прототипа и +5 ÷ +40 ºС у разрабатываемого объекта), электрические параметры (по номинальному напряжению питания оба устройства идентичны, но разрабатываемый объект обладает энергопотреблением в 1,8 раза меньше, чем у прототипа, что в настоящее время является весьма важным фактором). Ячейка модуля управления МПС на данный момент является лидером в данной группе устройств. В отличие от аналогов ячейка удовлетворяет более жестким требованиям по целому ряду параметров, наиболее важными из которых являются: массогабаритный и надежностный.
В результате выполнения исследовательской части дипломного проекта был выполнен поиск прототипа разрабатываемого изделия, указаны преимущества, описана элементная база и принцип ее выбора.
При выполнении конструкторской части дипломного проекта необходимо: разработать оптимальную конструкцию прибора, выполнить основные конструкторские расчеты по воздействию вибрации и удара на прибор, проанализировать и обосновать выбор элементной базы, выполнить расчет надежности конструкции с учетом дестабилизирующих воздействий.
Модуль управления МПС предназначен для работы в составе мультиплексора передачи сигналов, предназначенного для построения сетей связи, обеспечивающих передачу информации. Мультиплексор обеспечивает приём и передачу информации по телеграфным каналам связи с номерами от 16 до 48 с шагом 16 в зависимости от исполнения с возможностью управления обменом информации с персональной ЭВМ (ПЭВМ). Сам же модуль управления МПС является микропроцессорным устройством управления и обеспечивает приём и передачу информации по стыкам С2 и "Провод - сигнал".
Условия эксплуатации модуля управления МПС следующие:
1. Температура окружающего воздуха - от +5 до +40 °С;
2. Относительная влажность воздуха 80% при температуре ±25 °С;
3. Атмосферное давление - от 60 до 107 кПа (от 450 до 800 мм рт. ст).
4. Электропитание - электросеть переменного тока напряжением 220 (+22; - 33) В частотой (50±2,5) Гц.
Электропитание - электросеть переменного тока напряжением 220 (+22; - 33) В частотой (50±2,5) Гц.
Количество стыков С2 - шестнадцать, количество переустанавливаемых стыков С2 или ИРПС - восемь.
Количество стыков "ПРОВОД - СИГНАЛ": восемь стыков PC ВХ и восемь стыков PC ВЫХ.
Микропроцессор - М1810ВМ86.
Тактовая частота 5 МГц.
Разрядность данных - два байта.
Ёмкость оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) - 128 кбайт.
Состав модуля управления МПС приведён в таблице 2, а структура его связей вынесена в графическую часть дипломного проекта.
В ячейке модуля управления МПС 1 реализовано устройство управления. В ячейке памяти 2 располагается ОЗУ. В контактных ячейках 4 реализованы стыки С2 (ИРПС), в контактной ячейке 5 - стыки "ПРОВОД - СИГНАЛ". На коммутационной плате выполнена системная шина устройства управления МПС, реализующая интерфейс устройства управления МПС, аналогичный интерфейсу ЕС-1845 (или IBM PC).
Все входные и выходные цепи устройства управления МПС проходят через Т-образные LC-фильтры для защиты от радиочастотных помех.
Таблица 2
| Наименование | Количество |
| Ячейка модуля управления МПС 1 | 1 |
| Ячейка памяти 2 | 1 |
| Контактная ячейка 4-01 | 1 |
| - 02 | 1 |
| - 03 | 1 |
| - 04 | 1 |
| - 05 | 1 |
| - 06 | 1 |
| Контактная ячейка 5 | 1 |
| Блок БП5 | 2 |
| Фильтр | 16 |
| Коммутационная плата | 1 |
Источники питания БП5 осуществляют преобразование напряжения 220 (+22; - 33) В (50±2,5) Гц в напряжения 5, 12 и минус 12 В.
При включении источников питания модуля управления МПС вырабатывается сигнал системного сброса "RESET". По окончании сигнала "RESET" формируются сигнал готовности системы к работе "READY" и серии тактовых импульсов: CLK, PCLK и OSC.
На коммутационной плате реализована системная шина устройства управления МПС.