Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»
Факультет компьютерного проектирования
Кафедра электронно – вычислительных средств
К защите допустить
Заведующий кафедрой
____ __/ А.А.Петровский /
"_____"___________2002г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломному проекту
НА ТЕМУ:
“Разработка конструкции и технологии изготовления модуля управления временными параметрами”
Дипломник / В.А.Николаев /
Руководитель / В.Б.Соколов /
Консультанты:
по экономике / Т.Л. Слюсарь /
по охране труда и экологической
безопасности / А.И. Навоша /
Нормоконтроль / В.Б.Соколов
Рецензент / /
Минск 2002 г.
ВВЕДЕНИЕ
Современная микроэлектроника привела к революционным преобразованиям практически во всех отраслях техники, не говоря уже о радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуре. Повышение плотности упаковки аппаратуры на микросхемах, их надежности и долговечности, автоматизация производства элементной базы дали возможность применять достаточно сложные микроэлектронные устройства в таких областях, как автомобилестроение, связь, управление технологическими процессами, измерительная техника, бытовая техника и т. д.
В то же время появление и развитие микроэлектроники как научно-технического направления потребовало коренного изменения как методов проектирования аппаратуры, так и направления подготовки современных специалистов по проектированию, производству и эксплуатации микроэлектронной аппаратуры различного назначения.
Дипломное проектирование является завершающим этапом всей программы обучения. В процессе дипломного проектирования решаются следующие задачи:
- изучение конструкторских разработок, базовых техпроцессов и методов контроля параметров по теме дипломного проекта;
- приобретение практических навыков постановки анализа и решения инженерных задач, связанных с разработкой проекта;
- сбор материала справочного, информационного характера, ознакомление с современными разработками РЭА;
- выбор и обоснование методов реализации технических решений проекта;
- разработка структурной и принципиальной схем блока;
- разработка конструкции блока;
- экономическое обоснование и охрана труда.
Используемые в настоящее время устройства управления временем в основном построены на дискретных элементах или представляют собой механические крупногабаритные реле, и обеспечивают, как правило, относительно большую погрешность контроля процесса для современного производства. В данном дипломном проекте будет разработан модуль управления временными параметрами ,встраиваемый в шкафы промышленной автоматики, благодаря которому упрощается процесс регулирования, задания и обработки информации, при этом обеспечивается обмен информацией с центральным компьютером типа IBM PC . Так же данное исполнение позволяет увеличить точность отсчета времени.
В ходе дипломного проектирования будет проведен выбор и обоснование элементной базы, материалов конструкции, компоновочной схемы, метода и принципа конструирования.
Правильность и целесообразность принятых решений должны подтвердить проведенные конструкторские расчеты, выполненные с помощью ЭВМ. Кроме этого будет проведена оценка технологичности конструкции, разработана технологическая схема сборки, а так же маршрутная и операционная технология.
1 Анализ технического задания
Разрабатываемое устройство предназначено для управления временными параметрами контролируемого процесса .
1.2 Основание для разработки
Основанием для разработки устройства является задание на дипломное проектирование.
1.3 Источники разработки
Устройство должно быть разработано на базе уже существующих схемных решений аналогичных устройств.
1.4 Технические требования
1.4.1 Состав изделия и принцип работы
Устройство собрано на микроконтроллере МС68НС711Е9 фирмы Motorola. Реализована возможность записи изменений временных значений в энергонезависимую память.
1.4.2 Устройство должно иметь следующие технические параметры:
Устройство разрабатывается на базе микроконтроллера МС68НС711Е9.
Конструктивно устройство выполняется в виде отдельного блока.
Мощность, потребляемая прибором от сети электропитания, не должна превышать 10 Вт.
Габаритные размеры не более не более 200х150х100.
1.4.3 Требования к надёжности
Средняя наработка на отказ должна быть не менее 10000 часов в нормальных условиях эксплуатации.
1.4.4 Конструкторско-технологические требования
Показатели технологичности конструкции изделия должны соответствовать ГОСТ 14.201-73.
1.4.5 Условия эксплуатации
1.4.6 Требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению
Маркировка разрабатываемого устройства должна соответствовать ГОСТ 21552-84. она должна содержать:
полное торговое наименование по ГОСТ 26794-85;
торговый знак и (или) наименование предприятия изготовителя;
отметку ОТК предприятия изготовителя;
порядковый номер изделия по системе нумерации предприятия изготовителя;
предупредительные знаки по ГОСТ 12.2.006;
обозначение стандарта на модуль;
дополнительные требования (определяет предприятие изготовитель);
1.5 Экономические показатели
1.6 Порядок испытаний
По ГОСТ 11478-88 аппаратуру в зависимости от условий эксплуатации подразделяют на 4 группы. Разрабатываемое устройство относится к группе 1 (условия эксплуатации - в производственных помещениях).
На аппаратуру этой группы действуют следующие дестабилизирующие факторы :
синусоидальные вибрации;
различные механические воздействия при транспортировке;
пониженная и повышенная температура среды;
повышенная влажность воздуха;
воздействие пыли.
Для того, чтобы выяснить, как поведет себя аппаратура при воздействии этих факторов, а также для проверки соответствия ее установленным в техническом задании требованиям, проводят испытания аппаратуры на воздействие внешних механических и климатических факторов.
2 ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ РАЗРАБОТОК ПО ТЕМЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
Целью патентных исследований является получение исходных данных для обеспечения высокого технического уровня и конкурентоспособности объектов техники, для использования современных объектов НТП и исключения неоправданного дублирования исследований и разработок.
Проведем краткое описание изобретений.
Цифровой контроллер DC ЗООО.
Универсальный цифровой контроллер DC ЗООО - микропроцессорный автоматический контроллер в соответствии со стандартом ¼ DІМ. Контроллер обеспечивает высокую степень функциональных возможностей в сочетании с простотой зксплуатации.
Стандартная точность контроллера - +/-0,2О% от диапазона. DС 3000 представляет собой идеальный контроллер для регулирования температуры и других переменных процесса в нагревательных и холодильных установках различного назначения, металлообработке, пищевой и фармацевтической промышленности, в испытательных установках и средствах заш,иты окружаюш,ей среды.
Специальные вакуумные флуоресцентные дисплеи с подсказками и сообщениями на английском языке обеспечивают удобство работы с контроллером. Запрограммированные последовательности вывода информации на дисплей обеспечивают быстрый и точный ввод настраиваемых параметров. Используя несложные комбинации клавиш, можно устанавливать конфигурацию входных величин и диапазона, задавать рабочие параметры в соответствии с требованиями управляемого процесса и при необходимости вносить в них изменения. Тактильная клавиатура обеспечивает обратную связь с оператором.