Разработка системы управления асинхронным двигателем с детальной разработкой программ при различных законах управления

выводов производят монтажным инструментом или приспособлениями таким

образом, чтобы исключались механические нагрузки на места крепления выводов

к корпусу.

При формовке выводов не допускается их механическое повреждение,

нарушение защитного покрытия, изгиб в местах спая и у изоляторов,

скручивание относительно оси корпусов, растрескивание стеклянных изоляторов

и пластмассовой герметизации корпусов.

Ручная формовка выводов и установка элементов на печатные платы

должны производиться таким образом, чтобы в процессе контроля

просматривалась маркировка номиналов на корпусах элементов. При

автоматизированной и полуавтоматической формовке выводов и установке

элементов допускается произвольное расположение маркировки.

Радиоэлементы и узлы аппаратуры с большим количеством выводов

закрепляются на плате в зависимости от их конструктивных особенностей и

механической прочности платы.

Тяжелые элементы (например, трансформаторы) или элементы,

подверженные механическим воздействиям (тумблеры, потенциометры,

подстроечные конденсаторы), устанавливаются прежде всего с помощью своих

держателей. Такие держатели обеспечивают механическое крепление

соответствующих элементов к плате и предотвращают обрыв и поломку выводов

под воздействием механических нагрузок.

В случае необходимости производят дополнительное крепление корпусов

элементов к плате с помощью привязки, приклейки, установки хомутов, скоб и

других держателей.

Установку элементов на печатные платы рекомендуется начинать с

меньших по размерам. Все элементы устанавливают таким образом, чтобы

луженая часть вывода выходила из монтажного отверстия.

При установке на плату элементов с диаметром выводов до 0,3 мм их

подгибают к контактной площадке под углом 45°. Длина подогнутого в сторону

вывода должна быть не менее 0,6 мм.

При установке элементов с диаметром выводов от 0,3 до 0,8 мм следует

подгибать их вдоль печатного проводника, если в конструкторской

документации нет других указаний.

Все элементы должны плотно прилегать своими корпусами к печатной

плате, чтобы вывод, подпаянный к печатному проводнику, при нажатии на

корпус элемента не отрывал его от платы. Этого достигают натяжением выводов

перед их загибкой.

Выводы элементов диаметром свыше 0,8 мм и обжатые ленточные выводы не

подгибают, также не подгибают выводы при установке многовыводных элементов

и узлов РЭА на платы с металлизированными отверстиями. Высота таких выводов

над поверхностью платы должна быть в пределах 0,5-2 мм. Откусывание

излишков выводов производят после их пайки. Пайка элементов на печатные

платы. Элементы крепят к печатной плате пайкой выводов в ее монтажные

отверстия электрическим паяльником мощностью 20-60 Вт, заточенным таким

образом, чтобы угол при вершине составлял 25-30°. Температура нагрева

стержня паяльника 280-300° С.

Пайку производят кратковременным прикосновением на 2-3 с стержня

паяльника с запасом припоя к контактной площадке и концу вывода. Паяльник

отнимают сразу после расплавления припоя и заполнения им отверстия и

зазоров между выводом элемента и контактной площадкой.

Для предотвращения перегрева радиоэлементов и отслаивания фольги от

поверхности платы следят за тем, чтобы время соприкосновения паяльника с

узлом, подвергаемым пайке, не превышало 3 с. С той же целью применяют

теплоотводы с медными губками, которые накладывают на проволочные выводы в

непосредственной близости от корпуса радиоэлемента.

После пайки излишек вывода элемента обрезается кусачками. При этом

срезанный торец вывода элемента должен быть виден. Длина обрезанного

участка вывода не должна превышать 0,6-2 мм. При обрезании излишков вывода

не допускается механическое нарушение паянного соединения.

Пайку выводов элементов разрешается выполнять с двух сторон печатной

платы при соблюдении ТУ на элементы. Для закрепления печатных плат и их

поворота в процессе монтажа применяют специальные приспособления.

Элементы диаметром выводов 0,8 мм и менее могут распаиваться на

контактные площадки внахлестку. При этом выводы резисторов, конденсаторов,

диодов и микросхем не должны выходить за пределы отведенных для них

контактных площадок. Если длина вывода от корпуса элемента до места пайки

внахлестку превышает 7 мм, необходимо закрепить его на промежуточной

колодке.

Соединение пайкой выводов элементов друг с другом следует производить

после предварительного их закрепления механическим способом. Для этого

делают полный оборот проволочного вывода элемента вокруг вывода,

расположенного в монтажном отверстии. После этого выводы обжимают и

пропаивают.

4.3 Технология изготовления платы

Плата модуля ввода аналоговых сигналов изготовлена из

стеклотекстолита на фенольной основе (ФС-2-35-1.5). Медная фольга,

используемая для плакирования диэлектрика, изготовлена (произведена)

гальваническим способом и имеет чистоту не менее 99.5%. Толщина фольги 35

мкм. Качество фольгированных диэлектриков устанавливается специальными

техническими условиями или государственными стандартами.

Для получения высокой механической прочности и повышенной

техностойкости в качестве наполнителя для диэлектрика применена стеклоткань

марки Э толщиной 0.1 мкм. Для максимального использования ее положительных

свойств (прочность, теплостойкость, диэлектрические показатели) в качестве

связующего применяют эпоксидную смолу ЭД-6, имеющую хорошую адгезию к

стекловолокну, обладающую достаточно высокой механической прочностью,

хорошими диэлектрическими характеристиками.

Для отвердевания смолы ЭД-6, применяется фенолформальдегидная смола.

Стеклоткань пропитывается спиртотолуольным раствором, состоящим из

эпоксидной и фенолформальдегидной смол в соотношении 70:30 из расчета сухой

основы.

Для склеивания фольги с основанием используется

фенолполивинилбутиральный клей марки БФ-4.

При изготовлении данной двусторонней печатной платы использовался

метод фотопечати с последующим травлением, т.е. фотохимический метод.

Отверстия же в плате металлизируются электрохимическим методом. Таким

образом, при изготовлении печатной платы использованы фотохимический и

электрохимический способы, поэтому такой метод называется комбинированным.

Использован позитивный вариант этого метода, заключающийся в том, что

экспонирование рисунка схемы производится с фотопозитива. После

экспонирования производится сверление и металлизация отверстий. Затем

рисунок схемы и металлический слой в отверстиях защищаются слоем

гальванического серебра, после чего производится травление незащищенной

меди.

Технологическая схема процесса изготовления печатной платы

комбинированным позитивным методом состоит из следующих операций:

обезжиривание поверхности заготовки платы;

нанесение светочувствительной эмульсии (фоторезиста);

экспонирование рисунка схемы (фотопечать);

проявление рисунка;

задубливание фоторезиста;

нанесение защитной пленки лака;

сверление отверстий в плате;

электрохимическая металлизация отверстий;

гальваническое наращивание защитного металла;

удаление защитного слоя фоторезиста;

травление рисунка схемы;

осветление защитного слоя металла.

Технологический процесс изготовления печатной платы комбинированным

методом в значительной мере оснащен специальным инструментом и необходимым

оборудованием. Ниже приведено более подробное описание некоторых основных

операций.

Подготовка поверхности заготовок механическим способом выполнена

вручную зачисткой венской известью в смеси с мармалитом. Процесс зачистки

производился с помощью хлопчатобумажного тампона.

Химический способ заключается в обезжиривании поверхности в растворе

тринатрийфосфата и кальцинированной соды.

Нанесение фоторезиста осуществляется методом окунания заготовки с

последующим центрифугированием на стандартной центрифуге типа ЦОМ.

Разработан метод медленного вытягивания заготовки из раствора

фоторезиста с последующей сушкой в сушильном шкафу.

Экспонирование рисунка схемы (фотопечать) производится групповым

методом в специальных вакуумных рамах с подвижным источником света в

установке типа "Сканер" германской фирмы “Видерхольд". В ней применяют

мощные лампы со специально подобранной длиной световой волны, к которой

наиболее чувствителен фоторезист.

Время экспонирования в такой установке составляет 4-5 минут за счет

подбора рациональных источников света и эффективного распределения

светового потока на площади экспонируемой платы.

Проявляется изображение рисунка схемы вручную с помощью

хлопчатобумажного тампона под струей теплой воды. Установкой для проявления

является лабораторный стол с рядом ванн и кюветов.

Фоторезистивный слой проявляется при температуре воды 40-45°С.

Контролируется проявление окрашиванием эмульсии в растворе метилфиолета.

Дубление проявленного слоя производится в растворе хромового ангидрида.

После того как проявлен рисунок на плате, последняя поступает на

операцию сверления, с предварительно нанесенной на нее защитной пленкой

лака для предохранения проводников печатной платы от химически активных

растворов при химической металлизации отверстий в плате.

Для сверления и зенкования отверстий применяется одношпиндельный

станок с программным управлением типа КП-7511.

После сверления выполняется операция металлизации отверстий. Качество

печатных плат во многом зависит от качества металлизации отверстий. Вначале

проводится сенсибилизация и активация поверхности отверстий, подлежащих

металлизации, а затем химическая металлизация.

Химическая металлизация проводится в специальных установках, где

предусмотрены следующие операции :

химическое обезжиривание заготовок с последующей промывкой и сушкой

воздухом;

сенсибилизация заготовок в растворе двухлористого олова с последующей

промывкой и сушкой теплым воздухом;

активизация заготовок в растворе хлористого палладия с последующей

промывкой в ванне и сушкой теплым воздухом.

После химической металлизации выполняется операция гальванической

металлизации. В качестве электролитического раствора используется

борфтористоводородный электролит.

Режим металлизации выбирается таким, чтобы обеспечить толщину слоя

осажденной меди в отверстиях 25-40 мк.

После операции гальванической металлизации (меднения), необходимо

весь рисунок схемы защитить от травления. Для этого используют покрытие

гальваническим сплавом ПОС-61.

После нанесения защитного слоя на печатную схему слой

светочувствительной эмульсии удаляется и плата поступает на операцию

травления рисунка схемы.

Для травления используется раствор хлорного железа с удельным весом

1.36-1.40 г/мл, температура травления 25-50°C, время травления 10-15 мин.

После тщательной промывки от остатков травящего раствора и сушки

выполняется операция осветления серебра (5-10 мин).

После промывки в горячей воде и сушки, платы проходят механическую

доработку, затем обработку по контуру и вскрытие отверстий не подлежащих

металлизации. Печатные проводники покрываются слоем консервирующего лака.

Для хранения и транспортировки платы упаковывают в полиэтиленовые и

полихлорвиниловые мешки, а затем картонные коробки или специальную тару.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В данном дипломном проекте рассматривается создание автоматической

системы управления асинхронным двигателем. Аппаратная часть большей частью

взята стандартной (ЭВМ типа IBM PC, контроллер) и лишь небольшая часть

(блок связи с ЭВМ и имитационный стенд объекта управления) была создана

заново. Программная часть была полностью вновь созданной.

Для данного вида работ технико-экономические расчеты будут содержать:

. расчет плановой себестоимости;

. определение договорной цены и плановой прибыли выполнения работ;

. оценку научной и научно-технической результативности выполненных работ.

5.1 Расчет плановой себестоимости

В составе комплекса средств автоматизации особое место занимает

программное обеспечение (ПО). Особая важность данного вида обеспечения

определяется тем, что именно в ПО закладываются и реализуются функции

систем управления. Эффективность каждого программного изделия определяется

его качеством и эффективностью процесса разработки. Качество программного

изделия определяется следующими составляющими:

. с точки зрения пользователя данного ПО;

. с позиций использования ресурсов и их оценки;

. выполнение требований на программное изделие.

Оценка качества программного изделия с точки зрения пользователя

определяется необходимым на стадии функционирования объемом оперативной

памяти ЭВМ, затратами машинного времени, пропускной способностью каналов

передачи данных. Оценка качества программного изделия на стадии его

создания включает определении трудоемкости создания ПО, времени разработки

и стоимости его создания.

Исходя из этого при создании ПО для разработки автоматизированных

систем различного назначения, технико-экономические расчеты должны

содержать:

. определение трудоемкости создания ПО;

. расчет затрат на создание программного изделия;

. оценку затрат машинного времени, необходимого для отладки и решения

поставленной задачи.

Нормирование труда в процессе создания программного обеспечения СУ

вызывает такие же трудности, что и нормирование любого творческого труда,

содержащего технические элементы. Творческие элементы труда программистов

практически не нормируются, они могут быть определены либо на основе

экспертных опытных программистов, либо жестко заданными сроками разработки,

в которые программист обязан найти решение. Технические элементы труда

программистов достаточно хорошо поддаются нормированию, но точность таких

норм имеет большой разброс в зависимости от целого ряда факторов. Более

обоснованным является метод оценки трудоемкости и сроков создания

программного изделия на основе системы моделей с различной точностью

оценки, за единицу нормирования в которых принято число исходных команд

(операторов) программного изделия.

Трудоемкость разработки ПО можно рассчитать по формуле:

[pic]

где to - затраты на подготовку и описание поставленной задачи, чел.-ч;

tи - затраты труда на исследование алгоритма решения задачи, чел.-ч;

ta - затраты труда на разработку блок-схемы алгоритма, чел.-ч;

tп - затраты труда на программирование по готовой блок-схеме, чел.-ч;

tотл - затраты труда на отладку программы на ЭВМ, чел.-ч;

tд - затраты труда на подготовку документации по задаче, чел.-ч.

Составляющие затрат труда определяются через условное число

операторов в разрабатываемом ПО, в число которых входят те операторы,

которые необходимо написать в процессе работы над программой с учетом

возможных уточнений в постановке задачи и в совершенствовании алгоритма.

Условное число операторов в программе:

[pic]

где q - предполагаемое число операторов (q=500);

c- коэффициент сложности программы, который определяет относительную

сложность программ задачи по отношению к типовой задаче, сложность которой

принята равной единице (c=1.4);

p - коэффициент коррекции программы, который определяет в ходе ее

разработки увеличение объема работ за счет внесения изменений в алгоритм

или программу. Величина p находится в пределах 0.05...0.1, что

соответствует внесению 3...5 коррекций, влекущих за собой переработку

5...10 % готовой программы (p=0.1).

Q=500*1.4*(1+0.1)=770

Затраты труда на подготовку и описание поставленной задачи: to = 10

чел.-ч

Затраты труда на изучение описания задачи определяются с учетом

уточнения описания и квалификации программиста по формуле:

[pic]

где B - коэффициент увеличения затрат труда вследствие недостаточности

описания задачи, чел.-ч (B=1.4);

K - коэффициент квалификации программиста, определяемый в зависимости

от стажа работы по данной специальности (K=1.0);

[pic]

Затраты труда на разработку алгоритма решения задачи:

[pic]

Затраты труда на составление программы по готовой блок-схеме:

[pic]

Затраты труда на отладку программы на ЭВМ:

[pic]

Затраты на подготовку документации по задаче:

[pic]

где tдр - трудоемкость подготовки материалов к рукописи;

tдо - трудоемкость редактирования, печати и оформления.

[pic]

[pic]

Полная средняя трудоемкость разработки программы:

[pic]

Трудоемкость разработки ПО:

[pic]

Затраты на создание программного изделия Kпо включают в себя затраты

на заработную плату исполнителей программы Ззп и стоимость машинного

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10