Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
Диплом Проектирование блока системы автоматизации связи
Информация:
Тип работы: Диплом.
Предмет: Схемотехника.
Добавлен: 13.06.2012.
Год: 2011.
Страниц: 125.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
Содержание Введение Глава 1. Исходные данные и их анализ 1.1. Расширенное техническое задание 1.2. Испытания на воздействие внешних факторов 1.3. Анализ соответствия элементной базы заданным условиям эксплуатации 1.4. Патентный поиск и обоснование темы дипломного проекта Глава 2. Проектирование блока 2.1. Описание схемы электрической функциональной 2.2. описание схемы электрической принципиальной 2.3. Выбор элементной базы и проверка на соответствие условиям эксплуата-ции 2.4. Конструирование блока Глава 3. Проектирование функционального узла 3.1. Размещение навесных элементов 3.2. Расчет печатного монтажа Глава 4. Конструкторские расчеты 4.1. Расчет надежности устройства 4.2. Расчет теплового режима. 4.3. Расчет технологичности блока 4.4. Разработка системы автоматизации Глава 5. Технико-экономически расчет 5.1. Маркетинговые исследования 5.2. Расчет производительности изделия 5.3. Расчет капитальных вложений и единовременных затрат. 5.4. Расчет себестоимости и оптовой цены продукции 5.5. Расчет экономического эффекта Глава 6. Безопасность жизнедеятельности 6.1. Техника безопасности при проектировании РЭС 6.2. Охрана труда при производстве РЭС 6.3. Расчет защитного заземления электроустановок 6.4. Расчет освещения производственного помещения 6.5. Расчет кондиционирования производственного помещения. Заключение Список литературы
Введение
Научно-технический прогресс, определяющий мощный объем общест-венного производства в значительной степени обусловлен внедрением электроники во все отрасли современной промышленности. Прогресс в области вычислительной техники и радиоэлектроники связан с достоинствами достижений в микроэлектронике, т.е. в создании схем малой, средней, большой и сверхбольшой степени интеграции. Появление микропроцессорных БИС позволило из-за их относительной дешевизны, малых габаритов, массы, мощности потребления и свойства программируемости функций решить проблему разработки малого числа БИС для большого числа применений, внедрить вычислительную технику в те отрасли промышленности, в которых она ранее не применялась. Современной индустрией освоены и выпускаются множество типов микропроцессоров, благодаря которым обеспечиваются исключительные преимущества цифровых методов обработки информации. Достигнутый отечественной электронной промышленностью высокий уровень технологии элементной базы, средств вычислительной техники открывает широкие возможности по массовому созданию информационно-управля щих вычислительных систем с более современными техническими характери-стиками. В настоящее время все большее развитие получает применение микро-процессорной системы при управлении работой радиопередающего комплекса, т.к. современный радиопередающий комплекс представляет собой сложную систему, которая включает в себя устройства непосредственно выполняющие заданную функцию, а также устройства защиты и контроля которые обеспечивают бесперебойную работу системы. Управление такой системы представляет собой сложный процесс, выполнение которого вручную является трудновыполнимой задачей. Задачей этого дипломного проекта является разработка системы управления коротковолнового радиопередатчика на основе современной отечественной элементной базы. Из выше сказанного можно сделать вывод, что существует потребность в изготовлении подобных систем управления.
1. Исходные данные и их анализ
1.1 Расширенное техническое задание
1.1.1 Наименование изделия Блок автоматизированного управления связью.
1.1.2 Блок автоматизированного управления связью предназначен для осуществления автоматизации управления связью — для управления радиопередающим устройством, тремя радиоприемными устройствами, оконечной аппаратурой и обмена информацией с ними.
1.1.3 Блок автоматизированного управления связью относится к возимой РЭА. Габаритные размеры блока не должны превышать Габаритные размеры блока LxBxH 292х405х228,5 мм, масса не более 15,5 кг
1.1.4 Блок должен выдерживать испытание на прочность при транспортировании в упакованном виде: – длительность ударного импульса, мс ...от 5 до 10; – частота ударов в минуту ... ...от 40 до 80; – пиковое ударное ускорение, м/с2 (g) ...49,98,245 (5,10,25).
1.1.5 На передней панели блока должны находиться элементы ручного управления человеком-оператором и элементы индикации неисправностей. Задняя стенка блока должна быть свободной от каких-либо элементов управления. Расположение передней панели - вертикальное.
1.1.6 Обмен данными производится по интерфейсу ИРПС по симметричным однонаправленным линиям связи с использованием 20 мА токовой петли. Скорость передачи информации по стыкам ИРПС не менее —9600 бит/с, а по стыкам ТЧ и С1-И не менее 1200 и 2400 бит/с.
1.1.7 Выходная информация о работоспособности блоков передатчика контролируется по оптическим индикаторам.
1.1.8 Среднее время наработки на отказ должно быть не менее 4000 часов.
1.1.9 Среднее время восстановления не более 3 ч.
1.2 Испытания на воздействие внешних факторов
1.2.1 Испытание на прочность при воздействии синусоидальной вибрации одной частоты: – частота, Гц... ...20±1 – амплитуда виброускорения, м/с2(g)... 19,6±2 – время выдержки, ч, не ме-нее... ...0,5
1.2.2 Испытание на воздействие повышенной влажности: – относительная влажность... ...80% – температура,°C... ...25 – время выдержки, ч... ...48 Время выдержки в нормальных климатических условиях, ч, не менее.6
1.2.3 Испытание на воздействие пониженного атмосферного давления: – температура, °C... ...10 – атмосферное давление, Па (мм. рт. столба )...6,1•104(460) – время выдержки при пониженном давлении, ч...от 2 до 6 – время выдержки в нормальных климатических условиях, ч...от 2 до 6
1.2.4 Испытание на воздействие пониженной температуры среды: – предельная температура, °C... ...-40 – время выдержки при предельной температуре, ч...от 2 до 6 – рабочая температура, °C... ...5 – время выдержки при рабочей температуре, ч...от 2 до 6 – время выдержки в нормальных климатических условиях, ч. от 2 до 6
1.2.5 Испытание на воздействие повышенной температуры среды: – рабочая температура, °C... ...40 – время выдержки при рабочей температуре, ч...от 2 до 6 – предельная температура, °C... ...55 – время выдержки при предельной температуре, ч...от 2 до 6 – время выдержки в нормальных климатических условиях, ч...от 2 до 6
1.2.6. Испытание на прочность при транспортировании в упакованном виде: – длительность ударного импульса, мс...от 5 до 10 – частота ударов в минуту... ...от 40 до 80 – пиковое ударное ускорение, м/с2(g)...49,98,245(5, 0,25 – общее количество ударов, не ме-нее... ...60
1.3 Патентный поиск и обоснование темы дипломного проекта
В соответствие с темой дипломного проекта был проведен патентный поиск в области устройств автоматизированного управления и контроля связи в приемопередающих радиоустройствах. С этой целью изучена научно-техническая и патентная информация: -описание изобретений к авторским свидетельствам РФ. -официальные бюллетени Государственного комитета при Совмине РФ по делам изобретений и открытий. -реферативные сборники ЦНИИПИ “Изобретения за рубежом“ -книги, журналы, доклады, отчеты, руководства по эксплуатации и другие материалы. Результаты поиска сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Патентные документы Страна патен-това-ния Номер охранного документа Органи-зац я Изобретатель Дата приори-тета Название изобре-тения Россия 4842440/24 Ярос ав-ский Политех-нический институт Мясников В. К. Кулебякин А.А 15.06.93 Устрой- тво про-граммно-го управле-ния Россия 4939757/24 Опы но-экспере-менталь-н й за-вод граждан-ской авиации Куцетов А.А., Ревук А.Г., Ильницкий А. 07.06.93 Устрой-с во для контроля парамет-ров Россия 4909854/24 Хар ков-ский фи-лиал ВНИПКИ Хомяков С.Н., Леонов А.С. 06.11.92 Устрой- тво пе-редачи команд управле-ния свя-зью Россия 3465028/18-24 -- Шлыков Н.И. 10.15.94 Систем управле-ния пере-дающего комплек-са СССР 4914376/24 Инстит т ядерных Исследо-ваний АНУССР Воропаев С.Н., Пушкин А.В., Савинков Ю.Н. 05.03.86 Устрой ство кон-троля ка-чества связи
В рассмотренных патентах каждое из устройств представляет собой аналог узлов входящих в блок управления. Отдельно взятый патент не имеет необходимой функциональности, чтобы заменить или быть аналогом всего блока. Рассматривая их в совокупности, несколько недостатков, характерных и для многих других систем управления радиопередающих устройств. Эти недостатки обусловлены очень жесткими требованиями к современным средствам связи, а именно высокое быстродействие, повышенная надежность и помехоустойчивость, очень высокие точностные характеристики. В рассмотренных изделиях-аналогах для повышения точности измерения применяются такие решения, как устройства коррекции характеристик, автокалибровка и другие, однако они существенно снижают быстродействие и усложняют структуру схемы. Кроме того, измерения проводятся в основном на пониженной частоте, что приводит к усложнению аппаратуры с введением таких узлов, как смесители, синтезаторы, формирователи сме-шанной частоты. Эти недостатки приводят к необходимости разработки устройств с применением новых схемных решений, удовлетворяющих современным требованиям. Вывод: при анализе научно-технической информации по данной теме были изучены существующие способы построения систем управления и контроля связи в приемопередающих комплексах. Патентный поиск дал полное представление о состоянии исследуемого вопроса. В результате проведенного патентного поиска установлена степень новизны разрабатываемой системы управления.
2. Проектирование блока
2.1 Описание схемы электрической структурной
В блок автоматизированного управления связью входят следующие со-ставные части: — стабилизатор напряжения; — стабилизатор; — микроконтроллер управления; — устройство передачи и приема команд управления; — модем: — преобразователь; — формирователь частоты — плата расширения интерфейса микропроцессора; — коммутатор направлений; — коммутатор приемных цепей. Блок автоматизированного управления связью обеспечивает: — обмен информацией по стыку интерфейса радиального последова-тельного (ИРПС); — обмен информацией с оконечной аппаратурой (ОА), с возможностью дистанционного управления ОА; — прием информации с трех радиоприемных устройств, управление ими по ИРПС; — выдача информации в радиопередающее устройство (РПДУ) с дис-танционным управлением им по системе телеуправления – телесигнализации (ТУ-ТС); — взаимодействие с блоком часов электронных БЧЭ-2; — контроль исправности и индикация состояния технических средств. Стабилизатор напряжений предназначен для получения стабилизированных напряжений для питания ячеек блока автоматизированного управления связью. Входное напряжение — ( ) В. Он выполнен на основе стабилизирующих унифицированных вторичных источников питания типа МП ЖБКП.436434.002 ТУ с защитой от перегрузок и короткого замыкания. Источники питания размещены на радиаторе. Электрические соединения ячейки с блоком осуществляется с помощью соединителя типа ГРПМШ-1. Стабилизатор, предназначен для получения двух стабилизированных источников 20В. Он состоит из двух функциональных узлов: задающего генератора и двух стабилизаторов тока. Микроконтроллер управления предназначен для программной обработки информации с возможностью обмена данными по стыкам ИРПС и в параллельном коде. Устройство передачи и приема команд управления (УППКУ) обеспечивает: - обмен с БАУС содержанием передаваемых и принимаемых команд управления корреспондентом; - формирование, передачу, прием, декодирование команд управления (КУ) корреспондентом. Модем осуществляет модулирование и демодулирование сигналов. Преобразователь предназначен для преобразования аналоговых сигналов выходов автоматического радиоуправления радиопередающего устройства (АРУ РПУ) в цифровую форму, формирования сигналов управления, приема и коррекции кода времени с последующей передачей в шину данных. Формирователь частоты предназначен для формирования сигнала частотой 576 кГц с фазой, совпадающей с фазой принимаемой информации, демодуляции сигналов РПУ, запоминания сигналов прерывания от ячеек УППКУ и коммутации информационных сигналов. Плата расширения интерфейса микропроцессора предназначена для расширения интерфейса ячейки процессора. Коммутатор направлений предназначен для коммутации девяти сигналов на восемь направлений. Коммутатор приемных цепей предназначен для коммутации информационных цепей, приема и формирования сигналов управления в блоке БАУС. Плата индикации предназначена для отображения буквенно-цифровой информации.
2.2 Разработка схемы электрической принципиальной
Схема электрическая принципиальная ТГТУ.468323.043 Э3 и перечень элементов ТГТУ.468323.043 ПЭ3 приведены в пояснительной записке к ди-пломному проекту ТГТУ.468323.043 ПЗ. Напряжение питания постоянного тока через соединитель Х18 и фильтр, выполненный на элементах С1 - С8, L1, L2, Z1 - Z8, поступает на тумблер включения питания S1. Далее напряжение через вставки плавкие F1 и F2 поступает для питания цепей КРУ ОА и на стабилизатор напряжения для формирования вторичного питания блока. Индикация напряжений осуществляется светодиодами Н9 - Н14. По включению питания или нажатию кнопки S2 микроконтроллер управления проводит проверку работоспособности блока, индицирующуюся светодиодом Н18. Плата расширения интерфейса микропроцессора производит дешифрацию сигналов управления для остальных ячеек блока. Коммутация информационных цепей для проверки осуществляется коммутатором приемных цепей. При положительных результатах проверки загорается светодиод Н17, в противном случае - Н19. По нажатию кнопки S3 производится контроль технических средств, результаты которого индицируются микроконтроллером управления на светодиодном табло ячейки платы индикации. Кнопки S4 и S5 служат для управления индикацией светодиодного табло и выбора режимов работы блока. Взаимодействие с ОА обеспечивает микроконтроллер управления через модем, коммутаторы формирователя частоты и коммутатора направлений и соединитель Х5. Индикация состояния цепей КРУ ОА осуществляется светодиодами Н4 - Н8 с помощью коммутатора приемных цепей. Взаимодействие с РПДУ по системе ТУ-ТС через соединитель Х7 и коммутатор приемных цепей и модем обеспечивает микроконтроллер управления. Индикация сеансов ТУ-ТС и ДУ ОА осуществляется светодиодами Н20 - Н23. Прием и передачу команд управления обеспечивают устройства приема и передачи команд управления, дистанционное управление РПУ – плата расширения интерфейса микропроцессора и микроконтроллер управления, взаимодействие с блоком часов электронных – преобразователь.
2.3 Выбор элементной базы и проверка на соответствие условиям эксплуатации
Элементная база не должна эксплуатироваться в режимах и условиях, более тяжелых по сравнению с оговоренными в технической документации на эти элементы. Условия эксплуатации радиоэлементов приведены в табли-це1.
Таблица 2.1 – Характеристики радиоэлементов
Конструкционные параметры Параметры внешних воздествий Кол., Вибрация Наимено-вание шт. Мас-са, г Уста-но-воч-ная пло-щадь
Ин-тенси-вность от-казов, 1/ч Диа-па-зон тем- пера-тур, °C Час-то-та, Гц Пе-рег-руз-ка, g Удар-ные пе-рег-руз-ки, g Ли-ней-ные ус-ко-ре- ния, g 564ТМ2 1 1 65 1,8•10 7 -60...+125 1-5000 40 1 00 50 ...
Заключение
В результате проведенной работы была разработана документация для блока автоматизированного управления связью. Были произведены расчеты надежности, теплового режима, комплексного показателя технологичности и экономической эффективности блока. Произведен патентный поиск аналогичных блоков и составных частей блока автоматизированного управления связью. В результате при анализе научно-технической информации по данной теме были изучены существующие способы построения систем управления и контроля связи в приемопередающих комплексах. В результате проведенного патентного поиска установлена степень новизны разрабатываемой системы управления. Был проведен расчет теплового режима блока. Проведенный расчет показал, что для охлаждения проектируемого изделия рациональной является система, основанная на естественном воздушном охлаждении. В результате проведения расчета надежности было получено превышение надежности на 10,8% относительно, допустимого значения. По результатам расчета надежности можно сделать вывод, что блок автоматизированного управленья связью по наработке на отказ может эксплуатироваться, но, учитывая не значительное превышение средней наработки над допустимой наработкой, во время эксплуатации следует не пренебрегать техническим осмотром блока. Был произведен расчет технологичности блока и получен коэффициент технологичности равный 0,781. Результатом проведения оценки технологичности стал разработанный, на основе типового, технологический процесс сборки блока. Он представлен в приложении Б. Расчет экономической эффективности рассматриваемого блока показал, что для получения большей прибыли от блока автоматизированного управления связью необходимо увеличивать объем производства. Но несмотря на то, что базовый вариант является эффективным, в проектируемом варианте блока идет снижение себестоимости за счет изменения конструкции блока и применения для нее более современной технологии получения деталей и, соответственно, более современных материалов, что в конечном итоге позволило получить экономический эффект от производства проектируемого изделия. Данное изделие было разработано, на основе изделия производимого в ТНИИР ЭФИР, и там же в дальнейшем может быть внедрено в производство.
Список использованных источников
1. Базовый принцип конструирования РЭА. / под. ред. Е.М.Парфенова, – М .: Радио и связь , 2001 г . 2. Гелль П.П. и др. Конструирование и микроминиатюризация РЭА. – Л.: Энергоатомиздат , 2002 , – 566 с . 3. Ненашев А.П., Коледов Л.А. Основы конструирования микроэлектронной аппаратуры. – М .: Радио и связь , 2001 , – 304 с . 4. Несущие конструкции РЭА / под ред. Овсищера П.Н., – М.: Радио и связь, 1998 , – 240 с. 5. Парфенов Е.М. Проектирование конструкций РЭА. – М.: Радио и связь, 1999, – 280 с. 6. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА. Спра-вочник / под ред. Э.Т.Романычевой , – М.: Радио и связь , 2003 , – 448 с. 7. Справочник конструктора РЭА: общие принципы конструирования / под ред. Варламова Р.Г. – М.: Сов. радио , 2000 , –480 с. 8. Муромцев Ю.Л., Грошев В.Н., Чернышева Т.И. Надежность радиоэлектронных и микропроцессорных систем: Учебное пособие / МИХМ, – М .: 1999 , – 104 с. 9. Общие правила выполнения чертежей ЕСКД. – М.: Изд–во стандартов , 2004, – 240 с. 10. ЕСКД. Справочное пособие. – М .: Издательство стандартов , 2006 , – 280 с . 11. Висмаминов В.Н. и др. Микросхемы и их применение: Справочник. – М.: Радио и связь, 1999 , – 265 с. 12. Дульнев Г.М. , Синяшкин Ю.Е. , Теплообмен в РЭА. – М.: Энергия, 1998 , – 359 с. 13. Карпушин В.Б. Вибрация и удары в РЭА. – М .: Сов. радио , 2001 , – 344 с. 14. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств. – М.: Высшая школа , 1999 , – 431 с. 15. Павловский В.В. и др. Проектирование технологического процесса изготовления РЭА. – М.: Радио и связь , 2002 , – 280 с. 17. Бер А.Ю. и Минскер Ф.Е. Сборка полупроводниковых приборов и инте-гральных микросхем: Учебник для сред. проф.-техн. Училищ.— 2-е изд., перераб. И доп.—М.: Высш. школа, 2001.– 284 с
