КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военно дело (14632) Висока технологиите (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къщи- (47672) журналистика и SMI- (912) Izobretatelstvo- (14524) на външните >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) История- (13644) Компютри- (11121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) култура (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23,702) Matematika- (16,968) инженерно (1700) медицина-(12,668) Management- (24,684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образование-(11,852) защита truda- (3308) Pedagogika- (5571) п Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) oligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97182) от промишлеността (8706) Psihologiya- (18,388) Religiya- (3217) с комуникацията (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) спортно-(42,831) Изграждане, (4793) Torgovlya- (5050) превозът (2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596 ) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Telephones- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно (12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Етап на проектиране вградени системи за управление на технологично оборудване




Лекция 11

Фиг. Етап 1 дизайн vstrvivaemoy система bvze MK

оператор Pulyt система, която предоставя на потребителя възможност за контрол на параметрите на процеса на контрол и да направи корекции на собствения си.

Развитието на вградените приложения на МК е колекция от няколко етапа (фиг.).

Анализ и моделиране на домейна

Анализ на TK и предметна област - необходим етап в развитието на всеки продукт. Той ще се проведе на първоначалния етап на проектиране в развитието на техническите предложения.

Целта на анализа е да се генерира предложения за развитието на структурата на системата. Решаването на тези проблеми се основава на рекламата провежда съвместно от анализа на система-структурен и синтеза. Тегло на синтез се определя от дълбочината на анализа, който зависи от степента на развитие на TK. Този етап позволява да се установи контрол обекта и характеристиките на системните изисквания за контрол и извършва по общо за всички сектори на инженерно проектиране на методи за анализ на системата и моделиране.

Вземем примера на моделиране.

системата за контрол на процеса трябва да се поддържа предварително определено ниво на температурата

За определяне на текущите стойности на температурата в системата има сензор. Структурата на система е показана на Фиг.

Модел на температурата Система за управление за контрол на

Описание на необходимите променливи:

Дефиниране на функции

хардуер и софтуер o6ecpecheniya.

Развитие на структурна схема

Процесът на разработване на структурна система на схема извършва чрез двойна компоненти. В началния етап на TK известни входове, изходи и контрол на входа на системата, така че системата да бъде проектирани може да се представи като съвкупност от по-прости подсистеми, свързани помежду си входове, изходи и контрол vozdeprimenyaemyh към определена подсистема, тъй като подсистеми, чиито изходи са изходите на цялата система и завършва с въвеждане на подсистеми. Процесът се повтаря, докато нивото на детайл представлява елементарен система, състояща се от известни елементи, за които по-нататъшно разлагане netselesoobraznoystviyami (фиг.).

На основното ниво за всеки тип елементи, използвани в следните процедури:

М се определя от множество известни видове на елемента;

компилирани йерархия от техническото задание изисквания елементи от този тип принципна критерий за развитие;

търсене и е свързана с една подгрупа на AFM;

б искане е свързано с подмножество А;

искане се свързва с част от С: В;



процесът се повтаря, за да отговори на всички изисквания.

Ако полученият сигнал надхвърля набор 1, някои от изискванията на TK може да бъде надхвърлена. Ако пресечната точка е празното множество, тогава няма да отговарят на всички изисквания на техническото задание на известни елементи, както и необходимостта от допълнително уточняване на тази подсистема.

методи на синтез са разделени на евристичен (творчески) и формално (математически). Обикновено, евристично служи цялостната структура на системата, и формалните методи, определени от специфичните технически решения. Съотношението на формалните и евристичен методи зависи от сложността на системата и клас (най-формализирано методи за синтезиране на линейна комбинация от цифрови и аналогови схеми, най-малко - методи за синтез на нелинейна и импулсивни устройства).

Избор на специфични технически решения математически представлява оптимизация проблем, за който разтворите познати методи могат да се използват операции теория (вариационен смятане, числени методи за търсене, линейни и нелинейни програмиране и т.н.).

трябва да се приеме, че използването на специални допълнителни широкомащабни интегрални схеми (LSIS) опростява дизайна и осигурява високо работата на системата като цяло, но е свързано с увеличаване на консумацията на цена, обем и мощност в разпределението на функциите между хардуер и софтуер. По-голям дял софтуер тегло намалява броя на компонентите на системата и цената на хардуера си, но това води до намаляване на производителността и увеличаване на разходите и времето на развитието и отстраняване на грешки на приложения. В същото време на жизнения цикъл на продукта, в който повечето от функциите, изпълнявани в областта на софтуера, увеличава много пъти се дължи на факта, че за периода на излизане от употреба на продуктите може да бъде значително отложена. Софтуер изпълнение на основните елементи на контролера позволява промяна на алгоритъма от препрограмиране, а възможността за промяна на съществуващата фиксиращи елементи алгоритъм в оборудването на контролера е практически отсъства

дизайн на хардуера

Процес proektrovaniya хардуер се състои от няколко етапа

Изборът на основата на елемента

Един от най-важните задачи на базата за избор на елемент се отнася до избора на микроконтролера директно. Вземането на решение за избор обикновено се извършва въз основа на методите на сложни параметри за сравнение на микроконтролер за събиране на основните технически и икономически характеристики.

Ето един такъв инструмент, който се основава на определянето на прогнозните мултипликативна функционален.

Да предположим, че на базата на планираното бъдещо използване са определени след микроконтролер система задължителни параметри: производителност (slnost- W, proizvoditelnosti- фактор за безопасност K, броят на входно-изходни линии - N, входни линии фактор за безопасност, на изхода L, на храната, че властта - F, тегло и размер pokazateli- S, стойност - с диапазон на работната температура от - Т и клиента изисквания - U.

М е необходимо, тъй като в търговската мрежа системи за микроконтролера да изберат оптималните от гледна точка на спазването на тези изисквания.

Решение на проблема е да се изчисли функционален.

Микроконтролерът е логично машина с висока степен на детерминизъм, следователно броя на изпълнения на система, включваща малки. Ето защо, типична структура на хардуер ядрото всеки MK-система (MC, ROM, RAM, интерфейс LSI, часовниковата верига и контрол система) се издава като единен борда структурно универсални програмируеми контролери, които са предназначени за интегриране в управляваща верига или процес обект. Някои модели на тези съвети е с така наречения монтаж поле на потребителя, в която тя е в състояние да проведе свои собствени специфични схеми като опто-разклонител, и така релето. Н. Освен това, източник на енергия може да бъде поставена на борда на МК-системи. Пример изпълнение SBC МК показано на фиг. ,

Фиг. , Външно борда на един контролер

Когато се използва в система за управление на мисията на едноплаткови контролер разработчиците е да се изработи специализирани интерфейсни схеми с обекта.

При избора на компоненти за взаимодействие устройства най-предпочитано е използването на интегрални схеми и дискретни компоненти работят помощни функции. Елементи на интегрираната стойност се сравнява с индекс качество Q, дефинирана като набор от нормализираните стойности на частични показатели претеглени коефициенти значение. Например, за диод на частни стойности на показателите включва предна и задна токове, обратно напрежение, тегло, използване температура. За интегрални схеми съгласно метода дефиниран серия.

концепции за развитие

Схема на хардуера на системата, разработена от блоковата схема на базата на ТК изисквания и изисквания разработчик на всеки функционален елемент. Тези изисквания се определят от регулаторни и технически документи, резултатите от опити и тестове, общи конструктивни норми и правила, за да се oipa- picheniya, пишете и унификацията на продуктите. Развитието на концепцията за функционалната елемент е да се осигури една верига, която отговаря на набор от технически и икономически изисквания за максимална простота и надеждност.

В развитието на МК-системи за хардуера обикновено се прилага елементи настройка, контрол, мониторинг и защита.

Чрез определянето елементи включват елементи, чиито параметри могат да бъдат изчислени в процеса на производство, за да се установи желаната стойност на един или повече параметри на устройството. елементи за регулиране се използват в случаите, когато толеранса на изходните параметри на функционални елементи на строгите изисквания, с допълнителни изисквания, намаляване на разходите на системата и да го опростят.

За да контролирате елементи включват елементи, чиито параметри могат да бъдат променени по време на операцията за установяване на необходимата промяна в един или повече опции за мобилни устройства, за изменение на системата на дестинация (мултифункционални системи) за ключове. Те включват устройство за регулиране, чаши, бутони, датчици и т.н. п

Елементите на веригите за управление трябва да бъдат предавани iiformatsii оператор на системата и те включват апаратура табла, панели и др nndikatory. Г.

За да се защити елементи включват елементи, предназначени за предотвратяване на повредата или унищожаването на системата, ако външните параметри се отклонява от допустимото, а при възникване на критична операция в системата, поради невъзможност на съставните му части. По време на производството, експлоатацията и ремонта на монитора на системата и определяне на режима на своите вериги. За тази цел, в диаграмата се определи набор от контролни точки за свързване на апаратура и оборудване за изпитване.

Оразмеряване елементи основна задача е да се определи концепция изчисляване на стойностите на електрически параметри на елементите, осигуряващи нейното ефективно оптимизация в бъдеще. Проблемът за изчисляване повярваха решен ако определени номинални стойности на пасивни елементи, настройки заместване активни елементи верига, видовете елементи, определени за стойностите на изходните параметри за гарантиране на работата на системата в произволни условия на неговото производство и експлоатация.

При проектирането на изчисление оборудване най-често се извършва в следния ред:

Приблизително изчисляване на изходните параметри на функционални елементи.

Изчисленията, което ви позволява да изберете вида на активните елементи (транзистори, диоди, интегрални схеми).

Изчисленията активни елементи работни режими.

Изчисляване на стойностите на пасивни елементи, предоставяща избраните режими на активните елементи.

Определяне на номиналните стойности на пасивни елементи и видовете параметри за подбор.

Изчисление на изходните параметри на системата и да се провери тяхното съответствие с техническото задание.

За всеки хардуер верига има определен набор от подгрупи на съставни стойности на параметри, които отговарят на изискванията за техническите изисквания, т.е.. А. Изменение на стойностите на параметрите може да се компенсира и има малко влияние върху изходните параметри.

Определяне на оптимален вариант се получава чрез промяна на параметрите: аналитично (формални методи за анализ) imitatsionno (чрез компютърни модели) или от пълната скала (в оформлението).

Изчисляване на оборудване е повтарящ се в природата. След извършване на брой изчислителни операции може да е необходимо да се повтаря режим предходната операция за увеличаване на целия апарат или части от тях. Например, изчислението може да покаже необходимостта от допълнителни отзиви, които ще са необходими нови изчисления.

Трябва да се отбележи, че изчислените стойности на елементите, необходими за подмяна номиналните стойности съответните стандартни скали, т. К. Вероятността за съвпадение на изчисляват и номиналните стойности е малък.

Избор на елементи въз основа на анализ на фона документация, елементите трябва да се съобразяват цел, условия на работа, и така нататък. Н. артикул се счита за избран правилно, ако оценени стойности на параметрите му са в рамките на допустимото отношенията с изчислени и бъдещите условия на работа елемент (стойности на температурата влажност, вибрации и т.н.) съответстват на фабричните технически условия (TU)

PCB дизайн и оформление

Най-високата цена на оборудването и относително ниската си надеждността направи такива съответните проектни решения, в които замяната на някои от продуктите ще са лесно постижими. В тази връзка, почти всички хардуерни решения за вградени системи работят на платки.

Печатната платка е плоча от електрически Part No. прилага като база за определяне и механично укрепване елементи, както и за тяхната електрическа връзка чрез печатни проводници. Най-често печатните платки са изработени от фибростъкло, които се поставят на повърхността на металното фолио. По време на обработката на борда на повърхността си и да се създаде монтажни отвори и фиксиране проводящ модел.

Използването на ПХБ в производството предвижда:

самоличността на параметрите на инсталацията;

елементи с висока плътност разположение;

способността да се автоматизира инсталация, монтаж и изпитване процеси -regulirovochnyh.

Има няколко техники за производство на печатни платки, които намаляват или да се използват само механично (като един вид електрическа fomehanicheskih - electrospark) техники за обработка, или механично и фотохимично kombinirovannyh-.

В механично производствен процес се осъществява в една машина и включва следните етапи:

Получаване на контролния файл за CNC машина (топология платка се превръща смилане и сондажни отбора);

автоматично пробиване на детайла;

фрезоване изолационен канали (за процеса на ускорение не се извършва отстраняването на всички не-печат област и контурно проводниците, изолиране слой от фолио);

метализиране на ВИАС (чрез вмъкване на нитове, свещи, инжектиране на електропроводима паста).

В химически процес на производство се осъществява в няколко машини и включва следната последователност от операции:

Производство на photomasks. Фигура тираж проводници чрез photoplotter прехвърлят върху прозрачно фолио - photomask.

Сондиране и монтаж на ВИАС с помощта на бормашина, CNC въз основа на информацията за описанието на дъската.

Експозицията. Празната борда е покрита с фоточувствителен материал - фоторезист (променя разтворимостта му в зависимост от дозата на радиация се абсорбира), а след това се покрива с photomask и го направи осветление мощен източник на ултравиолетова радиация. Светлината Изтощена След излагането на фоторезист се отстранява с разтворител. (Като опция може да се прилага отрицателно експозиция с последващо метализация на само проводящи части на дъската.)

Ецване. Бордът се поставя в разтвор на ецване, която се разтваря областта на метализация не е обхваната от фоточувствителен слой. След офорт се формира на печатната платка на борда работи рисуване.

Пране и почистване.

Натискането на многослойни платки, отрежете.

След производството на дъските, а в някои случаи (при използване на компоненти за повърхностен монтаж) възможни компоненти автоматични монтажни на борда с помощта на манипулатора робот (елементи фиксирани вискозен спояваща паста върху подложки за контакт на борда, след което на борда се подлагат на термична обработка под влияние на това, че елементите са запоени към подложки ).

Параметрите разработени хардуерна система за оптимизиране на неговия физически модел (оформление), номинално елементите на данните, които съответстват изчислява оформление задача се състои в това, че за да получи необходимите стойности на изходните параметри, за да се установи изискваните режими на работа, за да се проучи влиянието на външни фактори върху работата на апарата.

Експериментална грешки извършва чрез последователно избиране параметри за всяка от функционалните елементи. За да се намали времето за отстраняване на грешки е необходимо да се приложат начините за експериментален дизайн и оптимизация на използването на числени модели с използването на компютри.