Блок питания измерительного устройства

Рисунок 17 – Автомат трафаретной печати HORIZON2.10 Выбор вспомогательных материаловВыбор технологического оборудования для участка поверхностного монтажа печатных узлов является одним из ключевых этапов при проектировании опытного производства. От выбора данного оборудования и его возможностей в наибольшей степени зависит дальнейшее функционирования будущего производства, его рентабельность, возможность выполнять широкий спектр НИР и т.д. При выборе оборудования общими основополагающими ключевыми факторами являются:Технологические особенности опытного производства.Трудоёмкость изготовления планируемых ПУ с учётом возможности работы в условиях постоянного развития и миниатюризации элементной базы.Широта номенклатуры устанавливаемых КМП (как по количеству с которым оборудование может работать одновременно, так и по геометрическим размерам корпуса).Технологичность, многофункциональность, точность оборудования. Учитывая специфику опытного производства данные критерии являются наиболее важными, по сравнению с производительностью. В условиях опытного производства производительность – это вторичный фактор, не являющийся основополагающим как для крупносерийного производства т.е в соотношении производительность - технологичность, точность, многофункциональность необходимо выбрать второе.Необходимость высококвалифицированного персонала для работы с технологическим оборудованием (программирование станков, настройка, налаживание и т.д.).Высокая надёжность оборудования.Наличие сервисной службы в России.Итоговая стоимость оборудования.Рассмотрим выбор технологического оборудования для каждого этапа поверхностного монтажа и испытания ПУ подробнее.Установка КМП. Установка КМП является основной технологической операцией в технологическом процессе производства ПУ. Для нужд опытного производства установщик КПМ должен обеспечивать следующие технические характеристики:Точностью установки не менее 50 микрон, позволяющей устанавливать пассивные компоненты типоразмера 0201, микросхемы с шагом выводов менее 0.5 мм, а так же микросхемы в корпусах BGA и ему подобных;Количество мест под питатели для установки компонентов в стандартных лентах – не менее 80 штук;Возможность установки не менее 10 различных типоразмеров КМП;Возможность установки микросхем с матричного поддона, а так же пеналов;Производительность не менее 3500 компонентов в час;Возможность установки дозатора паяльной пасты либо дозатора клея;Возможность ручного управления процессом установки КМП;Возможность работы в автоматическом режиме без реперных знаков на ПП.Оборудование для ручной установки КМП должно обладать схожими точностными характеристиками с установщиком КМП, за исключением производительности т.к. данное понятие напрямую не применимо к ручным манипуляторам (зависит от навыков оператора). При этом особое внимание необходимо уделить возможности надёжной фиксации органов управления и подвижных частей манипулятора в заданном положении.Автомат установки SMD: pick&place.Рисунок 18 – Автомат установки SMD: pick&placeПайка КМП и ТНТ. Конвекционная пайка оплавлением является одним из самых широко распространённый методов пайки ПУ в производстве т.к. обладает рядом преимуществ: высокой гибкостью управления технологическим процессом пайки, широкими возможностями задания термопрофиля оплавления, возможностью паять ПУ как свинцовосодержащими припоями так и бессвинцовыми, возможностью дополнительно создавать инертную среду для пайки отдельных ПУ и т.д. Оборудование же для ручной пайки КМП и ТНТ-компонентов (паяльные станции) должно прежде всего обладать возможностью установки и точного температуры жала в широких пределах, а так же иметь достаточный набор жал различной формы. В качестве дополнительной возможности необходимо рассматривать возможность комплектования паяльных станций так называемым термофеном, являющимся функциональным дополнением (либо отдельной паяльной станцией – термовоздушной), облегчающим в некоторых случаях пайку и замену КМП. Номаинальная мощность паяльной станции должна быть не менее 100 Вт, предельная температура жала (потока воздуха) не менее 280 градусов. Выбор припоя и флюса, применяемых для пайки. Выбор жидкости для чистки ППНаиболее распространенными методами изготовления печатных плат в настоящее время являются химический, электрохимический и комбинированный. 3. Мероприятия по технике безопасности, противопожарной безопасности и охране труда3.1 Разработка вопросов безопасности выполнения операций и экологической безопасностиОпределяющим моментом развития данного блока питания являются требования безопасности, определенные стандартами [32]. Требования безопасности к оборудованию, определяются образованием ряда опасных и вредных производственных факторов, изложенных в соответствующих стандартах [33].В процессе разработки системы мониторинга уровня нефти планируется рассмотреть следующие вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны труда:1) Требования к организации задач с ПК;2) требование к электромагнитному излучению;3) Электробезопасность;4) Защита от статического электрической энергии производства;5) Меры пожарной безопасности.3.1.1 Требования к шуму, вибрации и светаДопустимые уровни шума на рабочих местах и ​​методы определения уровня шума устанавливаются ГОСТ 12.1.003-83. Уровень звукового давления не должен превышать допустимый уровень.Эквивалентный уровень звука в помещениях ЦК, где работают компьютерные операторы, не должен превышать 60 дБ.Не упускайте из виду такой фактор, как недостаточныйосвещения рабочего места. Отсутствие должного освещения относится к вредных производственных факторов физической группы, поскольку это негативно влияет на здоровье человека и приводит к низкой работоспособности. Здоровье каждого человека во многом зависит от качества информации, которую получает каждый человек через зрительный канал. Неудовлетворительная количество и качество не только утомляет зрение, но и вызывает общую усталость организма в целом.3.1.2 Безопасность во время установки оборудованияРазрешено работать не менее 18 лет, прошедшие медицинское обследование. Проходы между подразделениями должны быть не менее 0,8 м в ширину. На рабочих смотровых площадках, лестницах и лестничных площадках должны быть ограждения.Оборудование для непрерывных производственных линий должно иметь электрическую блокировку в случае аварийной остановки. Меры безопасности при ремонте и очистке оборудования.Перечень работ в условиях повышенной опасности, на которые выдается снаряжение - разрешения должен быть утвержден главным инженером предприятия.Подготовка оборудования к ремонту и уборка производится персоналом изменений под наблюдением бригадира.Персонал по ремонту должен быть инструктированный по содержанию работы, мер безопасности, оказания первой помощи пострадавшим. Работники, не прошедшие инструктаж, не допускаются к работе.Самым эффективным средством улучшения микроклимата является автоматизация и механизация всех процессов, связанных с нагревом поверхностей.Весь персонал, работающий в электроустановках, должен иметь команду по безопасности. В электроустановках до 1000В групп с I-IV. В электроустановках выше 1000 В групп III-V.3.1.3 Обеспечение электробезопасностиЛюбой вид механических повреждений, влияющих на срок эксплуатации изоляции, также, например, из-за недостаточного радиус изгиба проводов, чрезмерную силу растяжения при прокладке и монтаже проводов, вибрацию и тому подобное. Климатические условия оказывают существенное влияние на состояние изоляции: температура, влажность, давление воздуха. В промышленных условиях воздух содержит различные примеси газы, пары, пыль и т.п., которые негативно влияют на изоляционные материалы электроустановок. Пары химически активных веществ разрушительно влияют на изоляцию, снижают ее электрическое сопротивление. Непроводящий пыль сам по себе не ухудшает качество изоляции, однако, как правило, имеет высокую гигроскопичность, при нанесении на поверхность изоляции он создает дополнительную электропроводность, а в некоторых случаях может вызвать разрушение изоляции. Ведущий пыль создает еще более неблагоприятные условия для работы изоляции, поскольку это может привести к перекрытию изоляции электрической дугой, короткого замыкания проводников или короткого замыкания в корпус.В производственном помещение имеется электроустановка трехфазного тока в сети с заземленной нейтралью. Междуфазное напряжение составляет 380В. Следуя рекомендациям ПУЭ[34], выбираем в качестве защитной меры зануление. Определяющим моментом для разработки данной блока питания являются требования безопасности, определяемые стандартами. Требования безопасности к оборудованию, определяемые образованием ряда опасных и вредных производственных факторов, изложены в соответствующих стандартах.В процессе разработки источника вторичного питания предполагается рассмотрение следующих вопросов касательно безопасности жизнедеятельности и вопросов охраны труда [32]:Требования к организации рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ;Требование к электромагнитному излучению;Электробезопасность;Защита от производственного статического электричества;Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.3.1.4 Техника безопасности при выполнении наладочных работРабота в действующих установках, находящихся под давлением и в зоне высоких температур. Наладочному персоналу запрещается производить отключение и включение приборов и регуляторов без письменного разрешения ответственного лица.Открывать и закрывать запорную арматуру, кроме винтелей, находящихся у приборов или датчиков. Производить работы в области высоких температур и давлений без ограждений, экранов. Устранять мелкие дефекты приборов и регуляторов без их отключения. Снимать характеристики регулирующих органов без соответствующего разрешения и оформления в оперативном журнале. Снимать датчики, встроенные в технологическое оборудование. 3.1.5 Требования к помещениям для эксплуатации системы мониторинга и ПЭВМНормы и правила при проектировании освещения устанавливает СП 52.13330.2011[33] «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования». Из того документа следует, что работа за ЭВМ относится к третьему разряду по точности работ или к работам высокой точности. Нормируемый коэффициент естественного освещения для производственного помещения со зрительно–напряженными работами третьего разряда точности должен составлять два процента при боковом освещении. Освещенность рабочей поверхности при комбинированном (общем и местном) освещении должна быть от (300-500) люкс.3.2 Требования к устройства ограждения электроустановокДля исключения возможности поражения человека электрическим током проводят следующие меры:– токонесущие части, находящиеся под сетевым напряжением, изолируют. Все соединительные провода должны иметь надежную изоляцию без трещин и перегибов;– токоведущие провода стараются помещать в специальные желоба, исключая доступ к ним неспециалистов;– все питающие цепи подводятся обязательно через предохранители, разрывающие цепь в случае превышения некоторого порога тока;– обязательно наличие заземления, корпуса всех приборов должны быть заземлены, сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать четырех Ом. Заземляющие проводники должны быть видимыми, а места их соединений скреплены резьбовыми соединениями.В соответствии с ПУЭ[34] величина сопротивления изоляции для электродвигателей переменного тока, машин постоянного тока, измерительных трансформаторов и других электроустановок не нормируется, так как сопротивление изоляции электрооборудования в значительной степени зависит от ее запыленности, увлажненности и температуры. Критерием для суждения о том, допустима ли эксплуатация изоляции в данном состоянии, служит сравнение текущего значения сопротивления изоляции с его первоначальным значением, измеренным перед вводом оборудования в эксплуатацию. Сопротивление считается недостаточным, если после очистки и просушки оборудования оно ниже первоначального на 30 и более процентов, или ниже 0,5 МОм. В соответствии с ПУЭ сопротивление изоляции силовой и осветительной сети напряжением до 1000В, катушек контакторов, магнитных пускателей и других аппаратов должно быть не менее 0,5 МОм. [35]Контроль качества изоляции осуществляется периодически с помощью мегомметра или постоянно методом трех вольтметров или с помощью устройств автоматического контроля. В производственном помещениие имеется электроустановка трехфазного тока в сети с заземленной нейтралью. Междуфазное напряжение составляет 380В. Следуя рекомендациям ПУЭ, выбираем в качестве защитной меры зануление.[34]3.3 Заземление токоведущих частейЗащитное заземление. Для обеспечения безопасного напряжения на частях оборудования нормально не находящейся под напряжением, но могут оказаться под напряжением, предусмотрено внешний контур заземления.Проверяются цепи между заземлителями и заземляющими элементами с контуром заземления.Защитное отключение. В тех случаях, когда устройство защитного заземления не может обеспечить безопасной эксплуатации электрической установки или по экономическим соображениям его не выгодно устанавливать, то целесообразно в дополнение к защитному заземлению применить защитное отключение.[36]Защитное отключение - система защиты, обеспечивает безопасность путем автоматического отключения электроустановки при возникновении аварийной ситуации (повреждении), что вызывает опасность поражения людей электрическим током. Опасность поражения возникает при следующих повреждениях электроустановки: замыкание на землю, снижение сопротивления изоляции, неисправность заземления.Защитное отключение имеет ряд преимуществ перед заземлением: быстродействие, независимость от величины тока срабатывания автоматов и предохранителей.Контроль и профилактика изоляции. Контроль изоляции - измерение его активного или омическое сопротивление с целью выявления дефектов и предупреждения замыканий на землю и корртких замыканий.Электрические средства защиты и приспособления АЭС. Существует также ряд технических мероприятий:1) Меры, препятствующие ошибочной подачи напряжения;2) Вывешивание плакатов и предупреждающих знаков;3) Установление временных ограждений;4) Наложение переносных заземлений на токопроводящие шины ремонтируемого со стороны возможных источников появления напряжения и др.Предупреждающие знаки, плакаты должны быть изготовлены из материала, не проводящего электрический ток.Защитные и заземляющие проводники и проводники уравнивания потенциалов медные. Сечение проводников соответствует требованиям гл. 1.3.ПУЭ изд.3. Все электрические щиты, и его конструкции, кабельные лотки и другие токопроводящие части связать с общим контуром заземления. В целях электробезопасности предусмотрены основная и дополнительная система уравнивания потенциалов. В электрощитовых устанавливается главные заземляющие шины (ГЗШ), соединенные с наружным контуром заземления двумя проводниками. ГЗШ присоединяются нулевые рабочие и защитные шины ВРУ.Начиная от ВРУ все электрические цепи запроектированы 5- проводными (380 В) и 3- проводными (220 В). Предусмотрена возможность распознавания проводников электрических цепей по всей длине по цвету. Кабели и провода приняты с цветной изоляцией жил: фазные проводники ( L1, L2,L3) – черный, серый, коричневый цвет изоляции; нулевой рабочий проводник (N)- голубой цвет изоляции; нулевой защитный проводник (РЕ) – зелено-желтый цвет изоляции.[36]Для повышения электробезопасности в цепях питающих штепсельные розетки для переносных электроприемников и электропотребителей в помещениях с повышенной опасностью поражена электрическим током установлены устройства реагирующие на токи утечки не более 30мА (УЗО).Все сети и электрооборудование проверены по условиям действия токов короткого замыкания соответствии с гл.14 и 17 ПУЭ.[34] 3.4 Первая помощь при электротравмеПоражение электротоком может наступить в результате воздействия тока на организм (соприкосновение с проводником, находящимся аод напряжением, обрыве нулевого или заземляющего проводников и т.д.). Электрический ток может вызвать как местное повреждение тканей, так и тяжелые нарушения жизненных функций. Это определяет необходимость первой медицинской помощи вплоть до сердечно-легочной реанимации. Признаки:В местах входа и выхода тока наблюдаются ожоги: от округлых темных пятен (метки тока) до обугливания. Особенно опасно прохождение тока через сердце, головной мозг, так как это может вызвать остановку дыхания и сердечной деятельности. Кроме того, иногда встречается характерная для действия электротока металлизация кожи, в тяжёлых случаях - разрывы внутренних органов, сосудов, нервов, переломы и ампутации конечностей. Первая помощь:Прекратить действие электрического тока на пострадавшего (строго соблюдая технику безопасности): выключить или изолировать источник электроэнергии; удалить свободнолежащий провод сухим токонепроводящим предметом; подложить под провод резиновый коврик; перерубить провод предметом с изолированной рукояткой.Наложить повязку на электроожоговую рану.При необходимости провести сердечно-лёгочную реанимацию.Также еще немаловажный факт, относительно факторов пожара. Здание с массовым пребыванием людей, например, торговый комплекс со складскими помещениями, как правило, заполняет дым во время пожара от полимерных отделочных материалов. В настоящее время их доступность по ценовому диапазону и простота в использовании полимеров позволяет использовать их в отделке помещений в количестве 50% от всех материалов. При этом на второй минуте загорания воздушная среда является непригодной для дыхания, а регламенты успешной эвакуации варьируются в пределах 1015 минут. Далее следует рассмотреть влияние опасных факторов не только в горящих помещениях, но и в смежных с ними, поскольку возникшее ЗаключениеВ данной выпускной работе был разработан блок питания измерительного устройства. Отличительными чертами, разработанного устройства являются: возможность и настройки, универсальность и хорошая масштабируемость, низкая, в сравнение с другими системами стоимость, применение различных типов датчиков, что делает данную систему очень универсальной. В работе проанализировано техническое задание на изделие была изучена техническая литература по САПР P-CAD и проектированию печатных плат, нормативные документы по данной теме, рассмотрено устройство и его применение, произведена характеристика электрической принципиальной схемы, выбран тип конструкции блока, компоновочной структуры ячеек и конструкции ПП, определен класс точности, метод и материалы изготовления. В расчетной части были выбраны габариты, определено число слоев и толщина печатной платы и произведен расчет элементов проводящего рисунка. В графической части были выполнены чертежи электрической принципиальной схемы, компоновки библиотечных компонентов и трассировки. Цель данного проекта достигнута.Разработанное устройство полностью удовлетворяет всем требованиям технического задания. В заключительной части проекта описываются возможное влияние используемого оборудования, энергии, и условий работы на человека и окружающую среду; техника безопасности при работе с оборудованием.В качестве производственного помещения рассматривается аудитория, в которой установлен персональный компьютер.Список использованных источниковСправочник разработчика и конструктора РЭА. Элементная база/Масленников М.Ю., Соболев Е.А., Соколов Г.В., и др. - М.: Додека, 1993Сидоров И.Н. Малогабаритные трансформаторы и дроссели. Справочник.- М.: Радио и связь, 1985.- 276 с.Сидоров И.Н., Скорняков С.В. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры: Справочник.- М.: Радио и связь, 1994.- 320 с.Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник/К.М. Брежнева, Е.И. Гантман, Т.И. Давыдова и др.; Под ред. Б.Л. Перельмана. - М.: Радио и связь, 1981.- 656 с.Проектирование печатных плат в системе P-CAD 2001. Учебное пособие для практических занятий. Автор: А. В. Лопаткин Нижний Новгород, НГТУ, 2002 год В. Б. Стешенко. P-CAD. Технология проектирования печатных плат СПб.: БХВ-Петербург, 2003 720 c. ил.Булычев А.Л. и др. Аналоговые интегральные схемы: Справочник/А.Л. Булычев, В.И. Галкин, В.А. Прохоренко.- 2-е изд. Минск: Беларусь, 1993.- 382 с.Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/Э.Т. Романычева, А.К. Иванова, А.С. Куликов и др.; Под ред. Э.Т. Романычевой. - М.: Радио и связь, 1989. - 448 с.В. В. Колуков - «Основы методологии проектирования и конструирования РЭС»: учебное пособие для ВУЗов – М., 2000 г. – 191 с.В. В. Колуков - Лекции по дисциплине «Инженерное проектирование» – 2009 гТрамперт В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR–микроконтроллеров.: Пер. с нем.– Киев.: «МК-Пресс», 2006. – 208с.; ил.Кравченко А.В. 10 устройств на AVR микроконтроллерах Книга 1 – М.: Издательский дом «Додэка-XXI», Киев «МК-Пресс», 2008.–224с.; Ил.Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. – М.: Издательский дом «Додека-XXI», 2007.– 592 с.: ил.Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. –М.: Высшая школа, 1988. – 448 с.Хартов В.Я. Микроконтроллеры AVR. Практикум для начинающих. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 240 с.: ил.Белов А. В. Разработка устройств на микроконтроллерах AVR: шагаем от «чайника» до профи. Книга. — СПб.: Наука и Техника, 2013. — 528 с.: ил. Методическое указание «Оценка показателей безотказности технического устройства на этапе проектирования» Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева (КАИ).Браун М. Источники питания. Расчет и конструирование.: Пер. с англ. — К.: "МК-Пресс", 2007. — 288 е., ил.Методическое указание «Оценка показателей безотказности технического устройства на этапе проектирования» Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева (КАИ).