Автоматизоване управління системою тестування працездатності радіоелектронних приладів

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень та термінів

Вступ

1. Аналіз вихідної інформації та вимог технічного завдання

1.1 Аналіз технічного завдання

1.2 Аналіз існуючих автоматизованих систем управління тестуванням

1.3 Вимоги до системи

2. Розробка структурної та функціональної схеми

2.1 Розробка структурної схеми

2.2 Розробка функціональної схеми

2.3 Розробка алгоритму автоматизованого управління системою тестування працездатності радіоелектронних приладів

3. Аналіз автоматизованої системи тестування працездатності Радіоелектронних приладів

3.1 Аналіз стенда для тестування

3.2 Розробка автоматизованого робочого місця

3.3 Аналіз АСУ тестування

4. Безпека життя та діяльності людини

4.1 Основні поняття

4.2 Правила користування електроприладами

4.3 Перша допомога при електротравмах

4.4 Заходи щодо запобігання електрошоку

Висновки



ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ ТА ТЕРМІНІВ

АСУ - автоматизована система управління,

ЛМІ - людино - машинний інтерфейс,

ОС - операційна система,

ПК - персональний комп'ютер,

SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition.



ВСТУП

Для здійснення автоматизованого управління технічним процесом створюється система, яка складається із керуючого об'єкта і зв'язаною з ним керуючою ланкою.

Розвиток теорії автоматичного управління в останні роки є плідним і багатогранним. Динамічні процеси управління посідають важливе місце в економічних і організаційних людино-машинних системах. В таких системах функції управління не можуть бути повністю перекладені на автоматичні пристрої. Прийняття найбільш відповідальних рішень залишається за людиною.

Сучасний етап розвитку промислового виробництва характеризується переходом до використання передової технології, прагненням домогтися гранично високих експлуатаційних характеристик як чинного, так проектованого устаткування, необхідністю звести до мінімуму будь-які виробничі втрати. Все це можливо тільки за умови істотного підвищення якості управління об'єктами, у тому числі шляхом широкого застосування автоматизованих систем управління.

Передумовами створення автоматизованих систем управління є перш за все зростання масштабів виробництва, збільшення одиничної потужності устаткування, ускладнення виробничих процесів, використання форсованих режимів (підвищені тиску, температури, швидкості реакцій), поява установок і цілих виробництв, що функціонують в критичних режимах. Останнім часом у розвитку багатьох галузей промисловості з'явилися нові чинники, пов'язані не тільки з підвищенням вимог до кількості і якості своєї продукції, але і з напруженістю в галузі трудових ресурсів. Зростання продуктивності праці, у тому числі шляхом його автоматизації, стає практично єдиним джерелом розширення виробництва. Зазначені обставини висувають нові вимоги до масштабів використання і до технічного рівня систем управління, до забезпечення їх надійності, точності, швидкодії, економічності, тобто до ефективності їх функціонування.

У запропонованій випускній кваліфікаційній роботі бакалавра зроблена спроба створення такої системи, яка змогла б з високою точністю проводити управління системою тестування та контроль радіоелектронних приладів.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити ряд питань:

- проаналізувати існуючі системи;

- розробити структурну схему системи;

- розробити функціональну схему системи;

- розробити алгоритм автоматизованого управління системою тестування.



1. АНАЛІЗ ВИХІДНОЇ ІНФОРМАЦІЇ ТА ВИМОГ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ

1.1 Аналіз технічного завдання

Вихідними даними до даної кваліфікаційної роботи бакалавра є:

- перелік радіоелектронних приладів, які підлягають тестуванню:

а)покажчик температури рідини;

б) покажчик тиску;

в) покажчик рівня рідини;

г) покажчик тиску рідини.

- інтеграція тестуємих приладів з ПК;

- програмне забезпечення Аdvantech GENIE 3.0.

Структурна схема автоматизованої системи зображена на рис.1.1.

Рисунок 1.1 - Структурна схема розроблюваної системи

Функціональне забезпечення включає в себе такий перелік функцій системи:

- прийом інформації ;

- обробка отриманих даних;

- порівняння з контрольними приладами;

До інформаційного забезпечення відносяться вхідні дані, основні початкові налаштування програми, а також вихідні дані,.

Програмне забезпечення - комплекс програмних кодів, які виконують ті чи інші функціональні частини алгоритму роботи системи.

Технічне забезпечення - це комплекс технічних засобів, котрі були використані в даній розробці такі, як: радіоелектронні прилади, комп'ютер, кабелі зв'язку та інші[2].

1.2 Аналіз існуючих автоматизованих систем управління тестуванням

В ході роботи було проведено аналіз існуючих аналогів автоматизованих систем управління тестуванням.

Автоматизована система тестування працездатності радіоелектронних приладів призначена для індикації (сигналізації) стану основних параметрів механізмів і систем, а також їх управлінням. В даний час всі вироби подібного типу проектуються за одним і тим же принципам і не сильно різняться. Основні відмінності спостерігаються в дизайні приладу і в наборі органів управління.

Автоматизована система тестування датчиків Л2-60 призначена для:

- тестування датчика рівнів води;

- тестування датчику тиску води;

- тестування датчику температури;

- відображення інформації на панелі оператора і диспетчерському пульті;

- генерації аварійних повідомлень при виникненні нештатних ситуацій;

- збору, аналізу та архівування отриманої інформації;

- забезпечення можливості локалізації місця аварії (відмови обладнання).

Л2-60 під час тестування датчиків перетворює вимірюванї величини в цифровій код, який передається на зовнішній комп'ютер по інтерфейсу ETHERNET 10/100 Base T або USB2.0 (високошвидкісний режим).

Вимірювання проводяться з незалежних і ізольованим від схем управління і корпусу каналах.

Виріб має комутаційну панель для підключення датчиків тиску і температур. Управління виробом здійснюється від зовнішнього ПК за допомогою встановленого в ньому програмного забезпечення Інформтест-Реєстратор.

Виріб може використовуватися в якості технологічної системи контролю та тестування готової продукції при проведенні електричних випробувань об'єктів контролю.

Стенд СЕІТ-3 призначений для проведення тестування однофазних і трифазних силових трансформаторів.

За допомогою СЕІТ-3 проводяться такі випробування:

- перевірка коефіцієнта трансформації і групи з'єднання обмоток;

- вимірювання опору обмоток постійному струму;

- вимір втрат і напруги;

- вимір втрат та струму.

Прилад призначений для експлуатації в наступних умовах:

- температура навколишнього середовища 10 ... 35 ° С;

- відносна вологість повітря, не більше 80% при 25 ° С;

- атмосферний тиск 84 ... 106,7 кПа.

Живлення приладу СЕІТ-3 здійснюється від промислової мережі змінного струму напругою 220 В + / - 10% і частотою 50 + / -1 Гц. Індикація виміряного значення напруг, струмів, потужностей, опорів і частоти відобоажається на екрані монітора комп'ютера у візуальному та цифровому вигляді.

Технічні характеристики:

- діапазон вимірюваних змінних токів: 0.05 ... 5 А;

- діапазон вимірюваних змінних напруг: 1 ... 400 В;

- діапазон вимірюваних активних потужностей: 220 ... 3300 Вт;

- діапазон вимірюваних опорів постійному струму: 0.0001 ... 200 Ом;

- діапазон вимірюваної частоти: 45 ... 55 Гц;

- межі вимірювання струму: 5 А;

- межі виміру напруги: 100 В, 400 В;

- межі вимірювання опору: 0.2, 2, 20 і 200 Ом;

- головна приведена похибка вимірювання напруг на кожному з меж 100 і 400 В, не більше 0.2%;

- основна приведена похибка вимірювання потужності, не більше 0.5%;

- максимальна кількість одночасно вимірюваних величин: 6;

- вхідний опір каналів вимірювання напруги, не менше 250 кОм;

- падіння напруги навантаження каналів вимірювання сили струму, не більше 50 мВ;

- час готовності до роботи після включення живлення, не більше 25 хв;

- допустима додаткова похибка вимірювання, викликана зміною температури навколишнього середовища від нормальних до граничних значень в робочому діапазоні температур, не перевищує межі допустимої основної похибки;

- середній термін служби приладу не менше 5 років;

Середнє напрацювання на відмову не менше 10 000 г.

Також існують так називаємі «лабораторні» стенди (рис.1.4). Лабораторний стенд також дозволяє проводити тестування радіоелектронних. Результати тестування відображаються на вимірювальних приладах, які встановлені безпосередньо на корпусі стенда. Недоліком такої системи є неможливість підключення до ПК, та відповідно повного графічного відображення процесу тестування радіоелектронних приладів у вигляді таблиць, графіків, тощо.

Технічні параметри:

- напруга мережі живлення: 220 В ± 10%;

- частота напруги живильної мережі: 50 Гц ± 5 Гц;

- напруга живлення підсилювача DC: 45 - 50 В;

- діапазони вимірюваних величин;

- діюче значення напруги: 0 - 250 В;

- діюче значення струму: 0 - 1 А;

- повна потужність: 0 - 250 ВА;

- активна потужність: 0 - 250 Вт;

- реактивна потужність: 0 - 250 Вт;

- коефіцієнт потужності: 0 - 1;

- частота: 15 - 120 Гц.

Наступний вид пристроїв для тестування радіоелектронних приладів це - портативні пристрої.

Вимірювачі опору - прилади призначені для високоточного і надійного вимірювання опору, визначення струму витоку в результаті пошкодження або старіння ізоляції. Вимірювачі опору широко використовується для вимірювання опору трансформаторів, ізоляції систем з високою напругою, електрокабелів. Так само вони використовуються для визначення ступеня зниження ізоляції, викликану зовнішніми умовами експлуатації, такими як корозія, пил, вологість і т п. Дані прилади просто необхідні для перевірки безпеки електрообладнання та установок, т.к. вимірювання опору ізоляції дозволяє визначити стан ізоляції електроустановок і служить основою для проведення профілактичних робіт. Тестери об'єднує в собі два прилади: прилад для вимірювання опору ізоляції та прилад для перевірки електричної міцності ізоляції (випробування ізоляції на пробою).

Автоматизоване управління складними динамічними системами за допомогою SCADA систем в даний час є найпоширенішим і надійним методом побудови систем збору даних і візуалізації та управління. Такі системи застосовуються в багатьох галузях: промисловості, енергетиці, держструктурах, транспорті. Широкий розвиток даних систем пов'язано як зі стрімким розвитком технологій, які витісняють участь людини в цих процесах і здешевлюють вартість кінцевого рішення і обслуговування, так і з уменшенням ймовірних помилок у випадках прийняття рішення і збільшення швидкості реакції на нештатні ситуації.

Процес роботи типової SCADA полягає в зборі інформації в режимі реального часу з віддалених об'єктів, її обробці, аналізу і зворотного зв'язку - управлінню, візулізаціі даної інформації у вигляді графіків, діаграм та повідомлень про події. Системи вдосконалюються з кожним роком, компанії виробники випускають нові версії своїх продуктів, відбуваються злиття, поява на ринку нових компаній з більш технологічними рішеннями і догляд старих.

Застосування SCADA вимагає обов'язкової наявності оператора, який відповідає за управління всією системою, налаштовує необхідні параметри, вводить коригування, приймає необхідні дії при настанні критичних ситуацій. Використання системи доцільно в тих випадках, коли потрібна максимальна швидкість реакції на зовнішні впливи і зміни параметрів, у випадках серйозного виробництва з високою ціною помилки.

Архітектура системи складається з двох основних частин: "клієнтської" для реалізації людино-машинного інтерфейсу і "сервера даних" для взаємодії з джерелами даних рівня обладнання. Контролери типу PLC, PAC або навіть PC-сумісні підключаються до сервера даних або безпосередньо через мережу або за допомогою польових шин - власних (Siemens H1) або загальних (Profibus). Сервери даних з'єднуються між собою і з клієнтами за допомогою Ethernet LAN.

SCADA(рис.1.3) - це багатозадачна система, побудована на базі бази даних реального часу (RTDB), розташованої на одному або декількох серверах. Сервери відповідають за збір даних і управління (опитування контролерів, перевірку повідомлень і тривог, формування журналу подій, обчислень, архівації ітд). Можливість поділу завдань по окремих апаратних серверах, наприклад, на окремому сервері можна вести архівацію, на окремому тримати журнал подій і тривог, все це дозволяє зробити розподілена архітектура.

Рисунок 1.3 - SCADA система

Дуже важливою функцією SCADA систем є можливість управління процесом за допомогою установки певних змінних у віддалених контролерах і станціях вводу / виводу. Формування сигналів управління і алгоритм їх генерації задається за допомогою вбудованих скриптових мов, вхідними параметрами яких є вже зібрані теги.

Майже всі сучасні SCADA системи мають вбудований веб-сервер, який дозволяє віддалено отримувати доступ до інформації про події на об'єкті процесах, а при певних повноваженнях і впливати на них. Це найзручніший з усіх варіантів рішення типу клієнт-сервер, оскільки не потрібно ніяких додаткових зусиль на стороні клієнта. Більше того, на поточний момент все більше SCADA систем розробляється як "web-based", тобто повністю побудованими на базі веб-технологій типу AJAX, Silverlight.

У стандартному постачанні SCADA системи зазвичай ідуть наступні програми: графічний редактор (що включає в себе стандартні методи побудови зображень); бібліотека елементів (вентилі, шкали, індикатори, труби); утиліта для роботи і налаштування бази даних; редактор скриптів на вбудованій мові програмування; редактор джерел даних (драйверів, ODBC клієнтів); OPC клієнт для читання даних з серверів і OPC сервер для публікації власних; середовище виконання.

1.3 Вимоги до системи

До будь-якої системи пред'являються додаткові вимоги. До таких вимог можна віднести:

- надійність;

- швидкодія - швидкість обробки даних;

- точність роботи;

- вартість системи в цілому;

- універсальність використання;

- можливості управління;

Досить важливу роль при виборі системи має такий параметр, як надійність. Надійність - властивість об'єкта зберігати в часі у встановлених межах значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати необхідні функції в заданих режимах і умов застосування, технічного обслуговування, зберігання і транспортування. Кількісно, надійність обладнання є величина, зворотна інтенсивності відмов на заданому інтервалі часу.

Швидкодія - середньостатистична кількість операцій, які виконуються системою за певний проміжок часу. Даний параметр являється одним з найважливіших, так як при низькій швидкодії система може не встигати за обробкою інформації і таким чином ми отримаємо неправдиві дані.

Точність - ступінь відповідності даних вимірювання з істинним значення вимірюваної величини.

В наш час вартість розроблюваної системи є чи не найважливішим параметром. Для того, щоб система була конкурентно-спроможною, вона повинна мати подібні параметри з іншими системами, але знаходитись в дешевшій ціновій категорії.

Універсальність використання- важливий параметр сучасної системи управління. Цей параметр характеризує можливість переналаштування системи для вирішення інших завдань.



2. РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ І ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ

2.1 Розробка структурної схеми

Структурна схема - графічне зображення системи у вигляді сукупності частин, на які її можна розділити за певними ознаками, і зв'язків між частинами.

Відповідно до технічного завдання була розроблена структурна схема (рис 2.1).

Рисунок 2.1 - Структурна схема

Автоматизоване управління системою тестування здійснюється за допомогою ПК, Користувач у цьому випадку має можливість слідкувати за обробкою отриманої інформації за рахунок візуалізації процесу тестування на ПК. Також у нього є можливість задавати початкові умови тестування, та змінювати налаштування під час самого процесу тестування.

Персональній комп'ютер являє собою систему з тактовою частотою процесора не менше 2,00GHz, оперативною пам'яттю не менше 256Мб, відео картою з внутрішньою пам'яттю не менше 256Mb, з встановленою операційною системою Windows, а також програмним продуктом GENIE 3.0 або його аналогів.

2.2 Розробка функціональної схеми

Функціональна схема - графічний документ, в якому у вигляді умовних позначень відображені склад, структура і принцип дії пристрою, а також його окремих блоків.

Функціональні схеми широко використовуються в цифрової і аналогової (рідше) електроніці, і служать для вирішення наступних завдань:

- проведення функціональних розрахунків (продуктивності, швидкості, часу тощо);

- пояснення дії різних датчиків, які поєднують механічні процеси з електричними;

- побудова силових схем і т.д.

Використання та побудова функціональних схем дозволяє наочно відобразити пристрій при функціональних (робочих) змінах, опис яких оперує будь-якими (в тому числі і несуттєвими) приладами. Оскільки функціональні схеми не мають власної системи умовних позначень, їх побудова допускає поєднання кінематичних, електричних і алгоритмічних позначень (для таких схем більш відповідним терміном виявляється комбіновані схеми).

Відповідно до технічного завдання розроблена функціональна схема автоматизованого управління системою тестування працездатності радіоелектронних приладів (рис.2.2).



Рисунок 2.2 - Функціональна схема

З функціональної схеми системи видно, що основна система поділяється на три підсистеми:

- налаштування - задає первинне налаштування для контрольних приладів - еталонні параметри приладів, котрі використовуються для порівняння отриманих даних та налаштування інших параметрів тестування, таких як: час тестування, вид відображення отриманих даних;

- тестування - дана підсистема виконує функції тестування радіоелектронних приладів, динамічно отримуючи сигнал від контрольного та тестуємого приладів;

- аналізу отриманих данях - дана підсистема виконує функції порівняння заданих параметрів контрольного приладу з тестуємим та відображення отриманих результатів.

Як зовнішнє джерело, до ПК можуть бути приєднанні переферійні модулі, для виведення отриманої інформації, наприклад принтер, тощо.

Як видно з функціональної схеми (рис.2.2) радіоелектронні прилади використовуються підсистемою налаштування і підсистемою тестування. Підсистема налаштування використовує камери лише один раз - підчас налаштування програмного забезпечення, система отримує еталонні показники параметрів, котрі зберігаються у пам'яті в вигляді змінних. Підсистема тестування використовує тестуємі прилади динамічно, тобто кожні (1/30)секунди відбувається зняття показників з усіх приладів, передача цих даних для сканування. Ця дія для системи займає не більше 0,08сек.

Підсистема аналізу даних включається тільки тоді, коли підсистемою тестування визначений контрольниї показник. Основним завданням даної підсистеми є порівняння отриманих даних від тестуємих приладів з даними контрольних приладів і вивід інформації. Робота даної системи для одного набору зображень займає не більше 0,02сек.

2.3 Розробка алгоритму автоматизованого управління системою тестування працездатності радіоелектронних приладів

Алгоритм - точний набір інструкцій, що описують порядок дій виконавця для досягнення результату рішення задачі за певний час.

Формальні властивості алгоритмів:

- дискретність - алгоритм повинен представляти процес вирішення задачі як послідовне виконання деяких простих кроків. При цьому для виконання кожного кроку алгоритму потрібно певний відрізок часу.

- детермінованість (визначеність). У кожний момент часу наступний крок роботи однозначно визначається станом системи. Таким чином, алгоритм видає один і той же результат (відповідь) для одних і тих самих вихідних даних.

- зрозумілість - алгоритм для виконавця повинен включати тільки ті команди, які йому (виконавцю) доступні, які входять в його систему команд.

- завершаємість (кінцівка) - при коректно заданих вихідних даних алгоритм повинен завершувати роботу і видавати результат за кінцеве число кроків. З іншого боку, імовірнісний алгоритм може і ніколи не видати результат.

- масовість (універсальність). Алгоритм повинен бути застосовний до різних наборів вихідних даних.

- результативність - завершення алгоритму певними результатами.

- алгоритм містить помилки, якщо призводить до отримання неправильних результатів або не дає результатів зовсім.

- алгоритм не містить помилок, якщо він дає правильні результати для будь-яких допустимих вихідних даних.

Розроблений алгоритм зображено на рис.2.3



Ні Так

Ні Так

Рисунок 2.3 - Алгоритм автоматизованого управління



3. АНАЛІЗ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ ТЕСТУВАННЯ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ РАДІОЕЛЕКТРОННИХ ПРИЛАДІВ

3.1 Аналіз стенда для тестування

автоматизований система управління тестування

За основу стенда для тестування працездатності радіоелектронних приладів обран вимірювальний стенд УТРП - 700. Він являє собою стенд для тестування, до якого можна підключити тестуємий прилад. Зв'язок стенда та ПК здійснюється за допомогою інтерфейсу RS 232. Індикація виміряного значення напруг, потужностей, опорів відображається на екрані монітора комп'ютера у візуальному та цифровому вигляді.

Технічні характеристики:

- діапазон вимірюваних температури рідини 1 ... 100 °С.

- діапазон вимірюваних тиску: 1 ... 2 мПа.

- діапазон вимірюваної тиску рідини: 1 … 2 мПа.

- основна приведена похибка вимірювання не більше: 1%.

- максимальна кількість одночасно вимірюваних приладів: 4.

- час готовності до роботи після включення живлення, не більше 15 хв.

- допустима додаткова похибка вимірювання, викликана зміною температури навколишнього середовища від нормальних до граничних значень в робочому діапазоні температур, не перевищує межі допустимої основної похибки.

- середній термін служби приладу не менше 5 років.

- середнє напрацювання на відмову не менше 10 000 ч.

Діапазон функціонування автоматизованої системи:

- температура навколишнього повітря 10-25;

- відносна вологість повітря 45-80%;

- атмосферний тиск 630-800 мм рт. ст.

Прилад дозволяє здійснювати контроль тестових структур в умовах виробництва і проводити детальне вивчення при розробці нових виробів або технологій. Вимірювач містить чотири вимірювальних канали, кожний з яких виконує функції джерела струму або напруги і вимірювача напруги або струму, відповідно, і керуючого пакету програмного забезпечення, що функціонує в середовищі Window на базі зовнішнього персонального комп'ютера, класом не нижче Pentium 3.

Принцип дії полягає у тому,що на тестуємий прилад подаються контрольні (еталонні) сигнали. Вони повертається до приладу тестування. Там відбувається їх перетворення в цифровий вигляд і після цього вони надходять на процесор, де відбувається їх обробка, порівняння і формування керуючих сигналів для ПК. Потім сигнал через порт RS 232 надходить до ПК, де відбувається візуалізація отриманих даних у вигляді таблиць та графіків.

Управління процесом тестування відбувається за допомогою SCADA - системи, де є можливість повного налаштування тестування, завдання «італоних» показників тестування.

Управління стендом для тестування здійснюється через порт порт RS 232. Він забезпечує живлення, передачу команд управління і даних, управління процесом тестування: завдання параметрів.

3.2 Розробка автоматизованого робочого місця

Автоматизоване робоче місце (АРМ) - програмно-технічний комплекс, призначений для автоматизації діяльності певного виду. При розробці АРМ для управління технологічним обладнанням як правило використовують SCADA-системи.

SCADA - дане поняття зазвичай застосовується до системи управління в промисловості: система контролю і управління процесом із застосуванням ЕОМ. Процес може бути технологічним або допоміжним:

Технологічні процеси: виробництво, вироблення енергії, переробка.

АРМ об'єднує програмно-апаратні засоби, що забезпечують взаємодію людини з комп'ютером, надає можливість введення інформації (через клавіатуру, комп'ютерну мишу, сканер тощо) та її виведення на екран монітора, принтер, плотер, звукову карту - динаміки або інші пристрої виводу. Як правило, АРМ є частиною АСУ.

Дуже важливою функцією SCADA систем є можливість управління процесом за допомогою установки певних змінних у віддалених контролерах. Формування сигналів управління і алгоритм їх генерації задається за допомогою вбудованих скриптових мов, вхідними параметрами яких є вже зібрані теги.

Для моделювання процесу тестування створено візуальну оболонку у середовищі GENIE. Пакет GENIE складається з двох основних програмних модулів: будівник стратегій GENIE (GENIE.EXE) і виконавча середа GENIE (GWRUN.EXE). Будівник стратегій використовується для проектування і тестування проектів, які називаються стратегіями, а виконавче середовище - тільки для виконання стратегій.

Будівник стратегій надає в розпорядження користувача чотири різних редактора:

- редактор завдань;

- редактор форм відображення;

- редактор звітів;

- редактор сценаріїв.

Редактор форм відображень призначений для створення динамічних екранних форм зв'язаних з виконуваною стратегією збірки та даних та управління.

При необхідності створення графічного інтерфейсу оператора редактор форм відображення забезпечує можливість розробки зручних для сприйняття екранних форм в найкоротші терміни шляхом використання стандартних елементів відображення і управління, які входять у пакет програми. Крім того, графічний інтерфейс оператора може бути удосконалений за допомогою спеціальних інструментів малювання та елементів відображення, визначених користувачем.

На додаток до наявних стандартним елементам відображення,GENIE надає розробнику інструменти для малювання користувацьких графічних елементів, таких як насоси, клапани, прямокутники, круги, сегменти, багатокутники і т. п. Крім того, користувач може конфігурувати кольору і розміри зазначених графічних примітивів. Користувальницькі засоби малювання включають овал (коло), прямокутник, округлений прямокутник, багатокутник і лінію. Крім того, GENIE підтримує операції «Згрупувати» і «Розгрупувати», що дозволяють об'єднувати графічні примітиви в єдине зображення.

Розроблений АРМ автоматизованого управління системою тестування зображений на рис.3.2.

Рисунок 3.2- АРМ автоматизованого управління системою тестування

Як можна побачити із рис. 3.2, АРМ автоматизованого управління системою тестування складається із із чотирьох окремих блоків тестування. Це такі блоки:

- покажчик температури рідини;

- покажчик тиску;

- покажчик рівня рідини;

- покажчик тиску рідини.

У стовбці «Контрольні параметри» за допомогою інкрементного регулятора задаються «еталонні» параметри. Вікно налаштування (рис.3.3) містить такі пункти, які дозволяють налаштувати тип вводи мого числа, верхня та нижня межа, шаг змінення чисел, шрифт, доводка та т.д.

Рисунок 3.3 - Елемент управління: Інкрементний регулятор

У стовбці «Виміряні параметри» за допомогою цифрового індикатору виводяться параметри, отримані від зовнішнього підключеного приладу. Вікно налаштування приведено на рис.3.4.

Рисунок 3.4 - Елемент відображення: Цифровий індикатор

У полі «ввод із» вказується, до якого блоку відбувається підключення. У нашому випадку, це блок аналового вводу.

Якщо параметри контрольного та тестує мого параметру збігаються, тоді загорається зелений індикатор.

Більше інформації про процес тестування кожного приладу можна отримати натиснувши на кнопку «Детальніше». Після натискання кнопки, на екрані з'являється графік, на якому зображено хід тестування та відхилення показників тестуємого приладу від контрольного(рис.3.5).

Рисунок 3.5 - Графік процесу тестування

Як видно з рис.3.5, показник виміряного та контрольного параметру не співпадають на протязі всього процесу тестування. З цього можна зробити висновок, що тестуємий радіоелектронний прилад непрацездатний.

Редактор завдань призначений для реалізації прикладних алгоритмів створюваної системи. GENIE має велику кількість вбудованих стандартних функціональних блоків для реалізації різних алгоритмів збору даних і управління.

Розробка системи зводиться до розміщення користувачем функціональних блоків у вікні завдання і встановленню між ними зв'язків, що визначаються алгоритмом обробки даних. GENIE 3.0 забезпечує можливість розробки та одночасного виконання до 8 завдань. Таким чином, складна система може бути розділена на кілька незалежних одночасно виконуваних завдань, що не тільки спрощує процес розробки, але також і збільшує продуктивність при виконанні, оскільки при черговому виклику кожного завдання повинно бути оброблено меншу кількість функціональних блоків.

Редактор завдань пакета GENIE 3.0 використовує інформаційно-потокову модель програмування, яка значно зручніше для сприйняття і алгоритмічної інтерпретації, ніж традиційна лінійна архітектура текстових мов програмування. При розробці програми збору даних і управління користувачем створюється блок-схема стратегії без приділення особливої ??уваги різним логічним і синтаксичним умовам, прийнятим в стандартних мовах програмування. Просто виберіть об'єкти (піктограми функціональних блоків) з набору інструментів Редактора завдань і з'єднайте їх провідниками для передачі даних від одного блоку до іншого.

Для того, щоб сформувати новий сценарій необхідно натиснути курсором на потрібний елемент на панелі інструментів. Після чого вивести курсор у поле завдань, вибрати позицію розташування елемента і натиснути ліву клавішу миші.

Розроблений редактор завдань приведений на рис.3.6.



Рисунок 3.6 - Редактор завдань

До складу розробленого редактору завдань входять такі елементи, як : блок аналогового вводу, блок тег, який призначений для встановлення зв'язків між елементами екранних форм та функціональними блоками задач, та блок Бейсік - сценарію.

Блок аналового вводу (рис. 3.7) «Advantech DEMO I / O» являє собою програмний емулятор плати вводу / виводу, який дозволяє перевірити більшість функцій GENIE без використання будь-яких апаратних засобів введення-виведення. Пристрій DEMO I / O має в своєму складі три канали аналогового введення і два канали цифрового введення-виведення. Канал 0 аналогового введення моделює синусоїдальний сигнал + / - 5 вольт; канал 1 - сигнал прямокутної форми + / - 5 вольт, і канал 2 - пилкоподібний сигнал + / - 5 вольт.



Рисунок 3.7 - Блок аналового вводу

Блок Тег (рис.3.8) призначений для встановлення зв'язку між елементами управління Редактора форм відображення, а також віртуальними тегами і функціональними блоками редактора завдань. Значення, пов'язане з елементом управління, що входять у вікно форми відображення, може бути передано функціональним блокам завдань за допомогою блоку Тег. Ідентифікатори об'єктів типу віртуальний тег можуть бути обрані зі списку ім'я тега діалогової панелі блоку тег шляхом встановлення у списку «Форма / Віртуальний» тег значення "DISP1". Після цього значення вибраного віртуального тега буде доступно всім завдань стратегії.



Рисунок 3.8 - Блок Тег

Блок Бейсік - сценарію (рис.3.9) призначений для реалізації алгоритмів обробки даних. Розробка і використання великих і складних програм не рекомендується. Виходи (8) блоку можуть з'єднуватися з необмеженою кількістю інших функціональних блоків стратегії. Є можливість створення програм, що виконують обробку значень на входах блоку Бейсік-сценарію і висновок обчислених значень на його виходи, а також дозволяють пропускати цикли стратегії, при яких не відбувається виведення значень змінних іншим функціональним блокам. В останньому випадку, всі блоки стратегії, приєднані до виходів блоку з подібним алгоритмом роботи, виключаються з обробки в пропускаються циклах.



Рисунок 3.9 - Блок Бейсік - сценарію

3.3 Аналіз АСУ тестування

Системи управління могут містити ланки, в яких залежність між вхідною і вихідною величинами має вигляд

де - постійна величина, яка ще називається часом запізнення.

Такі ланки називають ланками запізнення, так як вони відтворюють зміни вхідної величини без відхилень, але з деяким постійним запізненням .

Передаточна функція ланки запізнення

Системи управління, які містять хоча б одну ланку запізнення, називаються системами з запізненнями. Структурна схема розроблюваної системи містить три ланки запізнення.

Розглядаючи елементи системи як систему управління, можна виділити наступні ланки: Wпок(S) - передавальна функція ланки запізнення, яка відповідає за час на покажчиках, Wацп(S) - передавальна функція ланки запізнення, яка відповідає за час, який витрачається на аналого-цифрове перетворення, Wпо(S) - передавальна функція ланки запізнення, яка відповідає за час роботи програмного забезпечення.

Кожна з ланок вносить у загальну передавальну функцію системи запізнення відповідно до вирішуваних задач.

Підчас проведення експериментальних досліджень системи було отримано такі дані:

- ланка запізнення покажчика - =0,04 с.;

- ланка запізнення АЦП - =0,03 с.;

- ланка запізнення ПО - =0,06 с.

Тобто загальне запізнення роботи системи дорівнює: =0,13 с.

Замкнута система називається багатоконтурною(рис.2.9), якщо вона окрім головного зворотного зв'язку містить паралельні або місцеві зворотні зв'язки.

Рисунок 3.10 - Багатокантурна система

Розімкнена система управління - система управління без зворотного зв'язку:



Перевіримо систему на стійкість, тобто отримаємо графік перехідного процесу (рис.3.11):

Рисунок 3.11 - Перехідний процес САУ

Із отриманого рисунка можна визначити час регулювання та час перерегулювання.

Час регулювання - час, після закінчення якого відхилення характеристики h(t) від сталого значення h(?) стає і остається менше зони нечутливості системи ? = (0,01?0,05)h(?). Цей показник характеризує швидкість протікання перехідного процесу

Час регулювання:

Перерегулювання ? визначається максимальним відхиленням керованої величини від її сталого значення h(?), вираженому у % до h(?).

Час перерегулювання:

Досить важливу роль при виборі системи має такий параметр, як надійність. Надійність - властивість об'єкта зберігати в часі у встановлених межах значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати необхідні функції в заданих режимах і умов застосування, технічного обслуговування, зберігання і транспортування. Кількісно, надійність обладнання є величина, зворотна інтенсивності відмов на заданому інтервалі часу.

Графік надійності та інтенсивності відмов автоматизованої системи тестування приведен на рис.3.12.

Рисунок 3.12 - Графік надійності та інтенсивності відмов



Швидкодія - середньостатистична кількість операцій, які виконуються системою за певний проміжок часу. Даний параметр являється одним з найважливіших, так як при низькій швидкодії система може не встигати за обробкою інформації і таким чином ми отримаємо неправдиві дані. Точність - ступінь відповідності даних вимірювання з істинним значення вимірюваної величини.

Графік точністі та швидкодії автоматизованої системи зображено на рис.3.13

Рисунок 3.13 - Графік точності та швидкодії



4. БЕЗПЕКА ЖИТТЯ ТА ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

4.1 Основні поняття

Безпека життя та діяльності (БЖД) - це галузь знання та науково-практична діяльність, спрямована на вивчення загальних закономірностей виникнення небезпек, їхніх властивостей, наслідків їхнього впливу на організм людини, основ захисту здоров'я та життя людини і середовища її проживання від небезпек, а також на розробку і реалізацію відповідних засобів та заходів щодо створення і підтримки здорових та безпечних умов життя і діяльності людини як у повсякденних умовах побуту та виробництва, так і в умовах надзвичайних ситуацій.

4.2 Правила користування електроприладами

До основних правил користування електроприладами відносяться:

- виходячи з помешкання, перевірити чи всі електроприлади вимкненні з електромережі;

- не можна торкатись обірваних дротів та кабелів;

- не можна використовувати зіпсовані електроприлади;

- не допускається користуватися електроприладами з порушенням правил користування, зазначених в інструкціях;

- не можна вмикати в електромережу велику кількість побутових електроприладів, тому що це призводить до перевантаження домашньої мережі і її відключення від зовнішньої мережі;

- забороняється торкатися голою рукою ламп, проводів, вимикачів, споживачів електроенергії при знаходженні у воді (наприклад, у ванні) або дотикатися їх мокрою рукою, стоячи босому на вологій підлозі; якщо в руці знаходиться електрична лампа, праска або інший електричний прилад, ввімкнений в електричну мережу, не дозволяється одночасно торкатися елементів (труб, кранів) водопроводу, каналізації і центрального опалення;

4.3 Перша допомога при електротравмах

Ураження складається із загального впливу струму на організм і з його місцевої дії, що виражається в опіку. Звичайно опіки при ураженні струмом не дуже великі, але глибокі та важкі.

Перша допомога полягає у звільненні потерпілого від джерела струму або шляхом знеструмлення ланцюга (вимикання рубильника, викручування запобіжників, перерізання проводу -- інструмент повинен бути ізольований, рятівник -- у гумовому взутті чи стояти на ізолюючому матеріалі), або відтягання проводу від постраждалого (сухою палицею, рукою, закутаною щільним шаром сухого одягу). Поки потерпілий не відсунутий від джерела струму, він сам є джерелом струму для тих, хто надає допомогу!

Після цього треба приступити до штучного дихання і непрямого масажу серця, розстебнувши попередньо весь одяг, що стискує. Лише після оживлення приступають до перев'язки обпечених місць.

4.4 Заходи щодо запобігання електрошоку

В електроустановках напругою до 1000 В застосування ізольованих проводів вже забезпечує достатній захист від напруги при дотику до них. Ізольовані проводи знаходяться під напругою вище 1000 В, не менш небезпечні, ніж неізольовані, так як пошкодження ізоляції зазвичай залишаються непоміченими, якщо провід підвішений на ізоляторах.

Щоб виключити можливість дотику або небезпечного наближення до ізольованих струмовідних частин, необхідно забезпечити їх недоступність допомогою огорожі, блокувань і розташування струмоведучих частин на недоступною висоті або в недоступному місці. Розташування струмоведучих частин на недоступною висоті або в недоступному місці дозволяє забезпечити безпеку без огороджень. При цьому слід враховувати можливість випадкового дотику до струмоведучих частин за допомогою довгих предметів, які людина може тримати в руках. Якщо до струмоведучих частин, розташованих на висоті, можливо дотик з місць, рідко відвідуваних людьми (дахів, майданчиків і т. п.), у цих місцях повинні бути встановлені огорожі або прийняті інші заходи безпеки.



ВИСНОВКИ

У випускній кваліфікаційній роботі бакалавра була проведена розробка АРМ для автоматизованого управління системою тестування працездатності радіоелектронних приладів за допомогою автоматизованого стенда для тестування УТРП - 700.

Автоматизоване стенд тестування працездатності радіоелектронних приладів представляє собою пристрій управління призначений для контролю, тестування та індикації (сигналізації) стану основних параметрів та механізмів радіоелектронних пристроїв автоматизованої системи.

Проведен аналіз вже існуючих конструкцій. В даний час всі вироби подібного типу проектуються приблизно за одним і тим же принципом і не сильно різняться. Основні відмінності спостерігаються в дизайні приладу і в наборі органів управління.

Були розглянуті умови експлуатації пристрою управління автоматизованої системи тестування, сформульовано технічне завдання.

Розроблена структурна схема, функціональна схема та алгоритм для автоматизованого управління системою тестування.

За допомогою SCADA системи GENIE 3.0 було розроблено АРМ для автоматизованого управління процесом тестування. Розроблений графічний інтерфейс здатен задавати початкові умови тестування та візуалізувати отримані данні у вигляді таблиць та графіків.

Був проведен синтез САУ, у результаті чого було розраховано загальний час ланки запізнення системи, та отримано графіки передавальної функції, надійності, інтенсивності відмов, швидкодії та точності системи.

У розділі безпеки життя і діяльності людини були розглянуті питання правила користування електроприладами, заходи щодо запобігання електрошоку, перша допомога при електротравмах.

У результаті проведеної роботи було розроблено структурна схема, функціональна схема, алгоритм для автоматизованого управління системою тестування та АРМ автоматизованого управління системою тестування радіоелектронних приладів.

Размещено на Allbest.ru