Главная База знаний "Allbest" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Проектирование привода горизонтального канала наведения и стабилизации ОЭС

Проектирование привода горизонтального канала наведения и стабилизации ОЭС

Обоснование актуальности темы и постановка задачи. Обзор литературы по следящим приводам. Разработка алгоритма проектирования следящего привода. Определение зависимости скорости и ускорения наведения АОП от дальности. Расчет потребной мощности ЭДВ.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 13.07.2008
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Цепь +5В выполняется шириной 0,75 мм.

Необходимо определить падение на постоянном токе в цепях питания и земли. Определим длину этих цепей в P-CAD.

мм.

Значение сопротивления печатного проводника длинной 1 м.

Ом/м.

Сопротивление проводника по постоянному току равно:

(13.1)

Ом.

В ТУ на ИС указывается максимально возможное отклонение питающего напряжения от номинала не более 10 %.

где - номинальное напряжение питания равное 5В.

(13.2)

В

Условие выполняется, падение напряжения на питающих цепях не превышает допустимого значения, следовательно, данная ширина проводника принимается.

Число слоев платы зависит от сложности электрической схемы, а в частности от числа проводников. Как говорилось выше разводка платы осуществляется машинным способом. Попытки развести плату в один слой не дали положительных результатов, конечно с сохранением необходимой ширины проводников. Часть схемы остается недоразведенной. Двухслойная плата разводится хорошо и соединения получаются более оптимальные, короткие.

После получения разведенной печатной платы с помощью программной утилиты проверяются зазоры между трассами, контактными площадками.

Далее получаем управляющий файл для фотоплоттера с помощью которого в последствии получают фотошаблон причем на две стороны платы.

Также с помощью программной утилиты получаем управляющий файл для сверлильного станка с ЧПУ.

На этом цикл разработки печатной платы закончен.

Толщина печатной платы равна 2 мм в соответствии с выбранным классом точности печатного монтажа и учетом способа изготовления исходя из электрических и механических требований.

В качестве материала для изготовления печатной платы, выбран стеклотекстолит, облицованный с двух сторон медной фольгой. Марка фольгированного диэлектрика толщиной 35 мкм. СФ-2-35 (ГОСТ 10316 - 88).

Установка элементов производится в соответствии с ОСТ 4.ГО.010.030 - 81.

Электромонтаж выполняется в соответствии с электрической принципиальной схемой устройства.

После пайки и регулировки предусмотрено покрытие лаком КО - 961П, время высыхания которого 4 часа при температуре 20С.

13.2. Технологическая часть

Современные промышленные способы изготовления печатных плат основаны на использовании фольгированных диэлектриков, т.е. на получении токопроводящего рисунка схемы методом травления.

При изготовлении двусторонних печатных плат, главным образом, используется метод фотопечати с последующим травлением, т.е. фотохимический метод. Отверстия же в плате металлизируются электрохимическим методом. Таким образом метод изготовления печатных плат получил название комбинированный.

В свою очередь комбинированный метод имеет две разновидности:

позитивный вариант;

негативный вариант.

При негативном методе экспонирование рисунка производится с фотонегатива, после экспонирования выполняется травление рисунка, а затем сверление отверстий платы. Металлизация отверстий ведется в специальных контактирующих приспособлениях.

При позитивном методе экспонирование рисунка производится с фотопозитива. После экспонирование ведется сверление и металлизация отверстий. Затем рисунок схемы и металлический слой в отверстиях защищаются слоем гальванического серебра или другого металла, стойкого к травителю меди, после чего производят травление незащищенной меди.

Для изготовления печатной платы БУ привода из стеклотекстолита СФ - 2 - 35 применяем комбинированный позитивный метод.

Метод позволяет изготавливать печатные платы с повышенной плотностью монтажа, высокими электрическими параметрами и высокой прочности сцепления проводников. Он рекомендуется при изготовлении печатных плат для аппаратуры, работающей в жестких условиях эксплуатации. Метод является предпочтительным при новых разработках.

Пайку размещенных в соединительные места элементов производят припоем ПОС - 61 (ГОСТ 21390 - 81) с применением флюса КЭ, при температуре паяльника 240С. Данный припой является легкоплавким, а флюс для низкотемпературной пайки.

Расчет теплового режима платы

Сразу необходимо заметить, что устройство является микромощным, это видно по потребляемому току мА, при напряжении питания В. В силу этого нет смысла говорить о каком либо варианте принудительного охлаждения. Достаточно обеспечить естественное охлаждение платы.

К естественному охлаждению относится охлаждение наружной средой поверхности платы и перенос внутренней средой теплоты от нагретой зоны к корпусу устройства или вентиляция протекающим через полость корпуса окружающим воздухом.

Рассчитаем мощность выделяемую пятивольтовой частью схемы:

(13.3)

Вт.

На плате установлен стабилизатор напряжения посредством которого, на основную часть схемы подается напряжение +5В. На вход этого стабилизатора подается напряжение В. Рассчитаем мощность рассеиваемую на этой микросхеме:

Вт.

Суммарная мощность рассеиваемая элементами платы:

(13.4)

Вт.

13.3. Расчет показателей надежности БУ следящего привода

Надежность есть свойство аппаратуры сохранять свои выходные характеристики в определенных пределах при заданных условиях эксплуатации.

Характеризовать надежность определенного класса элементов или систем можно:

вероятностью их безотказной работы ;

средним временем исправной работы Т;

отказов L(t);

частотой отказов A(t);

коэффициентами готовности;

ремонтопригодности и т.д.

Данный расчет учитывает влияние на надежность только количество и типы принимаемых элементов и основывается на допущении, что все элементы включены последовательно и подвержены внезапным отказа.

Для определения надежности изделия необходимо знать:

Вид соединения элементов;

Тип элементов, входящих в изделие и количество элементов данного типа;

Величины интенсивности отказов элементов , входящих в изделие.

Все элементы схемы ячейки 3 БУ привода горизонтального канала наведения и стабилизации ОЭС сведены в табл. 13.1.

Среднее время безотказной работы блока можно рассчитать по формуле:

(13.5)

где L - интенсивность отказов БУ следящего привода.

ч.

Таблица 13.1.

Наименование элементов

Количество элементов , штук

Интенсивность отказа одного элемента

Произведение

Микросхемы

5

0,1

0,5

Резисторы

46

0,25

11,5

Конденсаторы

20

0,15

3

Стабилитроны

2

0,6

1,2

Розетка

1

0,25

0,25

Пайки

295

0,03

8,85

Всего

25,3

Тогда вероятность безотказной работы:

(13.6)

Данный расчет справедлив для систем, работающих без восстановления. Ячейка 3 БУ следящего привода относится к восстанавливаемым устройствам, по этому необходимо рассчитать наработку на отказ.

Будем считать, что восстановление модуля за допустимое время будет осуществляться с вероятностью восстановления за :

тогда время наработки на отказ T равно:

(13.7)

ч.

Для повышения надежности модуль должен подвергаться периодически профилактическим мероприятиям. Зададимся числом профилактик М за отрезок равный наработке на отказ М=8. Тогда период профилактики :

(13.8)

ч.

Переведем период профилактики в календарный период:

(13.9)

лет.

С учетом отклонений условий эксплуатации от нормальных, период профилактики может быть уменьшен в К - раз:

(13.10)

где:

(13.11)

где: - поправочный коэффициент отклонения температуры от нормальных условий;

- коэффициент отклонения нагрузки элементов;

- коэффициент отклонения давления;

- коэффициент отклонения влажности;

- коэффициент отклонения других параметров.

Период профилактических мероприятий составит:

г.

Для проведения профилактических мероприятий выбираем систему профилактики с полным отключением устройства. В случае отказа устройство также отключается и передается для ремонта квалифицированному персоналу.

Необходимые профилактические мероприятия: визуальный осмотр платы на предмет механических повреждений, поиск потемневших элементов, нарушение паек, чистка (протирка ветошью смоченной в изопропиловом спирте) контактов разъемов от окислов, контроль целостности изоляции проводов.

14. Охрана труда и окружающей среды

Постоянное улучшение условий и охраны труда, его научной организации, сокращение и полное вытеснение тяжелого физического труда может быть достигнуто на основе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства и дальнейшего совершенствования мер и средств защиты окружающей среды.

В настоящем разделе производится анализ вредных и опасных производственных факторов связанных с производством БУ привода ГН, предлагаются мероприятия, необходимые для достижения нормативных значений и для обеспечения безвредных условий работ. Рассчитываются параметры освещения и вентиляции. Производится оценка производства с точки зрения пожарной опасности и вреда, приносимого окружающей среде. Предлагаются мероприятия по их снижению и устранению.

14.1. Охрана труда

14.1.1. Анализ вредных и опасных производственных факторов.

В цехе нанесения фоторезиста на заготовки печатных плат (ПП) находится 8 установок, в процессе работы которых в воздух цеха выделяются этиловый спирт и аммоний двухромовокислый (эти компоненты входят в состав фоторезиста). В силу этих причин воздух рабочей зоны не соответствует ГОСТ 12.1.005-88.

В установках используются двигатели, с помощью которых осуществляется конвейерное продвижение заготовок ПП в ванне с фоторезистом. В силу небольшой мощности и конструкции подвеса двигателей уровень шума от оборудования не превышает максимально допустимого по ГОСТ 12.1.003-83.

При работе с электрооборудованием на человека оказывают влияние, генерируемые электроникой, магнитные поля промышленных частот.

Это излучение отрицательно влияет на развитие клеток, повышают опасность возникновения онкологических заболеваний. В оборудовании с рассматриваемого цеха, электронные управляющие блоки и двигатели находятся в металлических кожухах и относительно удалены от места оператора. Поэтому уровень магнитных полей не представляет опасности для человека.

14.1.2. Требования к производственному помещению.

Цех нанесения фоторезиста на ПП представляет собой помещение размером 4025 м. и высотой 6 м. В помещении имеются 6 оконных проемов размером 2,53,2 м. и две двери размером 22,5 м. В цехе размещены 8 установок размером 65,55 м., которые обслуживаются 10-ю операторами. Установка представляет собой комплекс состоящий из ванны в которой находится собственно фоторезист. Посредствам конвейера, заготовки ПП погружаются в ванну, после того как заготовка покидает ванну она оказывается покрыта фоторезистом. Все параметры оборудования (скорость конвейера, температура фоторезиста и др.) поддерживаются системой автоматического регулирования. Оператор имеет доступ к этим параметрам, посредствам пульта управления. На рис. 14.1 представлен эскиз цеха.

Площадь одной установки:

Площадь занимаемая оборудованием:

Площадь цеха:

Свободная площадь:

Площадь на одного человека:

Объем занимаемый оборудованием:

Объем цеха:

Объем на одного человека:

Эскиз цеха нанесения фоторезиста на ПП

- Щит для отключения электричества (14007001800);

- Установка нанесения фоторезиста на ПП (600055501700).

Рисунок 14.1.

Согласно требованиям СН 245-71 производственное помещение соответствует санитарным нормам.

14.1.3. Микроклиматические условия производственного помещения и вентиляция.

Микроклимат производственных помещений определяется следующими параметрами:

температура воздуха ,С;

относительная влажность , %;

скорость движения воздуха , м/с;

температура окружающих поверхностей.

Согласно требованиям ГОСТ 12.1.005-88 в соответствии категорией работ средней тяжести IIа, в данном помещении должны обеспечиваться следующие условия труда (таблица 14.1).

Таблица 14.1.

Оптимальные и допустимые параметры микроклимата

Период

ТемператураС

Относит. влажн. %

Скор.

движ. м/с.

Оптим.

Допустимая граница

верхняя

нижняя

На рабочих местах

опт.

доп.

опт.

доп.

пост.

не пост.

пост.

не пост.

Холодный

18-20

23

24

17

15

40-60

75

0,2

0,3

Теплый

21-23

27

29

18

17

40-60

65

0,3

0,2-0,4

В процессе эксплуатации технологического оборудования в воздух рабочей зоны попадают выделения этилового спирта и аммония двухромовокислого. Поэтому необходимо обеспечить их локальное удаление, а также обеспечить общую вентиляцию цеха для полного удаления этих вредных веществ.

Рассчитаем количество этилового спирта испаряющегося с поверхности ванны:

Ширина ванны В=2м, длина l=3м. Соответственно площадь ванны будет:

С 1 м2 поверхности ванны в час испаряется 70 г этилового спирта, соответственно с 6 м2:

г/ч

Определим необходимый расход удаляемого воздуха:

(14.1)

где: - количество выделяющихся вредностей;

и - концентрация вредных веществ в приточном и удаляемом воздухе.

Согласно СН 245-71 и

С учетом - имеем:

м3/ч

Рассчитаем количество аммония двухромовокислого испаряющегося с поверхности ванны:

Площадь ванны

С 1 м2 поверхности ванны в час испаряется 15 г аммония двухромовокислого , соответственно с 6 м2:

г/ч

Определим необходимый расход воздуха:

С учетом - имеем:

м3/ч

При одновременном выделении нескольких вредностей необходимый воздухообмен находят суммированием объемов воздуха необходимого для удаления каждого из вредных веществ.

м3/ч

С учетом того, что в цехе работают 8 установок находим воздухообмен цеха:

м3/ч

Для того чтобы, сократить количество вредных веществ попадающих в воздух рабочей зоны необходимо их локальное удаление. Для этого рекомендуется установить на каждом агрегате местные активированные отсосы [16]. Эти отсосы активизируют плоскими приточными струями, которые захватывают окружающий воздух и направляют его к всасывающему отверстию.

Приточная струя должна проходить в зоне вредных выделений и направляться к центру всасывающего отверстия. Скорость этой струи воздуха следует обеспечивать в пределах 1-2 м/с. Ширину приточной щели не следует делать меньше 5 мм., а щели местного отсоса 50 мм. Скорость приточного воздуха при активированных отсосах у ванн принимают не более 10 м/с., во избежании образования волн на поверхности жидкости.

Рассчитаем расход приточного и отсасываемого воздуха бортового активированного отсоса, рис. 14.2.

Бортовой активированный отсос

Рисунок 14.2.

Ширина ванны В=2м, длина l=3м.

Щели для подачи и удаления воздуха располагаются вдоль длинных бортов ванны.

Приточная плоская струя ограничена с одной стороны. Расстояние от приточного отверстия до критического сечения определяем как:

Осевую скорость приточной струи в критическом сечении принимаем равной 2 м/с.

Среднюю скорость в приточном отверстии принимаем 6 м/с., тогда ширина приточной щели составит:

(14.2)

Скорость всасывания принимаем в пределах и принимаем ее 5 м/с, тогда ширина всасывающей щели определяется как:

(14.3)

Расход приточного воздуха равен:

(14.4)

/ч

Расход отсасываемого воздуха:

(14.5)

/ч

Скорректируем воздухообмен цеха с учетом воздуха отсасываемого бортовыми активированными отсосами. Эти отсосы обеспечивают удаление выделяемых вредностей до 80%, следовательно:

м3/ч

т.е. для общей вентиляции цеха достаточно обеспечить удаление воздуха м3/ч.

По расходу выбираем вентилятор для удаления воздуха А5090-1 - вентиляторный агрегат типа Ц5-75. Число оборотов и мощность двигателя выбираем по характеристикам вентилятора. Число оборотов составляет об/мин, мощность электродвигателя 0,6 кВт, кпд двигателя . Выбираем марку электродвигателя - АОЛ2-12-6.

Для подачи воздуха выбираем вентилятор А2,5100 - вентиляторный агрегат типа Ц4-60. Число оборотов составляет об/мин, мощность электродвигателя 0,12 кВт, кпд двигателя . Выбираем марку электродвигателя - АОЛ11-4.

14.1.4. Требования к освещению производственного помещения.

Одним из важнейших факторов влияющих на производительность труда является освещенность рабочего места обслуживающего персонала. В цехе нанесения фоторезиста имеет место система совмещенного освещения (естественное одностороннее и общее искусственное освещение). Естественный свет проникает через 6 оконных проемов размером 2,53,2 м. Общее искусственное освещение создано люминесцентными лампами. Нормированная освещенность производственных помещений в соответствии со СНиП 23.05-95 составляет 200 лк.

Произведем расчет общего искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока [16]. Метод позволяет обеспечить среднюю освещенность поверхности с учетом всех падающих на нее потоков, как прямых, так и отраженных. Его применяют для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей.

Коэффициент использования светового потока равен отношению светового потока, падающего на расчетную поверхность, ко всему потоку осветительной установки. Он определяется геометрией помещения, коэффициентами отражения потолка п, стен с, расчетной поверхности р, типом КСС источника света.

Выполняемая зрительная работа характеризуется следующими параметрами:

фон - средний;

контраст - большой;

размер объекта различения до 1 мм.

Определяем п=70%, с=50%, р=30%.

Геометрия помещения учитывается индексом помещения:

, (14.6)

где a и b - длина и ширина помещения, м;

h - расчетная высота (высота подвеса над расчетной поверхностью), м.

а=40м, b=25м, h=5м.

Тогда подставив значения получим индекс помещения:

Следовательно, по всем полученным величинам определяем коэффициент использования светового потока

Тип КСС Д-1, =0,77%.

Необходимый поток каждой лампы определяем по формуле:

(14.7)

где E - нормативное значение освещенности, лк;

S - площадь помещения, м2;

- коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока за счет запыленности ламп, ;

Z - коэффициент неравномерности, Z=1,1;

N - число ламп;

- коэффициент использования светового потока.

В соответствии со СНиП 23.05-95 минимальное значение освещенности в данном помещении составляет E=200 лк.

Отсюда получаем:

Выбираем люминесцентную лампу ЛД-80 со световым потоком Ф=4070 лк.

Имеем

Выбираем светильник типа ПВЛМ, в котором размещаются две лампы. Рассчитаем количество светильников:

Размеры светильника: 115022595 мм.

Расположение светильников в помещении показано на рисунке 14.3.

Расположение искусственного освещения

Рисунок 14.3.

14.1.5. Техника безопасности.

14.1.5.1. Обеспечение электробезопасности.

Питание оборудования цеха осуществляется от 3-х фазной сети переменного тока, напряжением 220-380 В, частотой 50 Гц с изолированной нейтралью.

Причинами поражения электрическим током при эксплуатаации оборудования для производства печатных плат являются следующие факторы:

случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования - корпусах, кожухах и т. п. - в результате повреждения изоляции и других причин;

появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения установки;

Для обеспечения безопасности от поражения электрическим током всех зданий и сооружений применяют защитное заземление. Защитное заземление - преднамеренное соединение с землей оборудования, не находящегося под напряжением в нормальных условиях эксплуатации, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции установки.

Произведем расчет системы защитного заземления, а именно расчет групповых заземлителей в однородной земле с размещением по контуру [16].

Определим сопротивление одного вертикального электрода по формуле:

(14.8)

где - сопротивление одиночного вертикального электрода, Ом;

- сопротивление грунта Ом м;

L - длина стержня;

b - ширина стержня;

, где - длина стержня выше уровня земли.

Грунт на территории здания - суглинок, величина удельного сопротивления которого .

В качестве искусственных заземлителей принимаем трубы длиной L=2,3 м, диаметром b=0,15 м.

м

Тогда получим

Ом

Определим количество вертикальных электродов по таблице [16] используя соотношение ,

- коэффициент использования вертикальных электродов;

- допустимое сопротивление искомых заземлителей;

n - количество вертикальных электродов.

,

Находим длину горизонтального проводника связи по формуле:

(14.9)

где L - длина горизонтального проводника связи, м;

а - расстояние между двумя вертикальными электродами, оно находится из соотношения , т.к. размещение електродов производим по контуру а=6,9.

м.

Определим сопротивление горизонтального проводника связи, соединяющего верхние концы электродов по формуле:

(14.10)

где - сопротивление горизонтального проводника связи Ом.

Ом.

Далее определяем результирующее сопротивление искусственного заземлителя.

(14.11)

где - коэффициент использования горизонтальных электродов,

Ом.

Проведенный расчет показывает, что предлагаемые заземлители удовлетворяют условию групповых заземлителей.

,

14.1.5.2. Пожарная безопасность.

Основными причинами пожаров в цехе являются:

Неисправность электрооборудования;

Самовольная модернизация установок с отклонением от технологических схем;

Несоблюдение графика планового ремонта;

В соответствии с СНиП2.09.02-85 здание имеет категорию взрывопожарной опасности Д, т.е. производство, связанное с применением негорючих веществ в холодильном состоянии. Огнестойкость здания определяется по СНиП2.01.02-85. Производственный цех относится к III категории. В соответствии с требованиями к противопожарной безопасности в помещении находятся 22 углекислотных стационарных огнетушителя типа ОУ-8. Для более быстрого реагирования пожарной службы в цеху расположены дымовые извещатели МД-3, каждый из которых обслуживает площадь до 85 м2. Соответственно в цеху их устанавливается 12 шт.

При возгорании помещения необходимо в кратчайший срок эвакуировать всех людей из здания.

Схема эвакуации людей из здания приведена на рис. 14.4.

14.2. Охрана окружающей среды

В процессе производства печатных плат в воздух рабочей зоны выделяются различные вредные вещества. Источником выделения вредных веществ в атмосферный воздух цеха является следующее технологическое оборудование: ножницы для нарезки заготовок, сверлильные и фрезерные станки, установки химической подготовки и подтравливания поверхности, установки для нанесения фоторезистов и красок, установки экспонирования, проявления и снятия фоторезистов.

Схема эвакуации людей из цеха

1 - щит для отключения электричества;

2, 6 - пожарные краны;

4 - огнетушители;

3, 5 - комнаты для переодевания.

Рисунок 14.4.

Определим количество вредных веществ выделяемых в воздух в процессе производства и оценим их величину по отношению к допустимым нормам. Валовое выделение загрязняющих веществ определяется исходя из нормо-часов работы оборудования и понятия условной платы.

Количество вредного вещества (т/год), отходящего от единицы технологического оборудования определяется по формуле:

Mi = 3,6 qi W(1,2,3) 10-3

где W(1,2,3) - определяется по формуле:

W1 = (Ni / L) Ki

Ni - общее количество слоев i-го типа реальной печатной платы, обрабатываемых при - технологическом процессе в соответствии с программой выпуска, слоев/год; L- производительность оборудования, слоев/час; qi - удельное количество вредного вещества, выделяющегося при технологическом процессе, г/с.

Количество вредных веществ, выделяющихся в атмосферный воздух при механической обработке заготовок.

При получении заготовок.

Используются ножницы роликовые Ю.1.015.01.00.000.

Стеклотекстолит фольгированный СФ-2Н-35-1,5

Пыль стеклотекстолита г/с.

Пыль медная г/с.

Периметр платы мм.

NЗ = 1000 слоев/год.

L = 720 слоев/час.

Выделения пыли стеклотекстолита:

кг/год.

Выделения пыли меди:

кг/год.

При получение фиксирующих и технологических отверстий.

Используется настольный сверлильный станок 2Н-106П.

Стеклотекстолит фольгированный СФ-2Н-35-1,5.

Пыль стеклотекстолита г/с.

Пыль медная г/с.

В плате имеется 4 фиксирующих отверстия

NФО = 1000 слоев/год.

L = 360 слоев/час.

Выделения пыли стеклотекстолита:

кг/год.

Выделения пыли меди:

кг/год.

При получение монтажных отверстий.

Используется сверлильный станок с ЧПУ СФ-72Б.

Стеклотекстолит фольгированный СФ-2Н-35-1,5.

Пыль стеклотекстолита г/с.

Пыль медная г/с.

В плате имеется 826 монтажных отверстия

NМО = 1000 слоев/год.

L = 40 слоев/час.

Выделения пыли стеклотекстолита:

кг/год.

Выделения пыли меди:

кг/год.

При фрезеровании печатной платы по контуру дисковой фрезой.

Используется фрезерный станок 3А-64Д.676П

Стеклотекстолит фольгированный СФ-2Н-35-1,5.

Пыль стеклотекстолита г/с.

Пыль медная г/с.

Периметр платы мм.

NФ = 1000 слоев/год.

L = 60 слоев/час.

Выделения пыли стеклотекстолита:

кг/год.

Выделения пыли меди:

кг/год.

При проявлении рисунка печатной платы.

Используется установка УПФ ГГМЗ.250.001.

Выделения метилхлороформа г/с.

Площадь платы м.

NП = 1000 слоев/год.

L = 160 слоев/час.

Выделения метилхлороформа:

кг/год.

При удалении фоторезиста и краски.

Используется установка УПФ ГГМЗ.254.001.

Выделения метилена хлористого г/с.

Площадь платы м.

NП = 1000 слоев/год.

L = 160 слоев/час.

Выделения метилена хлористого:

кг/год.

При экспонировании рисунка печатной платы.

Используется установка СКЦИ.442.152.001.

Выделения озона г/с.

Площадь платы м.

NП = 1000 слоев/год.

L = 40 слоев/час.

Выделения озона:

г/год.

В итоге получаем выделения пыли стеклотекстолита:

кг/год.

Выделение пыли меди:

кг/год.

Выделение метилхлороформа:

кг/год.

Выделение метилена хлористого:

кг/год.

Выделения озона:

г/год.

По величине мощности выбросов устанавливается норматив ПДВ исходя из условий, чтобы за пределами санитарно-защитной зоны концентрация, созданная рассмотренными источниками выбросов, в сумме с фоновой не превышала ПДК, установленного ГОСТ 12.1.005-88.

15. Организационно-экономический раздел

Целью разработки данного дипломного проекта является проектирование горизонтального канала наведения и стабилизации привода ОЭС. В результате был разработан цифровой следящий электропривод который значительно превосходит по своим техническим показателям аналогичные изделия: имеет более высокие быстродействие и точность; гораздо легче в обслуживании. Но одним из важнейших критериев является экономическая выгода - принесет ли данное изделие дополнительную прибыль. Ответ на поставленный вопрос мы получим только проведя соответствующие расчеты, которые будут рассмотрены в этом разделе.

15.1. Составление и расчет сетевого графика.

При экономическом анализе ОКР можно использовать ленточные диаграммы, а также сетевые графики. Так как ленточные диаграммы не отражают в полной мере взаимосвязи между отдельными работами, тогда как это весьма необходимо при планировании и выполнении сложных комплексов, состоящих из многочисленных работ, часть из которых целесообразно в той или иной степени совмещать во времени. Из-за отсутствия показанных на линейном графике могут возникать непредвиденные простои. В проектной практике нередки случаи, когда изменение условий и факторов приводит к изменению первоначально намеченных сроков выполнения работ. В таких случаях, данных, приводимых на ленточном графике, недостаточно для решения вопросов о том, какие меры должны быть приняты для своевременного выполнения всего комплекса работ, какие коррективы следует внести в график, как лучше использовать имеющиеся ресурсы. Таким образом, ленточный график при выполнении больших сложных комплексных работ, не обеспечивает непрерывности планирования и оперативного управления.

Данное ОКР является сложным комплексом работ, и как показано выше для ее оценки линейный график недостаточен, и для повышения оперативности используем сетевой метод планирования и управления. Основным документом СПУ является сетевой график.

Сетевой график - это графическое изображение плана разработки, показывающая взаимосвязь всех работ, необходимых для достижения конечной цели. В сетевом графике до мельчайших подробностей анализируется рассматриваемая задача, выявляется последовательность и взаимосвязь работ.

События сетевого графика кодируются. Для этого используют натуральный ряд чисел от 0. Для расчета сетевого графика необходимо составить картотеку событий и картотеку работ. В картотеке работ формируются названия работ и присваиваются им коды. Тоже самое делается и с картотекой событий. Картотека событий представлена в табл. 15.1, а картотека работ в табл. 15.2. Сетевой график отображает последовательность процесса во времени и не является отражением пространственной структуры объекта. Сетевой график представлен в приложении 4.

Трудоемкость разработки этапов ОКР определяется в зависимости от функционального назначения, группы сложности и новизны проектируемых изделий:

, (15.1)

где - количество графического материала (чертежей) формата А1, 25-30 листов;

- удельная трудоемкость выполнения конструкции одного чертежа формата А1, 30 час;

- коэффициент, учитывающий группу сложности электронного устройства и зависит от степени усложнения конструкции;

Таблица 15.1.

Картотека событий.

Номер события

Наименование события

0

задание на диплом получено

1

техническое задание разработано и оформлено

2

техническое задание утверждено

3

расчет и составление сетевого графика выполнено

4

анализ современного состояния в области ЦСЭП проведен

5

методики построения ЦСЭП проанализированы

6

структурная схема ЦСЭП составлена

7

структурная схема ЦСЭП начерчена

8

функциональная схема МПК разработана

9

функциональная схема МПК начерчена

10

принципиальная схема МПК разработана

11

принципиальная схема усилителя разработана

12

принципиальная схема усилителя расчитана

13

принципиальная схема ЦСЭП начерчена

14

печатная плата ЦСЭП разработана

15

печатная плата ЦСЭП начерчена

16

характеристики ЦСЭП исследованы

17

характеристики ЦСЭП начерчены

18

сборочный чертеж ЦСЭП составлен

19

сборочный чертеж начерчен

20

общий вид электронного блока разработан

21

общий вид электронного блока оформлен

22

Технологическая часть выполнена

23

раздел надежности выполнен

24

раздел охраны труда и окружающей среды выполнен

25

затраты на проектирование и изготовление, экономический эффект рассчитаны

26

Пояснительная записка оформлена

27

Документация сдана в ГЭК

Таблица 15.2.

Картотека работ.

Код

Наименование

Продолжитель-ность работы

0-1

разработка технического задания

3

1-2

утверждение технического задания

2

2-3

расчет и составление сетевого графика

1

3-4

анализ современного состояния в области ЦСЭП

1

3-5

анализ методик построения ЦСЭП

2

4-6

фиктивная работа

1

5-6

Составление структурной схемы ЦСЭП

-

6-7

Оформление чертежа структурной схемы

5

6-8

Разработка функциональной схемы МПК

3

8-9

Черчение функциональной схемы МПК

6

7-11

фиктивная работа

4

8-10

Разработка принципиальной схемы МПК

3

6-11

Разработка принципиальной схемы усилителя

2

11-12

расчет принципиальной схемы усилителя

3

11-13

черчение принципиальной схемы ЦСЭП

5

9-13

фиктивная работа

-

10-15

фиктивная работа

-

13-14

фиктивная работа

4

12-14

разработка печатной платы ЦСЭП

3

14-15

оформление печатной платы

4

12-17

Исследование характеристик ЦСЭП

6

17-18

Оформление характеристик ЦСЭП

8

15-21

фиктивная работа

-

18-24

фиктивная работа

5

14-19

составление сборочного чертежа ЦСЭП

2

19-20

черчение сборочного чертежа

8

20-24

фиктивная работа

8

19-21

разработка общего вида электронного блока

12

21-22

оформление общего вида электронного блока

8

22-25

Фиктивная работа

4

21-23

Выполнение технологической части

5

23-25

Фиктивная работа

6

14-24

Расчет надежности

4

6-16

расчет охраны труда и окружающей среды

-

24-25

Оформление организационно-экономической части

-

16-25

Фиктивная работа

8

25-26

Оформление пояснительной записки

8

26-27

сдача документации в ГЭК

15

- коэффициент снижения трудоемкости, учитывающий заимствование деталей и узлов в проектируемом электронном устройстве, в данной системе 0.6;

- доля трудоемкости этапа «Разработка рабочей документации» в общей трудоемкости ОКР, принимается 0.6;

- трудоемкость соответствующего -го этапа в общей трудоемкости ОКР, % (см. табл. 15.3).

Соотношение трудовых затрат по отдельным этапам ОКР представлены в табл. 15.3.Группу сложности устанавливают в соответствии с техническими параметрами, характеристиками сборочных единиц электронного устройства и нормативами вре-

Таблица 15.3.

п/п

Стадии ОКР

Трудоемкость, в % к трудоемкости рабочего проекта

1.

Разработка технического задания на проектирование

2.5

2.

Разработка технологического предложения

2.5

3.

Разработка эскизного проекта

15.0

4.

Разработка технического проекта

20.0

5.

Разработка рабочей документации

в том числе:

изготовление опытного образца и заводские испытания

разработка конструкторской документации

государственные испытания опытного образца и корректировка конструкторской документации

30.0

25.0

5.0

Итого

100.0

мени на разработку конструкторской документации в НИИ и КБ по направлениям техники и типовыми нормами времени на разработку конструкторской документации, разработанными ЦБНТ. В данной системе третья группа сложности. Она включает разработку сборочных единиц, воспроизводящих имеющиеся изделия с конструктивной и размерной переработкой (заимствован только принцип). Тогда принимает значение 1.25.

Тогда подставив значения в формулу(15.1) получим:

(н-час)

Продолжительность выполнения ОКР устанавливается в календарных днях. Определение состава исполнителей ОКР производится в зависимости от заданной (директивной) продолжительности выполнения работ принимается 5-6 мес., что соответствует периоду дипломного проектирования, включая преддипломную практику:

, (15.2)

где - количество исполнителей соответствующего -го этапа ОКР;

- коэффициент перевода рабочих дней в календарные при

пятидневном режиме работы, ;

- действительный (эффективный) фонд времени работы одного исполнителя, чел-час, в расчетах принимается 7.2;

- заданная (директивная) продолжительность выполнения работ в ОКР, кал. дн.;

- трудоемкость -го этапа (см. формулу (15.1)).

.

Тогда общая численность исполнителей ОКР:

Выполненные расчеты по определению трудоемкости и продолжительности отдельных этапов ОКР, количество исполнителей сведем в табл. 15.4.

На основании рассчитанных этапов и видов работ строится сетевой график выполнения ОКР, результаты расчетов которого приведены в приложении 5.

Таблица 15.4.

N п/п

Наименование этапов ОКР

Вид работ

Кол-во исполнителей

Трудоемкость, н-час

Продолжительность работ, кал. дн.

1.

Разработка технического задания

Разработка технического. задания, утверждение задания

0.05

23.4

4.68

2.

Разработка технологичес-кого предложения

Расчет и составление сетевого графика, анализ соврем. состояния в области ЦСЭП, анализ методик построения ЦСЭП

0.05

23.4

4.68

3.

Разработка эскизного проекта

Составление структурной схемы ЦСЭП, разработка функциональной схемы МПК

0.28

140.6

28.12

4.

Разработка технического предложения

Разработка принципиальной схемы МПК, разработка принципиальной схемы усилителя, расчет усилителя, формирование печатной платы ЦСЭП

0.38

187.5

37.5

5.

Разработка рабочей документации

Составление сборочного чертежа и чертежа общего вида, выполнение технологической части, расчет надежности, расчет ОТ и ОС, оформление организационно-экономиче-ской части, сдача документации в ГЭК

1.13

562.5

112.5

15.2. Расчет затрат на проектирование и изготовление следящего электропривода

Определение плановой себестоимости проведения ОКР.

При планировании себестоимости ОКР должно быть обеспечено полное и достоверное отражение всех видов расходов, связанных с их выполнением.

В процессе калькуляции себестоимости ОКР используется следующая группировка затрат по статьям, представленная в табл. 15.5.

В статью материалы, покупные изделия и полуфабрикаты также включены затраты на оформление документации, а именно:

бумага;

листы формата А1;

тушь;

перья;

канцелярские принадлежности и т.п.

Расчет затрат на оформление документации сводится в табл. 15.6.

Затраты по статье 2 отсутствуют.

Статья Основная заработная плата включает заработную плату работников, участвующих в данном виде работ с учетом премий.

Таблица 15.5.

Калькуляция плановой себестоимости проведения ОКР

N п/п

Наименование статей затрат

1.

Материалы (за вычетом возвратных отходов), покупные изделия и полуфабрикаты

2.

Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ

3.

Основная заработная плата

4.

Дополнительная заработная плата

5.

Отчисления на социальное обеспечение

6.

Научные и производственные командировки

7.

Оплата работ, выполняемых сторонними организациями и предприятиями

8.

Прочие прямые расходы

9.

Итого плановая себестоимость

Таблица 15.6.

№ п/п

Наименование затрат

Сумма, руб.

1

Бумага

160

2

Листы формата А1

60

3

Тушь

8

4

Чернила для принтера

350

5

Чертежные принадлежности

80

6

Канцелярские товары

50

7

ИТОГО

708

Расчет основной заработной платы сводится в табл. 15.7.

Заработная плата с учетом размера премий:

З=Зосн1.2

З=6173,11.2=7407,7 (т.руб).

Статья 4 включает затраты по дополнительной зарплате и принимается в размере 10-20% от основной зарплаты.

Таблица 15.7.

N п/п

Наименование этапов

Исполнители по категориям

Трудоемкость, чел-дн.

Зарплата, приход. на 1 чел.-дн., т.руб.

Всего заработная плата

1.

Разработка технического задания на проектирование

Руководитель

Исполнитель

1

2.93

1500/21=71,4

850/21=40,5

71,4

118,7

2.

Разработка технологического предложения

Руководитель

Исполнитель

1

2.93

71,4

40,5

71,4

118,7

3.

Разработка эскизного проекта

Руководитель

Исполнитель

4

17.6

71,4

40,5

285,6

712,8

4.

Разработка технического проекта

Руководитель

Исполнитель

6

23.4

71,4

40,5

428,4

947,7

5.

Разработка рабочей документации

Руководитель

Исполнитель

8

70.3

71,4

40,5

571,2

2847,2

Итого

6173,1

Статья 5 включает затраты отчисления в бюджет государства по установленным законодательством нормам. Эти затраты составляют 39 % от суммы основной и дополнительной зарплаты.

Затраты по статье 7 отсутствуют.

Затраты по статье 8 принимаются в размере 5% от суммы всех предшествующих статей.

Расчет затрат на изготовление опытного образца электронного устройства и предпроизводственных затрат.

Затраты на изготовление опытного образца электронного устройства рассчитываются по формуле:

, (15.5)

где - затраты на материалы (за вычетом реализуемых отходов), покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты (см. табл. 15.8);

- коэффициент, учитывающий транспортно-заготови-тельные расходы, в расчетах принимаются 0.04;

- заработная плата научно-производственного персонала опытного производства, занятого изготовлением опытной продукции, т.руб.;

- основная заработная плата научно-производствен-ного персонала, т.руб.;

- коэффициент, учитывающий косвенные (накладные) расходы по обслуживанию и управлению опытного производства, принимается равным 2.0...2.5;

- коэффициент, учитывающий внепроизводственные расходы, в расчетах принимается 0.05.

Заработная плата научно-производственного персонала опытного производства определяется как:

, (15.6)

где - тарифная или окладная оплата научно-производствен-ного персонала;

1,2 - коэффициент, учитывающий премию из фонда заработной платы;

1,1 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату;

1,395 - коэффициент, учитывающий отчисления на социальное обеспечение.

Опытный образец изготавливается за 10 рабочих дней. Изготавливают его техник и руководитель. Следовательно, тарифная оплата вычисляется:

Зпл=(500/21)10+(1500/21)1=309,5 руб.

Тогда заработная плата научно-производственного персонала:

Зпл=309,51,21,11,395=570 руб.

Основная заработная плата:

(15.7)

Следовательно, подставляя значения получим:

Зплосн = 309,51,2=371,4 руб.

Вычислим затраты на изготовление опытного образца электронного устройства:

Соп=(153370(1+0,04)+570+371,42,2)(1+0,5)= 168936,5 руб.

Предпроизводственные затраты научно-технической организации определяются по формуле:

(15.8)

где - затраты по калькуляции темы;

- затраты на изготовление опытного образца;

- затраты на подготовку образца серийного производства.

Затраты на подготовку образца серийного производства определяется как . Затраты по калькуляции темы включили в себя затраты на изготовление опытного образца. Следовательно, предпроизводственные затраты составят:

Зпредпр = 257375,7+1,3257375,7 = 591964,11 руб.

Таблица 15.8.

Калькуляция плановой себестоимости проведения ОКР

N п/п

Наименование статей затрат

Сумма, руб.

1.

Материалы (за вычетом возвратных отходов), покупные изделия и полуфабрикаты

198575

2.

Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ

0

3.

Основная заработная плата

7407,2

4.

Дополнительная заработная плата

740,8

5.

Отчисления на социальное обеспечение

3177,9

6.

Научные и производственные командировки

800

7.

Оплата работ, выполняемых сторонними организациями и предприятиями

0

8.

Прочие прямые расходы

46674,8

9.

Итого плановая себестоимость

257376

Расчет затрат на изготовление проектируемого электронного устройства.

Для определения затрат на изготовление проектируемого электронного устройства составляется калькуляция по соответствующим статьям, перечисленным в табл. 15.9.

Расчет стоимости основных материалов, покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов с учетом транспортно-заготовительных расходов сводим в табл. 15.10.

Статья «Основная заработная плата основного производственного персонала» включает тарифную заработную плату и премии. Расчет тарифной заработной платы сводится в табл. 15.11.

Таблица 15.9.

Калькуляция себестоимости проектируемого электронного устройства.

N

п/п

Наименование статей калькуляции

Сумма,

руб.

1.

Основные материалы (за вычетом реализуемых отходов), покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты и услуги кооперативных предприятий.

184044

2.

Вспомогательные материалы для технологических целей

139,33

3.

Основная заработная плата основного производственного персонала

40,68

4.

Дополнительная заработная плата основного производственного персонала

6102

5.

Отчисления на социальное обеспечение

18,49

6.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования и транспортных средств

52,9

7.

Общепроизводственные расходы

40,68

8.

Общехозяйственные расходы

28,48

9.

Внепроизводственные расходы

417,1

10.

Итого полная себестоимость

190937,7

Таблица 15.11.

N п/п

Наименование работ

Тарифный разряд выполняемой работы

Часовая тарифная ставка, т.руб.

Трудоемкость работы, нормо-час

Тарифная заработная плата, т.руб.

1.

Сборка

3

3.0

3

9.0

2.

Монтаж

5

3.75

4

15

3.

Испытание

4

3.3

1

3.3

4.

Отладка

4

3.3

2

6.6

Итого

33.9

Таблица 15.10.

N

п/п

Наименование основных материалов, комплектующих изделий и полуфабрикатов

Единица измерения

Кол-во единиц на изделие

Сумма затрат на изделие, руб.

1.

Блок обработки сигналов

шт.

1

17400

2.

Блок питания

шт.

1

150

3.

БУ

шт.

1

17400

4.

провода

м

50

100

5.

электроника

шт.

1

34800

6.

ГДУ

шт.

1

17400

7.

ДУС

шт.

1

13920

8.

двигатель

шт.

1

52200

Итого стоимость основных материалов, покупных и комплектующих изделий и полуфабрикатов

153370

Заключение

В данном дипломном проекте спроектирован привод горизонтального канала наведения и стабилизации ОЭС. В соответствии с расчетом выбран двигатель привода - ДМБ (двигатель бесконтактный магнитный), имеющий ряд существенных преимуществ по сравнению с другими существующими двигателями данного класса, разработаны функциональная схема и структурная схема линейной математической модели следящего привода. Синтез системы производился исходя из требований по времени переброса и точности слежения за подвижным объектом в условиях воздействия качек на носитель следящей системы. Найденные параметры модели привода горизонтального канала наведения и стабилизации ОЭС обеспечивают ошибку слежения 0,1 мрад, время переходного процесса 0,025 с и величину перерегулирования 2,5%, что удовлетворяет требованиям к системам данного класса точности и техническому заданию.

На основании современных методов проектирования разработана конструкция печатной плат БУ привода, технологические процессы их изготовления, произведен расчет теплового режима работы платы и надежность эксплуатации устройства.

Большое внимание охране труда и окружающей среды. Произведен расчет параметров производства печатных плат БУ привода ГКНиС: количество людей, занятых непосредственно изготовлением изделий, размеры цеха, установка оборудования, вентиляция, освещение. Определена категория пожаробезопасности производства (III), предложена схема эвакуации людей при пожаре и расположение противопожарного оборудования. Количество вредных выбросов при производстве изделия не превышают ПДК.

Экономической часть включает в себя составление сетевого плана проектирования и изготовления опытного образца привода ГКНиС ОЭС, расчет критического пути, который составил 75 дней, и расчет себестоимости ОКР и стоимости опытного образца (257376 руб. и 190937,7 руб. соответственно).

Библиографический список

Проектирование следящих систем. Колл. авторов. Под ред. Л.В. Рабиновича.М.: Машиностроение, 1969.-500 с.

Следящие приводы. В 2-х кн. Под ред. Б.К. Чемоданова.-М.: Энергия, 1976.-384 с., ил.

Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1982.-504 с., ил.

Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования.-3-е изд.,исправленное.-М.: Наука, 1975.-768 с., ил.

Техническая кибернетика. Теория систем автоматического регулирования. Книга 1. Колл. авторов. Под ред. В.В. Солодовникова. -М.: Машиностроение, 1967.-770 с.

Изерман Р. Цифровые системы управления. Пер. с англ.-М.: Мир, 1984.-541 с., ил.

Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. Пер. с польского.-М.: Машиностроение, 1974.-328 с.

Павловский М.А. Теория гироскопов.-К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986.-303 с., ил.

Одинцов А.А. Теория и расчетгироскопических приборов.-К.: Вища шк. Головное изд-во, 1985.-392 с., ил.

Справочник конструктора РЭА. Общие принципы конструирования / Под редакцией Варламова Р.Г. - М.:Советское радио, 1980.--480 с.

Жукова Г.А., Жуков В.П. Курсовое и дипломное проектирование по низковольтным электрическим аппаратам.-М.: Высш. шк., 1987.-160 с.

Гусев А.И. Проектирование устройств автоматики и телемеханики. - Саратов: СПИ, 1978.-72 с.

Митрейкин И.А., Озерский А.И. Конструирование аппаратуры автоматики и телемеханики.-М.: Машиностроение, 1975.-272 с.

Жигалов А.Т. Конструирование и технология печатных плат. - М.: Высшая школа, 1983.

Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983.

Справочник проектировщика санитарно-технических устройств. В 3-х ч. / Под ред. И.Г. Староверова. - М.: Стройиздат, 1978.

Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчёту надёжности аппаратуры радиоэлектроники и автоматки.-М.: Сов. радио, 1975.-471 с.

Сотсков Б.С. Основы теории и расчёта надёжности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники. - М.:Высш. шк., 1970.-271 с.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены