СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ.......................................................
1 АНАЛИЗ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧИ.....................................
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА......................
2.1 Разработка структурной схемы комплекса...................
2.2 Разработка структурной схемы процессорного модуля........
2.3 Разработка структурной схемы диагностического модуля.....
3 РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ СХЕМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВА......
3.1 Описание работы процессорного модуля.....................
3.2 Описание работы диагностического модуля..................
4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И КОНСТРУКЦИИ
ПЕЧАТНОГО УЗЛА...............................................
4.1 Разработка принципиальной электрической схемы............
4.2 Разработка конструкции печатного узла процессорного
модуля...................................................
4.3 Разработка принципиальной электрической схемы
диагностического модуля..................................
4.4 Разработка конструкции печатного узла диагностического
модуля...................................................
5 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ..........................
5.1 Разработка драйвера связи ПЭВМ с учебным стендом.........
5.1.1 Описание работы драйвера обмена со стороны ПЭВМ....
5.1.2 Описание работы драйвера обмена со стороны стенда..
5.2 Разработка программы МОНИТОР для загрузки программы
пользователя.............................................
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА....................
6.1 Маркетинговые исследования проектируемого продукта.......
6.1.1 Исследование продукта..............................
6.1.1.1 Назначение продукта..............................
6.1.1.2 Потребительские свойства продукта................
6.1.1.3 Требования к надежности..........................
6.1.1.4 Конкурентоспособность............................
6.1.1.5 Оценка рыночной направленности...................
6.1.2 Определение рынка сбыта............................
6.1.2.1 Сегментация рынка................................
6.1.2.2 Предпочтительный потребитель продукта............
6.1.3 Жизненный цикл изделия.............................
6.2 Расчёт затрат на разработку изделия......................
6.2.1 Расчёт затрат на проектирование электронной
части стенда.......................................
6.2.2 Расчёт затрат на проектирование ПО стенда..........
6.2.3 Расчёт затрат на изготовление макета стенда........
6.2.4 Формирование цены предложения проекта.............
6.3 Расчёт затрат на производство данного изделия...........
6.3.1 Материальные затраты..............................
6.3.2 Затраты на оплату труда...........................
6.3.3 Определение остальных статей себестоимости........
6.3.4 Расчёт капитальных вложений.......................
6.4 Расчёт формирования цены................................
6.5 Расчёт приведенных затрат...............................
6.6 Расчет эксплуатационные расходов........................
6.7 Расчет интегрального экономического эффекта.............
6.8 Выводы..................................................
7 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.............................
7.1 Анализ условий труда оператора..........................
7.1.1 Краткая характеристика помещения..................
7.1.2 Метеорологические условия.........................
7.1.3 Электробезопасность...............................
7.1.4 Взрывоопасность и пожароопасность.................
7.1.5 Освещение.........................................
7.1.6 Шум и вибрация....................................
7.1.7 Эргономика........................................
7.2 Расчёт защитного заземления.............................
7.3 Охрана окружающей среды.................................
8 Гражданская оборона.........................................
8.1 Выявление и оценка радиационной обстановки в
лаборатории СевГТУ при загрязнении радиоактивными
веществами после аварии на АЭС..........................
8.1.1 Вводная часть.....................................
8.1.2 Расчётная часть...................................
8.1.3 Мероприятия по защите.............................
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ.............................................
ПРИЛОЖЕНИЯ....................................................
ВВЕДЕНИЕВ соответствии с учебным планом, предусмотренным для студентов обучающихся на специальности
В настоящее время проблема диагностики параметров дискретных элементов стоит не так остро, как 10-15 лет назад. Это объясняется не только научно-техническим прогрессом (далее НТП), но и рядом других факторов, например доступностью оборудования. Но показатель стоимости такого оборудования находится за пределами финансовых возможностей многих учебных заведений в которых проводится изучение таких предметов как "Микроэлектроника", "Схемотехника" и смежных дисциплин. Теоретического объяснения зачастую не хватает для понимания некоторых разделов перечисленных предметов, поэтому желательно практически закреплять полученные на лекциях знания - путем выполнения соответствующих лабораторных работ.
Для выполнения таких работ и требуется оборудование о котором упоминалось в начале данного введения. Поэтому целесообразным является разработка более доступного, с экономической точки зрения, устройства для автоматизированного контроля параметров дискретных элементов.
В данной области уже проводились разработки - дипломные проекты некоторых выпускников департамента КиВТ. Данные разработки были основаны на микропроцессором комплекте 1816.
РЕФЕРАТ В данном дипломном проекте страниц, рисунков, чертежей, 1 плакат. 1 АНАЛИЗ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧИ В соответствии с задачей поставленной на дипломное проектирование требуется разработать учебный стенд для автоматизированного контроля параметров дискретных элементов.Проектируемое устройство должно отвечать техническим характеристикам представленным ниже:
центральный микроконтроллер КР1816ВЕ51;
четыре аналоговых входа/выхода;
размах входного/выходного напряжения от –12В до +12В;
погрешность измерения на аналоговых входах не более 0.5%;
генерация прямоугольных сигналов от 0 до 10Мгц;
72 цифровых входа/выхода.
По завершению дипломного проектирования должна быть представлена следующая конструкторская документация:
структурная схема учебного стенда и его компонентов;
обобщённая схема функционирования комплекса;
принципиальные электрические схемы компонентов учебного стенда;
чертежи печатных узлов компонентов учебного стенда (со стороны проводников, со стороны компонентов и чертеж размещения компонентов на печатной плате);
тексты программ для функционирования учебного стенда (драйвер для связи ПЭВМ и стенда, а также программу-монитор для начальной инициализации стенда).
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА2.1 Разработка структурной схемы комплекса
Требования, предъявляемые к структуре учебного стенда основываются на задачах и функциях которые он, этот стенд, должен выполнять.
Исходя из требований установленных в постановке задачи, учебный стенд должен включать в себя две взаимозависимые и неразрывные части: аппаратную и программную.
Аппаратная часть должна обеспечивать совместимость по уровням и частотным характеристикам сигналов. Это означает, что все компоненты и субблоки, входящие в состав стенда, должны работать с одними и теми же уровнями сигналов (ТТЛ, КМОП и так далее). Все субблоки должны работать от общего синхронизирующего устройства. Также аппаратная часть должна поддерживать все без исключения режимы функционирования учебного стенда. Поддержка характеристик сигналов необходима для обеспечения физической совместимости между устройствами учебного стенда и устройствами разработанными ранее.
Структура аппаратной части на конечном этапе структурного проектирования должна быть представлена в виде структурной схемы устройств и блоков, входящих в аппаратную часть комплекса. Также на этой схеме должны быть обозначены все связи необходимые для реализации функций и режимов работы разрабатываемого учебного стенда.
Программная часть должна обеспечивать совместимость по типам данных и интерфейсам, так как это необходимо для успешной и безошибочной обработки информации, а также для совместимости с различными программными средствами, которые могут использоваться в последствии при расширении набора выполняемых функций.
Структура программной части на конечном этапе структурного проектирования должна быть представлена в виде двух блок-схем алгоритмов работы программного обеспечения, которое будет выполнятся на персональной электронно-вычислительной машине и на однокристальном микроконтроллере.
Общая структура учебного стенда по автоматизированному контролю параметров дискретных элементов представлена на рисунке 2.1.
Как видно из рисунка аппаратно-программный комплекс представляет собой совокупность двух основных систем: ПЭВМ и собственно блок автоматизированного контроля параметров дискретных элементов.
Персональная электронно-вычислительная машина представляет собой систему из взаимосвязанных электронных и программных компонентов, которые служат, в данном конкретном случае, для управления и установки режимов измерения физических параметров дискретных элементов. С её помощью производится:
загрузка программы в однокристальный микроконтроллер установленный на операционном блоке диагностического стенда;
поддержка протокола обмена со стороны управляющей ЭВМ;
установка режимов измерений;
отображение результатов измерений (на экране дисплея ЭВМ);
проведение тестирования и настройки аппаратных и программных средств универсального стенда.
Блок автоматизированного контроля дискретных элементов представляет собой совокупность процессорного модуля и диагностического модуля.
2.2 Разработка структурной схемы процессорного модуля
Процессорный модуль предназначен для управления процессами, происходящими в подчинённых ему блоках, то есть он синхронизирует работу и управляет потоками информации между ними. Также процессорный модуль управляет процессом обмена между ПЭВМ и универсальным стендом для контроля физических параметров дискретных элементов.
На системный разъем процессорного модуля выведены следующие группы сигналов:
- шина данных (разрядность 8 бит);
- шина адресации блоков (разрядность 7 бит);
- управляющие сигналы (чтение, запись и так далее).
Структурная схема процессорного модуля представлена на рисунке 2.2.
Как видно из рисунка, процессорный модуль состоит из следующих блоков:
вырезано
Это может понадобится если характеристики или сигналы меняются со скоростью, которая не позволяет их анализировать и, одновременно, передавать на ПЭВМ. В этом случае значения сигналов (с интервалами длина которых определяется частотой дискретизации, так как объем памяти данных ограничен) записываются в память данных, а затем, после окончания процесса преобразования, передаются на ПЭВМ по последовательному каналу RS-232.
Как видно из структурной схемы, представленной на рисунке 2.1, управление в стенде автоматизированного контроля электрических параметров дискретных элементов возложено на процессорный модуль.
У процессорного модуля имеется память программ, где хранится программа МОНИТОР (программа начальной инициализации учебного стенда) управления стендом и драйвер обмена между стендом и ПЭВМ. А также в состав операционного блока входит память программ на статических оперативных запоминающих устройствах с произвольным доступом, в которой хранятся программы необходимые для обслуживания конкретных модулей (загружаемых пользователем).
Итак, после включения питания производится загрузка МОНИТОРА в однокристальный микроконтроллер, при этом загрузка производится из памяти программ.
После того как связь с ПЭВМ будет установлена, производится загрузка программы обслуживающей конкретный модуль установленный на стенде (пусть, например, это будет модуль диагностики сигналов дискретных элементов). Затем управление передается программе, которая была только что загружена, и дальнейшие действия на учебном стенде производятся под её управлением. Начиная с этого момента управление над учебным стендом по автоматизированному контролю параметров дискретных элементов переходит к ПЭВМ.
С ПЭВМ производится установка режимов измерения, режимов работы и функционирования стенда, а также способы передачи и кодировки информации.
Установка учебного стенда в начальное состояние производится следующими путями:
аппаратный сброс всей системы с помощью соответствующих кнопок «Reset» (на стенде и ПЭВМ, соответственно);
программный сброс стенда с персональной электронно-вычислительной машины.
Работа процессорного модуля заключается в синхронизации обмена информации между ПЭВМ и блоками установленными в системные разъемы стенда. После включения стенда производится загрузка МОНИТОРА из памяти программ. Далее однокристальный микроконтроллер производит программный сброс модулей и переходит в режим установки связи с персональной ЭВМ.
После установки связи производится определение режима работы учебного стенда вцелом, путем передачи соответствующих команд на процессорный модуль стенда, и передача управляющей программы с ПЭВМ в память данных процессорного модуля.
После передачи управляющей программы производится установка формата передачи управляющих кодов и стенд переводится в состояние, которое определяется командами, подаваемыми с ПЭВМ.
Обобщенный алгоритм функционирования учебного стенда для автоматизированного контроля параметров дискретных элементов представлен в приложении А.
3.2 Описание работы диагностического модуля
Работа с диагностическим модулем начинается с момента, когда производится его выбор процессорным модулем. То есть на шине адресации блоков устанавливается его адрес (семиразрядным кодом). Эта ситуация определяется «устройством определения адреса блока
Одновременно с поступлением сигнала выбора модуля производится определение адреса субблока и режима работы. В данной системе предусмотрены следующие режимы работы:
- запись данных;
- чтение данных;
- определение номера модуля.
После определения всех указанных выше режимов и производится, собственно, инициализация обмена информацией между процессорным модулем и блоком исследования параметров дискретных элементов.
Далее производится передача полученной информации или результаты передачи (успешно или нет) на персональную электронно-вычислительную машину посредством последовательного канала.
Вся внутренняя коммутация производится на основе переданных команд по линии [ПЭВМ]-[операционный блок]-[Диагностический модуль].
Рассмотрим работу диагностического модуля на примере преобразования аналогового сигнала с пользовательского разъема в цифровую форму.
Для преобразования сигнала в цифровую форму необходимо выбрать один из трех аналого-цифровых преобразователей и по завершении преобразования передать значение кода на процессорный блок.
Последовательность действий по преобразованию сигнала и передаче его на процессорный блок представлена ниже:
преобразование сигналов производится в автоматическом режиме, то есть независимо от процессорного модуля. Предположим что началось N-е преобразование аналогового сигнала в цифровую форму;
затем после окончания преобразования производится запись сигналов во внутренний регистр аналого-цифрового преобразователя;
после этого производится выбор преобразователя и одновременная выдача записанных сигналов на шину данных;
в этот момент однокристальный микроконтроллер производит чтение значения с шины данных.
На этом процесс преобразования аналогового сигнала в цифровую форму заканчивается.
4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И КОНСТРУКЦИИ ПЕЧАТНОГО УЗЛА4.1 Описание принципиальной электрической схемы процессорного модуля
Принципиальная электрическая схема процессорного модуля определяется его структурой.
На основе данных о структуре представленных в пункте 3, данной пояснительной записки, была разработана схема диагностического модуля представленная на чертеже 1.
Процессорный модуль состоит из следующих частей:
однокристальный микроконтроллер КР1816ВЕ51 со схемами выработки тактовых импульсов и схемой сброса;
буферный регистр КР555ИР23 (для фиксации значения младших адресов шины адреса);
памяти данных размерностью 4096х8 бит (ИМС КР573РУ10);
памяти программ со свободным доступом 4096х8 бит (RAM ИМС КР573РУ10);
памяти программ только для чтения 2048х8 бит (ROM ИМС КР573РУ10);
схем согласования сигналов канала С2 (К553УД2 и К521СА4);
шинного формирователя КР555АП6;
схемы формирования сигналов записи/чтения;
системного разъема (ГРПМ-61);
фильтрующих резисторов и конденсаторов (КМ-4 и МЛТ-0.125).
Однокристальный микроконтроллер. Однокристальный микроконтроллер включен по типовой схеме. Схема тактирования (С1, С2, BQ) генерирует импульсы заданной полярности, скважности и уровня, необходимые для нормального функционирования однокристального микроконтроллера. Схема сброса микроконтроллера (R1, C3) построена с учётом временных параметров необходимых для полного сброса микроконтроллера и компонентов, подключенных к системному разъему (XP). Импульс сброса снимается с системного разъема и формируется, как прямой (DD2), так и обратный (для возможности сброса соответствующих БИС используемых в данном стенде). Сигналы таймеров и внешних источников прерываний также выведены на системный разъем (ХР).
Квазидвунаправленный порт Р1 подключен к системному разъему и поэтому может использоваться для параллельной передачи данных между устройствами установленными в системный разъем.
Квазидвунаправленный порт Р2 используется в качестве старших разрядов шины адреса при обращении к памяти программ и памяти данных.
Двунаправленный порт Р0 используется в режиме разделения времени как внутренняя шина данных и как шина адреса младших разрядов. При этом во время передачи значения младших адресов производится их запись (по сигналу ALE) в буферный регистр-защелку.
Системный порт Р3 используется для генерации сигналов управления памятью, для выдачи сигнала о том, что на линии данных находится значение адреса и для формирования сигналов обмена по последовательному каналу С2.
Буферный регистр. Данное устройство (DD5 КР555ИР23) необходимо, как уже говорилось выше, для установки младших разрядов шины адреса снимаемых с шины данных по сигналу ALE.
Память данных. Эта память реализована на двух ИМС статического оперативного запоминающего устройства (КР537РУ10). Так как эти ИМС по 2 Кб, то для реализации 4-ч Кб установлен инвертор на базе ИМС КР155ЛН1 (DD2).
Управление памятью данных осуществляется с помощью схемы формирования сигналов чтения/записи в/из памяти, УВВ и так далее.
Выходы памяти данных подключены на шину данных. Адрес подается с мультиплексированной сигналом ALE шины данных (точнее с буферного регистра защелки DD5) и с порта Р2.
Память программ. Память программ в процессорном блоке двух видов:
постоянное запоминающее устройство;
статическое запоминающее устройство с произвольным доступом.
В постоянное запоминающее устройство (ИМС DD7 КР573РФ5) загружается программа МОНИТОР, которая отвечает за начальный сброс устройства и инициирование обмена с персональной ЭВМ. Для данного типа запоминающего устройства памяти программ возможны различные варианты размещения в адресном пространстве учебного стенда. Также, для удобства работы, предусмотрена возможность программирования ПЗУ, с ультрафиолетовым стиранием, непосредственно на печатном узле стенда.
В статическом запоминающем устройстве (DD9, DD10 КР537РУ10) храниться программа пользователя загружаемая непосредственно с персональной ЭВМ по последовательному каналу.
Выходы памяти программ подключены на шину данных. Адрес подается с мультиплексированной сигналом ALE шины данных (точнее с буферного регистра защелки DD5, аналогично с памятью данных, только в различные промежутки времени) и с порта Р2.
Схемы согласования. Данная схема служит для согласования сигналов последовательного канала С2 однокристального микроконтроллера и сигналов последовательного интерфейса персональной ЭВМ. Также этот узел необходим для защиты от помех сигналов проходящих по линии связи между учебным стендом и ПЭВМ.
Операционный усилитель (DA1 К553УД2) предназначен для усиления сигнала от передатчика (в данном случае однокристального микроконтроллера) поступающего на линию связи. Здесь он усиливается и ограничивается уровнем приемлемым для нормальной работы последовательного канала и приема персональной ЭВМ.
Компаратор (DA2 К521СА4) предназначен для улучшения частотных характеристик сигнала поступающего с последовательного канала связи от персональной ЭВМ. Данный способ позволяет исключить прохождение случайных помех и помех образующихся в линии связи из-за присущей, любой проводной линии всвязи, индуктивной составляющей.
Шинный формирователь. Данный функциональный узел (DD3 КР555АП6) необходим для улучшения нагрузочной способности шины данных выходящей на системный разъем (ХР), так как уровни и мощности сигналов шины данных не обеспечивают надежную работу устройства в целом, всвязи с большой нагрузкой на данную магистраль.
Схемы формирования сигналов записи/чтения.
Системного разъема. Системный разъем позволяет подключать к процессорному модулю различные модули используемые в совместной работе учебного стенда, например проектируемого в данном дипломном проекте диагностического модуля.
На данный разъем выведены:
напряжения питания (+5в, +12в, -12в);
управляющие сигналы (чтение/запись, сигнал фиксации адреса
и так далее);
шина данных;
шина адреса;
шины квазидвунаправленного порта Р2;
сигналы необходимые для функционирования последовательного канала С2;
сигналы системного сброса, как процессорного блока, так и формирующихся при этом сигналов для остальных блоков;
сигнал базовой частоты однокристального микроконтроллера.
Фильтрующие резисторы и конденсаторы. Данные элементы необходимы для защиты от высокочастотных и низкочастотных помех по питанию (+5в). Резисторы необходимы для обеспечения работы БИС у которых выходные вентили выполнены по схеме с «открытым коллектором».
Схема электрическая принципиальная представлена на чертеже 2.
Перечень элементов процессорного модуля представлен в приложении Б.
4.2 Разработка конструкции печатного узла процессорного модуля
При разработке конструкции печатного узла должны учитываться следующие особенности:
удобство расположения элементов на печатном узле для ремонта и сервисного обслуживания;
минимальные размеры печатного узла;
минимальное количество переходных отверстий в печатном узле;
число слоёв печатного узла равно двум;
толщина дорожек печатного узла должна соответствовать мощностям подводимым к ним;
вырезано
Затем производится побайтная передача кода пользовательской программы на учебный стенд.
После передачи кода пользовательской программы на учебный стенд для автоматизированного контроля параметров дискретных элементов производится возврат предыдущего обработчика прерываний от последовательного порта, закрытие пользовательского файла и выход из драйвера в операционную систему.
Драйвер написан на языке высокого уровня С++. Текст программы драйвера представлен в приложении Г.
5.1.2 Описание работы драйвера обмена со стороны стенда
Работа драйвера обмена информацией со стороны стенда представлена на рисунке 5.3.
Драйвер обмена со стороны стенда работает следующим образом:
Устанавливается связь с ПЭВМ (определяется наличие данных на линии, то есть, инициирует ли ПЭВМ обмен или нет).
Производится загрузка программы в память данных. Вначале производится чтение длины программы, а затем проводится собственно чтение программы в память данных с формированием контрольной суммы по получаемым кодам пользовательской программы.
Если принятая контрольная сумма совпадает с полученной, то производится передача на ПЭВМ информации об успешной передаче кода программы и передача управления пользовательской программе, иначе происходит передача об передаче кода с ошибкой и передача возобновляется сначала.
Драйвер связи стенда с ПЭВМ входит в состав программы МОНИТОР, которая выполняется в процессе начальной инициализации учебного стенда.
Контроль скоростью и правильностью передачи информации возлагается на интерфейс последовательного обмена RS-232, порт которого установлен на однокристальном микроконтроллере КР1816ВЕ51.
5.2 Разработка программы МОНИТОР для загрузки программы пользователя
вырезано
6.2 Расчёт затрат на разработку изделия
6.2.1 Расчёт затрат на проектирование электронной части стенда
Затраты на проектирование являются предпроизводственными и в их состав включены стоимости всех ресурсов, необходимых для реализации всего комплекса работ по проектированию данного устройства. Величина затрат по каждой статье расходов определяется методом прямого счета. В смету затрат на разработку включены следующие расходы:
материальные затраты;
заработная плата проектировщиков;
начисления на заработную плату;
накладные расходы;
затраты на разработку программного обеспечения.
Материальные затраты определяются по фактически произведенным расходам на приобретение бумаги, канцелярские и чертежных принадлежностей и других возможных работ. Учитывая действующие цены материальные затраты на разработку устройства представлены в таблице 6.3.
Таблица 6.3 - Материальные затраты на разработку устройства
грн.
| Наимено
вание затрат | Денежный эквивалент |
| 1 | 2 |
| 1. Бумага для конструкторской документации (50 листов) | 1.80 |
Продолжение таблицы 6.3
| 1 | 2 |
| 2. Шариковая ручка (1 шт.) | 0.80 |
| 3. Карандаш (2 шт.) | 2х0.10 |
| 4. Формат А0 (3 шт.) | 3х1.50 |
| Итого: | 7.30 |
Далее рассчитываем заработную плату проектировщиков, где непосредственно учитывается их профессионализм, практический опыт и фактическую трудоемкость. Следует сначала определить прямую заработную плату.
Прямая заработная плата определяется из стоимости одного нормо-часа исполнителя работ.
Зм
Сн.ч. = ---------- [грн/час],
21.8*8
где Зм - месячный оклад одного работника участвующего в разработке устройства;
21.8 - среднее число рабочих дней в месяц;
8 - продолжительность одного рабочего дня при пятидневной рабочей неделе.
Рассчитаем стоимость одного нормо-часа для исполнителя работ - инженера-системотехника:
Сн.ч. = 250/(21.8*8)=1.43 грн/час.
В таблице 6.4 приведен расчет заработной платы с использованием сдельно-премиальной оплаты труда проектировщика
Таблица 6.4 - Расчет заработной платы проектировщика
| Этапы работы | Трудоёмкость, нормо/час | Зарплата, грн |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. Согласование ТЗ с руководителем | 17 | 24.36 |
| 2. Ознакомление с предметной областью и разработка требований к устройству | 39 | 55.91 |
Продолжение таблицы 6.4
| 1 | 2 | 3 |
| 3. Проектирование структурной схемы | 13 | 18.64 |
| 4. Проектирование функциональной схемы | 24 | 34.40 |
| 5. Выбор микропроцессорного комплекта (далее МПК) | 16 | 22.94 |
| 6. Проектирование принципиальной схемы | 39 | 55.90 |
| 7. Проведение необходимых расчетов | 17 | 24.37 |
| 8. Разработка и согласование конструкторской документации | 56 | 80.28 |
| Итого: | 316.8 |
Основная заработная плата (далее Зосн.) определяется с учетом доплат (далее Д) за явочное время. Доплаты берутся в размере 20% от прямой заработной платы (далее Зпр.):
Д = Зпр.*0.2 = 316.8*0.2 = 63.36 [грн]
Зосн. = Зпр. + Д = 316.8 + 63.36 = 380.16 [грн]
Отсюда определил фонд заработной платы (далее ФЗПр):
ФЗПр = Зосн. = 380.16 [грн]
Далее рассчитываю начисления (далее НАЧ, обычно они равны 37.5%) на ФЗПр:
НАЧ = ФЗПр*0.375 = 142.56 [грн]
Накладные расходы (далее Знак) включают затраты на содержание аппарата управления, помещений и берутся в пределах 50% от ФЗПр:
Знак. = ФЗПр*0.5 = 380.16*0.5 = 190.08 [грн]
вырезано
7.1.3 Электробезопасность
Дадим оценку лаборатории с точки зрения вероятности поражения человека электрическим током :
А) полы являются деревянными, следовательно, нетокопроводящими;
Б) относительная влажность воздуха не превышает 60 %, следовательно, помещение является сухим;
В) температура воздуха не превышает плюс 30 градусов по Цельсию, следовательно, повышенной не является;
Г) возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей корпусам технологического оборудования или другим заземленным частям с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования или токоведущим частям с другой стороны не имеется (при хорошей изоляции проводов, так как напряжение не превышает 1000 В);
Д) химически активные вещества отсутствуют.
Согласно ГОСТ 12.1.013-78.ССБТ данное помещение можно классифицировать как помещение без особой опасности. Для предотвращения поражения электрическим током потребителей электроэнергии в лаборатории необходимо предусмотреть следующие технические мероприятия: все токопроводящие части машин должны быть защищены ограждающими кожухами, все металлические конструкции, которые могут оказаться под напряжением в результате короткого замыкания, должны быть заземлены и защищены. Кроме технических, должны проводиться также организационные мероприятия: к работе с электроустановками должны допускаться только лица, прошедшие инструктаж и проверку знаний правил техники безопасности в соответствии с ГОСТ 12.0.004-79, ПТЭ и ПТБ, периодически должен осуществляться контроль сопротивления электрической изоляции токоведущих частей (в соответствии с требованиями ПУЭ, оно не должно быть ниже 0,5 МОм по отношению к корпусу ЭВМ).
7.1.4 Взрывоопасность и пожароопасность
Помещение лаборатории является помещением, содержащим твердые и волокнистые горючие вещества, не выделяющие горючую пыль или волокна, переходящие во взвешенное состояние. Следовательно, это помещение может быть отнесено к классу П-IIа согласно ПУЭ. По отношению к возможности образования взрывоопасных смесей, горючих пылей или волокон с переходом их во взвешенное состояние данное помещение может быть классифицировано как взрывобезопасное, так как условия для образования таких взрывоопасных продуктов отсутствуют. Пожар в помещении может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окислителя (условия пожара) и источников воспламенения (причина пожара). Горючие вещества в лаборатории: деревянные столы, двери, полы, бумага для печати, изоляция соединительных кабелей, жидкости для протирки узлов ЭВМ и др.
К возможным источникам и причинам возникновения пожара можно отнести следующие: эксплуатация электронеисправного оборудования, применение электронагревательных приборов, короткое замыкание, неисправность проводки, нарушение правил пожарной безопасности. Для отвода тепла от ЭВМ работают вентиляторы, в лаборатории постоянно действует также система кондиционирования воздуха, поэтому кислород, как окислитель процессов горения, имеется в достаточном количестве. Исходя из этого, помещение лаборатории, согласно нормам СНиП-II-90-81, по степени пожароопасности следует отнести к категории Д (помещения, в которых в обращении находятся негорючие вещества и материалы в холодном состоянии).
В качестве профилактических могут быть применены следующие мероприятия:
А) организационные - правильная эксплуатация машин, противопожарный инструктаж, обеспечение возможности безопасной эвакуации людей и т.д.;
Б) технические - соблюдение противопожарных правил при проектировании, при устройстве электропроводов и оборудования; деревянные предметы, пол следует пропитывать огнезащитным составом; стеллажи, шкафы должны быть из несгораемых материалов; система электропитания ЭВМ должна иметь блокировку, обеспечивающую отключение в случае пробоя изоляции на корпус; для обогрева помещения использовать только водяное отопление;
вырезано
Г) Рентгеновское излучение монитора. Источником рентгеновского излучения монитора является работа самой электронно-лучевой трубки, в которой происходит бомбардировка атомов люминофора электронами высоких энергий. При этом, как показывают расчеты, возможно появление лишь так называемого «мягкого» рентгеновского излучения с длиной волны 2-5 нм, при том, что общий КПД такой «рентгеновской установки « в целом не превышает тысячных долей процента мощности, рассеиваемой на всей ЭЛТ. Само по себе стекло толщиной 0,4-0,6 см (толщина экрана современных кинескопов) практически полностью поглощает все имеющееся при работе монитора излучение. При проведении измерений индуцируется лишь слабый внешний фон.
На основании выше изложенных данных можно сделать ряд выводов, касающихся способов борьбы с вредными факторами, сопровождающими работу современных мониторов. Во-первых, наиболее существенными представляются лишь три из рассмотренных четырех факторов: статические поля, радиочастотное излучение, блики от посторонних источников света. Рентгеновское излучение в большинстве моделей мониторов настолько мало, что им можно пренебречь. Во-вторых, для устранения или уменьшения каждого отдельного фактора целесообразно применять в защитном компьютерном экране свой, отдельно взятый тонкопленочный слой вещества, обладающий определенной структурой, свойствами и т. д. При этом слои последовательно наносятся на прозрачную основу-подложку, в качестве которой может служить обычное оконное или органическое стекло. Основной технологической задачей является улучшение оптических характеристик наносимых слоев и наилучшее согласование их между собой и с подложкой. В-третьих, защитный компьютерный экран в целом должен обладать как можно большей прозрачностью в видимом диапазоне света и не искажать передачу красок и цветов. Это накладывает определенные ограничения на толщину и число слоев защитного экрана.
7.4 ВыводыДанный раздел был посвящен охране труда и окружающей среды. Произведен анализ условий труда студентов в лаборатории, даны рекомендации для их улучшения. Можно утверждать, что действия вредных факторов находятся в допустимых пределах, установленных нормативно-технической документацией по охране труда. Произведен расчет защитного заземления.
8 Гражданская оборона
8.1 Выявление и оценка радиационной обстановки в лаборатории СевГТУ при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на АЭС
8.1.1 Вводная частьСовременный этап развития экономики характеризуется неуклонным ростом ядерной энергетики. К концу 1988 г. в мире действовало более 420 ядерных реакторов, а к 2000 году число ядерных реакторов увеличится до 600. Эксплуатация объектов с ядерными компонентами сопровождается авариями, утечкой радиоактивных веществ, что наносит значительный политический, экологический, экономический и психический ущерб. За последнее время в мире было зарегистрировано более 150 крупных аварий на объектах ядерной энергетики. Из них авария на Чернобыльской атомной электростанции — одна из наиболее крупных в истории развития атомной энергетики, а её последствия приобрели значительные, во многом непредсказуемые масштабы.
В настоящее время на территории Украины находится в эксплуатации 5 атомных станций (15 реакторов), что составляет 40% энергии, производимой на АЭС страны.
Развитие отечественной ядерной энергетики ведется на основе строительства реакторов на тепловых нейтронах, позволяющих использовать в качестве топлива слабо обогащенный и природный уран. К таким реакторам относятся водо-водные энергетические реакторы, в которых вода является одновременно и теплоносителем и замедлителем (ВВЭР-600, ВВЭР-1000).
Наиболее широкое распространение сейчас получили канальные энергетические реакторы с графитовым замедлителем и водой в качестве теплоносителя (РБМК-1000, РБМК-1500).
вырезано
Согласно таблица 2.10 [4] Дзоны = 17.1 рад.
С учётом нахождения объекта на внешней границе зоны Б определи дозу области (Добл) по формуле:
Добл = Дзоны*Косл-1*Кзоны-1 = 17.1*0.5*0.59 = 5.04 рад (7.1)
Расчёты показывают, что Добл > Дуст, по формуле 7.1. произведем расчёт с Дуст:
Дуст = Дзоны*Косл-1*Кзоны-1
и выведем Дзоны с установленным Дуст:
Дуст
Дзоны = -------------- = 13.6 рад
Косл-1*Кзоны-1
Итак, если персонал начнет работу спустя два часа после аварии, то ему можно работать (по данным таблица 2.10 [4]) Траб = 9 часов. Следующая смена может работать уже всю смену Траб = 12 часов.
8.1.3 Мероприятия по защитеМероприятия по защите рабочих и служащих объекта ОНХ:
Установить непрерывное радиационное наблюдение.
При прохождении радиоактивного облака укрыть рабочих и служащих в противорадиационных убежищах (ПРУ).
До спада уровня радиации до 5 р/час личный состав должен находиться в только респираторах.
Во избежание переоблучения рабочие и служащие после шести часов от времени аварии укрыть в убежищах (ПРУ).
Для исключения заноса радиоактивных веществ вовнутрь здания провести герметизацию помещений и установить фильтрационные агрегаты.
Для снижения загрязнения РВ территории, зданий провести дезактивизационные работы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕДанный дипломный проект является заключительной работой выполняемой студентами обучаемыми по специальности «Компьютерные и интеллектуальные системы и сети».
В данной работе проведено проектирование учебного стенда для автоматизированного контроля параметров дискретных элементов. Постановка задачи на проектирование была произведена дипломным руководителем - старшим преподавателем Явкуном Юрием Леонидовичем.
Глава 1 «АНАЛИЗ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧИ». В данной главе была проанализирована задача на дипломный проект, то есть сформированы требования к учебному стенду для автоматизированного контроля параметров дискретных элементов и требования к выходным данным после проектирования стенда.
Глава 2 «РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА». В данной главе, на основе поставленной задачи, была разработана структурная схема учебного стенда вцелом, она представлена на чертеже 1. Также в подпунктах данной главы были разработаны структурные схемы двух основных модулей процессорного и диагностического. При разработке структуры данного устройства учитывались пожелания заказчика, в лице дипломного руководителя, относительно некоторых решений применяемых в структуре стенда.
Глава 3 «РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОГО АЛГОРИТМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВА». В этой главе был описан алгоритм работы учебного стенда с момента включения питания до загрузки программы пользователя. Описание работы проведено, как со стороны ПЭВМ, так и со стороны стенда. Также в данной главе был описан процесс обмена информацией между процессорным и диагностическим модулем.
Глава 4 «РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И КОНСТ-РУКЦИИ ПЕЧАТНОГО УЗЛА». Данная глава была посвящена разработке принципиальной электрической схемы на основе структуры учебного стенда разработанной в гл.2. Разработанные схемы электрические принципиальные представлены на чертежах 2 и 3. Также были разработаны два печатных узла для процессорного и диагностического модулей в системе автоматизированной разработки печатных узлов PCAD. Виды разработанных печатных узлов представлены на чертеже 4.
Глава 5 «РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ». В этой главе произведена разработка двух модулей программного обеспечения для учебного стенда: драйвера передачи пользовательской программы на стенд и программы начальной инициализации стенда МОНТОР. Блок схемы работы вышеперечисленных программ представлены на чертежах 5 и 6.
Глава 6 «ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА». В данной главе был рассмотрен рынок, в который будет помещен разрабатываемый учебный стенд, если возникнет необходимость его продать. С целью определения его конкурентоспособности был проведен обзор аналогов имеющихся на рынке. В результате обзора были сделаны выводы позволяющие судить о разрабатываемом устройстве как о конкурентоспособном в занимаемой им нише устройств, так как только оно позволяет, с необходимыми требованиями предъявляемыми в процессе эксплуатации, проводить необходимые исследования не подвергая бюджет организации, его использующего, большим затратам. То есть при появлении необходимости контролировать тот или иной параметр не нужно покупать новый аппаратно-программный комплекс, а достаточно всего лишь разработать модуль для контроля соответствующего параметра и разработать для этого модуля программное обеспечение.
Глава 7 «ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ». Эта глава посвящена анализу условий труда оператора находящегося около учебного стенда, расчету защитного заземления стенда и освещена проблема электромагнитного излучения исходящего от электронно-лучевой трубки монитора персональной ЭВМ.
Глава 8 «ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА». Данная глава посвящена расчётам связанным с оценкой радиационной опасности в лаборатории Севастопольского государственного университета при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на мнимой АЭС. Также в этой главе даны рекомендации по защите людей, зданий и сооружений после аварии.
Разработанный в данном дипломном проекте учебный стенд для автоматизированного контроля параметров дискретных элементов можно использовать не только в учебных целях, но и в ситуациях где необходим автоматизированный контроль параметров дискретных элементов, например, в мастерской по ремонту радиоэлектронной аппаратуры.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ5. Бровко В.И. Микропроцессорные средства и системы. 6/97.стр.40.
6. Горовой В.Р., Васильев Н.П. Микропроцессорные средства и системы. 1/95.стр.44.
7. Методические указания к выполнению организационно-экономической части дипломных проектов по дисциплине: «Организация и планирование производства, управление предприятием» студентами специальности 21.01.Севастополь 1993.21 с.
8. Методические указания для выполнения работы: «Выявление и оценка радиационной обстановки при авариях на атомных энергетических установках (АЭС)». Севастополь 1992, 21с.
9. Иванов В.А., Мосин В.Н., Смирнов П.П. Определение трудоемкости работ в вычислительных системах.-М:Экономика,1985- 72с.
10. Методичка по «Охране окружающей среды».