3410

УДК 621. 396.6:621.315.616.97:658:562 ББК 32.84

П78

Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем: сборник научных трудов [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые и граф. данные (4,7 Мб). - Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный

П78 технический университет», 2020. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): цв. – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ; Windows XP; SVGA с разрешением

1024х768; Adobe Acrobat; CD-ROM дисковод; мышь. – Загл. с экрана.

ISBN 978-5-7731-0877-1

В данном сборнике научных трудов представлены статьи, посвященные вопросам анализа и прогнозирования надёжности и качества приборов, устройств и технических систем, применению математического моделирования в оптимальном проектировании приборов и устройств различного назначения, физико-технологическим аспектам повышения надёжности промышленных изделий.

Материалы сборника соответствуют научному направлению «Перспективные радиоэлектронные и лазерные устройства и системы передачи, приёма и обработки информации» и перечню критических технологий Российской Федерации, утвержденному Президентом Российской Федерации.

Сборник предназначен для аспирантов и научных сотрудников.

УДК 621. 396. 6: 621. 315. 616. 97: 658:562 ББК 32.84

Редакционная коллегия:

- д-р техн. наук, проф. - ответственный редактор, Воронежский государственный технический университет; - д-р техн. наук, проф. - зам. ответственного редактора, Воронежский государственный технический университет; - д-р техн. наук, проф., Пензенский государственный университет; - канд. техн. наук, доц.,

Федеральный государственный научно-исследовательский и испытательный центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности; - канд. техн. наук, АО «Концерн «Созвездие»;

- канд. техн. наук, доц. - технический редактор, Воронежский государственный технический университет; - ответственный секретарь, Воронежский государственный технический университет кафедра информационной безопасности Воронежского госу-

дарственного университета инженерных технологий (зав. кафедрой информационной безопасности, д-р техн. наук, профессор А. В. Скрыпников); д-р техн. наук, проф. В. М. Питолин

Издается по решению научно-технического совета Воронежского государственного технического университета

ISBN 978-5-7731-0877-1 © ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2020

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение надежности и качества радиоэлектронных устройств и комплексов, сложных радиотехнических и телекоммуникационных систем, повышение безотказности и эффективности их функционирования является одной из важнейших задач их проектирования, во многом определяющей области их применения и степень конкурентоспособности.

В статьях, представленных в данном сборнике, рассматривается широкий круг вопросов, связанных с обеспечением и методами повышения качества, надежности и технического уровня радиоэлектронных устройств, технических комплексов, информационных систем на этапах их проектирования, производства и эксплуатации, постановка и методы решения связанных с этим задач.

Опубликованные работы выполнены на базе исследований в области надежности, создания методов построения и проектирования надежных устройств, приборов и систем, анализа показателей качества технических устройств и программнотехнических комплексов и систем, разработки новых качественных материалов и технологических процессов.

3

УДК 621.9

МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЖИЛЫМ КОМПЛЕКСОМ

С.А. Андросов

В данной статье речь пойдёт об эффективном управлении многоквартирным домом или жилым комплексом, что включает в себя: вентиляцию, освещение, отопление, электроснабжение и так далее. По-другому, такую систему называют «Умный дом».

Ключевые слова: «Умный дом», программируемый логический контроллер, модуль аналогового вывода.

Внастоящее время, люди гонятся за комфортом, и его им предоставляют технологии, о которых можно рассказывать очень долго. Система «Умный дом» – это продвинутая технология, которая централизованно управляет всем помещением. Например, можно установить комфортную температуру в комнате для сна, находясь на кухне или в гостиной, можно ехать с работы и разогреть себе ужин, таких примеров очень много. А когда нужно оставить своё жилище во время отпуска, выручает функция имитация присутствия хозяев. Устанавливается таймер света, так, чтобы он загорался раз в несколько часов или каждые полчаса. Очень эффективно работает против взломщиков. Всей системой можно управлять на расстоянии, но цепочка, расположенных по дому датчиков, должна быть спроектирована по блочному принципу и благодаря этому система работает автономно. Хозяин жилища не тратит уйму времени на обслуживание и настройку, необходимо сделать это один раз в самом начале. Так же экономятся огромные денежные средства, ведь всё функционирует с помощью таких систем, что позволяю сохранять максимальное количество ресурсов данной системы.

Внашей стране, своеобразный атмосферный климат, который необходимо учитывать при создании и установке системы «умный дом». Бывают резкие перепады температур, иногда сопровождающейся заморозками или наоборот засухой, что сильно может повлиять на датчики, их корпуса, или на центральное управление системы. Поэтому необходимо тщательно

4

выбирать материалы для монтажа и наиболее благоприятные места для их установки.

Внастоящее время для построения таких систем управления, выбирают микропроцессоры и микроконтроллеры, в которых присутствует определённое программное обеспечение с соответствующей прошивкой. Но как и у всех подобных систем есть достоинства и есть недостатки. Один из основных недостатков – это настройка оборудования под себя, на которое несколько раз, но точно придётся потратить значительное количество времени и сил. При этом хозяин дома должен понять, как работает его система. В этой статье попробуем решить эту проблему.

Первое на что нужно обратить внимание, это ПЛК – программируемый логический контроллер, это своеобразный «мозг» всей системы управления, который отвечает за все установленные датчики. ПЛК можно представить в виде очень компактного мини-компьютера, с рядом особенностей, чем сложнее система управления помещением, тем функциональнее должен быть контроллер [1].

Внашем случае контроллер обрабатывает дискретные и аналоговые системы, способен управлять клапанами, а также преобразователями частоты, которые необходимы в этой системе. На рис. 1, приведена типовая структура контроллера BC9050

–от фирмы Beckhoff.

Рис. 1. Типовая структура контроллера BC9050

5

Контроллер BC9050 очень популярен в настоящее время [2], представляет из себя блок, небольшим экраном, где показана температура помещения, подключенные датчики, сеть и т.д. Вмонтировано несколько портов USB, куда подключают модем, с симкой любого оператора. Это облегчает поиск программного обеспечения, контроллер подбирает его под себя, а также при выходе новых обновлений, сам же их и загружает.

BC9050работает по протоколу TCP/IP [3]. Программирование контроллера выполняется с помощью программного обеспечения Twin CAT. Программа написана понятным для простого пользователя языке. В контроллере установлен модуль GPRS/GSM SIM900, который позволяет управлять системой смартфонами, планшетам и других средств коммуникации. Благодаря программной совместимости, модуль может работать через контроллер с персональным компьютером. По сравнению со стандартными программами, настройки управления выполняется значительно дольше, и для этого нужны обученные специалисты, соответственно стоимость установки системы в целом увеличивается. В нашем случае, программирование использует протоколы, написанные на понятом даже обычному пользователю языке, это экономит материальные ресурсы, и может заинтересовать пользователя, ведь он не ограничен в экспериментах на свое помещение.

Для подключения датчиков, выбраны специальные модули дискретного ввода KL1408 и аналогового ввода KL3204[4]. Первый получает управляющие сигналы от датчиков и передаёт их в контроллер, а второй подключает датчики, полностью отвечающие за температуру. Если возникла проблема, например, оборвался кабель между модулем и датчиком или просто пропала сеть, что является ещё одной не маловажно проблемой, у датчиков есть световые индикаторы, которые сообщают владельцу что произошло и на корпусе загорается соответствующий светодиод.

Для подключения исполняющих функции механизмов используем модули вывода KL2408 и KL4404. KL2408 – модуль дискретного вывода, у которого есть встроенная с завода защита от смены полярности питания. KL4404 – модуль аналогового вывода. Для управления каналами ввода-вывода используется

6

интерфейсный модуль Buscoupler, который выбирается в зависимости от требований. Модули в контроллере стыкуются один за другим, в разной последовательности. Немаловажным является то, что каждый модуль может заменяться по отдельности, это облегчает осуществлять ремонт и обслуживание системы. На рис. 2 можно посмотреть пример схемы работы умного дома.

Рис. 2. Типовая структура системы «Умный дом»

Создание такого управления жилым комплексом, позволяет быстро и без особых усилий настроить оборудование как удобно. Контроллеры, датчики и модули вполне доступны, и приобрести их не составит особого труда. Так как настройку можно осуществить дистанционно, а контроллер не занимает много места, монтаж проводов, осуществляют внутри стен, чтобы спрятать ненужные провода. Тем самым это хорошо влияет на интерьер дома.

Литература

1. Рогинский В.Н. Построение релейных схем управления. Издательство ”Энергния”, Москва, 1964. – 424с.

7

2.Хофманн М. Микроконтроллеры для начинающих. Москва, издательство “машиностроение”. 2014. – 146с.

3.Фейт Сидни – TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация. Издательство “Лори”. 2000. – 990с.

4.Прокопьевич Н.А. Технические данные и схемы радио датчиков. Уфа, 2007. – 135с.

5.Муратов А.В. Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем: сборник научных трудов / А.В. Муратов, О.Ю. Макаров. – Воронеж, Воронежский государственный технический университет. – 2019. – С. 133.

6.Чирков О.Н. Прямое формирование OFDM сигналов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2012. Т. 8, № 5. С. 54-56.

Воронежский государственный технический университет

8

УДК 621.9

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ И РЕГУЛИРОВКИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА

Л.Н. Никитин, И.В. Свиридова, А.А. Затонский

В данной статье речь пойдёт о телевизионных приемниках. Телевизионный приемник – приемник телевизионных сигналов изображения и звукового сопровождения, отображающий их на экране и с помощью громкоговорителей.

Ключевые слова: телевизионный приемник, высокочастотный блок, моношасси телевизова.

Телевизионные приемники являются объектами массового производства. Их сборка, монтаж и регулировка осуществляется на конвейерах. Через определенные промежутки времени с конвейера сходит готовый упакованный телевизор. Такой метод производства, естественно, накладывает определенный отпечаток на способы регулировки телевизора. Весь процесс регулировки обычно разбивается на возможно более мелкие законченные операции, складывающие по длительности с ритмом конвейера, или кратные ему.

Так как времени для отыскания неисправностей и их устранения на конвейере не отводится, нужно тщательно проверить правильность монтажа, сборки и уделить внимание тому, чтобы данные принципиальной схемы соответствовали номиналам установленных деталей (конденсаторов, сопротивлений и др.).

При разработке новых телевизоров применяют нормализованные узлы, что чрезмерно влияет на конструкцию телевизоров и из регулировку. К таким узлам относятся: высокочастотный блок - переключатель телевизионных каналов (ПТК), регулятор размера строк, блокинг-генератор кадров, строк и др.

Устройство функционального контроля и регулировки телевизионного приемника включает в себя держатель моношасси, моношасси телевизора, разрядник, прибор контроля тока и напряжения, осциллограф, ВКУ (монитор).

Шасси телевизионного приемника устанавливается в

9

держатель универсального стенда между верхней и нижней направляющими до соприкосновения с контактом держателя моношасси. При помощи переходных фишек и разъемов моношасси подключается к корпусу ВКУ (монитор), который преобразовывает электрические телевизионные сигналы в визуальное изображение. Для размыкания и замыкания электрической цепи,

атакже для защиты от перенапряжений используется разрядник. При измерении силы тока и напряжения в универсальный стенд для регулировки телевизионного приемника входит прибор контроля тока и напряжения.

После окончания сборки и монтажа цепи телевизора подлежат гальванической проверке, в процессе которой проверяются их целостность и номиналы установленных сопротивлений, емкостей и других деталей. Проверка производится специальными полуавтоматическими стендами контроля монтажа (СКМ). На этих стендах целостность цепей проверяется на постоянном токе методом омметра. Номиналы установленных деталей проверяются на переменном токе методом моста, путем сравнения отдельных цепей с эталонами. Если параметры цепи оказались в требуемом допуске, то стенд автоматически переходит на проверку следующей цепи. Если же параметры цепи выходят за пределы допусков, то дальнейшая проверка прекращается.

Стенд может и не останавливаться на неисправной цепи,

апроверять все цепи до конца. В этом случае по окончании проверки на световом табло можно прочитать номера неисправных цепей или же сигнал 100% годности.

Стенд обеспечивает проверку сопротивлений, дросселей и конденсаторов (кроме электрических). Шасси телевизора подключается к стенду при помощи переходных фишек и электрических разъемов.

Цепи, которые не могут быть проверены на стенде, подвергаются отдельной проверке при помощи тестера. Этой проверкой устанавливается соответствие параметров цепи.

Вскомплектованном шасси проверке подлежат только узлы, выполненные навесным монтажом, и отдельные соединительные цепи.

Регулировка телевизионного приемника состоит из сле-

10