59.Понятие электромонтажа и требование к нему.(260)

Практическая реализация электрических соединений элементов ЭВС между

собой называется электромонтажом.

Электромонтаж занимает большое место в конструкции ЭВМ. Монтаж

микросхем на печатные платы элементов первого уровня конструктивной

иерархии, объединение, элементов уровня 1 на платах уровня 2, элементов

уровня 2 на платах уровня 3 и т.д. – всюду требуется использовать различные

методы соединений и монтажа, которые призваны обеспечивать электрическую

и механическую неразрывность схемы и конструкции ЭВМ. Так как число

электрических соединений в современных машинах достигает десятков и сотен

тысяч, то правильному выбору метода соединения и его надежности следует

уделять большое внимание при разработке вычислительных систем.

Электромонтаж в конструкции ЭВМ должен:

а) обеспечивать нормальную ее работу в заданных условиях механических и

климатических воздействий;

б) соответствовать техническим условиям, принципиальным и

электромонтажным схемам, таблицам соединения;

в) обеспечивать высокую надежность электрического соединения;

г) допускать удобную и быструю замену вышедших из строя элементов;

д) обеспечивать удобную и безопасную работу обслуживающего персонала при

эксплуатации машины и ее ремонте;

е) допускать возможность подключения контрольно-измерительной аппаратуры

к любой точке схемы;

ж) быть технологичным и выполненным с максимальным использованием

автоматизации;

з) иметь минимально короткие длины связей и малый уровень наводимых

помех.

60.Общая характеристика линий связи между элементами. «Электрически длинные» и «электрически короткие» линии связи.(262)

Связи между элементами ЭВМ можно выполнить различными способами:

Для сравнительно медленных устройств – в виде печатных или навесных

проводников;

В устройствах с повышенными скоростями работы – в виде печатных

полосковых линий «свитых пар» (бифиляров) в качестве обратного проводника

– «земляных пластин» сравнительно большого сечения шины питания.

При группировке элементов по узлам и блокам между ними образуется

большое число электрических связей, которые можно разделить на

электрически «короткие» и электрически «длинные». Электрически «короткой»

называют линию связи время распространения сигнала в которой много меньше

значения переднего фронта передаваемого по линии импульса. Сигнал,

отраженный от несогласованных нагрузок в этой линии связи, достигает

источника раньше, чем успеет существенно измениться входной импульс.

Свойства такой линии можно описать сосредоточенными сопротивлениями,

емкостью и индуктивность. Электрически «длинная» линия связи

характеризуется временем распространения сигнала много большего фронта

импульса. В этой линии отраженный от конца линии сигнал приходит к ее

началу после окончания фронта импульса и искажает его форму. При расчете

такие линии следует рассматривать как линии с распределенными параметрами.

В пределах ячеек и модулей связи, как правило электрически «короткие».

Соединения внутри субблоков, блоков, панелей внутристоечные и

межстоечные для быстродействующих микроэлектронных ЭВМ в основном

электрически «длинные». Количество «длинных» связей в машинах с ростом их

быстродействия растет: доли процента от общего числа связей в машинах

первого поколения и 80 % в машинах второго и третьего поколения.

61. Сигнальные связи, выполняемые одиночным проводником. Параметры и характеристики.

Материалом токопроводящих жил одиночных проводников пары является медь или ее сплавы. В связи с микроминиатюризацией аппаратуры, уменьшением длин и диаметров монтажных проводников, а также ужесточением требований механических воздействий все большее применение стали находить медные сплавы, обладающие более высокой твердостью, прочностью на разрыв, гибкостью при незначительных ухудшениях проводимости.

Одиночные проводники обладают очень малой емкостью, но существуют приборы, которые при небольших размерах проводников имеют весьма значительную емкость и позволяют накопить большие электрические заряды при сравнительно невысоких напряжениях.

Одножильные проводники рекомендуется использовать для жестко фиксируемого на несущей конструкции монтажа, не подверженного воздействиям ударов и вибраций.

Одиночный проводник, находящийся в контакте с землей, называется также одиночным заземлителем. Однопроводной монтаж, когда обратный ток протекает по общему для всех схем проводнику, называемому землей, приводит к увеличению индуктивности проводника с возрастанием зазора между проводником и землей и снижению помехоустойчивости.

Мягкий монтаж одиночными проводниками используют чаще всего для осуществления соединений внутри блоков и панелей. При этом один конец соединительного проводника монтируют на одном контакте, а другой - на прямую с небольшим натягом на другой контакт. Возникающие при данном методе соединения перекрестия проводников могут явиться источником паразитных наводок. Для их устранения входные цепи чувствительных элементов и выходные цепи мощных элементов экранируют или выполняют в виде свитой пары проводников, у которой один проводник заземляется по обоим концам, а другой осуществляет электрическую связь.

Ток, проходящий через одиночный проводник, определяется его собственным сопротивлением. Если проводник находится в сложной электрической цепи, ток зависит не только от собственных сопротивлений всех проводников, но и от схемы цепи.

При соответствующем возбуждении по одиночному проводнику могут распространяться поверхностные волны с достаточно малыми затуханиями и потерями на излучение, что позволяет использовать его в качестве линии передачи. Практические трудности состоят в том, что энергия волны находится в пространстве вокруг провода, и поэтому предметы, расположенные достаточно близко к проводу, могут исказить поле, что приведет к отражениям и потерям.

61. Сигнальные связи, выполняемые с витой парой проводов, плоским и многожильным кабелем.

Материалом токопроводящих жил свитой пары является медь или ее сплавы. В связи с микроминиатюризацией аппаратуры, уменьшением длин и диаметров монтажных проводников, а также ужесточением требований механических воздействий все большее применение стали находить медные сплавы, обладающие более высокой твердостью, прочностью на разрыв, гибкостью при незначительных ухудшениях проводимости.

Высокая гибкость, долговечность и надежность провода в условиях воздействия ударов и вибрации обеспечиваются свиванием нескольких одиночных проводников в многожильный. Многожильный проводник поставляется промышленностью на 3, 7, 12, 19, 27 и 37 круглых жилок. Увеличение механической прочности многожильных проводников достигается введением в конструкцию проводника упрочняющих стальных жилок. Увеличение числа жилок проводника повышает его стойкость к многократным перегибам в условиях воздействия на аппаратуру вибраций.

Свитую пару получают свитием между собой с определенным шагом двух проводов. При свивании проводов снижаются электромагнитные связи между цепями и повышается их защищенность от взаимных и внешних помех. Благодаря свиванию проводов вместо одного контура связи получается как бы несколько одина­ковых по площади малых контуров, при этом наводимые внеш­ним электромагнитным полем токи помех, имеющие в свитой паре противополож­ное направление и взаимно компенсирующиеся.

В зависимости от сечения проводников рекомендуются следующие шаги свивки:

Благодаря свиванию проводников вместе одной петли, получают несколько

малых петель. Эффективность ослабления помех зависит от шага свивки проводников.

К недостаткам метода монтажа свитой парой следует отнести увеличение

массы, суммарной дины проводников вдвое по сравнению с однопроводным монтажом, увеличение высоты монтажа, некоторое усложнение монтажных работ и конструкций монтажных панелей, блоков, рам, стоек за счет введения расшивочных гребенок, к выводам которых подсоединяются проводники свитых пар.

Свитыми парами выполняются связи выходов высокочувствительных схем, выходов мощных схем, несущих значительные токи и переключающих одновременно многие схемы.

Свитая пара обеспечивает хорошую защиту передаваемых сигналов от влияния электромагнитных помех до частоты 100 кГц и удовлетворитель­ную до частоты 10 МГц, гарантируя при этом постоянство волнового сопро­тивления.

61. Особенности разводки цепей. Последовательная и параллельная разводки.

Разводка цепей основывается на двух основных типах коммутации: параллельной и последовательной. Сравнение типов разводки производится:

1. По суммарной длине соединений;

2. Быстродействию;

3. Надежности соединения;

4. Развязки цепей.

Последовательная разводка обеспечивает связи минимальных длин, легкость в проектировании и монтаже. Нёдостатком является наличие цепей, по которым текут суммарные сравнительно большие токи приемников (П), вызывающие значительные падения напряжения на проводниках. Отказ одного контакта или проводника приводит в худшем случае к отказу всех схем, нагруженных на источник сигнала (И).

При параллельной разводке имеет место наилучшая развязка цепей, отказ одного проводника или контакта скажется на работоспособности только одно приемника сигнала. Однако суммарная длина проводников монтажа будет максимальная. Наличие параллельных цепей связи приведет к перекрестным помехам.

Функциональная схема: 1) последовательная 2) параллельная разводка

1) 2)

61. Электрические соединения в ЭВС.

Под электрическими соединениями понимают линии передачи (ЛП) и электрические контакты, служащие для передачи сигналов и электриче­ской энергии между МС, радиодеталями и модулями, образующими РЭА.

Все виды электрических соединений можно разделить на постоянные соединения, демонтаж которых неизбежно приводит к разрушению одного или обоих присоединяемых выводов, например сварка; полупостоянные соединения, например паянные, накрутка, опрессовка, демонтаж которых требует применения специального инструмента или технологии и не приводит к разрушению выводов; временные, или быстроразъемные, соединения, например штепсельные контакты, в которых удержание штырьков обеспечивается силами трения и которые допускают большое число сочленений.

Электрическое соединение (паянное, сварное, изготовленное методом накрутки и т.д.) в микроэлектронных схемах должно:

• иметь механическую прочность не ниже прочности соединяемых элементов;

• иметь минимальное омическое сопротивление;

• не изменяться со временем;

• при выполнении не вносить изменения в соединяемые элементы;

• не иметь материалов, вызывающих коррозию;

• контролироваться простыми и надежными средствами.

Разъемные соединения обеспечивают быструю установку и удаление элементов конструкции и используются для повышения ремонтопригодности аппаратуры.

Винтовое соединение является основным видом соединения проводов к электрическим машинам и приборам и позволяет коммутировать провода независимо друг от друга. Медные проводники малых сечений изгибают в кольцо под винт, а чтобы не расходились жилы многожильных проводов, пропаиваются или спрессовываются кольцевыми наконечниками.

Сварочное соединение обладает высокой механической прочностью, способностью выдерживать циклические температурные воздействия, обеспечивает высокую плотность монтажа и рекомендуется для применения при разработке микроминиатюрной аппаратуры.

Соединение пайкой осуществляется расплавленным припоем с температурой плавления ниже температуры плавления соединяемых проводников.

Соединение накруткой получают без разогрева материалов путем накручивания под натягом вокруг жесткого вывода нескольких витков одножильного провода. Материал вывода должен быть достаточно прочным, чтобы противодействовать скручивающим усилиям, обладать хорошим сопротивлением на сминание накручиваемым проводом и низким омическим сопротивлением.

Выбор конструктивно-технологического варианта исполнения электрических соединений — важная и сложная задача, в значительной степени влияющая на качество проектируемой электронной аппаратуры.

61. Критерии выбора электрических соединителей.

Электрический соединитель должен выдерживать более жесткие внешние климатические и механические воздействия, чем аппаратура, в которую соединитель устанавливается. Запас по внешним воздействиям обеспечит его надежную работу в процессе эксплуатации. Чем больше контактов соединителя, тем меньше параметры надежности, приходящиеся на один контакт. Поэтому при отсутствии жестких ограничений на габариты и массу ЭА можно рекомендовать вместо одного устанавливать несколько соединителей с суммарным числом контактов, равным числу контактов внешних цепей изделия.

Для конструктивных модулей всех уровней РЭА конструктор разрабатывает определенный способ коммутации. При этом, как правило, модули снабжаются соединителями, которые по назначению можно классифицировать как соединители разных уровней коммутации.

Улучшение ремонтопригодности и снижение эксплуатационных затрат возможно применением в конструкции соединителей первого уровня коммутации. Соединители МС распаиваются на печатной плате, затем в них устанавливают МС. Электрический контакт выводов соединителя с выводами МС обеспечивается за счет холодного контактирования металлов.

Соединители второго уровня коммутации обеспечивают электрическое соединение ТЭЗ между собой на шасси или объединительной печатной панели. Соединители третьего уровня осуществляют коммутацию приборов, блоков, рам и стоек.

В зависимости от назначения различают соединители кабельные, приборно-кабельные и приборные. Кабельный соединитель служит для коммутации кабелей приборов. В приборно-кабельных соединителях один из элементов закрепляется на приборе, вторым элементом соединителя заканчивается кабель, и фактически происходит коммутация кабеля с прибором. В приборных соединителях осуществляется коммутация частей приборов между собой. При этом вилка закрепляется на модуле, а ответная часть соединителя - на корпусе прибора.

Соединитель выбирают исходя из назначения, предполагаемого способа монтажа, необходимого числа коммутируемых цепей, электрических и электромеханических параметров, внешних климатических и механических воздействий, надежности. К электрическим параметрам соединителей относятся максимальная рабочая частота, контактное сопротивление, рабочие токи и напряжения, сопротивление и электрическая прочность изоляции.

Для аппаратуры низкого и среднего быстродействия из электрических параметров наиболее важными являются максимальные коммутируемые токи и напряжения. Однако при работе на высоких частотах возникает проблема согласования волновых сопротивлений коммутируемых цепей и контактных пар соединителей. Несогласованность приводит к искажению передаваемых сигналов, увеличению времени переходных процессов в цепях передачи сигналов.

61. Классификация рабочих мест оператора

Одним из важнейших классификационных признаков является уровень механизации и автоматизации выполняемых работ. По этому признаку все рабочие места, к какой бы отрасли производства они ни относились, делятся на пять групп, каждая из которых имеет некоторые общие принципы и требования, касающиеся организации труда работников.

1. Рабочие места для ручной работы. Трудовые операции на таких' рабочих местах выполняются ручным инструментом, а преобразование предмета осуществляется за счет энергетических затрат работника. Работы, выполняемые на этих рабочих местах, отличаются высокой трудоемкостью, а производительность труда здесь, как правило, не высока. Однако надо отметить, что полностью исключить из сферы производства рабочие места с ручной работой практически невозможно: даже в условиях полной автоматизации наладка и регулировка автоматических систем остаются ручными операциями, точно так же, как и многие виды ремонтных работ и работ по уходу за технологическим оборудованием.

2. Рабочие места для машинно-ручной работы. Все преобразования предметов труда на таких рабочих местах осуществляются либо машинами и механизмами при непосредственном участии рабочего с соответствующими энергетическими затратами с его стороны, либо работа выполняется механизированным инструментом с приложением усилий самого работника.

С организационной точки зрения при машинно-ручной, так же как и при ручной, работе невозможны многостаночное обслуживание и совмещение времени отдыха со временем обработки предмета труда.

3. Механизированные рабочие места. Все технологические процессы в данном случае осуществляются машинами и механизмами с соответствующими затратами внешней энергии, но при непосредственном участии работников, роль которых сводится к управлению средствами труда. Отличительным признаком рабочих мест этой группы является то, что сам работник непосредственно не затрачивает энергию на преобразование предмета труда, а затрачивает ее только на вспомогательные элементы.

4. Автоматизированные рабочие места. Они оснащены автоматическими механизмами, станками или их системами, способными выполоть все технологические операции без непосредственного участия работника, роль которого сводится к пуску, остановке станков-автоматов и контролю за их работой. Время автоматической работы оборудования может быть значительным, в связи с чем, как правило, появляется возможность обслуживания одним рабочим нескольких станков-автоматов.

5. Аппаратурные рабочие места. Эти рабочие места оснащены специальным оборудованием (аппаратами), в котором преобразование предметов труда осуществляется под воздействием химической, электрической или тепловой энергии. Как и на автоматизированных рабочих местах, функции рабочих-аппаратчиков сводятся к наблюдению за рзаботой аппаратов по показаниям приборов.

61. Инженерно-психологические требования и характеристики пультов управления.

Требования

1. Командная функция должна совершаться с помощью минимального числа операций.

2. Количество и траектория рабочих движений должны быть сокращены до минимума.

3. Органы управления следует располагать так, чтобы работа распределялась равномерно между правой и левой рукой оператора, при этом правой рукой должны выполняться наиболее ответственные операции, требующие наибольшей точности или наибольшей силы.

4. Следует избегать расположения последовательно используемых органов управления на разных высотах, когда требуется попеременно то поднимать, то опускать руки или часто наклоняться.

5. Все органы управления нужно располагать так, чтобы по возможности, свести рабочие движения к движениям предплечья, кисти пальцев рук, допуская движения плечевого сустава только в виде исключения.

6. Основные органы управления, наиболее важные и часто используемые, размещаются в оптимальном рабочем пространстве, где обеспечены наилучшие условия для ручного управления и контроля.

7. Оптимальное рабочее пространство ограничено дугами, которые описываются каждой рукой оператора при вращении в локтевом суставе (радиус дуги 340 мм).

8. Максимальное рабочее пространство ограничено дугами, описываемыми вытянутыми руками при их повороте в плечевом суставе (радиус руки 550 мм).

9. Аварийные и ответственные органы управления размещаются в оптимальной зоне досягаемости руки.

10. Второстепенные органы управления и индикаторы размещаются в зоне максимальной досягаемости руки (при большом общем числе органов управления).

11. Неудобные места отводятся для устройств, связанных с настройкой, калибровкой и проверкой. Они могут быть размещены за пределами нормальной рабочей зоны или скрыты под панелью.

12. Когда органы управления размещены рядом с индикаторами, то рука оператора не должна закрывать индикатор, а ручка, управляемая правой рукой оператора, помещается правее или ниже соответствующего или взаимосвязанного индикатора (аналогично и для левой руки). Следует избегать перекрёстной работы двумя руками.

Как известно, основу рабочего места оператора любого типа составляет пульт управления. Он должен обеспечивать удобное и достаточное по размерам рабочее пространство для операторов, свободное перемещение в зоне пульта, рациональное размещение на пульте средств связи, место для ведения записей, просмотра и хранения текущей документации.

К основным инженерно-психологическим характеристикам пульта управления относятся его форма и геометрические размеры.

На практике получили распространение фронтальная, трапециевидная и многогранная формы пультов.

Фронтальная форма пульта предусматривает размещение всех органов управления в пределах зон максимальной и допустимой досягаемости, а индикаторы - в пределах зоны центрального и периферического зрения (например, вдоль стены).

Трапециевидная форма пульта используется при невозможности размещения органов управления и индикации по фронтальному принципу. В данном случае органы управления и индикаторы частично размещаются на боковых панелях, развернутых относительно фронтальной под углом 90 - 120º.

Полукруглая форма пульта наиболее целесообразна при наличии большого числа средств ото6ражения информации и органов управления; боковые панели рекомендуется располагать таким образом, чтобы они были перпендикулярны линии взора оператора. Минимальный диаметр полукруглого пульта для одного оператора равняется 1200 мм.

Геометрические размеры пульта управления основываются на антропометрических характеристиках (определяются размерами тела человека и его отдельных частей и используются для проектирования наиболее рациональных условий труда) конкретных групп операторов.

61. Проектирование панелей управления ЭВС

Тут общая инфа по проектированию панелей управления ЭВС. Она включает в себя следующие вопросы 69 70 71 вкратце.

Состоит из:

1. Общие методические указания по проведению инженерно-психологического анализа панели управления РЭС

2. Подготовка и анализ исходных данных

3. Расчет размеров панели управления

4. Расчет размеров компонентов панели управления

5. Расчет светотехнических характеристик компонентов панели управления

6. Расчет эргономических характеристик органов управления

7. Расчет времени информационного поиска

8. Расчет алгоритма работы оператора

При разработке ПУ любого РЭС предусматривается, что прием информации и управление будут осуществляться с определенного расстояния. Поэтому размеры ПУ (ее площадь), с одной стороны, не должны выходить за оперативное поле зрения оператора, определяемое соответствующими значениями горизонтального и вертикального углов зрения (максимальный размер ПУ), а с другой стороны – не должен быть меньше размера, определяемого числом компонентов на ПУ и возможностями оператора по восприятию информации (минимальный размер ПУ).

Размеры отдельного компонента ПУ (его высота и ширина) не должны быть меньше допустимых, определяемых остротой зрения оператора и расстоянием до ПУ. Зная минимальные размеры компонента (знака), можно определить минимальные размеры многокомпонентного индикаторного устройства с учетом количества знаков по горизонтали и вертикали и расстояний между знаками. При этом набор кнопок или клавиш с соответствующими знаками также можно рассматривать как своего рода некоторое индикаторное устройство.

Таким образом, расчет допустимых размеров ПУ и компонентов и проверка соответствия имеющихся размеров требуемым является важным условием обеспечения правильного восприятия информации и управления РЭС.

Пассивные индикаторы не излучают свет и воспринимаются оператором только за счет отраженного света. Очевидно, что их яркость, а следовательно, и контраст относительно фона, на котором они находятся, будет определяться яркостью внешнего освещения и коэффициентом отражения поверхности индикатора. Пояснительные надписи в некотором смысле могут быть также отнесены к пассивным индикаторам, информация на которых не меняется.

Ну и бла бла бла прочая прочая демогогия. Писать чушь и отсебятину – всё подойдёт.