ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8419| Title: | Система адаптивного керування параметрами гальванізації металевих поверхонь |
| Authors: | Бондаренко, Володимир Якович Журавльов, Євгеній Анатолійович |
| Keywords: | автоматизація виробництва;адаптивне керування;гальванізація металевих поверхонь;технологічні процеси |
| Issue Date: | 6-Jun-2025 |
| Abstract: | У роботі обґрунтовано актуальність розробки системи адаптивного керування параметрами гальванізації металевих поверхонь для забезпечення гнучкого та ефективного регулювання оптимальних режимів технологічного процесу. The work substantiates the relevance of developing an adaptive control system for the parameters of metal surface galvanization to ensure flexible and efficient regulation of optimal technological process modes. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8419 |
| Appears in Collections: | 174 Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка (Робототехнічні системи та автоматизація) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Диплом бакалавр_Журавльов Є.pdf Restricted Access | КРБ Журавльов Є. | 3.81 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ,
АВТОТРАНСПОРТУ ТА МАШИНОБУДУВАННЯ
КАФЕДРА ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, МЕХАТРОНІКИ ТА
КОМП‘ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Допущено до захисту
Завідувач кафедри ПМКТ
_______ Максим БОНДАРЕНКО
«___» ___________ 2025 р.
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
ДО КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ БАКАЛАВРА
на тему «Система адаптивного керування параметрами гальванізації
металевих поверхонь»
Виконав: здобувач освітнього рівня
«бакалавр» 4 курсу, групи РСА-13ск2
спеціальності: 174 – Автоматизація, комп'ю-
терно-інтегровані технології та робототехніка
освітньої програми: робототехнічні системи та
автоматизація
Євгеній ЖУРАВЛЬОВ
Керівник Максим БОНДАРЕНКО
Рецензент Сергій ВИСЛОУХ
Кваліфікаційна робота бакалавра містить результати власних здобутків автора.
Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне
джерело
підпис
Черкаси – 2025
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра приладобудування, мехатроніки та комп’ютеризованих технологій
Освітній рівень: бакалавр
Спеціальність: 174 – Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка
Освітня програма: Робототехнічні системи та автоматизація
«ЗАТВЕРДЖУЮ»
Завідувач кафедри ПМКТ
___________ Максим БОНДАРЕНКО
«_____» _______________ 2025 р.
ЗАВДАННЯ
НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ БАКАЛАВРА
Журавльова Євгенія Анатолійовича
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема роботи: Система адаптивного керування параметрами
гальванізації металевих поверхонь
керівник роботи Бондаренко Максим Олексійович, д-р техн. наук, професор
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
затверджені наказом закладу вищої освіти від “ 05 ” березня 2025 року № 63/03-03.
2. Строк подання здобувачем освіти КРБ на кафедру: “ 09 ” червня 2025 року
3. Вихідні дані до роботи: Живлення від мережі змінного струму (50±0,5) Гц з номінальною
наругою 220 В ±10%. При зміні кислотності електроліту від 3 до 6 рН частота на виході
схеми змінюється по майже лінійному закону в межах від 38 до 114 Гц. Пристрій
призначений для роботи у стаціонарних приміщеннях за умов нормальних значень відносної
вологості (45-85%) та температури оточуючого середовища в межах від +15 до +65 ºС.
Середній термін служби – не менше 5 років. Вірогідність безвідмовної роботи пристрою
за 30 тис.годин – 0,98. Захист від ураження електричним струмом по класу ІІ. Габаритні
розміри 280×180×150 мм. Ступінь захисту корпусу – IP44.
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити):
Вступ. Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного аналізу існуючих
аналогів. Аналіз технічного завдання. Розробка структурної схеми. Розробка електричної
принципової схеми. Розрахунок основних елементів схеми. Технологічний розділ. Розділ
охорони праці. Висновки. Список використаних джерел. Додатки.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
РСА13.61625.001 ЗВ Інтерфейс системи адаптивного керування. Креслення загального
вигляду. (А1) РСА13.61625.001 Е1 Система адаптивного керування. Схема електрична
структурна. (А1) РСА13.61625.001 Е3 Система адаптивного керування. Схема електрична
принципова. (А1) РСА13.61625.001.01 Плата друкована системи адаптивного керування
(А1) РСА13.61625.001 СК1 Електронна схема системи адаптивного керування. Складальне
креслення (А1)
6. Консультанти розділів роботи
Підпис, дата
Прізвище, ініціали та посада
Розділ завдання завдання
консультанта
видав прийняв
Кожемякін О.С.,
старший викладач кафедри геодезії,
Охорони праці
землеустрою, будівельних конструкцій
та безпеки життєдіяльності
Тичков В.В., канд. техн. наук,
Нормоконтроль
доцент кафедри ПМКТ
7. Дата видачі завдання: “ 05 ” березня 2025 року
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Крайній строк
№ виконання
Назва етапів кваліфікаційної роботи Прим.
з/п етапів роботи,
дата / місяць
1 Огляд літературних джерел по існуючим аналогам 12.24 вик
2 Патентний пошук 12.24 вик
3 Розробка структурної схеми 02.25 вик
4 Розробка принципової електричної схеми 02 - 03.25 вик
5 Розрахунок основних вузлів пристрою 03 - 04.25 вик
6 Технологічний розділ 04 - 05.25 вик
7 Охорона праці 04 – 05.25 вик
8 Висновки, додатки 05.25 вик
9 Оформлення креслень 03 – 05.25 вик
Здобувач освіти _____________ Євгеній ЖУРАВЛЬОВ
Керівник роботи _____________ Максим БОНДАРЕНКО
ЗМІСТ
стор.
Вcтуп ………………………………………………………………………… 6
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного
аналізу літературних джерел ……………...……………...…..……….... 7
1.1 Загальні відомості про технологію гальванізації металів ..…….… 8
1.2. Автоматизація технологічних процесів …………………………… 16
2 Обґрунтування технічного завдання ………………………..….………...2. 1
3 Розробка структурної схеми …………….………………..…………….…2 2
4 Розробка електричної принципової схеми ……………………….………2 3
5 Розрахунок основних елементів схеми……………..…………………….2 7
5.1. Розрахунок стабілізатора постійної напруги ……………………… 27
5.2. Розрахунок елементів блоку стабілізації ………………………….. 29
5.3. Вибір одноопераційного симістора управління каналом розігріву 32
6 Технологічний розділ …………………………………………………….. 34
6.1. Технологія виготовлення друкованих плат …………………….…. 34
6.2. Автоматизація виготовлення друкованих плат …………………… 37
6.3. Технологія монтажу SMD елементів ………………………………. 39
6.4. Особливості контролю та ремонту виробів з поверхневим
монтажем …………………………………………………….……… 42
7 Охорона праці ……………………………………………………………..4 4
7.1. Аналіз небезпек і шкідливостей що виникають при виконанні
робіт в приміщенні радіотехнічної лабораторії …………………… 44
7.2. Розрахунок системи кондиціонування повітря в лабораторії ……. 49
РСА13.61625.001 ПЗ
Змн Лист № докум. Підпис Дата
Розроб Журавльов Є.А. Літ. Арк. Аркушів
Перевір Бондаренко М.О. 4 77
Пояснювальна
Т. контр. Бондаренко М.О.
Н. Контр. Тичков В.В. записка ЧДТУ, РС-13ск2
Затв. Бондаренко М.О.
стор.
Висновки ……………………………………………………………………..5 7
Список використаних джерел ………………………………………….….. 58
Додатки ………………………………………………………………….….. 61
Додаток А Перелік нормативних документів .............................................. 61
Додаток Б Комплект документів на технологічний процес складання
друкованої плати .............................................................................................6. 3
Додаток В Відомість технічного проекту .....................................................6. 7
Додаток Г Специфікація і перелік елементів електричної схеми ............. 68
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
5
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Вступ
Важливе місце серед науково-технічних проблем розвитку
промисловості відводиться автоматизації виробничих процесів і виробництв.
Автоматизація виробництва – це процес в розвитку машинного
виробництва, при якому функції керування та контролю, раніше виконувані
людиною, перекладаються на прилади і автоматичне обладнання.
Основними задачами автоматизації є інтенсифікація виробництв на
основі впровадження нових досягнень науки та техніки, скорочення числа
технологічних переходів, впровадження безперервних схем виробництв,
подальший розвиток рівня механізації та автоматизації. В умовах науково-
технічного прогресу автоматизація є однією з його рушійних сил. Вона
впливає на вдосконалення технології, механізацію виробничих процесів,
забезпечує умови для створення більш важких високопродуктивних процесів,
які без автоматизації розробити та реалізувати неможливо. Масштабність
задач, що вирішуються промисловістю, потребує створення заводів, цехів з
високим ступенем автоматизації виробництва, удосконалення форм
планування та керуванням якості продукції, технологічними процесами та
виробництвом на базі ЕОМ;створення приладів та систем автоматизації на базі
традиційних технічних засобів, а також мікропроцесорної техніки.
Успішне функціонування технологічних процесів, отримання високої
якості можуть бути забезпечені лише при великомасштабному впровадженні
автоматизації, при якій функції керування та контролю передаються приладам
та автоматичним системам.
Тому розробка системи адаптивного керування параметрами
гальванізації металевих поверхонь, що забезпечує гнучке і ефективне
регулювання оптимальними режимами гальванізації є завданням важливим та
актуальним, вирішенню якого присвячена дана робота.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
6
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
1. Обґрунтування необхідності проектування
на основі критичного аналізу літературних джерел
В результаті підготовки до патентного пошуку аналогів з досліджуваної
тематики було визначено, що патентний пошук слід здійснювати за МКИ
C25D 11/02 [2], де:
Розділ С – Хімія; металургія
C25 Електролітичні способи або електрофорез; пристрою для них
C25D Нанесення покриттів електролітичним способом або методом
електрофорезу; гальванопластика
C25D 11/00 Електролітичне нанесення покриттів за допомогою
хімічних реакцій на поверхні, наприклад формування перетворених шарів
C25D 11/02 . анодування
Вивчення літературних джерел слід виконувати за УДК [3], зокрема
досліджувана тематика відноситься до УДК 621.357.8, де:
62 Інженерна справа. Техніка в цілому
621 Загальне машинобудування. Ядерна техніка. Електротехніка.
Технологія машинобудування в цілому
621.3 Електротехніка
621.35 Технічна електрохімія
621.357 Промислова електрохімія. Гальванотехніка
621.357.8 Гальванічні методи травлення та фарбування
В результаті здійсненого пошуку та аналізу інформаційних джерел
особливий інтерес викликали прилади і системи, про які мова йтиме далі.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
7
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
По-перше розглянемо загальні відомості про технологію анодування
алюмінію, а також принципи автоматизації технологічних процесів.
1.1. Загальні відомості про технологію гальванізації металів
Гальванізацією в даний час цікавиться значна частина промислових
підприємств, особливо металообробні виробництва. Далі опишемо основні
етапи і нюанси анодування, як одного з найрозповсюдженіших процесів
гальванізації, а також новітні розробки в даній області, що дозволяють
отримувати різноманітне колірне і декоративне оформлення анодованих
виробів. Також буде розглянута роль хімічних засобів в процесі анодування і
описано вживане в цих виробництвах устаткування і останні технологічні
розробки.
Гальванізація металів: технологічні особливості. Може виникнути
питання «А навіщо взагалі анодувати алюміній ?», адже після обробки деталі
на верстаті або формування виробу під пресом вона має цілком привабливий
зовнішній вигляд. Річ у тому, що алюміній без захисного покриття, як і
більшість металів, може піддатися корозії, яка призводить до швидкого
руйнування виробів і конструкцій.
Незахищені спеціальним покриттям алюмінієві вироби вступають в
реакцію з киснем і покриваються тонкою оксидною плівкою, яка за
нормальних умов має товщину 2-3 нм і захищає метал від подальшого
окислення і не змінює його електропровідних властивостей. Проте дане
покриття не є стабільним (не має кристалічної структури), сильно залежить від
умов навколишнього середовища і не гарантує повноцінного захисту виробу
від корозії.
Для надійного і довговічного захисту алюмінієвих виробів від
окислювальних процесів, їх поверхня повинна бути покрита оксидною
плівкою кристалічного характеру з товщиною мінімум 20-30 мікрон. Згодом
на плівку може бути нанесена фарба для додання виробу певного кольору, або
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
8
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
можливе збереження природного кольору металу. Також, можливе надання
оригінальному зовнішньому вигляду виробу за допомогою ряду декоративних
ефектів, таких як дзеркальна або матова поверхня, ефект полірованої або
шліфованої сталі.
Для анодування того або іншого виробу з алюмінію його поверхню
потрібно ретельно підготувати, очистивши від будь-яких забруднень і
видаливши природну оксидну плівку. З цією метою вироби піддають
знежиренню і травлять.
Знежирення може проводитися декількома способами:
- знежирення слабкими лугами з подальшою промивкою, лужним травником і
повторною промивкою;
- знежирення слабкими лугами з лужним травником і промивкою.
Травлення кислотами і знежирення в спеціальній ванні з ретельною
промивкою. Травлення алюмінію може здійснюватися хімічним і
електрохімічним шляхом.
Хімічний спосіб травлення відбувається за допомогою кислотних або
лужних з'єднань, які видаляють оксид з поверхні металу і додають поверхні
матовість. Електрохімічний спосіб здійснюється електричною дією на
поверхню алюмінію.
При травлені алюмінієвих поверхонь однаково часто використовуються
лужні і кислотні реактиви, проте оксидна плівка Al(OH)3 краще віддаляється в
лужному середовищі. Після травлення металу проводиться його промивка,
нейтралізація і освітлення за допомогою 15-20% розчину азотної кислоти.
Останню дію отримала назва декапірування.
В процесі анодування використовується три ванни: одна для знежирення
і дві - для травлення.
У першій ванні для травлення відбувається тривала дія на алюміній
лужним розчином. Далі виріб переміщають в другу лужну ванну, де він
проводить значно менше часу. Після травлення проводиться ретельна
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
9
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
промивка виробу водою в двох резервуарах, а також додаткове зрошування
чистою водою після його виходу з останнього резервуару. Багаторазове
проходження водного очищення гарантує повне видалення травильної
речовини з поверхні металу і не дозволяє йому потрапити у ванну для
анодування.
Декоративність зовнішнього вигляду виробу (дзеркальній або
полірованій поверхні) досягається поліруванням, яке може проводитися тільки
після травлення і ретельної промивки.
Полірування може проводитися хімічним або електрохімічним шляхом.
Полірування хімічними засобами може здійснюватися з використанням
наступних речовин:
- із застосуванням азотної кислоти, завдяки чому можна отримати глянсову
або повністю дзеркальну поверхня.
- без застосування азотної кислоти, що приводить до утворення матово-
глянсової поверхні.
Для електрохімічного полірування не потрібна азотна кислота, а дія на
поверхню металу здійснюється електричним струмом. В результаті такої
обробки можна отримати глянсову поверхню або дзеркальний ефект.
Відзначимо, що для позитивного результату полірування і отримання
дзеркальних або глянсових поверхонь, процес полірування повинен
передувати механічному поліруванню і шліфовці. Також слід звернути увагу
на економічну сторону процесу полірування. Хімічна або електрохімічна дія
на поверхню виробу обходиться достатньо дорого у зв'язку з великими
витратами хімічних розчинів (приблизно 250-400 г/м2). Додаткові витрати
також пов'язані з попередньою механічною шліфовкою. Тобто в цілому,
полірування алюмінієвих деталей обходиться дуже дорого, тому до даної
операції вдаються тільки при обробці деталей з невеликою площею поверхні,
наприклад, елементів інвалідних візків.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
10
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Полірування також завершується промивкою виробів в спеціальних
ваннах для остаточного видалення з їх поверхонь робочих рідин.
В більшості випадків після процесу травлення може знадобитися
освітлення деталі, оскільки на її поверхні може утворитися чорний нагар. Його
щільність і площу покриття напряму залежить від наявності в металі домішок.
Особливо сильно виявляється нагар за наявності в сплаві міді.
Освітлення металу проводиться за допомогою 25-30% азотної кислоти,
у ванну з якою при кімнатній температурі занурюється виріб.
Нагар будь-якої інтенсивності видаляється у такий спосіб дуже швидко.
Навіть метал із вмістом міді очищається за 3-5 хвилин. Також для освітлення
алюмінію використовується сірчана кислота із спеціальними добавками.
Освітлення також часто називають деоксидуванням або нейтралізацією.
За процесом нейтралізації йде безпосередньо анодування або утворення
на поверхні алюмінієвого виробу захисної кристалічної оксидної плівки.
Анодуванням називається операція, результатом якої є утворення
захисної оксидної плівки на поверхні оброблюваного металу. Дані процес
проводиться електрохімічним шляхом.
Оксидні плівки можуть бути двох видів. Бар'єрна плівка може
утворитися при зануренні алюмінієвого виробу в нейтральні розчини, в яких
оксид алюмінію практично не розчиняється. У цих цілях використовуються
борат амонію, фосфати і тартрати. Пориста оксидна плівка утворюється на
поверхні алюмінію від кислотної дії. У такому середовищі оксид не тільки
осідає, але й розчиняється. Найчастіше в даному процесі використовується
сірчана кислота, а в окремих випадках можливе застосування щавлевої і
фосфорної кислот.
Далі розглянемо детальніше технологію нанесення оксидних плівок.
Відразу ж після початку процесу анодування на поверхні металу
утворюється захисний шар, який формується в активних центрах поверхні
виробу. Цей шар спочатку має вигляд окремий мікрокомірок у формі півсфер,
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
11
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
які поступово розростаються і з'єднуються в суцільну бар'єрну плівку. Кожна
півсфера стикається з шістьма сусідніми, утворюючи гексагональну призму з
однією півсферою в центрі. Під впливом електричного струму в центрі
осередків виникають пори, кількість яких має зворотну залежність від
напруги. Утворення пір призводить до зменшення товщини бар'єрного шару,
що, у свою чергу, призводить до підвищення напруженості електричного поля,
зростання щільності іонного потоку і збільшення швидкості процесу
оксидування. Проте одночасно росте і температура на поверхні металу, яка
забезпечує витравляння пір, унаслідок чого наступає динамічна рівновага і
товщина захисного бар'єрного шару залишається на певному стабільному
рівні.
Під впливом електричного струму у воді відбувається процес окислення
з відділенням кисню. Аніони кисню притягуються до анода, на якому виступає
межа металу і оксиду, вступаючи в реакцію з металом і утворюючи оксидний
шар. Одночасно з цим катіони алюмінію рухаються до катоду, яким є межа
оксиду і електроліту, для вступу до реакції з водою, внаслідок чого
утворюється оксид. Названі оксиди займають свої місця з обох боків
бар'єрного шару. Товщина отриманої плівки тим більше, чим вища щільність
струму. Процес відбувається при кімнатній температурі. Напруга, яка
подається на електроліт пропорційно товщині оксидного шару.
В більшості випадків для отримання пористих плівок використовуються
розбавлену 10% сірчану кислоту. Але також успішно в цих цілях
використовується хромова, фосфорна і щавлева кислота, а також органічні і
неорганічні суміші кислот. Особливістю таких кислотних ванн є здатність
зберігати достатньо високу концентрацію розчиненого алюмінію. Цей момент
важливий, оскільки значна частина молекул алюмінію не затримуються в
оксидній плівці, а вивільняються в розчин. Наприклад, при окисленні металу
сірчаною кислотою тільки 60% окислених молекул залишаються в захисній
плівці, а решта - переходить в розчин.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
12
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Не викликає труднощів отримання захисної пористої плівки товщиною
100 нм, що в 100 разів перевищує товщину найзначнішої бар'єрної плівки.
Особливості будови такої плівки дозволяють створювати її без застосування
високої електричної напруги.
Як вже казалося раніше, оксидна плівка складається з безлічі осередків,
в центрі яких утворюються пори. Величина осередків залежить від умов
анодування: температури, складу ванни і напруги струму, що подається. При
максимальних показниках щільності струму утворюються оптимальні по своїх
параметрах пори. Осередки в середньому мають діаметр 50-300 нм, а розмір
пори може складати 1/3-1/2 від загальної площі осередку.
Щільність розташування осередків може бути дуже різною (від 10 до 100
і більш на м2). Розмір осередків і пір можна контролювати, змінюючи
температуру, при якій відбувається процес анодування. Так, при зниженні
температури на 10 ºС можна отримати в результаті тверде анодування. При
цьому найчастіше використовується розчин сірчаної кислоти, в якому
виходить оксидна плівка з крупними осередками і зовсім незначними порами,
що робить покриття твердим і міцним. Якщо ж необхідне збільшення діаметру
пір, температуру анодування збільшують. Такий ефект позитивно
відбивається на результатах подальшого фарбування виробів.
Завершальна обробка. Останній етап обробки алюмінію складається з
фарбування і ущільнення.
Завдяки пористості анодованої поверхні фарбники дуже міцно
закріплюються на поверхні алюмінієвого виробу. Фарбування анодованого
алюмінію можна проводити різними способами, зокрема зануренням пластини
або деталі у ванну з розчином фарбника. Цей спосіб забезпечує інтенсивне
фарбування виробу по всій площі поверхні.
Для фарбування анодованого металу можуть використовуватися водні
або органічні розчини фарбників. Проте повинна дотримуватися одна умова:
молекули фарбувальної речовини не повинні перевищувати по розмірах пори
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
13
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
анодованого шару, середній діаметр яких складає 0,075 мікрон. Саме тому
анодований алюміній не може бути забарвлений в білий колір, адже молекули
білого фарбника мають діаметр більший, ніж пори захисного шару.
Фарбування анодованих виробів може проводитися хімічним,
електролітичним або змішаним способом (комбінація двох перших процесів).
Фарбування анодованої поверхні можна проводити після декількох
ретельних промивок. Температура ванни з фарбником залежить від його типу
і кольору і часто складає 55-60 ºС. В деяких випадках можливе фарбування
при кімнатній температурі, але такі покриття дуже чутливі до атмосферних дій
і не відрізняються високою міцністю. Фарбувальна речовина може мати
органічну або неорганічну природу.
У європейських країнах вже достатньо давно значна частина
будівельних профілів підлягає анодуванню, а не звичайному фарбуванню. У
нашій країні, на жаль, спостерігається зворотна тенденція.
Пігменти фарбувальних речовин, нанесених хімічним способом,
осідають на поверхні пір анодованого шару, тому забарвлені у такий спосіб
поверхні не відрізняються завглибшки і насиченістю кольору. А при
електролітичному фарбуванні пігмент проникає углиб пор покриття,
забезпечуючи яскравий колір фарбування.
Для досягнення необхідної інтенсивності фарбування при хімічному
способі можна контролювати товщину фарбника, що облягає. Порівняно із
звичайним фарбуванням, отримані хімічним способом покриття мають високу
стабільність і міцність.
Останнім часом якість хімічного фарбування значно зросла, проте воно
все ще поступається іншим методам по стійкості. Тому хімічному фарбуванню
підлягати тільки ті деталі і конструкції, які використовуватимуться тільки в
приміщенні з нормальними температурами і показниками вологості.
Фарбування електролітичним способом також може проводитися на
анодованій поверхні тільки після промивок і видалення всіх активних речовин
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
14
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
з поверхні. Основною відмінністю від хімічного способу є застосування
електричного струму. Також відрізняється тип фарбувальної речовини, яка
повинна відповідати умовам фарбування. Електролітичне фарбування може
проводитися із застосуванням постійного або змінного струму. Як електроліт
найчастіше виступає кислотне середовище з додаванням олова, міді, кобальту
або нікелю. Під впливом потоку електрики частинки металу з електроліту
осідають на внутрішніх поверхнях пір анодованого покриття, які потім
ущільнюються.
При електролітичному фарбуванні створюються наступні умови:
- РН розчину у ванні - 1-5,5 (залежно від типу іонів металу);
- напруга - 5-20 В;
- щільність струму - 0,1-0,5 А/дм2;
- температура - 15-35 ºС.
При даному способі фарбування можливе отримання покриття
коричневого, червоно-коричневого, рожевого і чорного кольорів. Вироби з
такими покриттями можна експлуатувати на вулиці.
Ущільнення анодованого покриття необхідне для закриття пір. Перед
початком ущільнення метал повинен пройти ряд підготовчих операцій, які
складаються з декількох промивок. Ущільнення може проводитися гарячим
або холодним способом.
Метою ущільнення є ізоляція частинок фарбника в порах, що допоможе
захистити їх (частинки) від будь-яких зовнішніх дій і руйнування забарвленого
шару. Правильно проведене анодування і ущільнення забезпечує стійкість
покриття до механічного зношення.
Гаряче або конверсійне ущільнення супроводжується збільшенням
об'єму оксидного шару, внаслідок чого пори перекриваються. Збільшення
об'єму пояснюється адсорбцією алюмінієм гарячої води. Якщо температура
води у ванні не достатньо висока, перекриття пір можуть бути менш міцними.
Важливим моментом також є абсолютна чистота використовуваної води.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
15
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Процес холодного ущільнення проходиться при нижчих температурах,
ніж конверсійне (при якому температура води не опускається нижче 95 ºС).
Цей спосіб дозволяє значно скорочувати витрати на електроенергію. Для
холодного ущільнення використовується водно-спиртовий розчин солей
нікелю, а також фторидів і кремнію. У водно-спиртовому середовищі солі
менш розчинний, що сприяє їх осадженню в порах анодованого шару. Тобто
частинки фарбувальної речовини ізолюються в оксидному покритті солями
нікелю, силікатами і фосфатами. В більшості випадків для холодного
ущільнення застосовуються саме розчини солей нікелю і фосфатів. Процес
холодного ущільнення проводиться при температурі води близько 30 ºС.
Часто на виробництві для поліпшення якості продукції процеси
ущільнення застосовуються по черзі - спочатку холодне, а потім гарячіше.
Цим етапом завершується повний цикл анодування, в результаті якого
виходить покриття з відмінними експлуатаційними і естетичними
характеристиками. Алюмінієві вироби, що пройшли процес анодування
можуть прослужити довгі роки без зміни свого зовнішнього вигляду і
функціональності. Захисні властивості кристалічних оксидних плівок
дозволяють виробам стійко витримувати найагресивніші зовнішні дії. Саме
тому анодування часто застосовується в автомобілебудуванні, у військовому
машинобудуванні, виробництві авіалайнерів і безлічі галузей будівництва.
1.2. Автоматизація технологічних процесів
Розвиток автоматизації підприємств здійснюється в трьох напрямках:
Перший напрямок - розробка приладів та засобів автоматизації.
Другий напрямок-створення систем автоматичного керування та
регулювання, в тому числі з використанням мікропроцесорів та мікро – ЕОМ.
Третій напрямок - створення автоматизованих систем керування
технологічними процесами з використанням керуючих міні - та мікро - ЕОМ.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
16
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
На сучасному етапі розвитку промисловості заснованого на
безперервності технологічного процесу з використанням основного
беззупинно-діючого устаткування, є всі передумови для комплексної і повної
автоматизації технологічних процесів.
Зростання продуктивності праці в промисловості, розробка нових
технологій, спрямованих на поліпшення якості і підвищення ефективності
виробництва, вимагають відновлення й удосконалювання систем керування на
базі новітніх засобів вимірювання і автоматизації.
Автоматизація технологічних процесів є найважливішим засобом
підвищення продуктивності праці, скорочення витрат матеріалів та енергії,
поліпшення якості продукції, впровадження прогресивних методів керування
виробництвом і підвищення надійності роботи.
При будь-якому виді керування в тій чи іншій ступені виконуються
наступні етапи:
• одержання інформації про стан об’єкта керування;
• обробка й аналіз отриманої інформації, на підставі якої формується
рішення про необхідність і характер впливів на об’єкт керування;
• реалізація прийнятого рішення, наприклад, шляхом зміни матеріальних
чи енергетичних потоків.
Виконання першого етапу зв’язано з визначенням значень величин, що
характеризують стан об’єкта керування: тисків, температури, витрати, рівня у
технологічних апаратах, фізико-хімічних показників речовин, що
переробляються на різних стадіях технологічного процесу і т.д.
При ручному керуванні людина виконує всі функції по аналізу
технологічного процесу, прийняттю і здійсненню рішень про вплив на процес.
Застосовується також ручне дистанційне керування, коли людина впливає на
процес на відстані за допомогою спеціальних пристроїв. У цьому випадку вона
одержує інформацію про параметри процесу за допомогою систем
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
17
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
автоматичного контролю за показниками автоматичних контрольно-
вимірювальних приладів.
При автоматизації без зупинних технологічних процесів велике
значення має окремий випадок керування – регулювання. Призначення
автоматичних систем регулювання (АСР) – підтримка заданих чи
оптимальних значень величин, що визначають протікання технологічного
процесу.
Автоматичні системи регулювання принципово можуть бути здійснені
за допомогою досить простих технічних засобів – локальних регуляторів.
Однак функціональні можливості таких систем дуже обмежені.
Автоматизувати більш складні функції керування, такі, як оптимізація
технологічного процесу чи прийняття рішень при неприпустимих порушеннях
у ході технологічного процесу, неможливо без застосування засобів
обчислювальної техніки і пристроїв оперативного обміну інформацією між
виробничим персоналом і технічними засобами.
У зв’язку з цим стали широко застосовуватися автоматизовані системи
керування (АСУ). Вони призначені як для керування технологічними
процесами, так і для організаційного керування підприємствами. На відміну
від автоматичних систем керування, що можуть функціонувати без участі
людини, в автоматизованих системах керування передбачена участь людини
(адміністративний і виробничо-технічний персонал, оператори і т.п.).
Одним з найбільш важливих і складних питань в цій сфері є
автоматизація контрольних операцій. Вона може здійснюватись по лінії
автоматизації як технологічного (активного), так і післяопераційного
контролю, що відображає два принципово різних напрямки розвитку
технічного контролю. Обидва методи мають важливе значення з точки зору
забезпечення необхідної якості випускаємої продукції, однак очевидно, що
активний контроль, спрямований на профілактику браку, тобто на
забезпечення необхідної якості (точності) розмірних та інших параметрів
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
18
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
виробів ще в процесі їх отримання, є більш прогресивним, а відповідно і
перспективним. Нові можливості для високоефективної автоматизації
харчових виробництв відкриває застосування мікропроцесорів та мікро - ЕОМ,
робототехніки. Використання мікропроцесорів та мікро - ЕОМ для
автоматизації машин, обладнання, приладів, для створення АСУ ТП дає
можливість використання в харчовій промисловості в більших обсягах
високопродуктивні енерго та матеріалозберігаючі технології. Застосування
мікропроцесорів та мікро - ЕОМ розширює функціональні можливості
обладнання, систем управління, значно підвищує надійність їх праці та в
кінцевому рахунку позитивно відображується на якості виробляємої
продукції. Впровадження робототехніки дозволяє звести до мінімуму
малопродуктивну ручну працю, відкриває можливості для створення заводів-
автоматів. Впровадження сучасної техніки автоматизації харчових
виробництв, підвищення ефективності її використання можливі лише за
участю висококваліфікованого персоналу, експлуатуючого автоматичні та
автоматизовані системи управління, володіючого технічною базою
автоматизації, основами розробки та проектування автоматичних та
автоматизованих систем управління технологічними процесами в різних
галузях харчової промисловості.
Метою автоматизації є підвищення ефективності праці, покращення
якості випускаємої продукції, створення умов для оптимального використання
усіх ресурсів виробництва. В умовах науково-технічного прогресу
автоматизація є однією з його рушійних сил. Вона робить суттєвий вплив на
удосконалення технологій, механізацію виробничих процесів, забезпечує
умови для створення більш складних високопродуктивних процесів, які без
автоматизації розробити та реалізувати неможливо.
Тому до факторів підвищення економічної ефективності можна
віднести: підвищення якості продукції, зниження витрат сировини,
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
19
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
скорочення відходів виробництва. Таким чином, автоматизація сприяє
інтенсифікації харчових виробництв, дає суттєвий економічний ефект.
В процесі проведення аналізу досліджено особливості функціонування
промислового збезпечення для анодування алюмінію, на основі цього
сформовано основні вимоги до технічних засобів автоматизації, відповідно до
яких вибрані необхідні прилади. Для вимірювання температури на
підприємстві використовується термоперетворювач опору ТСМ – 50М, для
вимірювання рівня – електричні перетворювачі тиску типу Aplisens PS - 28.
Дані прилади мають уніфікований струмовий вихідний сигнал. В якості
виконавчих механізмів обрано виконавчі механізми МЭО.
На основі отриманої системи автоматизації необхідно побудувати
структурні схеми контурів управління. Після чого скласти схему з’єднань усіх
технічних завдань автоматизації.
Тому, в роботі необхідно провести розробку системи адаптивного
керування параметрами гальванізації металевих поверхонь, що дозволяє
гнучко та ефективно регулювати оптимальними режимами гальванізації, що
забезпечить гнучке керування її режимами і дозволяє ефективно та
енергозаощадливо керувати осадженням металів на вироби і є задачею
актуальною.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
20
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
2. Обґрунтування технічного завдання
Основне призначення системи адаптивного керування параметрами
гальванізації металевих поверхонь – в залежності від водневого показника рН
анодуючого електроліту (тобто його кислотності, яка може бути виміряна
сучасними резистивними датчиками кислотності з високою точністю - до
0,3о/оо) регулювати швидкість оновлення (збагачення) електролітної суміші,
яка залежить від швидкості обертання приводу подачі такої суміші, а саме –
двигуна постійного струму насосу подачі електроліту.
Система автоматичного регулювання оптимальними режимами
анодування повинна відповідати наступним характеристикам:
1. Живлення від мережі змінного струму (50±0,5) Гц з номінальною наругою
220 В ±10%.
2. При зміні кислотності електроліту від 3 до 6 рН частота на виході схеми
змінюється по майже лінійному закону в межах від 38 до 114 Гц.
3. Пристрій призначений для роботи у стаціонарних приміщеннях за умов
нормальних значень відносної вологості (45-85%) та температури
оточуючого середовища в межах від +15 до +65 ºС.
4. Середній термін служби – не менше 5 років
5. Вірогідність безвідмовної роботи пристрою за 30 тис.годин – 0,98.
6. Захист від ураження електричним струмом по класу ІІ.
7. Габаритні розміри 280×180×150 мм.
8. Ступінь захисту корпусу – IP44.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
21
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
3. Розробка структурної схеми
На рисунку 3.1 представлена функціональна блок-схема системи
адаптивного керування параметрами гальванізації металевих поверхонь.
A2
Датчик
кислотності
220В 50Гц A3
Інтегральний
перетворювач
частоти
A1 A4 A5
Стабілізований
Мультивібратор Виконавчий блок Ì 1
блок живлення
Рисунок 3.1 - Блок-схема системи адаптивного керування параметрами
гальванізації металевих поверхонь
Розроблювана система складається з таких блоків та вузлів. За для
уникнення виходу пристрою із ладу і уникнення перепадів струмів, що
пов‘язані з режимом роботи електрохімічної ванни анодування, живлення
пристрою відбувається стабілізованим блоком живлення А1. З датчика
кислотності А2 сигнал потрапляє на інтегральний перетворювач частоти А3,
основна функція якого – перетворити інформацію про кислотність електроліту
в частотний сигнал по лінійному закону і далі – на мультивібратор А4, який
призначений для формування управляючого аналогового сигналу заданої
частоти. Далі, отриманий аналоговий сигнал поступає на виконавчий
симісторний блок А5, який керує навантаженням і полярністю струму на
двигуні М1.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
22
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
4. Розробка електричної принципової схеми
Електрична принципова схема системи адаптивного керування
параметрами гальванізації металевих поверхонь показана на рисунку 4.1.
R15
С8
+
2
7
М1 VT1 R16
6
DA1
R24
3
4
C5
VS1
R22
R11
VD2
R2
R7 R14 R17
VD3
VD5
R5
R3 R21
VT2
HL1 R8 VT6 R25
VT4
Тр1 С3
VD1
220В 50Гц C1
R12
R19
w
+
C6
DD1
8 4
HL2 C4 VD6 VCC1 VCC2
R23
R20 7 3
+ X2 Cont VT7
C2 R1 R18
2
Cor
VD7
VD4
6 1
X1 GND
L1
R6 VT3 R10 R13 C7
R4 R9
VT5
Рисунок 4.1 - Електрична принципова схема системи адаптивного керування
параметрами гальванізації металевих поверхонь
Інтегральний таймер DD1 в режимі мультивібратора, що
самозбуджується, застосовується для генерації прямокутної напруги, у якої
частота в точності відповідає вимірюваній кислотності. У зарядному ланцюзі
таймера при цьому використовується резистивний датчик кислотносты R19
типу ДКР-5.0А.
При зміні кислотності від 3 до 6 рН частота на виході схеми змінюється
по майже лінійному закону в межах від 38 до 114 Гц. У всьому цьому інтервалі
температур немає жодної точки, де б частота відхилялася від ідеальної
залежності більше ніж на ±1 Гц.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
23
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Зазвичай при включенні таймера DD1 по схемі мультивібратора, що
самозбуджується, потрібно два постійні резистори. У схемі перетворювача
замість одного з них послідовно включені резистивний датчик кислотності
R19 і резистор R20, а замість іншого - транзистор VT7, який включається в
період заряду ємності C7 і вимикається в період її розряду. Опір цього
транзистора, коли він включений, близько до нуля, а коли він вимкнений -
дуже велике.
Мультивібратор зібраний по відомій схемі з часозадаючим
конденсатором С8. Конденсатор розряджається і заряджає не повністю, а між
двома значеннями напруги (приблизно 5,2 і 4,2 В), визначуваної резисторами
R22 і R24 і напругою живлення ОП. Це зроблено для того, щоб не перевищити
робочу напругу конденсатора і мати можливість реалізувати малі витримки
при малому зарядному і розрядному струмах.
Мультивібратор виробляє прямокутні імпульси, тривалість їх і пауз між
ними залежить, як було сказано вище, від значення частоти струму, що
поступає з інтегрального таймера. Коли на виході ОП буде напруга, близька
до напруги живлення, почне працювати генератор на одноперехідному
транзисторі. Імпульси напруги з нього поступатимуть на електрод симістора,
що управляє, - він відкривається на початку кожного напівперіоду, і на
навантаження поступає практично вся робоча напруга. Частота проходження
імпульсів перевищує частоту мережі, тому симістор стійко працює з
навантаженням у вигляді електродвигуна постійного струму.
Оскільки для нормальної роботи симістора на його керуючий електрод
треба подавати імпульси негативної полярності, схема включення
одноперехідного транзистора декілька відрізняється від традиційної –
управляючий електрод симістора підключений до емітерного ланцюга
транзистора.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
24
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Коли на виході ОП опиниться напруга, близька до нуля, генератор
перестане працювати і симістор не відкриється. Навантаження буде
знеструмлено.
Блок живлення дозволяє отримувати вихідну стабілізовану напругу від
1,0 В майже до значення випрямної напруги з вторинної обмотки
трансформатора. На транзисторі VT2 зібраний вузол порівняння: з движка
змінного резистора R3 на базу подається частина зразкової напруги (задається
джерелом зразкової напруги VD2-VD3-HL1-R1), а на емітер - вихідна напруга
з дільника R17-R18. Сигнал розузгодження поступає на підсилювач струму,
виконаний на транзисторі VT4, який управляє регулюючим транзистором
VT5.
При замиканні на виході блоку живлення або надмірному струмі
навантаження збільшується падіння напруги на резисторі R9. Транзистор VT3
відкривається і шунтує базовий ланцюг транзистора VT4, обмежуючи тим
самим струм навантаження. Світлодіод HL2 сигналізує про включення захисту
від перевантаження по струму.
У разі замикання включення режиму обмеження струму відбувається не
миттєво. Дросель L1 перешкоджає швидкому наростанню струму через VT5,
а діод VD4 зменшує кидок напруги при випадковому відключенні
навантаження від блоку живлення.
Для регулювання струму спрацьовування захисту в розрив ланцюга між
резисторами R6 і R10 необхідно включити змінний резистор опором 250 Ом,
а його движок підключити до бази транзистора VT3. Значення струму можна
регулювати в межах від 400 мА до 1,9 А.
У пристрої допустимо застосувати: конденсатори типу К50-6, КМ;
змінні резистори – СП3 з характеристикою А (лінійна); постійні - ОМЛТ.
Одноперехідний транзистор - КТ117А-КТ117Г; діоди - будь-які випрямні з
допустимою зворотною напругою не менше 300 В. Транзістор КТ209М
замінимий на КТ502 з будь-яким буквеним індексом, КТ208(Ж-М), КТ209(Ж-
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
25
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
М), КТ3107(А, Б). Замість транзистора КТ815Г можна застосувати будь-якій
серії КТ817 або іншої аналогічної структури з допустимою напругою
колектор-емітер не менше напруги живлення. Транзистори КТ803А, КТ808А,
КТ809А, СЕРІЇВ КТ812, КТ819, КТ828, КТ829 або будь-який потужний з
допустимим струмом колектора не менше 5 А і допустимою напругою
колектор-емітер більше напруги живлення. Транзистори VT4 і VT5 необхідно
розмістити на тепловідводах. Світлодіоди можна застосувати будь-якого типу.
Симістор VS1 - КУ208В, КУ208Г встановити на радіатор відповідних розмірів.
У джерелі живлення застосуємо будь-який трансформатор з напругою
на вторинній обмотці від 9 до 50 В.
Дросель L1 містить 120 витків дроту ПЭЛ 0,6 мм, намотаних на
облямовуванні діаметром 8 мм.
Більшість деталей розміщена на друкованій платі з одностороннього
фольгованого склотекстоліту.
Налагодження таймера зводиться до підбору резистора R20 такого
опору, щоб напруга на конденсаторі С7 була на третину більше, ніж на катоді
стабілітронів VD2-VD3. Якщо опір стане більше 1 кОм, доведеться збільшити
ємність конденсатора С7.
Крім того, слід застосувати ОП з меншими вхідними струмами.
Наприклад, щоб збільшити максимальну тривалість витримки,
рекомендується стабілітрони КС191Ж замінити на КС133А, як ОП
застосувати КР140УД12, номінали резисторів R22, R24 збільшити у декілька
разів, а R16 - в 10...20 раз.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
26
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
5. Розрахунок основних елементів електричної схеми
5.1. Розрахунок стабілізатора постійної напруги
Для отримання більш стабільної постійної напруги на навантаженні при
зміні споживаного струму блоку прийому керуючого сигналу до його виходу
підключають стабілізатор, який виконаний по схемі, рисунок 5.1.
Рисунок 5.1 – Електрична схема розрахунку стабілізатора
В такому пристрої працюють стабілітрон VD1 і регулюючий транзистор
VT1. Розрахунок дозволить вибрати всі елементи стабілізатора, виходячи із
заданої вихідної напруги Uн і максимального струму навантаження Iн.
Розрахунок стабілізатора ведуть в наступному порядку.
1. Визначаємо необхідну для роботи стабілізатора вхідну напругу (Uвх)
при заданій вихідній (Uвих = 9 В):
Uâõ = Uâèõ + Uêå ,
де Uке = 3 В – мінімальна напруга між колектором і емітером транзистора,
узята з розрахунку на використовування як кремнієвих, так і германієвих
транзисторів.
Uâõ = 9 + 3 = 12 В.
2. Розраховуємо максимально розсіювану транзистором потужність:
Pmax = 1,3 Iâèõ (Uâõ − Uâèõ ) ,
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
27
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
де Iвих = 2 А – сила струму на виході джерела живлення.
Pmax = 1,3 2 (12 − 9) = 7,8 Вт.
3. Вибираємо як регулюючий транзистор – транзистор КТ819Г. Його
гранично допустима розсіювана потужність РKmax = 8 Вт, що більше значення
Рmax = 7,8 Вт, гранично допустима напруга між емітером і колектором
Uке = 15 В – більше Uвх = 12 В, а максимально допустимий струм колектора
IKmax = 4 А - більше Iвих = 2 А.
4. Визначаємо максимальний струм бази регулюючого транзистора:
I
I âèõ
Ámax = ,
h21E min
де h21Еmin = 750 - мінімальний коефіцієнт передачі струму вибраного
транзистора.
2
IÁmax = = 0,0026 А.
750
5. Підбираємо відповідний стабілітрон – КС191Ж. Його напруга
стабілізації Uст = 9,1 В, що практично дорівнює вихідній напрузі стабілізатора,
а значення максимального струму стабілізації Iст = 5 мА перевищує
максимальний струм бази IБmax = 2,6 мА.
6. Підраховуємо опір резистора R1 (див.рисунок 2.3):
U − U
R1= âõ ñò ,
IÁmax + Iñò
де Uст = 9,1 В - напруга стабілізації стабілітрона;
IБmax = 2,6 мА - максимальний струм бази транзистора;
Iст = 5 мА - струм стабілізації для даного стабілітрона.
12 − 9,1
R1= = 381,57 Ом,
0,0026 + 0,005
приймаємо опір R1 = 400 Ом.
7. Визначаємо потужність розсіяння резистора R1:
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
28
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
2
(U
P = âõ − Uñò )
,
R1
R1
де R1 = 400 Ом – опір шунтуючого резистора.
2
(12 − 9,1)
PR1 = = 0,021 Вт.
400
Таким чином, за результатами проведених розрахунків визначено струм
стабілізації Iст = 5 мА та потужність розсіяння резистора (R1 = 400 Ом) РR1 =
21 мВт, і обрано стабілітрон КС191Ж та транзистор КТ819Г.
В приведених розрахунках не вводимо поправку на зміну мережної
напруги, а також деякі інші уточнення, ускладнюючі розрахунки. Остаточне
коректування стабілізатора проводиться при його включенні, змінюючи
вхідну напругу на 10% і точніше підбираючи резистор R1 по найбільшій
стабільності вихідної напруги при максимальному струмі навантаження, що є
задовільним для нашої схеми.
5.2 Розрахунок елементів блоку стабілізації
Для забезпечення живлення пристрою блок стабілізаторів повинен
видавати стабілізовану напругу 5 В при струмі 20 мА для живлення
мікроконтролера, ±25 В при струмі 100 мA для живлення аналогових
мікросхем і напруги ±400 В при струмі до 0,3 А для живлення схеми іонізатора.
а) стабілізатор 5 В.
На вхід випрямляча поступає змінна напруга 10 В. Приймаємо мостову
схему випрямляча.
Вибираємо тип діодів моста VD22÷VD25, виходячи з умов:
U î áð U î áð =10 Â (5.5)
I ï ðì àõ Iâû õ =1 À (5.6)
По довіднику [12] приймаємо кремнієві діоди типа КД209А, для яких:
U пр =1 В; U обр =200 В; I пр =1 А.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
29
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Для подавлення низькочастотної складової пульсацій, приймаємо
конденсатор С6 типа: К50-6-63В-1000 мкФ.
Для придушення високочастотної складової пульсацій застосовуємо
конденсатор С4 типу: КМ-5а-0,022 мкФ.
На виході випрямляча маємо:
Uâû õ = U
â âõ − 2U ï ð , (5.7)
Uâû õ =10 − 2 = 8B
â
Як стабілізатор використовуємо інтегральний стабілізатор типа
КР142ЕН5А з параметрами:
Uâõmin = 7,5 B Uâû õ = 8Â ;
â
Uâû õ = 5 0,1Â ;
â
Iâû õmax = 2 À ;
На виході стабілізатора для зменшення ВЧ і НЧ пульсацій, також
приймаємо конденсатори типа:
С1, С3→КМ-5а-0,1 мкФ.
б) стабілізатор ±25В.
На вхід випрямляча надходить змінна напруга 50 В.
Вибираємо тип діодного моста VD1 з умов:
U î áð U î áð = 50 Â
I ï ðì àõ Iâû õ = 0,1À
З метою уніфікації використовуємо діод ний міст Д242.
На виході випрямляча приміняємо RC-фільтри (для позитивного і
негативного каналів).
Визначаємо добуток RфCф.
1,5 106 q
R Ñ = , (5.8)
ô ô
m fc
де: m – число фаз випрямляча, m=2;
f – частота мережі, f =50 Гц;
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
30
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
q – коефіцієнт згладжування, q=2.
1,5 10 2
Rô Ñô = = 0,03106 Ом.мкФ
2 50
На величину резистора Rф накладається обмеження:
0,25 RH Rô 0,65RH ,
де
U
RH = 0 , (5.9)
I0
25
RH = = 500 Ом.
5 10−2
Таким чином 125 Rô 325
Приймаємо величину Rф=240 Ом і тип резистора R1: ОМЛТ-0,25-
240±5%.
Тоді визначаємо ємність конденсатора фільтра:
R Ñ
ô ô
Cô = , (5.10)
Rô
0,024 106
Cô = = 2000 мкФ.
150
Остаточно приймаємо тип конденсатора Сф :
С2 → К50-6-50В-2000 мкФ
Для забезпечення необхідного коефіцієнта згладжування (30 dB) на
виході використовуємо інтегральний стабілізатор К142ЕН8Б з параметрами
(для кожного каналу):
Uâû õ = 25 0,3Â
Iâû õ 100 ì A
в) випрямляч ±400 В.
Тип діодів моста VD1 вибираємо з умов:
U обр U обр = 45В
I прмах I вых = 1А
Також вибираємо діод ний міст Д242:
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
31
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
U î áð = 200 Â ; I ï ð = 0,3 À
Фільтрацію здійснює конденсатор С2 типу:
С2→ К50-6-50В-2000 мкФ.
5.3. Вибір одноопераційного симістора управління каналом
розігріву
Кварцовий генератор сконструйований для паралельного режиму роботи
кварцового резонатора (рисунок 5.2). Для правильної роботи кварцового
генератора потрібні навантажувальні конденсатори. Значення
навантажувальних конденсаторів залежать від навантажувальної ємності
резонатора CL, обумовленою документацією на резонатор.
C1
OUT1
ZQ1
C2
OUT2
Рисунок 5.2 – Схема підключення кварцового резонатора
Загальна ємність конденсаторів підключених між виводами кварцового
генератора повинна бути рівною навантажувальній ємності резонатора, і
визначається за формулою:
25 I
C 0
L ,
U0
де І0 = 5 мА – струм на п‘єзогенераторі;
U0 = 5 В – напруга живлення п‘єзогенератора.
25 5
CL = 25 мкФ.
5
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
32
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Паразитна ємність визначається ємністю виводів резонатора і ємністю
друкованого монтажу. Звичайно загальне значення паразитної ємності
дорівнює Спар = 3…5 пФ. Схема підключення кварцового резонатора й
навантажувальних конденсаторів показана на рисунку 5.2.
1
CL = + C .
1 1 ïàð
+
C1 C2
Приймемо C4 рівним C7, тоді отримаємо:
C4 = C7 = 2 (CL − Cï àð ) ,
C4 = C7 = 2 (25 − 5) = 40 пФ.
Вибираємо найближчу ємність з ряду номінальних ємкостей і вибираємо
конденсатори С4 і С7 КМ-5а-1мкФ±10%.
Таким чином, в результаті проведених розрахунків було розраховано
навантажувальну ємність кварцового генератора ультразвукових коливань
п‘єзоелектричного випромінювача, та підібрано компенсуючі конденсатори
С4 і С7: КМ-5а-1мкФ±10%. При необхідності підстроювання робочої частоти
кварцового генератора паралельно C4 може бути підключений конденсатор,
що підстроюється.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
33
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
6 Технологічний розділ
6.1.Технологія виготовлення друкованих плат
Перші виготовленні друковані плати автоматизованим методом були
розроблені фірмою Multiwire. За минулий період за кордоном і у нас в країні
розроблені нові методи друковано-дротового монтажу, основані на різних
принципах прокладки трас з ізольованих проводів і способів отримання між
сполук в платах. Розрізняють два методи виготовлення друкованих плат:
метод стіжкового монтажу і метод прямих відрізків.
Метод стіжкового монтажу («Аракс») використовують в промисловості в
двох варіантах: з поділом процесу монтажу проводів на платі на окремі
операції і з об'єднанням операцій в один процес. При цьому методі друкованим
способом отримують типову одно-або двосторонню плату з постійною
топологією малюнка. У першому варіанті типову плату встановлюють на
паперову маску і прокладки з еластичного матеріалу, а потім відповідно до
заданої схемою прошивають її і прокладки через отвори пустотілої голкою,
всередині якої проходить тонкий ізольований провід. Після прошивки дроти
притискають до плати, видаляють еластичні прокладки з петель, утворених з
ізольованих проводів голкою, лудять петлі припоєм, знімають з петель маску
і припаюють їх до плати. У другому варіанті на автоматі прошивають плату
проводом, одночасно лудячи і припаюють петлі з дроту до контактних
майданчиків. В результаті отримують плату, еквівалентну за
функціональними можливостями багатошарової друкованої плати, але з більш
високою ремонтопридатністю і меншою вартістю.
Автоматизоване проектування друкованих плат. Однією з основних
задач в системі автоматизованого проектування плат є оптимізація з'єднань
між елементами схем. Залежно від обраної конструктивно-технологічної бази
ця задача може мати різну ступінь складності і відповідно може сильно
впливати на трудомісткість проектування друкованих плат. При
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
34
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
автоматизованому проектуванні друкованого монтажу, в тому числі і
багатошаровою, необхідно оптимізувати цілий ряд критеріїв (показників
якості), таких як сумарна довжина всіх зв'язків, число зв'язків між елементами
схеми, наприклад ІС, що знаходяться в сусідніх позиціях на монтажному полі,
число перетинань між зв'язками, число ланцюгів з можливо більш простою
конфігурацією. Оптимізація такого числа показників якості, будучи складним
завданням самої по собі, вимагає врахування ряду конструктивних
характеристик плати. До них можна віднести: розмір монтажного поля,
мінімально допустиму ширину друкованих провідників і відстань між ними,
число монтажних шарів, способи переходу з одного шару на інший,
розташування висновків елементів і ланцюгів на монтажному полі, число
ділянок, заборонених для прокладки провідників (технологічні отвори, місця
для позначень, заздалегідь прокладені стандартні друковані провідники та ін.).
Отримати оптимальний варіант друкованих з'єднань при відповідності всіх
умов досить важко. Тому, по суті, жоден з методів автоматизованого
проектування багатошарової друкованої плати не гарантує трасування всіх
з'єднань. Задовільними вважаються результати, коли автоматично трасуються
90-95% зв'язків. Решта з'єднання вимагають неавтоматизованої або
автоматизованої доопрацювання шляхом зміни конфігурації раніше
прокладених зв'язків, що значно підвищує трудомісткість проектування
монтажних плат.
Переваги та недоліки стіжкового методу. Стіжковий монтаж в порівнянні
з багатошаровим друкованим монтажем дозволяє наступне:
- Знизити трудомісткість конструкторських робіт у кілька разів, причому, чим
більше номенклатура друкованих плат, тим ефективніше стежковий
монтаж.
- Скоротити трудомісткість автоматизованого проектування друкованих
плат більш ніж в два рази.
- Знизити вартість матеріалів в три рази.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
35
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
- Скоротити трудомісткість виробництва вузлів друкованих плат на 30%.
- Підвищити ремонтопридатність друкованої плати та оперативність
внесення змін до монтаж.
- Скоротити терміни розробки апаратури у зменшити технологічний цикл
проектування і виробництва друкованих плат.
- Виключити металізацію в отворах друкованої плати.
- Знизити кількість шкідливих стоків при виробництві друкованих плат.
- Зменшити масу друкованих плат, збільшити вихід придатних друкованих
плат.
До недоліків стіжкового методу монтажу необхідно віднести:
- Одностороннє розташування на платі.
- Потреба в ретельному контролі інформативного матеріалу при
автоматизованому проектуванні друкованих плат.
- Збільшення габаритів друкованих плат викликає майже пропорційний ріст
трудомісткості монтажу.
- Не конкурентоспроможність з одно-і двосторонніми друкованих плат по
трудомісткості в серійному виробництві, не рахуючи етапу макетування.
- Складність застосування друкованих плат дротового монтажу для елементів
між шнуровими виводами (необхідно планарна формовка виводів).
Метод прямих відрізків. Метод полягає в тому, що друкованим
монтажем виготовляють типову друковану плату з постійною типологією
малюнка і наскрізними металізованими отворами. Типову друковану плату
встановлюють на стіл монтажного автомата і за заданою програмою розводять
зв'язку прямими відрізками з ізольованого дроту, обрізаючи його в заданих
точках. При цьому ізольований провід автоматично без попереднього лудіння
ділянки жили що припаюється, без видалення ізоляції з нього поєднується з
контактною площадкою. Причому провід може укладатися на контактну
площадку під будь-яким кутом по відношенню до її осі. Після суміщення
з'єднувальних елементів розщеплений електрод опускається на провід і з
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
36
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
заданим зусиллям притискає його до гальванічного олов'яно-свинцевого
покриттю контактної площадки, а потім на електрод подається розігріваючий
імпульс струму. Розігрітий до значення температури 973...1073 К (700...800 С)
електрод непрямим шляхом передає тепло з з'єднуються з елементам. В
результаті ізоляція на дроті оплавляється і таким чином забезпечується
електричний контакт електроду з житловою дроти. Потім на електрод
подається другий імпульс струму, який розігріває провід на ділянці обмеженій
зазором в розщепленому електроді. При постійно призначеному тиску
розігрітий електрод і розігріта жила проводу передають тепло гальванічному
покриттю контактного майданчика. При цьому покриття розплавляється, і
жила проводу занурюється в розплав. Після закінчення дії імпульсу електрод
піднімається, а розплавлене покриття, охолоджуючись, кристалізується і
таким чином відбувається формування з'єднання.
На стабільність процесу, а отже, і на якість з'єднань при цьому впливають
такі чинники:
- Ступінь відповідності нанесеного гальванічного покриття евтектичному
складу сплаву олово-свинець і похибка його товщини по всьому полю
плати, від яких залежить температура розплаву покриття.
- Похибка тиску електродів на провід, від якої залежить ступінь деформації
жили в зоні з'єднання і відповідно механічна міцність з'єднання.
- Стабільність площі контакту електрода з жилою дроту, яка впливає на
щільність струму і температуру нагрівання сполуки припою.
6.2 Автоматизація виготовлення друкованих плат
Загальним недоліком обох методів виготовлення друкованих плат є
необхідність покриття заготовок перед свердлінням для захисту від
механічних пошкоджень друкованих провідників. Сушка лаку і його
видалення після свердління й хімічного міднення отворів збільшують
трудомісткість процесу і тривалість технологічного циклу, порушують його
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
37
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
безперервність. Тому не можна створити автоматичної потокової лінії
виробництва друкованих плат.
При ручному виготовленні зазначений порядок проходження операцій
повинен зберігатися, тому що шар фоторезиста і освічений їм малюнок
друкованих провідників вказують на розташування отворів. Отже, малюнок
повинен створюватися до свердління. Операція свердління отворів є процесом
трудомістким, оскільки число отворів, наприклад, на платі середнього розміру
становить кілька сотень, а на платах з ІМС в корпусах зі штирковими виводами
- більше тисячі. Таким чином, виникає проблема автоматизації свердління
отворів, рішення якої можна досягти використанням верстатів з числовим
програмним управлінням (ЧПУ).
Використання ЧПУ для свердління отворів в друкованих платах спрощує
весь процес, роблячи його більш пристосованим для подальшої автоматизації.
У цьому випадку отвори свердлять і металізують до покриття заготовок шаром
фоторезисту і формування малюнка друкованих провідників, що виключає
такі операції, як покриття плат захисним шаром лаку і його видалення після
хімічного міднення. Для отримання малюнка схеми просвітлені на платі
отвори суміщають з їх зображеннями на фотошаблон, тому даний метод
отримав назву "метод базового отвори".
Подальшу обробку плати виробляють звичайним способом, тобто на
провідники та контактні площадки гальванічно осаджують мідь і наносять
захисне покриття, після чого видаляють шар фоторезисту і стравлюють
фольгу. Всі операції можна виконувати безперервно на автоматичній
потокової лінії.
В даний час розроблені плівкові фоторезисти, повністю змінили
технологію нанесення світлочутливого шару на заготівлю друкованої плати.
Вони складаються з трьох шарів: запобіжної плівки, плівки фотополімерного
резисту і прозорої поліефірної плівки для ультрафіолетового випромінювання.
Запобіжну плівку видаляють перед нанесенням фоторезисту на заготовку.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
38
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Коли плівковий фоторезист притискають валиком, він приклеюється до
поверхні заготовки липким шаром.
Експонування виробляють через захисну поліефірну плівку, на яку
накладають фотошаблон. Потім захисну плівку видаляють з поверхні
світлочутливого шару механічним відшаровуванням і виявляють її.
Використання плівкового фоторезисту знижує трудомісткість операцій
формування захисного рельєфу і скорочує виробничий цикл виготовлення
друкованих плат приблизно на 20-30%. Завдяки рівномірній товщині шару
фоторезиста утворений їм захисний рельєф має рівні й чіткі краю, а розміри
ліній на заготовці після експонування точно відповідають розмірам на
фотошаблонів. Для автоматизації хімічних і гальванічних процесів при
виготовленні друкованих плат застосовують агрегатовані автоматичні лінії з
ЧПУ. Щоб підвищити універсальність таких ліній, їх будують за модульним
принципом, який дозволяє складати різні лінії, які відповідають тому чи
іншому базовому технологічному процесу. Модулі для гальванічних процесів
мають штанги для підвішування виробів. Завантаження та вивантаження
моду-лей, а також передачу заготовок з однієї позиції на іншу здійснює
автооператор, керований від ЕОМ. Продуктивність подібних ліній становить
400-500 печатних плат в зміну.
6.3. Технологія монтажу SMD елементів
Конструктивною ознакою вузла поверхневого монтажу (ПМ) є
приєднання виводів радіоелементів до контактного майданчика,
розташованому на поверхні комутаційної плати. Технологія поверхневого
монтажу (ТПМ) включає технологію виготовлення комутаційних плат і
радіоелементів для ПМ, технологію виконання ПМ, а також обладнання для
ПМ, випробування, контроль та ремонт виробів, виконаних за даною
технологією.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
39
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Однак широке впровадження ТПМ при виготовленні РЕА, у тому числі й
побутової, стримується в силу певних причин: недостатнього розвитку
елементної бази ПМ; складнощі з обладнанням; труднощі освоєння нових
технологічних процесів; дуже високих вимог до точності виконання
монтажних операцій. Тому для більшості конструкцій РЕА використовують
змішаний монтаж, характерний для переходу від технології традиційного
монтажу до ТПМ.
Елементи вузлів поверхневого монтажу. До основних елементів вузлів
ПМ відносяться друкована плата і радіоелементи. На друкованій платі є
контактні площадки для монтажу радіоелементів при чистому ПМ або
контактні площадки і отвори для змішаного монтажу, а також комутаційні
доріжки. Друковані плати для ПМ зазвичай називають комутаційними
платами. При їх виготовленні необхідно враховувати наступні фактори:
розміри плати; ефективне використання площі плати; варіанти ПМ; число
комутаційних шарів плат; ширину і крок комутаційної доріжки; застосування
міжшарових переходів; електричні характеристики; відвід теплоти.
Зі збільшенням розмірів комутаційних плат підвищуються їх
функціональні можливості (виключаються проміжні сполуки плат), але
ускладнюється монтаж і збільшується вартість.
Ефективне використання площі комутаційних плат (щільність монтажу)
залежить від варіанту ПМ (чистий, змішаний), числа комутаційних шарів
плати (одношарові, багатошарові), ширини і кроку комутаційних доріжок. Для
ПМ стають звичайними комутаційні доріжки, що мають ширину і крок 0,203
мм (0,008 дюйма) і навіть 0,127 мм (0,005 дюйма), що збільшує щільність
монтажу, але технологія їх отримання дорога. Тому перевагу віддають
доріжках шириною 0,254 мм (0,01 дюйма), що дозволяє здійснювати і
змішаний монтаж. Щільність монтажу також збільшується за рахунок
застосування двосторонньої монтажу, вертикальної установки декількох
комутаційних плат на загальну несучу плату, використання багатошарових
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
40
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
комутаційних плат. Багатошарові плати автоматично зменшують труднощі
розводки, але при цьому ускладнюється технологія їх виготовлення. В якості
ізоляційних матеріалів і підстав для комутаційних плат використовують
пластмаси, керамічні та композиційні матеріали. Провідні шини, провідники,
контактні площадки виготовляють з мілини або інших провідних матеріалів.
При цьому в багатошарових платах один шар служить сигнальної шиною
(комутаційних доріжок по сигналу), другий шар - шиною заземлення, третій -
шиною живлення.
Коротка характеристика технологічного процесу ПМ. При
автоматизованому ПМ на комутаційну плату впливають високі температури
(особливо при паянні), і тому для збільшення її термостійкості проводяться
додаткові (підготовчі) операції. До таких операцій належать розплавлення і
нанесення паяльної маски. Паяльна маска збільшує термостійкість, а
розплавлення покращує паяльність і продовжує термін друкованої плати.
Технологічний процес ПМ включає наступні основні операції:
1. Селективне нанесення припайних паст і клею (наприклад, за допомогою
трафаретного друку, дозаторів).
2. Монтаж компонентів. Він є центральною операцією технологічного процесу
ПМ, і для проведення цієї операції монтажна машина повинна відрізнятися
високою точністю. При цьому в монтажних машинах застосовуються
пристрої автоматичного розпізнавання зразків, юстирування плати,
суміщення виводів компонентів з контактними майданчиками.
3. Пайка. У техніці ПМ можуть використовуватися такі автоматизовані
способи пайки: хвилею припою; інфрачервоним (ІК) випромінюванням; в
паровій фазі; імпульсна групова; лазерна.
4. Очищення (відмивання флюсу).
5. Контрольні операції. При ПМ використання традиційного візуального
контролю сильно ускладнено через малі розміри компонентів, великої
насиченості ними. Тому застосовують методи автоматизованого
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
41
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
відеоконтролю на базі пристроїв розпізнавання зразків, а також методи
об'єктивного контролю якості пайки на базі лазерної техніки.
6.4.Особливості контролю та ремонту виробів з поверхневим монтажем
Як було описано вище, контроль якості ПМ викликає певні труднощі.
Крім автоматизованого відеоконтролю на базі пристроїв розпізнавання зразків
і контролю якості пайки лазерної технікою застосовуються випробувальні
зонди, а також спеціальні схеми самотестування. Вбудованої випробувальної
схемою, яка працює за відповідною програмою, перевіряють функціональні
параметри виробу. Основним недоліком такого способу випробувань є
ускладнення конструкції плати і зниження ефективності використання її
площі. Зазвичай автоматичний контроль реалізується на таких основних
етапах технологічного процесу: нанесення припойні пасти; позиціонування
компонентів перевірки після пайки. При ремонті апаратів найчастіше
доводиться виконувати операції демонтажу дефектного компонента з
наступним монтажем. Найпоширеніший інструмент - це паяльник
(мікропаяльнік), з його допомогою можна проводити демонтаж і монтаж при
ПМ пасивних компонентів і при застосуванні захоплень спеціальної форми -
простих активних елементів (корпусу типу SOT). Але при виконанні роботи
необхідно бути дуже уважним, щоб не пошкодити інші компоненти,
комутаційні доріжки, контактні площадки.
Демонтаж і монтаж складних компонентів ПМ проводити за допомогою
паяльника дуже важко, а часто неможливо. У таких випадках може
застосовуватися пристосування, оснащене нагрівальними капілярами (для
розігріву місць пайки) зі змінними наконечниками, розрахованими на
компоненти різних форм і розмірів. Видалення дефектного компонента і
установка на його місце справного виробляються за допомогою вакуумного
присоса. Може використовуватися і мікроскоп, який забезпечує контроль
точності позиціонування встановлюваного компонента. Демонтаж і монтаж
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
42
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
дефектних компонентів можна проводити за допомогою інших методів пайки,
що застосовуються в ТПМ. Виправлення дефекту, по суті, зводиться до
повторного виконання певної частини складально-монтажних операцій. У тих
випадках, коли вартість мікрозборок ПМ невелика, простіше і дешевше їх
замінити. При ремонті виробів з ПМ необхідні ретельний контроль і керування
процесом усунення шлюбу, щоб виключити можливість пошкодження
придатного компонента, сусідніх компонентів та інших елементів
комутаційної плати.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
43
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
РОЗДІЛ 7
ОХОРОНА ПРАЦІ
7.1 Аналіз небезпек і шкідливостей що виникають при виконанні
робіт в приміщенні радіотехнічної лабораторії
У даній роботі проводиться розробка проєкту системи адаптивного
керування параметрами гальванізації металевих поверхонь. Роботи за цим
проєктом проводяться в спеціалізованій радіотехнічній лабораторії, де,
зокрема, проводяться роботи з ремонту та налагодження різноманітної
радіоелектронної апаратури, яка використовується для проведення
досліджень.
В приміщенні лабораторії обладнані 4 робочих місця, з яких одне
призначене для налагодження та вимірювання параметрів аналогово-цифрової
апаратури, а інші призначені для налагодження та вимірювання параметрів
цифрової апаратури. Устаткування робочих місць виконано відповідно до
ДСТУ 8604:2015.
Розміри даної лабораторії: довжина 6,5 м, ширина 4,5 м, висота 3,2 м.
Відповідно площа приміщення 29,25 м2, а об’єм приміщення становить 93,6
м3, що складає відповідно 7,3 м2 і 23,4 м3 на одного працюючого і задовольняє
санітарним нормам ДБН В.2.2.28-2010. Конструкція лабораторного
обладнання та робочого місця забезпечує оптимальне положення
працюючого, яке визначається ДСТУ 8604:2015. Висота робочої поверхні при
цьому дорівнює 720 мм. Конструкція крісла наладчика передбачає
регулювання, підбирається у відповідності зі зростом працівника та відповідає
вимогам ДСТУ 7951:2015.
Всі споживачі енергії (прилади й устаткування) розраховані на живлення
від мережі змінного струму напругою 220 В, частотою 50 Гц. Лабораторія має
захисне заземлення, яке виконане відповідно ДСТУ Б В.2.5-82:2016. До нього
пiд’єднанi корпуси вимірювальних приладів, вторинні блоки живлення та
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
44
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
металеві корпуси розеток. В лабораторії можливий одночасний дотик до
нульового захисного провідника з одного боку та до металевих корпусів
апаратури з іншого боку, тому за небезпекою ураження людини електричним
струмом лабораторія належить до класу приміщень з підвищеною небезпекою
згідно ПУЕ-17.
Великий вплив на дієздатність людини мають метеорологічні умови,
такі як: температура повітря в приміщенні, відносна вологість та інші. Тому
вони повинні відповідати санітарним нормам.
Лабораторія обладнана водяною системою опалення для обігріву в
холодну пору року відповідно до ДБН В.2.5.67-2013. В холодну пору року
середня температура повітря складає 20С, а в теплу пору року до 32С, при
нормі в теплу пору - 22-24С і в холодну - 23-25С, тому рекомендовано
застосовування кондиціонера для підтримання необхідних температур в
приміщенні. Відносна вологість повітря в приміщенні становить 4060%, що
відповідає ДСН 3.3.6.042-99.
Нормовані величини температури, відносної вологості і швидкості руху
повітря в робочій зоні виробничого приміщення в холодний період року:
- оптимальне значення температури 22-24°С;
- допустиме значення температури 21-25°С;
- оптимальне значення відносної вологості 40-60%;
- оптимальне значення швидкості руху повітря 0,1м/с;
- допустиме значення швидкості руху повітря ≤0,1 м/с.
Нормовані величини температури, відносної вологості і швидкості руху
повітря в робочій зоні виробничого приміщення в теплий період року:
- оптимальне значення температури 23-25°С;
- допустиме значення температури 22-28°С;
- оптимальне значення відносної вологості 40-60%;
- оптимальне значення швидкості руху повітря 0,1 м/с;
- допустиме значення швидкості руху повітря 0,1-0,2 м/с.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
45
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
У примiщеннi вiдсутнi джерела виробничого пилу. Головним джерелом
запиленості є одяг працюючих. Перед початком кожного робочого дня
проводиться вологе прибирання та провітрювання лабораторії відповідно до
нормативних вимог.
При налагодженні апаратури можливе проведення паяльних робіт, що
супроводжується виділенням шкідливих речовин та небезпечно для здоровя
працівника, тому санітарні вимоги до виробничих приміщень встановлюються
ДБН В.2.5.67-2013 та НПАОП 28.52-1.32-14 з урахуванням шкідливості
речовин, що виділяються при технологічних процесах, та метрологічних умов.
Кількість паяльних робіт невелика, але операції пайки, залуження і випалу
ізоляції супроводжуються забрудненням повітряного середовища в
приміщенні парами свинцю, олова, сурми й інших елементів, що входять до
складу припою; парами каніфолі і різних рідин, застосовуваних для флюсу,
змивання і розчинення різних лаків, що застосовуються для покриття
друкованих плат; парами соляної кислоти; газами (окис вуглецю, вуглеводню)
і т. ін. Пари, потрапляючи в атмосферу цеху, конденсуються і перетворюються
в аерозоль такої концентрації, частки якої по своїй дисперсності
наближаються до димів.
Знаходячись у запиленій атмосфері, робітники піддаються впливу пилу
і пару; шкідливі речовини осідають на поверхні шкірного покриву, попадають
на слизову оболонку порожнини рота, око, верхніх дихальних шляхів,
заковтуються в травний тракт, потрапляють в легені. Поряд із забрудненням
повітряного середовища забруднюються робочі поверхні й одяг працюючих.
Особливо шкідливі при пайці олов'яно-свинцевими припоями пари свинцю.
Свинець і його з'єднання отрутні. Частина свинцю, що надійшов в організм,
виводиться з нього через кишечник і нирки, а частина затримується в кістковій
речовині, м'язах, мозку, печінці. При несприятливих умовах свинець починає
циркулювати в крові, викликаючи явища свинцевого отруєння; викликає зміни
в складі крові, уражає нервову систему, нирки і печінку. Тому в приміщенні,
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
46
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
над одним робочим місцем, змонтована система витяжної вентиляції повітря,
яка вмикається тільки в процесі проведення паяльних робіт та відповідає
вимогам ДБН В.2.5.67-2013.
Рівні шуму, ультразвуку та вібрації, утворювані у приміщенні
установками кондиціонування повітря, вентиляції та опалення, не
перевищують допустимих норм, тобто відповідають ДСН 3.3.6.037-99, ДСН
3.3.6.039-99 відповідно для категорії «Висококваліфікована робота, що
вимагає зосередження, адміністративно-керівна діяльність, вимірювальні та
аналітичні роботи у лабораторії: робочі місця в приміщеннях цехового
керівного апарату, контор, лабораторій» не перевищує 60 дБА.
Розряд зорової роботи наладчика РЕА згідно ДБН В.2.5-28-2018 – ІІ-а,
тобто розмір найменшого об’єкта розрізнення 0,15-0,3 мм, фон темний,
контраст середній. В лабораторії використовується суміжне освітлення.
Природне освітлення здійснюється через два бічних віконних прорізи
загальною площею 3,64 м2. Штучне освітлення здійснюється 12 світильниками
(3 ряди по 4 штуки) типу ЛПО прикріпленими до стелі паралельно віконним
прорізам. Кожний світильник має по дві люмінесцентні лампи потужністю 60
Вт. Але при такій кількості світильників та потужності ламп не досягається
необхідна освітленість робочого місця наладчика РЕА в 500 лк. Тому
рекомендується встановити додаткове місцеве освітлення на робочому місці.
У відповідності з ДСТУ Б В.1.1-36:2016 дана лабораторія відноситься до
приміщень категорії пожежної небезпеки В, тому що в ній є наявність горючих
речовин: дерев'яні столи і стільці, дерев'яний діл, віконна рама; приміщення
сухе з відносною вологістю 40-60%. Лабораторія обладнана 8-ма
автоматичними сповіщувачами теплового типу ИП-105, відповідно з ДБН
В.2.5.56-2014. На поверсі вивішений план евакуації, з яким ознайомлений
кожний працюючий. Відстань від найбільш віддаленого робочого місця до
найближчого евакуаційного виходу складає 20м, що задовольняє вимогам
ДБН В.1.1.7-2016. Для ліквідації пожежі на початковій стадії в коридорі
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
47
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
розташовані наступні первинні засоби пожежогасіння: вогнегасники типу ВП-
2У у кількості 2 шт; пожежний кран з пожежним рукавом довжиною 20 м.
Усі працівники, яких приймаються на роботу і, які в процесі роботи
проходять на підприємстві навчання й інструктаж з питань охорони праці,
вивчають правила надання першої і швидкої допомоги потерпілим від
нещасного випадку, а також правила поведінки при виникненні аварії чи
пожежі на підприємстві (НПАОП 0.00-4.12-05).
Інструктажі бувають:
1. Вступний (із усіма працівниками, що тільки що прийняті на роботу)
2. Первинний (проводиться на робочому місці до початку роботи з
новоприйнятим працівником).
3. Повторний (проводиться на робочому місці з усіма працівниками)
4. Позаплановий (проводитися при введенні нових нормативних актів,
при заміні технологічного процесу, при порушенні нормативних актів
працівниками, по вимозі відповідного державного органу, при перерві в роботі
виконавця більш ніж на 30 календарних днів і ін.)
5. Цільовий (при виконанні разових робіт, при ліквідації наслідків аварії
і т.д., при виконанні робіт, що оформляються нарядом – допуском чи
письмовим дозволом, у випадку екскурсії або організації масових заходів з
учнями і вихованцями).
Робітники можуть бути допущені до роботи тільки після проходження
інструктажу з техніки безпеки. Інструктаж проводиться по наступним видах:
вступний інструктаж при надходженні на роботу, інструктаж на робочому
місці, повторний інструктаж. Вступний інструктаж проводить інженер з
техніки безпеки в кабінеті (куточку) техніки безпеки, обладнаному наочним
приладдям.
Інструктаж на робочому місці проводить керівник лабораторії,
супроводжуючи його показом безпечних прийомів роботи.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
48
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Вступний інструктаж і інструктаж на робочому місці записуються в
«контрольний лист», що підписується інженером з техніки безпеки,
робітником, майстром і начальником лабораторії.
Повторний інструктаж проводять не рідше одного разу в 6 місяців, а
додатковий - при порушенні працюючим правил і інструкцій з техніки
безпеки, технологічної і виробничої дисципліни, а також при зміні
технологічного процесу, виду робіт. Повторний і додатковий інструктажі
записуються в спеціальний журнал, що зберігає керівник.
За результатами проведеного аналізу умов праці в лабораторії можливо
дійти до висновку що майже усі параметри лабораторії відповідають вимогам
нормативних документів. Однак, оскільки температура повітря в теплий
період року не відповідає нормативним вимогам, необхідно розрахувати і
змонтувати в приміщенні лабораторії систему кондиціонування повітря.
7.2 Розрахунок системи кондиціонування повітря в лабораторії
Кондиціонер - це пристрій, який служить для підтримки заданої
температури в приміщенні. Також кондиціонер може очищувати повітря і
підтримувати його вологість.
В період літнього часу кондиціонер, зазвичай, використовується в
режимі охолоджування, тобто надлишки тепла з приміщення переносяться в
навколишнє середовище. У перехідні періоди (весна, осінь) кондиціонер може
використовуватися на охолоджування або на обігрів, залежно від температури
в приміщенні. У зимовий період кондиціонер не призначений для роботи,
оскільки сам апарат замислювався для роботи в умовах тропічного і помірного
клімату, де температура взимку не знижується нижче 10°С. Якщо ж
температура навколишнього повітря нижча -15°С, у кондиціонері спрацьовує
захисна автоматика і він вимикається. Отже, кондиціонер підтримує
температуру в приміщенні в діапазоні 18-30°С, при температурі зовнішнього
повітря від +52°С до -10°С.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
49
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Кондиціонери поділяються на дві основні групи: моноблоки, коли всі
вузли розташовані в єдиному корпусі, і спліт-системи, коли конденсатор і
компресор винесені в окремий блок і, зазвичай, встановлюються зовні.
Усередині залишається тільки легкий і компактний внутрішній блок спліт-
системи, в якому знаходиться випарник і малошумний вентилятор.
Моноблоки останнім часом втрачають свою популярність (на деяких
підприємствах, що випускають кондиціонери, вже відмовилися від їх
виробництва) і поступаються місцем спліт-системам. Внутрішні блоки спліт-
систем можуть мати настінне, підлогово-стельове, касетне (внутрішній блок
вішається під підвісну стелю) або колонне (внутрішній блок встановлюється
на підлозі) розташування.
Також існують спліт-системи, які забезпечують приплив свіжого повітря
близько 30%. Вони називаються канальними кондиціонерами. Внутрішні
блоки таких спліт-систем розташовуються зазвичай під підвісною стелею. Як
правило, такі спліт-системи мають велику холодопродуктивність (від 7 до 60
кВт) і обробляють повітря відразу в декількох приміщеннях.
Віконний кондиціонер - це моноблочний кондиціонер, який зазвичай
встановлюється у віконний отвір або тонку стіну. Він менш зручний, чим
спліт-системи: має високий рівень шуму і не залишає вибору для місця
установки, погіршує освітленість приміщення. Проте дешевий, простий в
установці і вельми надійний.
Спліт-системи складаються з двох блоків - внутрішнього,
розташованого в приміщенні і зовнішнього, винесеного на вулицю. Завдяки
такому розділенню кондиціонер не прив'язаний до віконного отвору,
внутрішній блок спліт-системи можна розмістити практично в будь-якому
зручному місці. Найбільш шумний вузол кондиціонера - компресор винесений
на вулицю. Великою перевагою спліт-системи є великий вибір типів
внутрішніх блоків. Вони бувають настінними, підлоговими, стельовими,
колонними і вбудованими в стелю - касетними і канальними. Якщо з одним
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
50
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
зовнішнім блоком працює відразу декілька внутрішніх блоків, то такий
кондиціонер називають мультиспліт-системою.
Настінні спліт-системи це оптимальне рішення, яке забезпечує
максимально ефективне управління кліматом. Настінні спліт-системи
відповідають всім запитам споживача і відрізняються високою надійністю і
економічністю. Практично все настінні спліт-системи перезапускаються у разі
відключення живлення мережі, довгий трубопровід, що сполучає внутрішній і
зовнішній блок, очисні фільтри, що дезодорують. Багато настінних спліт-
систем стійкі до перепадів напруги мережі і добре зарекомендували себе в
роботі при низьких температурах.
Касетні кондиціонери з системою розподілення повітря особливо
підходять для установки в громадських приміщеннях, таких як склади,
установи, лікарні, школи і ін. У касетних кондиціонерах був досягнутий один
з найменших рівнів шумів. Установка такого кондиціонера в центрі
приміщення забезпечує максимальний комфорт.
Підстельові кондиціонери не вимагають наявність підвісної стелі.
Відмінно підходять для приміщень, які не пристосовані для моделей
настінного типу. Практично безшумні. Зовнішній блок стельової спліт-
системи встановлюється на зовнішній стіні, даху або балконі. Можливе
підключення до 4 внутрішніх блоків до одного зовнішнього.
Переваги канальних кондиціонерів це різноманітність конфігурацій
повітроводу, функція автоматичної зміни режимів, велика довжина
трубопроводу.
Мобільними кондиціонерами називають, по-перше, мобільні
моноблоки, пов'язані з вулицею гнучким гофрованим шлангом (його зазвичай
виводять у двері, кватирку або вікно); по-друге, мобільні спліт-системи. Їх
внутрішній і зовнішній блоки зв'язані між собою гнучким шлангом, в якому
знаходяться фреонові трубопроводи і електричні комунікації. Робота такого
кондиціонера практично не відрізняється від звичайної спліт-системи, за
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
51
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
винятком двох особливостей: він не вимагає спеціального монтажу, а завдяки
розташуванню компресора у внутрішньому блоці сильніше шумить.
Кондиціонери інверторного типу – це кондиціонери, потужність яких
може плавно регулюватися. Це дозволяє точніше підтримувати необхідну
температуру, швидше виходити на заданий режим і економічніше витрачати
електроенергію.
Системи центрального кондиціонування – це системи, призначені для
кондиціонування великої кількості приміщень або одного приміщення
великого розміру, з джерелом холоду винесеним за його межі. Зазвичай
складаються з центрального кондиціонера, що забезпечує приплив свіжого
повітря, що охолоджує машини і розташовані в приміщеннях вентиляторні
доводчики. Останнім часом в багатьох країнах традиційні системи
центрального кондиціонування активно витісняються системами типу VRV.
VRV-системи – це різновид центральних систем кондиціонування
повітря. Можуть складатися з декількох зовнішніх і великого числа
внутрішніх блоків, об'єднаних єдиною системою управління і загальною
розводкою фреонових трубопроводів. Внутрішні блоки можуть бути віддалені
від зовнішніх на відстані до 100 метрів, що еквівалентно висоті 17 поверхового
будинку. Це дозволяє заховати зовнішні пристрої на даху, у дворі або в іншому
мало прикметному місці. VRV - системи відрізняються високим ступенем
автоматизації, довговічністю і низькими експлуатаційними витратами.
Потрібну для конкретного приміщення потужність кондиціонера по
холоду можна розрахувати, визначивши лишнє тепло в приміщені, в якому він
повинен бути встановлений.
Лишнє тепло в приміщені приміщення розраховують за формулою:
Qз = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (7.1)
де Qз – загальна кількість тепла; Q1 – лишнє тепло в приміщені від сонячної
радіації та штучного світла; Q2 – надходження тепла від людей, що
знаходяться в приміщенні; Q3 – надходження тепла від офісного устаткування;
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
52
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Q4 – надходження тепла від побутової техніки; Q5 – надходження тепла від
опалювання.
Надходження тепла від сонячної радіації залежить від площі і
розташування вікон. На широті Черкас надходження тепла через 1 кв. м скла
будуть:
- північна орієнтація – 42 Вт/м2;
- північно-східна і північно-західна орієнтація – 215 Вт/м2;
- східна і західна орієнтація – 290 Вт/м2;
- південно-східна і південно-західна орієнтація – 220 Вт/м2;
- південна орієнтація – 130 Вт/м2;
- горизонтальне скління – 400 Вт/м2.
Якщо вікно затінене деревами або є щільні світлі жалюзі, приведені
величини ділять на коефіцієнт 1,4.
Лабораторія має бічне природне освітлення через два світлових отвори
у зовнішній стіні (вікон). Вікно має такі розміри: ширина 1,3 м; висота 1,4 м.
Надходження тепла від сонячної радіації через вікна, а при використанні
електричного освітлення надходження тепла від штучного освітлення:
Q1.1 = w h qs nw =1,3 1,4 220 2 = 800,8Вт (7.2)
де w - ширина вікон, h - висота вікон, qs - орієнтація вікна, nw - кількість вікон.
Q1.2 = nL PL = 12 60 = 720Вт (7.3)
де nL - кількість ламп електричного освітлення, PL - потужність одної лампи
електричного освітлення.
В результаті
Q1 = Q1.1 Q1.2 = 800,8 + 720 = 1520,8Вт (7.4)
Надходження тепла від стін істотно менше, тому у ряді випадків ними
нехтують.
Надходження тепла від людей, що знаходяться в приміщенні. Одна
людина залежно від роду занять виділяє:
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
53
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
- відпочинок в сидячому положенні – 120 Вт;
- легка робота в сидячому положенні – 130 Вт;
- помірно активна робота в офісі – 140 Вт;
- легка робота стоячи – 160 Вт;
- легка робота на виробництві – 240 Вт;
- повільні танці – 260 Вт;
- робота середньої тяжкості на виробництві – 290 Вт;
- важка робота – 440 Вт.
Тепер розрахуємо надходження тепла від людей:
Q2 = q p n p = 140 4 = 560Вт (7.5)
де qp - надходження тепла від людини, np - кількість людей.
Надходження тепла від офісного устаткування. Зазвичай вони
приймаються у розмірі 30% від споживаної потужності:
- комп'ютер – 350 Вт;
- лазерний принтер – 400 Вт;
- матричний або струменевий принтер – 50 Вт;
- копіювальний апарат – 500 - 600 Вт.
Q3 = qk nk + qr + qобл = (350 4) + 50 + 700 = 2150 Вт (7.6)
де qk - надходження тепла від комп'ютера, nk - кількість комп'ютерів, qr -
принтер, qобл – обладнання (радіоелектронна апаратура).
Надходження тепла побутової кухонної техніки. Побутова кухонна
техніка відсутня, тому Q4 = 0.
У ряді випадків, у високих будівлях з великою площею скління
кондиціонування буває необхідно вже навесні, коли опалювальний сезон ще
не закінчений. В цьому випадку в розрахунку необхідно враховувати лишнє
тепло від системи опалення, що приблизно дорівнює 180-225 Вт/м2 площі.
Приймаємо Q5 = 200 Вт/м2 .
В результаті загальна сума тепла буде рівна:
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
54
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Qз = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 1520,8 + 560 + 2150 + 200 = 4330,8Вт
Вибираємо близьку по потужності модель кондиціонера із стандартного
ряду: 2,0; 2,5; 3,5; 5,0; 7,0 кВт. В даному випадку достатньо моделі потужністю
5 кВт. Вибираємо кондиціонер ZANUSSI ZACS/I-18 HE/A15/N1.
Спліт-система Zanussi Elegante DC Inverter виконана на основі самих
передових розробок в області DC-інверторних технологій. Elegante DC Inverter
- це перша спліт-система Zanussi з технологією Wi-Fi. Контролювати клімат
можна з будь-якої точки світу - досить встановити потрібну програму на
мобільний пристрій з виходом в Інтернет. DC-інверторні технології і високий
клас енергоефективності забезпечують безперебійну і тиху роботу приладу, а
безліч інтелектуальних функцій зробить спліт-систему Elegante DC Inverter
виключно корисним придбанням.
Рисунок 7.1 - Кондиціонер ZANUSSI ZACS/I-18 HE/A15/N1
Технічні характеристики кондиціонера ZANUSSI ZACS/I-18 HE/A15/N1
- Рекомендована площа приміщення 45 м2;
- Тип компресора – інверторний;
- Тип фреону - R410A;
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
55
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
- Охолодження - 17000 БТЕ/год;
- Теплопродуктивність - 17400 БТЕ/год;
- Охолодження - 4,98 кВт;
- Теплопродуктивність - 5,09 кВт;
- Рівень шуму, внутрішній блок - 29 дБ;
- Рівень шуму, зовнішній блок - 54 дБ;
- Споживана потужність обігрів / охолодження - 1,41 / 1,548 кВт;
- Діапазон зовнішньої робочої температури – (-15) - +47 °C;
- Клас енергозбереження – А;
- Вивід дренажу - в 2 боки;
- Габарити внутрішнього блоку - 30х85х19,8 см;
- Габарити зовнішнього блоку - 53,5х80,2х29,8 см;
- Вага внутрішнього блоку - 10,5 кг;
- Вага зовнішнього блоку - 34 кг;
Додаткові характеристики:
- Режими роботи: автоматичний, вентилятор, іонізація, нічний, обігрів,
осушення, охолодження;
- Функції «HotStart»;
- Функція «FollowMe»;
- Самодіагностика;
- Авторестарт;
- Дисплей на внутрішньому блоці;
- Фільтри тонкого очищення - HD-фільтр високої щільності;
- Автоматичні вертикальні і горизонтальні жалюзі;
- Додаткова шумоізоляція зовнішнього блоку;
- Можливість установки модуля Wi-Fi.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
56
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
Висновки
1. В результаті здійсненого пошуку та аналізу інформаційних джерел була
складена схема системи адаптивного керування параметрами гальванізації
металевих поверхонь, що дозволяє гнучко та ефективно регулювати
оптимальними режимами гальванування. Особливістю такої схеми є те, що
регулювання оптимальними режимами гальванування відбувається в
залежності від водневого показника рН електроліту. Тому, розробка
системи адаптивного керування оптимальними режимами технологічного
процесу гальванізації, що забезпечить гнучке і ефективне керування
процесом гальванізації і дозволяє ресурсо- та енергозаощадливо керувати
осадженням металу на вироби і є задачею актуальною.
2. Розроблена структурна схема, яка включає в себе всі необхідні блоки для
виготовлення системи адаптивного керування на прикладі технологічного
процесу гальванізації.
3. Виконано розрахунок основних елементів та вузлів автоматичного
регулятора оптимальними режимами технологічного процесу гальванізації,
зокрема розрахунок стабілізатора постійної напруги, елементів блоку
стабілізації та одноопераційного симістора управління каналом розігріву.
4. Розроблено технологічний процес виготовлення друкованої плати схеми
системи адаптивного керування параметрами гальванізації металевих
поверхонь та розроблено складальні креслення для основної схеми.
5. Проаналізовані небезпеки та шкідливі фактори, що виникають на ділянці де
використовується розроблюваний процес.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Список використаної літератури
До вступу та розділу 1
1. Петраков Ю.В., Мельничук П.П. Автоматизація технологічних процесів
засобами мікропроцесорної техніки: Навчальний посібник. - Житомир,
ФІТІ, 2001. – 194 с.
2. Patentscope Simple Search. https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf.
Latest accessed: 2024/01/15.
3. Universal Decimal Classification. https://udcsummary.info/php/index.php. Latest
accessed: 2024/01/15.
4. Технічні засоби автоматизації: Методичні вказівки до виконання курсової
роботи для студентів спеціальностей 6.092502 всіх форм навчання/ Уклад.
С.А. Киричук; Ю.Б. Бєляєв. – К.: НУХТ, 2005.
5. Руденко П.О. Проектування технологічних процесів у машинобудуванні:
Навч. посібник. -К.: Вища школа. 1993 – 414 с.
6. Боксер, В. М., & Гладкий, Ю. М. (2017). Автоматизація гальванічних
процесів у виробництві мікроелектроніки. Київ: Техніка.
7. Гринюк, І. С., & Коломієць, М. П. (2019). Математичне моделювання
електрохімічних процесів гальванічного осадження. Вісник НУ “Львівська
політехніка”. Автоматика, вимірювання та керування, (891), 43–50.
8. Довгополий, В. П. (2020). Використання адаптивного керування для
підвищення точності гальванічних покриттів. Вісник ЖДТУ. Серія:
Технічні науки, (2), 95–101.
9. Задорожний, В. А., & Демиденко, О. А. (2018). Моделювання динаміки
температури в електролітах гальванічних ванн. Наукові вісті НТУУ “КПІ”,
(4), 89–94.
10. Козак, О. Ю. (2021). Адаптивне керування процесом гальванізації з
використанням нейромережевих регуляторів. Вісник Одеської державної
академії технічного регулювання та якості, (2), 54–60.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
11. Крук, С. М. (2020). Інтелектуальні системи керування гальванічними
лініями. Системи управління та інформаційні технології, (2), 72–77.
До розділу 5
12. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка:
Львів, “Афіша”, 2001. – 424 с.
13. Андронік Буняк. Електроніка та мікросхемотехніка: навчальний посібник
для вищих учбових закладів. — Київ, Тернопіль: 2001.
14. Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та
мікросхемотехніка: теорія і практикум. За ред. А.Г. Соскова. — К.,
Каравела, 2003. — 368 с.
15. Стахів П.Г., Коруд В.І. Основи електроніки з елементами
мікроелектроніки. Магнолія плюс, — Львів: 2006.
16. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка.
Підручник. — Львів: Афіша, 2001. — 424 с.
До розділу 6
17. Нормування показників надійності технічних засобів: навчальний
посібник / О. М. Васілевський, О. Г. Ігнатенко. – Вінниця: ВНТУ, 2013. –
160 с.
18. Васілевський О.М., Поджаренко В.О. Практикум з метрологічного нагляду
за засобами вимірювань: Навчальний посібник. – Вінниця: ВНТУ, 2008. –
87 с.
19. Володарський Є.Т., Кошева Л.О. Статистична обробка даних: Навчальний
посібник. – К.: НАУ, 2008. – 308 с.
20. Васюра А.С. Елементи та пристрої систем управління і автоматики:
Навчальний посібник. – Вінниця: ВДТУ, 1999. – 157 с.
21. Федун І.В. Основи теорії надійності та контролю якості виробів
електронної техніки. – Вінниця: ВДТУ, 2003. – 71 с.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
22. Румбешта В.О. Технологія складання, регулювання та випробування
приладів: підручник / В.О.Румбешта; НТУУ «КПІ». - Київ: НТУУ «КПІ»,
2014. - 364 с.
23. Методи та засоби забезпечення якості складання приладів та систем:
навчальний посібник / Шевченко В.В., Осадчий О.В., Симута М.О. – К.:
НТУУ «КПІ», 2011. – 97 с.
24. Технологія приладобудування: навчальний посібник для студентів
напрямку підготовки 6.051003 «Приладобудування» приладобудівного ф-
ту / Уклад.: Автори: Шевченко В.В., Осадчий О.В., Симута М.О. – К.:
НТУУ «КПІ», 2010. – 128 с.
До розділу 7
25. Пістун І.П. Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник.– Суми:
Видавництво “Університетська книга”, 1999.– 301 с.
26. Атаманчук П.С., Мендерецький В.В., Панчук О.П., Чорна О.Г.
Інтегрований курс безпеки життєдіяльності (теоретичні основи): Навч.
посіб. - Кам'янець-Подільський: Буйницький О.А., 2009. - 200 с.
27. Атаманчук П.С., Мендерецький В.В., Панчук О.П., Чорна О.Г. Безпека
життєдіяльності та охорона праці (Практичний курс): Навчальний
посібник. - Кам'янець-Подільський: "Думка", 2010. - 152 с.
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
ДОДАТКИ
Додаток А
Перелік нормативних документів
ДСТУ загального використання
ДСТУ ГОСТ 2.001:2006 Єдина система конструкторської документації.
Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.051:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронні документи. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.052:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронна модель виробу. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.053:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронна структура виробу. Загальні положення
ДСТУ, повязані з оформленням розрахунково-пояснювальної записки
ДСТУ ГОСТ 2.051:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронні документи. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.104:2006 Єдина система конструкторської документації.
Основні написи
ДСТУ, повязані з оформленням графічної частини проекту
ДСТУ ГОСТ 2.308:2013 ЄСКД. Зазначення допусків форми та розміщення
поверхонь
ДСТУ ГОСТ 2.317:2014 ЄСКД. Аксонометричні проекції
ДСТУ ГОСТ 2.702:2013 ЄСКД. Правила виконання електричних схем
Загальні правила виконання креслень
ДСТУ ГОСТ 2.307:2013 ЄСКД. Нанесення розмірів і граничних відхилів
ДСТУ ISO 128-1:2005 (ISO 128-1:2003, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення. Частина 1. Передмова
та покажчик понять стандартів ISO серії 128
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
ДСТУ ISO 128-21:2005 (ISO 128-21:1997, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення Частина 21.
Лінії, виконані автоматизованим проектуванням
ДСТУ ISO 128-30:2005 (ISO 128-30:2001, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення Частина 30.
Основні положення про види
ДСТУ ISO 128-40:2005 (ISO 128-40:2001, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення. Загальні
принципи оформлення. Частина 40. Основні положення про розрізи та
перерізи
ДСТУ ISO 129-1:2007 (ISO 129-1:2004, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Проставлення розмірів і допусків. Частина 1. Загальні
принципи
ДСТУ ISO 3098-2:2007 (ISO 3098-2:2000, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 2. Латинська
абетка, цифри і знаки
ДСТУ ISO 3098-3:2007 (ISO 3098-3:2000, IDТ) Національний стандарт України.
Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 3. Грецька абетка
ДСТУ ISO 3098-4:2007 (ISO 3098-4:2000, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 4. Діакритичні і
окремі знаки латинської абетки
ДСТУ ISO 3098-5:2007 (ISO 3098-5:1997, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 5. Написання
латинської абетки, цифр і знаків засобами автоматизованого проектування
ДСТУ ISO 3098-6:2007 (ISO 3098-6:2000, IDТ) Національний стандарт України.
Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 6. Кирилична абетка
ДСТУ ISO 5455:2005 (ISO 5455:1979, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Масштаби
ДСТУ ISO 5457:2006 (ISO 5457:1999, IDТ) Національний стандарт України.
Документація технічна на вироби. Кресленики. Розміри та формати
Арк.
РСА13.61625.001 ЗП
62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Дуб л.
Взам.
Підп.
Інв. № Підпис Зм. Арк № докум. Підпис Підпис
Дата Т.Л.
213321231
ЧДТУ
ЗАТВЕРДЖУЮ
Головний технолог
Узгоджено:
Максим БОНДАРЕНКО
Тичков В.В. (підпис)
(підпис)
_____________________________(дата)
_________________________(дата)
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС
на виготовлення друкованої плати
и
РСА13.61625.001 ТП
Процес впроваджено у виробництво
_______________________________( )
(підпис)
Євгеній ЖУРАВЛЬОВ _______________________________( )
(підпис) (підпис)
_______________________________( )
(підпис)
______________________________(дата) _______________________________( )
(підпис)
_______________________________( )
(підпис)
ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.
РОЗРОБ. Журавльов Є. 0117012345 1017112345
ПЕРЕВІРИВ Бондаренко М.
Н. КОНТР. Тичков В.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ
ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6
Р ПІ D/B L T I ТоС N t
А 01 005 Підготовка поверхні фольги та отворів ИОТ43 18 -25 0.5
02 фотохімічним методом 6017100001
03 2017012345
04 2517100001
05 3017100001
Б 06 Устаткування підготовки поверхні
07 ДП Billeo
08
А 09 010 Хімічне омедніння отворів ИОТ44 50 -60 2-5
B 10 Автооператорна лінія для хімічного омедніння 6077100002
11 “Module – R” 2017012345
12 2517100002
13 3017100002
14
А 15 015 Гальванічне омедніння ИОТ45
16 6017100003
Б 17 Автооператорна лінія для гальванічного омедніння 2017012345 20
18 “Module-R” 2517100003
19
20
ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.
РОЗРОБ. Журавльов Є. 0117012345 1017112345
ПЕРЕВІРИВ Бондаренко М.
Н. КОНТР. Тичков В.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ
ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6
Р ПІ D/B L T I T оC N t
А 01 030 Нанесення фоторезисту ИОТ48 80-110 10-15
02 6017100006
03 2017012345
04 2517100006
05 3017100006
06
Б 07 Ламінатор двохсторонній А-250 фірма “Dynachem Corporation”
08
А 09 035 Експонування ИОТ49 18 -25 1-5
10 6017100007
11 2017012345
12 2517100007
13
Б 14 Установка експонування “Du Pont”
15
А 16 040 Проявлення ИОТ 51 10-18 0.5-2
17 6017100008
Б 18 Конвейєрна установка струменевого типу для появлення 2017012345
19 фоторезисту “Processor-C” 30117100008
20
ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.
РОЗРОБ. Журавльов Є. 017012345 1017112345
ПЕРЕВІРИВ Бондаренко М.
Н. КОНТР. Тичков В.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ
ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6
Р ПІ D/B L T I Tо C N t
А 01 045 Нанесення захисного шару ИОТ52 10-20 1-2
02 6017100009
03 2017012345
04 2517100009
05 3017100009
06
Б 07 Гальванічна лінія
08
А 09 050 Видалення фоторезисту ИОТ53 90 0.5-1
10 6017100010
11 2017012345
12 2517100010
13 3017100010
14
Б 15 Конвейєрна установка фоторезисту “Stripping”.
16 Дистилятор для реєстрації розчинів “C -100”
17
Додаток В
Арк .
РСА13.61625.001 ПЗ
67
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Додаток Г
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
68
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
69
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
70
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
71
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
72
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
73
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
74
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
75
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
76
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
РСА13.61625.001 ПЗ
77
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата