Рабочая программа внеурочной деятельности студентов «Основы конструирования электронной аппаратуры»

ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СМОЛЕНСКАЯ АКАДЕМИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ»

Сафоновский филиал областного государственного бюджетного

профессионального образовательного учреждения

«Смоленская академия профессионального образования»

(Сафоновский филиал ОГБПОУ СмолАПО)

Рабочая программа

внеурочной деятельности студентов

«Основы конструирования электронной аппаратуры»

для проведения исследовательских работ по теме

«Исследование возможности применения дистанционного управления объектами в учебных целях»

по профессиональному модулю

ПМ.02 Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем

для специальности 15.02.07 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)

2019

Рабочая программа внеурочной деятельности студентов «Основы конструирования электронной аппаратуры» предназначена для проведения исследовательских работ студентами специальности 15.02.07 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) по теме «Исследование возможности применения дистанционного управления объектами в учебных целях» по профессиональному модулю

ПМ.02 Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем.

Базовыми дисциплинами для исследовательских работ по теме «Исследование возможности применения дистанционного управления объектами в учебных целях академии» являются «Электронная техника», «Автоматизированный привод», «Электротехника», «Основы схемотехники», «Электрические машины», «Электротехнические измерения», модуль ПМ.06. 18494 Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике.

В результате изучения программы с целью овладения указанным видом профессиональной деятельности и соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся должен:

Иметь практический опыт:

-осуществления монтажа, наладки и ремонта средств измерений и автоматизации информационных устройств и систем в мехатронике;

- монтажа щитов и пультов, применяемых в отрасли, наладки микропроцессорных систем контроллеров и микро ЭВМ;

уметь:

-составлять структурные схемы, схемы автоматизации, схемы соединений и подключений;

-оформлять документацию проектов и автоматизации технологических процессов и компонентов мехатронных систем;

-проводить монтажные работы; производить наладку систем автоматизации и компонентов мехатронных систем;

-ремонтировать системы автоматизации;

-подбирать по справочной литературе необходимые средства измерений и автоматизации с обоснованием выбора по заданным параметрам;

-выполнять расчеты электрических, электронных и пневматических схем измерений контроля, регулирования, питания, сигнализации и отдельных компонентов мехатронных систем; -осуществлять предмонтажную проверку средств измерений и автоматизации, в том числе информационно-измерительных систем мехатроники;

- производить наладку аппаратно-программного обеспечения систем автоматического управления и мехатронных систем;

знать:

-теоретические основы и принципы построения систем автоматического

управления и мехатронных систем;

- интерфейсы компьютерных систем мехатроники;

-типовые схемы автоматизации основных технологических процессов отрасли;

-структурно-алгоритмическую организацию систем управления, их основные

функциональные модули ,алгоритмы управления систем автоматизации и мехатроники;

-возможности использования управляющих вычислительных комплексов на базе микроЭВМ для управления технологическим оборудованием;

-устройства, схемные и конструктивные особенности элементов и узлов типовых средств измерений, автоматизации и метрологического обеспечения мехатронных устройств и систем;

-принципы действия, области использования, устройство типовых средств измерений и автоматизации, элементов систем мехатроники; содержание и структуру проекта автоматизации и его составляющих частей;

- принципы разработки и построения, структуру, режимы работы мехатронных систем и систем автоматизации технологических процессов;

-нормативные требования по монтажу, наладке и ремонту средств измерений,

-автоматизации и мехатронных систем;

-методы настройки аппаратно-программного обеспечения систем автоматизации и мехатронных систем управления .

Рабочая программа рассчитана на 64 часа на период с 2019 по 2022 годы.

Рабочий тематический план

Введение

Студент должен иметь представление:

- о взаимосвязи программы с общепрофессиональными и специальными дисциплинами;

- о новейших достижениях и перспективах развития в области конструирования аппаратуры дистанционного управления объектами;

Формулировка понятия процесса конструирования РЭА. Конструирование как одна из стадий общего процесса создания РЭА. Основные этапы истории. Три главные проблемы радиоконструирования.

Раздел 1 Классификация РЭА по конструктивным признакам и объекту установки

Студент должен знать:

- классификацию РЭА;

- характеристики всех видов РЭА;

- назначение пультов управления.

Тема 1.1 Виды классификации. Виды классификации. Бортовая РЭА. Морская РЭА. Наземная РЭА.

Классификация по радиотехническим функциям, по мощности, по частоте, по виду активного элемента, по воздействию окружающей среды. профессиональная и бытовая, обслуживаемая и необслуживаемая РЭА. Классификация по назначению, тактике использования и объекту установки. Категории и группы.

Классообразующие признаки РЭА бортовой категории.Особенности использования и размещения самолетной РЭА. Отличительные черты космической и ракетной РЭА.

Общие условия конструкций РЭА морской категории. Классообразующие признаки судовой и корабельной РЭА. Группа буйковой РЭА.

Основные особенности конструкций наземной РЭА. Виды возимой РЭА. Особенности носимой и переносной РЭА. Условия конструирования бытовой РЭА. Характеристика стационарной РЭА.

Тема 1.2 Пульты управления

Назначение пульта управления. Предметные и световые сигнализаторы. Эргономическое обоснование размещения и формы органов управления и положения тела оператора за пультом.

Раздел 2 Технологичность и надежность конструкций

Студент должен иметь представление :

- о стандартах, руководящих материалах, ограничительных стандартах;

-о структурном образовании конструкции РЭА;

- о ремонтнопригодности и долговечности конструкций РЭА.

Тема 2.1 Технологические критерии. Структурные уровни и элементный базис.

Понятие технологичности. Объем применяемости входящих в конструкцию деталей и узлов. Прямая и обратная преемственность. Категории типизации. Стандарты, руководящие технические материалы (РТМ), ограничительные стандарты. Типизация РЭА в целом. Шесть составляющих общей технологичности сборной конструкции.

Конструкция РЭА как структурное образование. Нулевой уровень (элементный базис), 1, 2, 3 структурные уровни. Модуль. Степень интеграции, ее влияние на число монтажных соединений, ремонтнопригодность, стоимость ремонта.

Тема 2.2 Ремонтнопригодность и долговечность конструкций РЭА.

Составляющие надежности конструкции РЭА. Конструкторское обеспечение ремонтнопригодности. Долговечность длительно эксплуатируемой РЭА.

Раздел 3 Экранирование и электромонтаж

Студент должен иметь представление:

- о конструктивных мерах по устранению паразитных связей в РЭА;

- о причинах, вызывающих паразитные связи в электромонтаже.

Студент должен знать:

- правила маркировки монтажного провода;

- правила выбора сечения монтажного провода

Студент должен уметь:

- проектировать печатные платы на компьютере;

- разрабатывать схемы электрические соединений на компьютере.

Тема 3.1 Конструирование экранов. Конструктивные меры устранения паразитных связей в электромонтажных цепях.

Различие в экранировании от ближних и дальних источников. Эффективность экрана по составляющим отражения и поглощения. Влияние частоты на механизм экранирования. Выбор материала экрана, толщины стенки.

Причины, вызывающие паразитные связи в электромонтаже. Электромагнитные, электростатические и кондуктивные наводки, их устранение. Влияние сопротивления контактного узла заземления на паразитные связи.

Тема 3.2 Конструирование проводного монтажа. Печатный монтаж.

Конструкторская документация на электрический проводной монтаж. Маркировка. Выбор сечения монтажного провода. Жгуты. Монтажные платы. Штепсельные соединения. Соединение жгутов и кабелей с разъемами.

Определения печатного монтажа. Печатные проводники. Установка навесных элементов. Контактный узел. Формы и размеры элементов рисунка печатного монтажа. Наружные выводы печатных плат. Проектирование печатных плат на компьютере.

Раздел 4 Обеспечение заданного теплового режима

Студент должен иметь представление:

- о способах охлаждения и путях снижения температуры внутри РЭА.

Тема 4.1 Общие вопросы охлаждения и предварительная проработка конструкции

Общие понятия и определения. Естественное и принудительное охлаждение. Основные пути снижения температуры внутри РЭА.

Раздел 5 Защита РЭА от механических воздействий

Студент должен иметь представление:

- о механических нагрузках, действующих на РЭА и способах повышения прочности конструкций;

- о роли и методике выбора амортизаторов.

Тема 5.1 Конструктивные меры обеспечения прочности и жесткости.

Механические нагрузки, действующие на РЭА. Способы повышения жесткости и прочности конструкций.

Тема 5.2 Амортизаторы. Амортизационные устройства.

Конструкции амортизаторов с металлическим и резиновым упругим элементом. Методика выбора амортизаторов. Основные схемы размещения амортизаторов.

Назначение и требования к амортизационным устройствам. Конструкция амортизационной рамы и элементов крепления. Функции, выполняемые амортизационной рамой.

Раздел 6 Защита РЭА от атмосферных воздействий

Студент должен знать:

- способы защиты РЭА от действий агрессивных сред;

- способы герметизации различными покрытиями и материалами.

Тема 6.1 Действие влаги, биологической среды и пыли

Способ защиты. Два механизма коррозии. Ряд электрохимических напряжений. Особенности контактного механизма коррозии незащищенных деталей. Влияние механических напряжений на коррозию. Действие плесневых грибковых образований на конструкцию. Влияние пыли.

Тема 6.2 Герметизация покрытиями, электроизоляционными материалами. Герметизация в разъемном и неразъемном корпусе.

Общие свойства металлических покрытий. Особенности некоторых металлических покрытий. Многослойные покрытия. Лакокрасочные покрытия.

Влияние материала на параметры защищаемого изделия. Конструкция изделия, подлежащего защите электроизоляционными материалами.

Герметизация в разъемном корпусе. Уплотнительные элементы в неподвижных и подвижных сочленениях. Конструкция разъемных соединительных узлов. Проходные изоляторы.

Раздел 7 Разработка конструкции лабораторного стенда дистанционного управления объектами

Студент должен знать:

- общий подход к разработке указаний по настройке и регулировке РЭА;

- правила выбора контрольно-измерительной аппаратуры.

Студент должен уметь:

- работать с разными источниками информации;

- проводить анализ и выбор схемных решений РЭА;

- разрабатывать электрические схемы и элементы конструкций РЭА на компьютере;

- работать со справочной литературой;

Тема 7.1 Выбор электрической схемы дистанционного управления объектами

Обзор схемотехники построения приемо-передающей аппаратуры устройств дистанционного управления объектами. Проведение анализа и выбор схемного решения. Описание работы электрической схемы приемо-передающей аппаратуры. Разработка электрической схемы с помощью специальных программ на ПК.

Тема 7.2 Выбор элементной базы

Работа со справочной литературой по выбору компонентов, элементов и их аналогов. Варианты возможных замен . Разработка перечня элементов.

Тема 7.3 Разработка конструкции

Разработка печатных плат с помощью специальных программ на ПК. Разработка компоновки устройства дистанционного управления объектами. Разработка схемы электрической соединений. Разработка конструкции панели управления. Разработка элементов конструкции (несущие каркасы, кожухи и т.д.).

Тема 7.4 Разработка указаний по настройке и регулировке

Разработка указаний по проверке монтажа и проверке токов покоя и режимов работы активных элементов. Разработка указаний по настройке и регулировке отдельных каскадов и устройства в целом.

Тема 7.5 Выбор контрольно-измерительной аппаратуры

Параметры измеряемых сигналов. Погрешности измерений и измерительных приборов. Классификация измерительных приборов. Методы измерения электрических сигналов. Особенности выбора контрольно-измерительной аппаратуры.

Литература

1 В.А. Дубровский, В.А Гордеев. Радиотехника и антенны. М.: Радио и связь, 1992г.

2 К.Е.Румянцев, Бытовая приемно-усилительная аппаратура, М., Академа, 2003;

3 О.В.Головин, Радиоприемные устройства, М., Телеком, 2004;

4 В.В.Пасынков, Л.К.Чиркин, Полупроводниковые приборы, М., В.Ш., 1987;

5 Э.Н.Воронков, Ю.А.Овечкин, Основы проектирования усилительных и импульсных схем на транзисторах, М., Машиностроение, 1989;

6 В.Б.Комягина, Компьютер для студентов, М., Лучшие книги, 2005;

7 Электротехнический справочник, в 3-х томах, Т.1. Под ред. Профессоров МЭИ В.И.Герасимова, П.Г.Грудинского и др., 10-е издание, М., Энергия, 1990.

8 Б.И. Горошков Автоматическое управление .М ИРМО «Академа» 2003

9 Ю.М.Келим Типовые элементы систем автоматического управления М.ИНФРА.2004

10 В.З. Найдеров и др. Функциональные устройства на микросхемах,
М., « Радио и связь «, 1985

11 Modell Funkfernsteueranlage MFFS 27 MHz, Schmalband-System, Digital, Proportional, Simultan, Karl-Marx-Werk-Poβneck, 1988.

12 Радиоаппаратура для управления по радио, Сигнал ФМ 7, Узкополосная система, Цифровой режим, Пропорциональный режим, Синхронный режим, Инструкция по эксплуатации, SONNEBERG, Wilhelm-Pieck-Straβe 27, 1988.

13 М.Е. Васильченко, А.В.Дьяков, Радиолюбительская телемеханика, М., «Радио и связь», 1990.

14 Г.Миль, Конструирование моделей с дистанционным управлением, Лейпциг, Йена, Берлин, «Ураниа», 1989.

15 Г.Миль, Электронное дистанционное управление моделями, Пер.с нем. В.Н. Пальнова, М., М ИРМО «Академа» 2003