Унифицированные конструкции

Стандартизация конструкции ЭС, развитие модульной техники, ограничение рядов типоразмеров компонентов конструкции, ориентация на современные методы конструирования позволили создать единую конструктивную базу ЭС - комплекс УК, совместимый с автоматизированными методами проектирования и изготовления ЭС.

В зависимости от условий эксплуатации проектируемой ЭС УК делятся на три класса: для стационарной ЭС (категория 3 и 4 по ГОСТ 15150-69) для подвижной ЭС (категория 1 и 2) и для ЭС, работающей в жестких условиях.

Система УК построена по иерархическому принципу на основе единого размерного модуля и единой технологии. Рекомендации по УК можно найти в ГОСТ 25122-82, ГОСТ 20504-81 и ГОСТ 26.204-83. Разработаны унифицированные конструкции, также в основе которых лежит размер лицевых панелей комплектных блоков по ширине равной 482,6 мм (19'') и модуль вертикального наращивания 44,45 мм.

Ввиду большого разнообразия построения УК разных типов ограничимся характерными особенностями их построения.

Основой построения УК является печатная плата определенных типоразмеров в зависимости от компоновки блока, имеющая несколько вариантов топологии и выходные элементы коммутации.

Унифицированные печатные платы устанавливаются в блоке, насчитывающих 59 типоразмеров книжной или разъемной конструкции. Основные элементы конструкции блоков: ПП, передняя панель, направляющие плоские или объемные соединители. Несущие конструкции для различного назначения блоков выполняются, в основном, в виде литых алюминиевых рам, к которым крепятся передняя и задняя панели. Боковые крышки съемные и выполнены штамповкой из листового алюминия. Направляющие - из стандартного алюминиевого профиля. На задней панели имеются разъемы. В комплектных блоках размещают блоки питания, электромеханические и индикаторные устройства.

Блочные каркасы служат для объединения частичных вставных блоков. Они представляют самостоятельные технологические единицы, собираемые и монтируемые независимо от остальных конструктивов ЭС. Несущим элементом каркаса является базовый каркас, изготовленный из стандартного профиля. Конструктивные разновидности блочных каркасов получаются путем установки на базовый каркас ручек, кронштейнов, элементов фиксации и крепления. Электрическая коммутация производится либо объемным монтажом, либо многослойной коммутационной платой.

Конструкцию стоек образуют базовый каркас и набор элементов различного назначения: щиты, основания, дверцы, панели для разъемов, направляющие, шины питания, детали установки и фиксации различных устройств и т.п. Для установки устройств специального назначения (графопостроителя, лентопротяжного механизма, пультов и т.п.) имеется номенклатура специальных конструктивных элементов - рамы, кронштейны, поворотные и закрепляющие фиксаторы и др. Конструкция стоек позволяет применять как индивидуальную, так и централизованную приточно-вытяжную вентиляцию.

Приборные корпуса унифицированных конструкций могут быть выполнены в настольном или переносном виде. Основными конструктивными элементами настольных корпусов являются передняя или задняя литые рамки, стяжки из стандартного алюминиевого профиля, быстросъемные боковые щиты и крышки из листового алюминия. Кроме основных конструктивных элементов, корпуса комплектуются широкой номенклатурой установочных, крепящих и фиксирующих деталей. Электрические разъемы устанавливаются на специальных кронштейнах и панелях на задней стороне корпуса. Откидывающаяся ручка у персональных корпусов позволяет устанавливать его наклонно.

Относительно самостоятельную группу составляет конструкция пультов. Их конструктивное исполнение и размерные параметры связаны с человеком - оператором. Конструкции пультов построены по модульному принципу, что обеспечивает гибкость и преемственность при построении различных устройств и систем управления и отображения информации. Основные элементы пультов - панели, корпуса, основания, крышки, рамы и т.д. Сочетание этих конструктивных элементов позволяет получить множество модификаций. Так, пульты могут быть одно-, двух- и трех секционными, с тумбами и без них, с приборными отсеками и панелями управления и без них. Частные и общие конструктивные решения основных элементов заимствованы из конструкций стоек УК. Кроме основных конструктивных модулей, в конструкциях пультов применена широкая номенклатура несущих, установочных, фиксирующих и направляющих элементов.

Пульты управления, стойки, приборные корпуса компонуются единой номенклатурой печатных плат и частичных блоков, что обеспечивает преемственность и взаимозаменяемость в разрабатываемой на основе УК ЭС.

Для защиты от влаги применяют резиновые уплотнители и специальные прижимные замки.

 Для защиты от механических воздействий предусмотрены переходные конструктивные элементы для установки амортизаторов.

Электрические соединения обеспечиваются разъемами.

Учитывая особенности построения конструкций современных ЭС при широком использовании преемственности, перейдем к рассмотрению собственно процесса конструирования ЭС.

 

Общие положения компоновки ЭС

 

Ранее было установлено, что первым этапом конструирования является проектирование пространственной подсистемы S_пр или компоновка ЭС.

Компоновка ЭС - процесс определения формы, размеров и взаимного положения всех элементов конструкции. (Компоновка - получение целого из частей).

Особенность трактовки термина "компоновка" в данном случае состоит в том, что перечень частей, элементов системы, в общем случае, не полностью известен. Объясняется это тем обстоятельством, что на момент решения задачи компоновки полностью не известны механическая S_м и тепловая S_т подсистемы конструкции. Действительно, не известны элементы защиты ЭС от механических воздействий, элементы теплоотвода, элементы объединения и т.д., а процесс компоновки представляет собой проектирования пространственной подсистемы S_пр при известных элементах Г_эрэ схемы электрической принципиальной, т.е. S_n= {П_пр, Г_пр, µ_пр, Е_пр} =? при Г_пр= Г_эрэ+ Г_доп,, где перечень дополнительных элементов неизвестен, т.е. Г_доп =?

Известно, что процесс проектирования S_пр состоит из этапов синтеза и анализа, принятия решения и возвратных действий

Результаты решения оформляются в виде совокупности чертежей, эскизов, рисунков.

Поскольку синтез ТС имеет множество решений, для выбора лучшего варианта необходим критерий. В роли показателей качества используется целая группа свойств, из которых главным являются:

- геометрические (объем конструкции ЭС - V; габаритные размеры - LxBxH; коэффициент заполнения объема K_v и т.д.);

- функциональные;

- тепловые;

- надежностные и т.д.

Далее рассмотрим подробно суть и содержание задач компоновки современной модульной конструкции ЭС. Известно, что проектирование модулей можно вести параллельно, поэтому отдельно разберем компоновку модулей нижних и высоких уровней.