Содержание общие вопросы метрологического обеспечения измерительных систем 9 Брюханов В. А. 9

Вид материала

Доклад

Содержание Информационно-измерительная системас асинхронным сбором данныхо длительных технологических операциях

Подобный материал:

• Вопросы по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для подготовки, 69.28kb.
• Организационной основой метрологического обеспечения ОАО «Теплоприбор» является Центр, 31.48kb.
• Совершенствование метрологического обеспечения инклинометрии нефтегазовых скважин 25., 254.4kb.
• Решение IX семинара по вопросам метрологического обеспечения топографо-геодезического, 201.85kb.
• Эталонный комплекс для метрологического обеспечения акустических измерений в твердом, 58.45kb.
• Экзаменационные вопросы по дисциплине «Измерительная техника», 40.7kb.
• Методика приемки из наладки в эксплуатацию измерительных каналов информационно-измерительных, 235.63kb.
• Отдел метрологического обеспечения измерений физико-химических величин, 18.17kb.
• Рабочая программа дисциплины мерительные устройства систем управления, 448.87kb.
• Анализ и синтез измерительных преобразователей с частотным выходным сигналом для информационно-измерительных, 675kb.

Информационно-измерительная система
с асинхронным сбором данных
о длительных технологических операциях

В условиях рыночной экономики финансовое благополучие любого предприятия (и предприятия электронной промышленности в том числе) напрямую зависит от конкурентоспособности производимой продукции. На конкурентоспособность в наибольшей степени влияют качество и надежность выпускаемых изделий.

Необходимость обеспечения высоких точностных характеристик и повышенные требования к надежности изделий электронной техники (ИЭТ) накладывают жесткие ограничения на технологические режимы их изготовления, что, в свою очередь, требует модернизации контрольно-измерительного и технологического оборудования, а также введения в производство статистических методов управления качеством.

Последние тенденции в разработке и производстве средств измерений для технологических операций производства ИЭТ требуют построения больших информационно-измерительных систем (ИИС) на основе персонального компьютера, который позволяет создавать базы данных измерительной информации о ходе технологических процессов и проводить их статистический анализ.

Особенность большинства технологических операций производства ИЭТ состоит в том, что это длительные медленно-изменяющиеся процессы и измерительная информация не используется для управления от компьютера непосредственно в ходе выполнения технологической операции. Для таких процессов целесообразно применять ИИС с асинхронным сбором данных. В этом случае информация о ходе технологической операции передается на компьютер в полном объеме после завершения процесса. В связи с этим большие перспективы имеют современные технологии беспроводной связи, в частности, технология высокопроизводительной коротковолновой связи Bluetooth. Но внедрение этих технологий в существующее технологическое оборудование сопряжено с серьезными трудностями, вызванными высоким уровнем помех в производственных цехах.

На практике легко может быть реализована простая и дешевая беспроводная система сбора цифровой информации с использованием энергонезависимой памяти (EEPROM). Обобщенная структурная схема подобного рода ИИС представлена на рис. 1.






Рис. 1. Структурная схема ИИС

В общем случае в состав такой системы входят: средства измерений, одно или несколько устройств для электронной регистрации измерительной информации в энергонезависимой памяти (регистратор), блок сопряжения регистратора с компьютером и сам персональный компьютер. При этом предполагается, что каждое средство измерений имеет необходимый объем памяти данных, встроенные часы-календарь и разъем для подключения регистратора. Программное обеспечение прибора должно обеспечивать занесение в память результатов аналого-цифрового преобразования с привязкой их ко времени и перепись зарегистрированной информации в память регистратора.

Система позволяет осуществлять параллельную регистрацию информации каждым измерительным прибором системы в течение некоторого интервала времени и ее последовательный ввод в компьютер после окончания этого интервала времени через штатные устройства ввода-вывода.

Компьютер комплектуется блоком сопряжения, который преобразует формат I²C в ASCII и обеспечивает ввод информации из регистратора в компьютер через один из стандартных портов компьютера (например, СОМ-порт).

Последующая обработка информации в компьютере может включать в себя следующие этапы: исключение промахов по статистическим критериям; цифровая частотная фильтрация; определение закона распределения по статистическим критериям; статистическая фильтрация и определение статистических характеристик процессов (математическое ожидание, дисперсия) при многократных измерениях. Возможен расчет статистических границ и построение карт контроля качества испытаний и производственных процессов. Конечной целью обработки измерительной информации при статистическом управлении качеством является регистрация нарушений статистических контрольных границ (нарушений статистической стабильности процессов) и выработка рекомендаций по коррекции программы испытаний или технологических карт.

На основе этого подхода в ФГУП “НИИЭМП” разработана система сбора информации о термообработке деталей электронных компонентов в электропечах. В систему входит микропроцессорный измеритель-регулятор температуры с энергонезависимой памятью, объемом 2 кБ. Устройство обеспечивает измерение температуры в диапазоне от 0 до 1200 С с основной погрешностью практически равной погрешности первичного преобразователя (термопары типа ХА и ХК, ПП, ВР и терморезистор типа 100П). Имеется возможность цифрового ввода заданного значения температуры с дискретностью 1 С. Регулирование температуры осуществляется с помощью реле с гистерезисом 1С. Текущее значение температуры сохраняется во внутреннюю память 1 раз в минуту.

Интерфейс пользователя программы ввода и обработки данных в компьютере обеспечивает занесение информации о технологической операции в базу данных с присвоением ей порядкового номера, ввод служебной информации (ФИО оператора, порядковый номер технологического цикла, заводские номера электропечи и измерителя-регулятора температуры, коды деталей и технологической операции, время начала регистрации процесса). Есть возможность просмотра результатов измерений как в цифровой, так и в графической форме, автоматически создается протокол выполнения технологического цикла, который можно напечатать на бумажном носителе.

ИИС с асинхронным сбором данных и беспроводным интерфейсом значительно упрощает и удешевляет модернизацию контрольно-измерительного оборудования, используемого при производстве ИЭТ. В этом случае отпадает необходимость прокладывать десятки метров кабеля, соединяя приборы, входящие в систему, между собой и с компьютером. А это, в свою очередь, минимизирует потери информации, вызванные высоким уровнем помех в производственных помещениях. Кроме того, асинхронная система более проста и удобна в изготовлении и монтаже и не требует значительных финансовых вложений и приостановления производства при модернизации оборудования.

Автор

Балашова Екатерина Станиславовна – инженер-метролог ФГУП “НИИ ЭМП”

Россия, 440000, Пенза, ул. Каракозова, 44.

Тел. (841-2) 64-81-19

E-mail: balashova_kat@mail.ru