ВНЕДРЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И ТЕПЛОВОМ АНАЛИЗЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
создание документов онлайн
Документы и бланки онлайн

Обследовать

Администрация
Механический Электроника авиация автомобиль сооружения
биологии
география
дом в саду
история
литература
маркетинг
математике
медицина
музыка
образование
психология
разное
художественная культура
экономика




















































ВНЕДРЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И ТЕПЛОВОМ АНАЛИЗЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

авиация


Отправить его в другом документе Tab для Yahoo книги - конечно, эссе, очерк Hits: 1110


дтхзйе дплхнеофщ

ПРИБОРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ САМОЛЕТА, ОПИСАНИЕ И РАБОТА
ОПЕРАТИВНАЯ ПОЛЕТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
ПОДБОР КОЛЕСА
СХЕМЫ ЗАХОДА НА ПОСАДКУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗОНАЛЬНОЙ НАВИГАЦИИ (RNAV), ОСНОВАННОЙ HA DME/DME
ИНСТРУКТАЖ ЭКИПАЖЕЙ
ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ САМОЛЕТА
ПЕРЕВОЗКА ЛЮДЕЙ И ГРУЗОВ
ПРАВИЛА УСТАНОВКИ ВЫСОТОМЕРА
ВЫПОЛНЕНИЕ ПОЛЕТА
Классификация кривых второго порядка на плоскости. Поверхности второго порядка. Канонические уравнения основных поверхностей второго порядка: эллипсоидов, гиперболоидов и параболоидов.
 

внедрение информационных технологий при проектировании радиоэлектронной аппаратуры Космического Аппарата и тепловом анализе печатных плат

Рассматриваются различные системы проектирования на базе РЭА. Принципы создания информационной структуры, процесс проектирования РЭА. Разработка системы хранения данных. Разработка схемы обмена данных между системами проектирования и системой хранения данных.

Ключевые слова: проектирование радиоэлектронной аппаратуры космического аппарата

Процесс проектирования космического аппарата состоит из различных этапов. Для совершенствования этапов проектирования космического аппарата применяются различные методы и технологии. В рамках данной работы рассматривается процесс внедрения информационных технологий при проектировании радиоэлектронной аппаратуры космического аппарата. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры космического аппарата состоит из следующих этапов: получение и согласование технического задания на разработку радиоэлектронной аппаратуры, проектирование электрическ 111j97hb ой схемы РЭА, проектирование печатных плат, проектирование конструкции прибора, тепловой анализ печатных плат, механический анализ конструкции РЭА, составление конструкторской документации РЭА.

В настоящее время для проектирования радиоэлектронной аппаратуры используются различные автоматизированные системы проектирования РЭА. Данные системы со временем совершенствуются, улучшаются и меняются, так как появляются новые стандарты и требования к проектированию РЭА. В связи с этим конструкторам часто приходится переключаться на новые системы, изучать их работу и наполнять эти системы техническими данными - графической и технической информацией. Для того чтобы облегчить работу конструкторов, планируется создание единой информационной системы для хранения  графической и технической информации, необходимой в процессе проектирования РЭА. В разрабатываемой информационной структуре существующие системы проектирования объединяются и интегрируются. Процесс создания информационной структуры предполагает несколько этапов проектирования. [1]



Первым этапом создания информационной структуры является анализ всех существующих автоматизированных систем, применяемых для поддержки существующих и обеспечения совершенствуемых процессов проектирования радиоэлектронной аппаратуры. Определяется, какие системы проектирования сохранить, а какие заменить на уже существующие системы проектирования или разработать. При выборе систем проектирования следует отдавать предпочтения открытым системам, поскольку в них упрощены функции поддержки и обеспечен обмен данными в стандартном виде.

Вторым этапом является разработка системы хранения данных, таких как: электрические схемы, печатные платы, блоки, конструкции приборов, а также всех радиоэлементов используемых для проектирования радиоэлектронной аппаратуры. Разрабатываемая система хранения данных должна быть привязана к автоматизированным системам проектирования РЭА и независима от какой-либо из них.

Данные задачи наилучшим образом решаются, если системы хранения данных изначально разрабатываются с ориентацией на использование единого информационного ядра. В качестве такого ядра решено было использовать реляционную базу данных, в которой была отображена концептуальная модель рассматриваемой предметной области. Были проанализированы основные системы автоматизированного проектирования РЭА, из них были выделены: PCAD (проектирование печатных плат), ТриАНА (расчёта тепловых моделей), AutoCad (предварительное конструирование приборов), OrCad (проектирование электронных схем) и SolidWorks (трёхмерное проектирование конструкции приборов). На рис.1 отображены этапы проектирования РЭА и используемые САПРы на каждом из этих этапов.

Рис.1 – Этапы проектирования прибора и используемые для них САПР

В результате анализа этапов проектирования основой информационного ядра и центром взаимосвязей внутри него стали базы данных КД, ЭРИ и ТриАНА. Для хранения данных была выбрана база данных MySQL, разработанная корпорацией MySQL AB. Перечислю основные приятные стороны пакета MySQL - это многопоточность, поддержка нескольких одновременных запросов, оптимизация связей с присоединением многих данных за один проход, записи фиксированной и переменной длины, ODBC драйвер в комплекте с исходником, гибкая система привилегий и паролей, до 16 ключей в таблице, каждый ключ может иметь до 15 полей. Также есть поддержка ключевых полей и специальных полей в операторе CREATE, поддержка чисел длинной от 1 до 4, строк переменной длины и меток времени, интерфейс с языками C и perl. Основанная на потоках, быстрая система памяти, утилита проверки и ремонта таблицы, все данные хранятся в формате ISO8859_1. INSERT можно использовать на любом подмножестве полей. Легкость управления таблицей, включая добавление и удаление ключей и полей. Можно выполнять команды SQL непосредственно из командной строки системы unix или из интерактивного режима MySQL. СУБД MySQL имеет библиотеку C API. Ее можно использовать для запросов к базе данных, вставки данных, создания таблиц и т.п. [2]

Тем самым задача «внутренней» интеграции прикладных подсистем подготовила почву для будущей «внешней» интеграции САПРов PCAD и ТриАНА. При помощи разработанного программного обеспечения (конвертера из PCAD в базу данных ЭРИ) в базу данных ЭРИ внесены характеристики электронных элементов и их графическая информация из PCAD. Также при помощи разработанного программного обеспечения в базу ТриАНА были внесены тепловые данные из автоматизированной системы теплового расчёта ТриАНА. В базу данных КД внесена конструкторская документация приборов, используемых для создания космического аппарата: прибор, название прибора, используемые в приборе электронные элементы и прочая информация. На рис.2 приведена работа всей разработанной информационной системы в целом.

В ходе проектирования базы ЭРИ и КД были изучены данные, находящиеся в системах автоматизированного проектирования ТриАНА и PCAD. В итоге было решено разбить все радиоэлементы по следующим типам: конденсаторы, микросхемы, полупроводники и другие. На основе ЭРИ, используемых в САПРах ТриАНА и PCAD для проектирования РЭА, была спроектирована база данных ЭРИ. Описание элементов ЭРИ было взято из технических условий [3] на элемент. Структура базы данных ЭРИ приведена в табл.1.

Название таблицы

Описание

Кол-во элементов

blok

Блоки

10

detal

Спец детали

10

detali

Детали

3

eri_imp_bort

Импортные ЭРИ

8

kondensator

Конденсаторы

270

matrica

Матрицы

36

micro

Микросхемы

401

pattern

Графическая информация

431

poluprovodnik

Полупроводники

117

prochee

Прочее

29

radiator

Радиаторы

13

razem

Разъёмы

130

rele

Реле

33

rezistor

Резисторы

70

rezonator

Резонаторы

12

transformator

Трансформаторы

106

tranzistor

Транзисторы

79

Итого 1758 элементов

Таблица 1

База данных ЭРИ

Радиоэлементы и их тепловые характеристики были помещены в базу ЭРИ по типам соответствующим каждой таблице. Проведя анализ элементов, была составлена структурная схема хранения данных в таблицах ЭРИ. Структура таблиц ЭРИ приведена в табл.2.



Название поля

Описание поля

Naimenovanie

Полное наименование элемента

TU

Тех условие

Ustanovka

Тип установки

Detal

Доп. деталь

Massa

Масса элемента

Kreplenie

Тип крепления к плате

ComponentHeightTop

Высота элемента над платой

ComponentHeightBottom

Высота элемента под платой

Paika

Тип пайки

Montag

Тип монтажа

CmpPCAD

Связь с САПРом PCAD

sdetal

Спец. деталь

Таблица 2

Структура таблиц ЭРИ и описание полей

Передача данных из САПР PCAD в базу данных КД происходит при помощи разработанного в рамках решения ряда задач (автоматизация проектирования печатной платы; формирование КД на спроектированную печатную плату) программного обеспечения. Данное программное обеспечение разработано при помощи языка программирования Visual Basic и осуществляет обмен данными между базой КД и САПРом PCAD при помощи DBX интерфейса, используемого в САПРе PCAD для обмена данными с различным программным обеспечением. Для передачи данных из разработанного программного обеспечения требуется ввести следующие параметры: наименование изделия, номер прибора, название прибора, номер блока, название блока, стадию разработки блока, тип платы. На рис.3 приведён пример работы программы.

Рис.3 – Передача данных из САПР PCAD в базу данных КД.

Взаимодействие с разработанной информационной структурой осуществляется посредством обращения к веб-интерфейсу спроектированного сайта. Форма представления информации при помощи сайта позволяет работать с информацией в базе данных и не ограничивает проектировщика в выборе операционной системе и браузера для его просмотра. Сайт спроектирован при помощи языка программирования PHP. Данный язык программирования позволяет работать с базами данных, не ресурсоёмкий и является бесплатным.

В процессе проектирования радиоэлектронной аппаратуры космического аппарата, конструктор посредством разработанного сайта может получить данные о характеристиках радиоэлементов, изменить или добавить новые радиоэлементы. Данная методика работы при разработке РЭА космического аппарата позволяет конструктору не обращаться к техническому условию на электронные радио изделия, а просматривать характеристики ЭРИ на сайте, что ускоряет процесс проектирования РЭА. На рис.4 показан пример просмотра информации о полупроводнике 1n400  в базе данных ЭРИ.

Рис.4 – Просмотр информации в базе данных ЭРИ.

Выбрав в базе КД название прибора, конструктор может просмотреть сформированную системой конструкторскую документацию на прибор со следующими характеристиками: радиоэлементы, используемые в нём,  требуемые для его изготовления материалы, общую массу используемых в приборе радиоэлементов и другие характеристики. На рис.5 показан пример сформированной конструкторской документации при выборе конструктором в базе КД  прибора БУ БКУ.

Рис.5 – Формирование отчёта о приборе на основе данных базы КД.

Для расчёта теплового анализа печатных плат разработанное программное обеспечение выполняет выгрузку данных из базы КД и формирует файл с данными о выбранном приборе для теплового расчёта в системе ТриАНА. Используя разработанное программное обеспечение, конструктор может передавать данные из системы PCAD в систему ТриАНА, не перечерчивая печатные платы прибора, что сокращает время проектирования и расчета теплового анализа всего прибора. Использование системы ТриАНА сокращает критичные ошибки на стадии проектирования в расчётах теплового анализа при проектировании печатных плат прибора.

В результате моделирования будут получены: значения температур конструктивных элементов, конструктивных узлов и электрорадиоэлементов РЭС; значения температур воздушных потоков, охлаждающих РЭС. Значения перечисленных характеристик могут быть получены как для стационарного, так и для нестационарного тепловых режимов. [4]

На рис.6 приведён пример расчёта теплового анализа печатной платы, переданной разработанным программным обеспечением из САПР PCAD в САПР ТриАНА.

Рис.6 – Передача данных из САПР PCAD в САПР ТриАНА для расчёта теплового анализа печатной платы.

Вывод: Разработанная информационная система предоставляет конструктору посредством сайта полную информацию об ЭРИ, используемых при проектировании РЭА КА; позволяет автоматизировать часть этапов проектирования печатной платы, процесс передачи данных о спроектированной печатной плате в систему ТриАНА, формирование конструкторской документации на прибор. Нерешёнными на данный момент остаются задачи сквозного проектирования на этапах получения технического задания на разработку радиоэлектронной аппаратуры, взаимосвязь САПР для проектирования электрической схемы РЭА и САПР проектирования печатных плат. В настоящее время конструктору приходится вручную перечерчивать данные из САПР проектирования электрической схемы РЭА в САПР проектирования печатных плат, поскольку обмен данными между данными САПР не реализован. Также не автоматизирован обмен графическими данными и технической информацией между САПР проектирования конструкции приборов.

Для решения поставленных проблем в дальнейшем планируется внедрить систему документооборота SmartTeam, в которой будут храниться техническое задание на РЭА, электронная конструкторская документация на РЭА для всех этапов проектирования, созданная в различных САПР. Данная система документооборота позволит внедрить безбумажную технологию, а также обеспечит обмен конструкторской документацией между заказчиками и конструкторами только в электронном виде.

Перечень сокращений:

ЭРИ – электронные радио изделия

РЭА – радиоэлектронная аппаратура

САПР – система автоматизированного проектирования

КА – космический аппарат

КД – конструкторская документация

Библиографический список

1.            Материалы XII Международной научной конференции посвящённой памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева (10-12 ноября 2008, г. Красноярск) с. 368

2.            MySQL (введение) – http://www.mysql.ru/docs/ilyin/

3.            АЖЯР.673543.003ТУ - КОНДЕНСАТОРЫ ОБЪЁМНО-ПОРИСТЫЕ ТАНТАЛОВЫЕ К52-17. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ОЖ0.460.172ТУ-КОНДЕНСАТОРЫ КЕРАМИЧЕСКИЕ К10-17. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ОЖ0.460.174ТУ-КОНДЕНСАТОРЫ КЕРАМИЧЕСКИЕ К10-47. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ,АЕЯР.432120.217ТУ-ДИОДЫ 2Д272Е1,И1;ДИОДНЫЕ СБОРКИ 2Д269АС-ЕС,АС91-ЕС91;2Д273АС-ЕС,АС2-ЕС2,АС91-ЕС91; 2Д290АС-ЕС,АС9-ЕС9;ДИОДЫ БЕСКОРПУСНЫЕ 2Д269А-5-Е-5;2Д272Е1-5,И1-5;2Д273А-5-Е-5;2Д290А-5 -Е-5;2Д273А2-5,Б2-5,В2-5.ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ и другие.

4.            А.В. Сарафанов, В.Г. Журавский, В.В. Гольдин, В.И. Коваленок, С.В. Работин, М.В, Тюкачев, А.А. Трухин Описание применения ПК ТРиАНА часть 1/ Красноярск-Москва 2007/ с.13 http://www.triana.ire.krgtu.ru/download/new/2.pdf

A. V. Yutkin, O.A. Klimkin, A.V. Dzyuvina

Siberian State Aerospace University named after academician M.F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

Integration of information techniques at designing of a radio electronic equipment in spacecraft and thermoanalysis of printed-circuit-boards.

Different designing systems are considered on the basis of radio electronic equipment. Principles creation in information structure, process of designing radio electronic equipment. Development system engineering of data storage. Development the scheme of data exchange between designing systems and a system of data storage.

Keywords: Designing radio electronic equipment spacecraft