63468 (Модернизация блока управления аппарата искусственной вентиляции легких "Спирон–201"), страница 12

Устройство состоит из корпуса, дна и крышки. На крышке расположена панель управления. На панели управления расположены светодиоды и органы управления.

В состав устройства входят три блока: блок ручного управления, блок индикации и блок формирования сигналов.

Рисунок 3.1 Блок-схема устройства для испытания

Блок ручного управления состоит из набора переключателей и кнопок, служащих для задачи дискретных сигналов на шине адреса и шине данных для подачи некоторых дискретных сигналов.

Блок индикации и блок формирования сигналов представляют собой печатные платы, которые закреплены на крышке при помощи стоек. На печатных платах установлены электронные компоненты, кнопки, переключатели и соединитель типа СНП 58–84/95x9Р-20–2-В, предназначенный для подключения тестируемых устройств.

Блок индикации представляет собой набор дискретных светодиодов. Он служит для отображения информации на шине адреса, шине данных и для отображения слово состояния микропроцессора.

Блок формирования сигналов служит для формирования сигнала записи и чтения и готовности общей шины.

Технические характеристики:

Среднее потребление находится в пределах 2,5 Вт

Питание блока осуществляется стабилизированным напряжением +5В

Габаритные размеры 182х296х76

3.2 Описание электрической схемы

В состав блока индикации входят регистр защелка и буферное устройство.

Регистр защелка реализован на триггерах D11, D12 и светодиодах VD1-VD8. Он служит для отображения слово состояния основного микропроцессора испытуемой платы.

Буферное устройство реализовано на микропроцессорах D13, D16 и светодиодах VD9-VD32. Оно служит для отображения состояния сигнала, наличия уровня логической «1» или логического «0» на шине адреса и шине данных.

Блок формирования сигналов реализован на триггерах D10, D19, D20, цифровых компараторах D3 – D6 и шинных формирователях D1, D2, D7, D8, D17, D18. Триггеры служат для формирования сигнала записи и чтения и готовности общей шины. Цифровые компараторы служат для сравнения цифровой комбинации заданной ручным управлением и сигналов на шине адреса. Шинные формирователи служат для переключения направления выдачи сигналов от переключателей на шине адреса и шине данных.

Блок ручного управления состоит из набора кнопок и переключателей.

Переключатели S16 – S31 служат для задания адреса на общей шине. Переключатели S8 – S15 служат для задачи данных (логических уровней сигналов данных) на шине данных.

Кнопка S4 служит для формирования сигнала «Cинхронизация».

Тумблеры S5 и S6 предназначены для переключения режимов записи и чтения.

Кнопка S7 служит для формирования импульса для пошагового управления.

Тумблер S3 служит для формирования сигнала готовности

Распайка соединителей пульта

3.3 Методика испытания устройства для испытания

Данное устройство может работать в двух режимах: статическом и динамическом.

3.3.1 Работа в динамическом режиме:

Для проверки функционирования дискретных выходов на сопроцессоре I8025 соединяем элементы испытания по схеме 3.3.1.

Схема соединения 3.3.1

В разъем Х10 вставляем ПЗУ1 с тестовой программой. Кнопка «Реж.» на устройстве испытания находится в отжатом состоянии. Это означает, что переключатели шины адреса «ПКША» и шины данных «ПКШД» отключены от шины адреса и шины данных соответственно.

После соединения устройства испытания с микроконтроллером по данной схеме включаем устройство в сеть. Затем переключаем тумблер в положение «Вкл.» В результате чего загораются три светодиода «+5В», «+12В», «-12В». Это означает что, стоящий в устройстве испытания блок питания преобразовал питание сети в +5В, +12В и –12В. При подаче напряжения сопроцессор I8025А микроконтроллера начинает работать по тестовой программе записанной в ПЗУ1. На индикаторах «ША» и «ШД», расположенных на устройстве испытания мы видим прохождение теста «Бегущая единица», т.е. последовательное загорание светодиодов от 0 до 15 на «ША», а затем светодиодов от 0 до 7 на «ШД». Следующий тест, который автоматически следует за первым, называется «Бегущий ноль», т.е. все светодиоды «ША» и светодиоды «ШД» горят, а затем поочередно начинают гаснуть. Прохождение тестов «Бегущая единица» и «Бегущий ноль» означает исправную работу сопроцессора I8025А

Для проверки функционирования дискретных выходов на микропроцессоре I8255А и правильности функционирования элементов микроконтроллера: I8080A, I8251A, I8253A соединяем элементы испытания по схеме 3.3.2.

Схема соединения 3.3.2

В разъем Х.5 вставляем постоянное запоминающее устройство ПЗУ1 с тестовой программой. Кнопка «Реж.» на устройстве испытания находится в отжатом состоянии. Далее, после подачи напряжения мы наблюдаем прохождение тестов «Бегущая единица» и «Бегущий ноль», как и в первом случае

Случай, когда эти тесты не прошли, будет рассмотрен в пункте 3.3.2.

Далее идет проверка I8259; I8253A(1); I8251A; I8253A(2).

В случае правильности прохождения теста загораются все светодиоды на «ША», а светодиоды на «ШД» мигают с интервалом 1 с. В случае ошибки, на светодиодах «ША» выставляется адрес элемента (см. табл. 3.3.1), в котором произошла ошибка, а на «ШД» выставляется код ошибки: 1Н – ошибка записи, 2Н – ошибка чтения.

Таблица 3.3.1

Наименование элемента	Адрес элемента
I8255A	1Н
I8251A	2Н
I8253A(1)	4Н
I8259	8Н
I8253A(2)	10Н
I8255A	11Н

После того, как произошла ошибка, и было определено где, мы собираем схему 3.3.3.

3.3.3 Схема соединения

Кнопка «Реж.» нажата. Это означает, что переключатели «ПКША» и «ПКШД» подключены к шинам. Тумблер «ЗП.» опущен вниз, т.е. установлен режим записи. С помощью переключателей «ПКШД» выставляем слово, которое записывается во внешнее устройство. Далее нажимаем кнопку «Л», которая отключает только переключатели «ПКШД» от шины данных, а тумблер «Чт.» опускаем вниз, т.е. устанавливаем режим чтения. В результате чего на светодиодах «ШД» высвечивается результат чтения.

3.3.2 Статический режим

В том случае если не прошли тесты «Бегущая единица» и «Бегущий ноль» собираем схему 3.3.4.

Схема соединения 3.3.4

В этом случае устройство испытания подключается к микропроцессору I8080А микроконтроллера с помощью кабеля с клипсой. При этом нужно отсоединить сигнал RDY (ножка 23) от цепи и присоединить сигнал готовность от устройства испытания через кабель. Переключатели «ПКШД» и «ПКША» нажаты. Тумблеры «Зп.» и «Чт.» подняты, т.е. режимы записи и чтения не используются.

После установки тестового ПЗУ2 и включении питания мы можем контролировать в пошаговом режиме выполнение тестовой программы микропроцессора I8080А. Кнопки «Гт.» и «Синх.» в нажатом положении.

При каждом нажатии кнопки «Ш» (шаг) выполняется один цикл команды. На светодиодах «ША» высвечивается адрес выполняемой команды, а на светодиодах «ШД» высвечивается код выполняемой команды. При этом на светодиодах «СС» (слова состояние) высвечивается код, который соответствует состоянию микропроцессора в данном цикле выполнения команд.

4. Экономическая часть

4.1 Экономическое обоснование модернизации блока управления аппарата искусственной вентиляции легких «Спирон – 201)

Целью данного расчета является выявление актуальности и целесообразности изготовления нового вида продукции, расчет выгоды от внедрения его в производство, а также определения преимуществ и возможных недостатков по сравнению с базовым образцом. В задачу расчета входит:

– определение всего объема затрат на изготовление и проектирование нового вида продукции, вычисление ориентировочной цены изделия и сравнение ее с базовой;

– расчет затрат, связанных с эксплуатацией нового оборудования;

– определение условно-годовой экономии.

4.2 Расчет капитальных затрат.

Затраты на разработку и изготовление нового образца изделия и внедрение его в производство определяют по формуле:

К_вн=З_пк+З_тех+З_ин+З_ко+З_ис+З_кд, (4.2.1)

где,

З_пк – затраты на проектирование и конструирование нового изделия;

З_ин – затраты на изготовление нового изделия;

З_тех – расходы на разработку технологических процессов;

З_ко – расходы на конструирование и изготовление техоснастки;

З_ис – расходы на испытания;

З_кд – расходы на корректировку технологической документации;

Затраты определим методом прямого счета. Этот метод предполагает подробный расчет всех составляющих затрат на разработку и изготовление нового изделия.

Затраты на конструкторскую разработку. Затраты на проектирование З_пк могут быть определены в соответствии с нормами времени и расценками на все виды проектно-конструкторских работ по формуле:

З_пк=Т_к Ч_с (4.2.2)

где,

Т_к – трудоемкость ПКР, чел./ч;

Ч_с – стоимость одного чел./руб.

Трудоемкость ПКР можно определить по формуле:

Т_к=t_kAK_kiK_ri, [чел./ч], (4.2.3)

где,

t_k-трудоемкость ПКР на определенный формат чертежа чел./ч

А – число чертежей (листов) соответствующего формата;

К_ki,К_ri-коэффициенты новизны и сложности.

Таблица 1. Коэффициенты для расчета трудоемкости конструкторских работ

Формат и характеристика чертежа	Число Чертежей А	Трудоемкость tki	Коэффициент конструктивной сложности Кki			Коэффициент графической сложности Кri
А1-микроконтроллер А1 – генератор вдоха	1 1	26,4 33,6		1 1,3	1,0 1,0

Т_к=26,411+33,61,31=70,08 чел./ч

Величина: Ч_с=125/(24*8)=0,65 руб.

Находим величину затрат на ПКР:

З_пк=70,080,65=45,552 руб.

4.2.1 Затраты на материалы и комплектующие изделия

Общая сумма затрат на основные материалы и покупные комплектующие изделия рассчитываются по формуле:

З_м=q_закЦ_м+П_пи, [руб.] (4.2.4)

где,

q_зак - норма расхода соответствующего материала;

Ц_м – цена 1 кг. данного вида материала, руб.;

П_пи – стоимость покупных изделий, руб.

Расход и стоимость покупных изделий – в таблице 2.

Таблица 2. Расходы на покупные изделия

№	Наименование изделия	Количество	Цена, руб.	Общая стоимость, руб.	Стоимость транспортировки, руб.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	Микропроцессоры: I8255A I8253A I8251A I8259 I8080A SN74LS240N SN74LS138N HM6516 I8257 I8243 SN74LS373N I8224 Тахогенератор Скоба Итого	2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	37 40 120 42 36 25 25 16 36 32 25 34 200 11	74 80 120 42 36 25 25 16 36 32 25 34 200 11 756	2,22 2,4 3,6 1,26 1,08 0,75 0,75 0,48 1,08 0,96 0,75 1,02 6 0,33 22,68

Находим величину затрат на материалы и комплектующие изделия: