Разработка универсального EtherCAT-модуля аналогового и дискретного ввода/вывода

НИЯУ МИФИ
Кафедра приборостроения и технологии электронных средств
Диплом "Разработка универсального EtherCAT-модуля аналогового и дискретного ввода/вывода"
Москва 2022

3 Исходные данные к работе:
3.1 исходными данными к работе является эскиз схемы электрической принципиальной;
3.2 модуль предназначен для ввода/вывода аналогового и дискретного сигнала и передачи данных по протоколу Ethernet for Control Automation Technology (EtherCAT);
3.3 режим работы модуля – длительное, непрерывное круглосуточное функционирование;
3.4 модуль должен иметь исполнение УХЛ и категорию размещения не хуже 2.1 по ГОСТ 15150-69;
3.5 модуль должен быть устойчив к воздействию температуры окружающего воздуха в диапазоне от минус 10 ºC до плюс 60 ºC;
3.6 среднее время наработки на отказ модуля должно составлять не менее 20 000 ч;
3.7 выбранный для модуля корпус должен обеспечивать установку на DIN-рейку. Размер и форма печатной платы должны соответствовать размеру и форме для монтажа в выбранный корпус.

Содержание
Введение………………………………………………………………………………. ....7
1 Цели и задачи выпускной квалификационной работы…………………………... ....9
2 Аналитический раздел……………………………………………………………… ..10
2.1 Анализ технического задания………………………………………………..... ..10
2.2 Сравнительный анализ отечественных и передовых зарубежных техноло-гий, и решений……………………..16
3 EtherCAT…………………………………………………………………………….. ..23
4 Разработка структурной схемы……………………………………………………. ..27
5 Конструкторский раздел…………………………………………………………… ..29
5.1 Решение по выбору элементной базы………………………………………… ..29
5.2 Описание схемы электрической принципиальной…………………………… ..31
5.3 Решение по выбору типа печатной платы……………………………………. ..36
5.4 Решение по выбору материала печтной платы.………………………………. ..37
5.5 Решение по выбору метода изготовление печатной платы…………………. ..39
5.6 Решение по выбору покрытия печатной платы………………………………. ..42
5.7 Решение по выбору технологии монтажа элементов………………………… ..44
5.8 Определение места расположения характерных элементов………………… ..45
5.9 Расчёт ширины проводников и контактных площадок……………………… ..46
5.10 Трассировка в САПР Altium Designer……………………………………….. ..55
5.10.1 Создание библиотеки для трассировки печатной платы……………. ..56
5.10.2 Создание правил перед трассировкой и расстановка элементов на печатной плате.………………………………..................62
5.11 Оценка совместимости печатной платы с корпусом………………………… ..64
5.12 Определение способа функциональной проверки для созданного узла…… ..65
6 Расчёт надежности функционального узла……………………………………….. ..68
7 Разработка алгоритма работы программы………………………………………… ..76
8 Организационно-экономический раздел…………………………………………… ..77
8.1 Расчёт трудоемкости на разработку конструкторской документации……… ..77
8.2 Выбор поправочных коэффициентов…………………………………………. ..78
8.3 Нормативная часть……………………………………………………………… ..80
9 Охрана труда и техника безопасности…………………………………………….. ..99
9.1 Охрана труда……………………………………………………………………. ..99
9.2 Требования охраны труда при разработке узла……………………………… .100
9.2.1 Требования охраны труда перед началом работы……………………… /100
9.2.2 Требования охраны труда во время работы……………………………. .103
9.2.3 Требования охраны труда по окончании работы………………………. 104
9.2.4 Требования охраны труда в аварийных ситуациях……………………. 105
9.3 Мироклимат производственных помещений…………………………………. 106
9.4 Освещенность производственных помещений………………………………. 109
9.5 Электробезопасность…………………………………………………………… 111
9.6 Пожарная безопасность………………………………………………………… 112
9.7 Экологическая безопасность…………………………………………………… 113
Заключение……………………………………………………………………………. 115
Библиография…………………………………………………………………………. 116

В архиве много разных форматов файлов. Почти все можно открыть КОМПАС, но некоторые файлы изначально сделаны в других программах, например чертеж платы в Altium Designer (есть дублирующий файл для компаса) а 3д модель корупуса представлена без истории в формате STEP.