CADmaster

Добавление новых элементов конструкции. Выделите в дереве конструкции элемент, к которому вы хотите добавить новый элемент. Новые элементы всегда добавляются как дочерние к выбранному элементу дерева.

Выберите пункт меню Правка → Добавить. В открывшемся подменю укажите элемент конструкции, который вы хотите добавить к текущему. Элементы добавляются в конструкцию в соответствии с иерархией. Это означает, что элементы, стоящие выше в иерархии, не могут входить в состав элементов, стоящих ниже (например, блок не может входить в состав узла, но может входить в состав ЭРИ).

Если вы добавляете в конструкцию узел или блок, то после выбора соответствующего пункта меню откроется диалоговое окно, в котором необходимо указать имя добавляемого элемента и подтвердить добавление нажатием кнопки ОК либо отменить добавление нажатием кнопки Отмена.

Процесс добавления в конструкцию ИЭТ более сложен, поэтому будет описан пошагово.

Шаг 1. Выберите пункт меню Правка → Добавить → ИЭТ.

Шаг 2. В появившемся диалоговом окне укажите класс добавляемого ЭРИ и нажмите кнопку ОК (рис. 14).

Рис. 14. Диалоговое окно Выбор класса ЭРИ

Шаг 3. В появившемся диалоговом окне укажите сокращенный тип добавляемого ЭРИ и нажмите кнопку ОК (рис. 15).

Рис. 15. Диалоговое окно Выбор сокращенного типа ЭРИ

Шаг 4. В появившемся диалоговом окне укажите полный тип добавляемого ЭРИ и нажмите кнопку ОК (рис. 16).

Рис. 16. Диалоговое окно Выбор ЭРИ

Шаг 5. В появившемся диалоговом окне введите позиционное обозначение добавляемого ЭРИ (рис. 17) и нажатием кнопки ОК завершите процесс добавления ЭРИ.

Рис. 17. Диалоговое окно Выбор позиционного обозначения

При добавлении ЭРИ в РЭС можно вернуться на шаг назад нажатием клавиши Отмена. Для полного выхода нужно нажать крестик.

Удаление элементов конструкции. Укажите в дереве конструкции элемент, который вы хотите удалить, а затем выберите пункт меню Правка → Удалить. В появившемся диалоговом окне нажмите кнопку Да для подтверждения удаления или кнопку Нет для отмены удаления.

При удалении элемента конструкции также будут удалены все принадлежащие ему дочерние элементы.

Копирование, вставка. Чтобы скопировать блок, узел или ЭРИ, содержащийся в другом или в настоящем проекте, следует выполнить следующие операции:

• установить курсор на элемент, который нужно копировать;
• нажать правую кнопку мыши и выбрать пункт Копировать конструкцию или нажать функциональную клавишу F5;
• установить курсор на тот элемент конструкции, в котором надо расположить копируемый элемент, нажать правую кнопку мыши и выбрать пункт Вставить конструкцию или нажать функциональную клавишу F7.

Для ввода нескольких одинаковых ЭРИ можно использовать групповое копирование, выполнив следующие действия:

• установить курсор на ЭРИ;
• нажать правую кнопку мыши и выбрать пункт Копировать конструкцию или нажать функциональную клавишу F5;
• если нужно добавить один ЭРИ, следует установить курсор на Узел и, нажав правую кнопку мыши, выбрать пункт Вставить конструкцию или нажать функциональную клавишу F7;
• если нужно добавить несколько ЭРИ, следует установить курсор на пункт Узел и, нажав правую кнопку мыши, выбрать пункт Групповая вставка или нажать клавиши Ctrl + F7.

Резервирование. Выделите в дереве конструкции элемент, к которому вы хотите добавить резерв. Выберите пункт меню Правка → Добавить конструкцию → Резерв. В открывшемся диалоговом окне необходимо указать вид резервирования (рис. 18) и либо подтвердить добавление нажатием кнопки ОК, либо отменить его нажатием кнопки Отмена.

Рис. 18. Диалоговое окно для выбора вида резервирования

В дереве конструкции РЭС резервирование будет выглядеть как отдельный узел (рис. 19), в состав которого входят основные и резервные элементы в зависимости от типа резервирования.

a)	б)	в)
Рис. 19. Резервирование: активное (а); пассивное (б); скользящее (в)

Для добавления дополнительных элементов в резервирование необходимо указать в дереве конструкции РЭС, а затем выбрать пункт меню Правка → Добавить → Резерв.

Импорт перечня ЭРИ. Чтобы ознакомиться со списком ЭРИ, содержащимся в файле с расширением .ilp, нужно:

• установить курсор на узел, в который следует ввести список ЭРИ;
• войти в меню Проект → Импорт → Список ЭРИ;
• выбрать файл с расширением .ilp.

При этом сообщается информация об отсутствии в базе ЭРИ.

Чтобы сохранить список ЭРИ в файле с расширением .ilp, нужно:

• установить курсор на узел, в котором следует сохранить список ЭРИ;
• войти в меню Проект → Экспорт → Список ЭРИ;
• ввести имя файла с расширением .ilp;
• сохранить произведенные изменения.

Редактирование параметров элемента. Для редактирования параметров элемента предназначена таблица, в которой они перечислены. Чтобы отредактировать значение параметра, необходимо выбрать его в столбце Значение этой таблицы.

Если после выбора параметра соответствующая ячейка таблицы, содержащая его значение, превращается в поле для текстового ввода (рис. 20), то значение параметра должно быть введено с клавиатуры.

Рис. 20. Редактирование параметра вручную

Если в правой части ячейки таблицы появляется кнопка , то значение параметра следует выбрать из списка (рис. 21). Для этого нажмите кнопку и в появившемся диалоговом окне выберите значение параметра из списка возможных (рис. 22). Выбор подтвердите нажатием кнопки Выбрать.

Рис. 21. Параметр, требующий выбора значения из списка

Рис. 22. Диалоговое окно для выбора значения параметра

Если при выборе параметра из таблицы с ячейкой, содержащей его значение, ничего не происходит, это означает, что параметр не является редактируемым.

Импортирование реальных характеристик. Для импорта температур из дерева конструкций выберите узел, для которого проводился расчет тепла в подсистеме АСОНИКА-ТМ. Выделите в меню пункт Проект → Импорт → Температур и в открывшемся стандартном диалоге открытия файлов укажите выходной файл расчета температур подсистемы АСОНИКА-ТМ. При импорте проводится сопоставление позиционных обозначений элементов выбранного узла и элементов в файле.

Для импорта электрических характеристик выберите из дерева конструкций узел, для элементов которого составлена карта режимов работы в подсистеме АСОНИКА-Р. Выделите в меню пункт Проект → Импорт → Электр. характеристик и в открывшемся стандартном диалоге открытия файлов укажите выходной файл подсистемы АСОНИКА-Р. При импорте проводится сопоставление позиционных обозначений элементов выбранного узла и элементов в файле.

Расчет показателей безотказности. Перед запуском процесса расчета показателей безотказности следует ввести все необходимые значения параметров элементов. Расчет запускается нажатием кнопки Расчет на кнопочной панели, а его продолжительность зависит от числа элементов в конструкции и может составлять несколько минут. В строке состояния главного окна программы (рис. 23) появляются иконка калькулятора ( ) и полоса прогресса, которая отображает степень завершенности процесса расчета.

Рис. 23. Строка состояния

Если к моменту начала расчета значения некоторых параметров какого-либо элемента конструкции были заданы неверно или не были заданы вообще, то расчет показателей безотказности будет прерван, а этот элемент конструкции станет активным и будет выделен знаком вопроса (элемент К2 на рис. 24).

Рис. 24. Элемент, для которого не производился расчет

В программе предусмотрены два представления результатов расчета: графический и табличный.

Графическое представление включено по умолчанию и представляет собой столбчатую диаграмму, каждый столбец которой соответствует элементу конструкции, причем его высота пропорциональна рассчитанной интенсивности отказов (рис. 25).

Рис. 25. Диаграмма интенсивностей отказов

На диаграмме отображаются интенсивности отказов элементов, входящих в состав выбранного в дереве элемента конструкции. Если выбранный элемент конструкции не содержит дочерних элементов, то отображается интенсивность отказов только этого элемента.

Пример табличного представления результатов приведен на рис. 26.

Рис. 26. Табличное представление результатов расчета

Чтобы представить результаты расчета в виде текста, необходимо нажать кнопку , расположенную в правом верхнем углу диаграммы интенсивностей отказов. После этого откроется диалоговое окно, содержащее список элементов, входящих в состав выбранного элемента конструкции, и соответствующих им интенсивностей отказов в формате таблицы (рис. 27).

Рис. 27. Текстовое представление результатов расчета

Сохранение результатов расчета. Программа позволяет сохранять результаты расчетов в различных открытых форматах документов. Процесс сохранения результатов расчета включает в себя генерацию отчета и сохранение его в файле. В текущей версии программы поддерживаются три формата файла: текстовый (*.txt), HTML (*.htm) и таблица Excel (*.xls). Отчет, созданный программой, представляет собой полный список элементов конструкции с указанием имен, позиционных обозначений и интенсивностей отказов элементов. Представление списка элемента в отчете организовано в виде древовидной структуры, соответствующей иерархии элементов конструкции.

Чтобы сформировать отчет, выберите пункт меню Проект → Сохранить отчет. В появившемся стандартном диалоговом окне укажите папку, в которой вы хотите сохранить отчет, имя файла отчета и его формат, а затем нажмите кнопку Сохранить.

Пример использования подсистем АСОНИКА-Р и АСОНИКА-Б при проектировании печатных узлов РЭС

В качестве примера анализа показателей безотказности печатного узла на основе комплексного моделирования физических процессов рассмотрим процесс разработки печатного узла, в ТЗ на который предусмотрено обеспечение безотказной работы ПУ в течение 10  000 часов с вероятностью не менее 0,95.

Вначале разрабатывается электрическая схема и проводится анализ электрических характеристик в системе PSpice. Затем в системе P-CAD формируется конструкция ПУ.

В подсистеме АСОНИКА-ТМ конструкция печатного узла конвертируется из системы P-CAD (рис. 28) и проводится моделирование тепловых и механических характеристик печатного узла.

Результаты моделирования тепловых режимов показаны на рис. 29. По данным результатам автоматически формируются карты рабочих режимов ЭРИ в подсистеме АСОНИКА-Р (рис. 30−32). При этом температуры и ускорения ЭРИ переносятся в подсистему АСОНИКА-Р из подсистемы АСОНИКА-ТМ, а токи и напряжения — из системы PSpice. Кроме того, конвертор PSpice — АСОНИКА-Р рассчитывает мощности тепловыделения каждого электронного компонента.

В подсистеме АСОНИКА-Б конструкция печатного узла извлекается из системы P-CAD (перечень ЭРИ), а значения токов, напряжений, температур импортируются из подсистем АСОНИКА-Р и АСОНИКА-ТМ.

С учетом реальных режимов работы рассчитываются показатели безотказности печатного узла (рис. 33). По результатам этого расчета в подсистеме АСОНИКА-Б было определено, что вероятность безотказной работы ПУ в течение 10  000 часов составляет 0,92, что не отвечает требованиям ТЗ.

Из диаграмм вкладов ЭРИ в общую безотказность ПУ (рис. 34 и 35) видно, что наименьшей надежностью обладают диод V1 и резистор R2.

Чтобы повысить отказоустойчивость ПУ, было решено понизить нагрузки на диод V1 и внести соответствующие изменения в схему ПУ. Для повышения отказоустойчивости резистора приняты два решения: понизить температуру путем перекомпоновки ЭКБ, а также ввести резервирование (рис. 36).

Рис. 28. Конструкция печатного узла, конвертированная из системы P-CAD

Рис. 29. Результаты моделирования тепловых режимов

Рис. 30. Диалоговое окно для формирования карт рабочих режимов

Рис. 31. Диалоговое окно для задания исходных данных в подсистеме АСОНИКА-Р

Рис. 32. Вывод карты рабочих режимов в подсистеме АСОНИКА-Р

Рис. 33. Анализ показателей надежности в подсистеме АСОНИКА-Б: задание исходных данных

Рис. 34. Анализ показателей надежности в подсистеме АСОНИКА-Б: ЭРИ с низкой безотказностью

Рис. 35. Анализ показателей надежности в подсистеме АСОНИКА-Б: вклады ЭРИ в общую безотказность РЭС

Рис. 36. Вклады ЭРИ в общую безотказность ПУ после оптимизации конструкции

Модуль интеграции системы моделирования электрических процессов в схемах PSpice и подсистем АСОНИКА-Т, АСОНИКА-Р, АСОНИКА-Б

Конвертор PSpice — АСОНИКА-Т

При интеграции системы PSpice и подсистемы анализа и обеспечения тепловых характеристик конструкций аппаратуры АСОНИКА-Т выполняются следующие действия:

• проводится расчет мощностей тепловыделения ЭРИ по электрическим характеристикам, полученным в системе PSpice, которые сохраняются в текстовом файле в виде структуры <Позиционное обозначение ЭРИ> <Значение мощности в Вт>;
• данный текстовый файл передается в подсистему АСОНИКА-Т;
• на основе полученных мощностей в подсистеме АСОНИКА-Т рассчитываются температуры в конструкции РЭС, в том числе на каждом ЭРИ.

Конвертор PSpice — АСОНИКА-Б

При интеграции системы PSpice и подсистемы анализа показателей надежности РЭС с учетом реальных режимов работы ЭРИ АСОНИКА-Б выполняются следующие действия:

• электрические характеристики (токи, напряжения, мощности и др.), полученные в результате расчета электрической схемы в системе PSpice, сохраняются в текстовом файле в виде структуры <Позиционное обозначение ЭРИ> <Сила тока в А> <Напряжение в В> <Мощность в Вт> <другие возможные электрические характеристики>;
• данный текстовый файл передается в подсистему АСОНИКА-Б;
• на основе полученных электрических характеристик в подсистеме АСОНИКА-Б рассчитываются показатели надежности РЭС, в том числе каждого ЭРИ.

Конвертор PSpice — АСОНИКА-Р

При интеграции системы PSpice и подсистемы автоматизированного заполнения карт рабочих режимов ЭРИ АСОНИКА-Р выполняются следующие действия:

• электрические характеристики (токи, напряжения, мощности и др.), полученные в результате расчета электрической схемы в системе PSpice, сохраняются в текстовом файле в виде структуры <Позиционное обозначение ЭРИ> <Сила тока в А> <Напряжение в В> <Мощность в Вт> <другие возможные электрические характеристики>;
• данный текстовый файл передается в подсистему АСОНИКА-Р;
• на основе полученных электрических характеристик в подсистеме АСОНИКА-Р формируются карты рабочих режимов ЭРИ.

В системе PSpice проводится расчет электрической схемы и с помощью конвертора создается файл log.txt (рис. 37).

Рис. 37. Пример файла log.txt

Структура файла ERIModes5.ini, согласно которой происходит считывание электрических параметров, имеет вид, показанный на рис. 38.

Рис. 38. Фрагмент файла ERIModes5.ini

Опишем структуру файла ERIModes5.ini: 1-й столбец — номер формы (например, 68 — резисторы); 2-й столбец — число передаваемых электрических параметров; 3-й столбец и последующие — передаваемые параметры.

Затем для каждой формы приводятся позиционные обозначения параметров элементов, входящих в моделируемую конструкцию.

Так, для формы 55 (диоды):

1 — выпрямительный режим, постоянный или средний выпрямленный ток, мА;

2 — выпрямительный режим, максимальный импульс тока при включении, А;

6 — максимальное обратное напряжение, В;

10 — коэффициент нагрузки.

1 — статический режим, напряжение коллектор-эмиттер, В;

2 — статический режим, напряжение коллектор-база, В;

3 — статический режим, напряжение эмиттер-база, В;

4 — статический режим, ток коллектора, А;

5 — статический режим, ток базы, А;

17 — средняя мощность, Вт;

18 — импульсная мощность, Вт;

20 — коэффициент нагрузки.

Для формы 67 (конденсаторы):

1 — постоянное напряжение, В;

3 — импульсное напряжение, В;

9 — реактивная мощность, ВАр;

14 — коэффициент нагрузки.

Для формы 68 (резисторы):

1 — постоянное напряжение, В;

3 — импульсное напряжение, В;

13 — суммарная мощность, Вт;

15 — коэффициент нагрузки.

Скачать статью в формате PDF — 2.06 Мбайт