Инженеры НГТУ НЭТИ разработали прототип оборудования для контроля параметров конденсаторов при производстве

Инженеры Новосибирского государственного технического университета НЭТИ по спецзаказу завода «ОКСИД» разработали уникальный прототип оборудования, позволяющий контролировать параметры конденсаторов на различных этапах их производства.

Электрические конденсаторы — один из основных элементов электронной компонентной базы (ЭКБ) радиоэлектроники. Без конденсаторов невозможно изготовление ни одного электронного устройства. В настоящее время ключевая проблема отечественного приборостроения — зависимость от ЭКБ иностранного производства. Поэтому модернизация производств, увеличение объемов выпуска и освоение новых изделий ЭКБ являются первоочередными задачами предприятий электронной промышленности.

При модернизации производства конденсаторов серии К-53 на заводе «ОКСИД» потребовалось создание единой автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП). Одним из элементов этой системы является комплект оборудования для контроля параметров конденсаторов при их производстве и испытаниях.

Специалистами научно-исследовательской лаборатории техники эксперимента (НИЛ ТЭ) Инженерно-производственного центра электроники, электротехники и энергетики НГТУ НЭТИ создан прототип оборудования в виде специально разработанных модулей, управляемых через внутреннюю шину обмена данных программируемого логического контроллера (ПЛК) GCAN PLC-510.

Разработано 5 модулей: измеритель параметров конденсаторов, коммутатор измерительных ячеек, коммутатор элементов, источник управляемого напряжения поляризации (ИПН), индикатор отбракованных конденсаторов.

Измеритель параметров конденсаторов позволяет фиксировать следующие параметры: электроемкость на частоте 50 Гц, тангенс угла потерь и ток утечки. Все измерения проводятся на напряжении поляризации, которое устанавливается ИПН по команде от ПЛК. Конденсаторы в измерительных ячейках поочередно с помощью коммутатора элементов подключаются к измерительному блоку также по команде от ПЛК. Всего в одной ячейке может быть установлено до 56 конденсаторов. Если тестирование производится одновременно с нескольких ячеек, то используется коммутатор. Информация о конденсаторах, не прошедших испытания, отображается с помощью модуля индикатора отбраковки.

Такой набор модулей позволит собрать два автоматизированных рабочих места: станцию по загрузке-выгрузке конденсаторов в испытательные кассеты и испытательную установку на теплоустойчивость. Рабочие места с использованием средства ПЛК будут объединены в единую сеть для дистанционного обмена данными с сервером. На сервере будет установлена SCADA-система, совместимая с ПЛК.

В случае выхода из строя одного из модулей возможна быстрая горячая замена на аналогичный без отключения питания от ПЛК. Это исключает потерю данных и остановку технологического процесса.

Как отметил руководитель научно-исследовательской лаборатории техники эксперимента кандидат технических наук Арсений Морозов, основным преимуществам разработанного прототипа испытательного оборудования является совместное использование стандартной периферии ПЛК GCANPLC-510 со специально разработанными в лаборатории измерительными модулями и модулями ввода-вывода. Любой ПЛК, в том числе и GCAN, имеет в своем распоряжении широкий набор программного обеспечения для аппаратного программирования и создания SCADA-систем. Тем не менее набор стандартных модулей ввода-вывода для ПЛК предназначен для проектирования систем управления и совершенно не пригоден для создания сложных измерительных систем. Инженерам НГТУ НЭТИ удалось разработать необходимые для реализации данного проекта измерительные модули, совместимые с ПЛК GCAN PLC-510. Такой подход позволит в кратчайшие сроки создавать любое испытательное оборудование и программное обеспечение для него.

Разработка испытательного оборудования выполнялась с привлечением студентов конструкторского бюро, что позволило им приобрести практические навыки в области проектирования, настройки и эксплуатации измерительного оборудования. По результатам работ был выполнен один дипломный проект. Это способствует подготовке квалифицированных кадров для отечественной электронной промышленности.

С другими разработками НИЛ ТЭ НГТУ НЭТИ можно ознакомиться на сайте лаборатории.