Лекции_ТСПС_2013студентам. Курс лекций по дисциплине Технические средства предприятий сервиса

• Название: Курс лекций по дисциплине Технические средства предприятий сервиса
• Анкор: Лекции_ТСПС_2013студентам.doc
• Дата: 28.01.2017
• Размер: 25.3 Mb.
• Имя файла: Лекции_ТСПС_2013студентам.doc
• Тип: Курс лекций; #595
• страница: 2 из 27

2.1.2 Стандартизация компьютерной техники

Так как производство комплектующих современных компьютеров в России не развито, а многие стандарты, в том числе ГОСТы – устарели, сертификация компьютеров и их комплектующих, импортируемых в страну строится в основном на соответствии:

• 
  стандартам систем управления качества (в случае отечественной сборки),
  
• 
  общим стандартам работоспособности компьютеров,
  
• 
  стандартам экологической направленности.
  

Причем компьютеры должны пройти сертификацию по всем трем направлениям, на них необходимо получить гигиенический сертификат на компьютеры отечественной или иностранной сборки.

Стандарты, по которым нужно получить сертификат на компьютеры отечественной или иностранной сборки:

1) ГОСТ Р 50628-2000 – определяет требования к устойчивости вычислительной машины к электромагнитным помехам, и методы их испытаний.

2) ГОСТ 26329-84 – стандарт, определяющий экологические требования работы компьютеров.

3) ГОСТ Р 50949-2001, который соответствует международному стандарту ИСО 9241-3-92 и шведскому стандарту МПР 1990:8-12-01-1990 – стандарт, определяющий допустимые параметры безопасности и эргономические параметры на компьютеры и компьютерные мониторы.

4) Обязательной является сертификация системных блоков компьютеров в системе сертификации "Госстандарт России", в результате которой необходимо получить сертификат на компьютеры в соответствии с ГОСТ 29216-91 и ГОСТ Р 5077-92 (МЭК 950-86).

5) При производстве комплектующих для компьютеров система контроля качества должна быть сертифицирована на соответствие международным стандартам ISO9001 и ISO9002, с выдачей  соответствующего сертификата на компьютеры и их комплектующие.

На комплектующие изделия, не подлежащие обязательной сертификации, необходимо оформлять отказные письма.
2.1.3 Унификация встраиваемых компьютеров
О стандартах для промышленного оборудования можно говорить в следующих аспектах:

- соблюдение некоторых требований по надежности и безопасности при их применении;

- некоторая договоренность независимых производителей о единообразии конструкции изделия, отдельных ее частей с целью улучшения взаимозаменяемости этих изделий или их совместимости в одной системе управления;

- некоторая договоренности всего сообщества (производителей, проектировщиков и эксплуатационников) о терминах, названиях отдельных частей и изделий, о классификации изделий, компонентов, опций.

Именно о таком понимании стандартов для встраиваемых компьютеров давно нужно говорить. И вот почему.

Консолидация на рынке оргтехники – электроники для офиса давно позволила сегментировать этот рынок. Хорошо известно, что можно считать сервером, рабочей станцией, тонким клиентом, домашним принтером или принтером для малых групп и т. д. Конечно, и практика применения оргтехники достаточно однообразна. Тем не менее дистрибуторам промышленных и встраиваемых компьютеров очень мешает отсутствие стройной классификации оборудования. Уровень классификации сейчас таков, что существует 3…4 основные категории: панельные компьютеры, 19” стоечные и компактные (встраиваемые, но без монитора). Внутри этих категорий отсутствует строгая систематизация. Так, если заказчик слабо знаком с номенклатурой встраиваемых систем, ему будет крайне тяжело выбрать подходящее изделие. Еще тяжелее сравнивать изделия разных производителей, вычислять так популярные в офисных системах показатели: цена-качество, стоимость владения, масштабируемость, рассчитывать эксплуатационные бюджеты.

Тяжело и продавцу при создании, например, Internet-магазина. Есть, безусловно, легкий путь – разбить все по вендорам, для каждого - свой «фрагментик». А там уже как сам производитель понимает структуру своей продукции, так и поставим. Вот и получается, что один производитель считает важным продвижение безвентиляторных систем. Тогда он выделяет отдельный класс под такие изделия и сваливает туда и панельные и компактные компьютеры, да еще твердотельные диски и «системы на модуле», и процессорные платы. Другой производитель продвигает компьютеры для широкого диапазона температур, третий высокопроизводительные и энергоэкономичные. Многочисленность и раздробленность производителей не позволяет прийти к единому пониманию о структуре промышленных компьютеров. Более того, невозможно даже провести подходящую для всех границу между промышленными и офисными (домашними) компьютерами, с одной стороны, и компьютерами и контроллерами, с другой.

Но страдает не только заказчик, страдает и продавец. «Многообразие видов» заставляет дистрибутора поддерживать отношения с множеством производителей, а это и резервы под гарантийные случаи и для ускоренной поставки, инженеры технической поддержки, сложная логистика, длительные сроки поставки, необходимость заказа на производство даже для небольших партий (100 ед. – мизер для рынка офисных систем). Это, наконец, высокие цены. И отнюдь не из-за того, что необходимо обеспечить большую надежность, а из-за малых тиражей и высоких (на единицу товара) накладных расходов.

Можно ли преодолеть этот разнобой техники? Со стороны производителей – вряд ли. Их слишком много. Так, например, IPC2U закупает встраиваемые компьютеры более чем у 10 компаний. Все производители встраиваемых систем более-менее равны по силам, явного лидера, который смог бы навязать свои стандарты, свою классификацию и сегментацию, нет. Другое дело – дистрибуторы. Плохо это или хорошо, но в России не так много компаний, занимающихся исключительно дистрибуцией встраиваемых компьютеров. Крупных – общероссийских, для которых дистрибуция – основной вид деятельности (а не способ снизить издержки системной интеграции), 5..6 игроков. Информационных Web-ресурсов, где приведена классификация не с точки зрения производителя, а с позиции удобства потребителя, еще меньше. Любая классификация условна и имеет недостатки. Вполне вероятно, что ныне применяемая иерархическая классификация вообще невозможна для подобного оборудования. (Такая классификация, по-моему, работает только в мире живой природы). Свои потребности клиент может формулировать по-разному, отсюда и надо идти продавцу, предлагая различные варианты сортировки одного и того же оборудования.

Вот основные варианты представления данных об оборудовании, основанные на опыте общения с клиентами. Идеальный Web-ресурс должен давать классификацию множеством способов, например по:

· габаритам (размер, вес, диагональ экрана) или форм-фактору;

· мощности и типу процессора (а также другим количественным параметрам – оперативной памяти, объему накопителя);

· предельным условиям применения (температура, влажность, вибрация);

· возможностям расширения и установки дополнительной периферии;

· наличию основных промышленных интерфейсов;

· возможностям установки программного обеспечения.

Наличие хорошего примера - работающего Web-ресурса наверняка приведет через подражание к единообразию, в конечном итоге облегчит жизнь и продавцам, и покупателям. Единообразие в представлении данных облегчит конкуренцию, сделает ее прозрачнее. Вот так мир виртуальный воздействует на мир реальный.

Тем не менее, не только автора мучает еще один вопрос. Можно ли преодолеть это запредельное многообразие встраиваемых систем? Повысить унификацию отдельных компонент, универсальность в применении встраиваемых систем? Чисто технически вполне возможно сократить номенклатуру в разы. Многие изделия различных производителей зачастую отличаются только расцветкой или компоновкой разъемов, что и понятно – есть только три производителя процессоров, а сам стандарт PC-совместимости производителями встраиваемых систем принят. Более того, отдельные интерфейсные платы (например, платы дискретных входов, аналоговых входов/выходов и т.п.) иногда совпадают вплоть до компоновки. В области ПО для внешних модулей стандартом стали DCON утилиты, для внутренних - LabView и Delphi, не говоря уже о поддержке DOS, семейства Windows и Linux. Современная элементная база уже сейчас позволяет создать универсальный одноплатный компьютер. Мощный и экономичный процессор Intel Pentium M (или C2D) или VIA C4 или AMD LX, память 1Гбайт, разъем под флеш диск (доступны до 16Гбайт), отсек для 2,5” HDD (доступны до 300Гбайт), два порта гигабит Ethernet, четыре Сom порта, четыре USB, слот PCI или (по габаритам mini PCI). Все это можно реализовать даже в 3” форм-факторе. Такой одноплатный компьютер закроет до 90% заказов. Розничная цена процессорной платы не превысит 7 тыс. руб. (без памяти и накопителей). Высокий тираж снизит и цену, и прочие издержки. А при массовом выпуске появится возможность оснащать миниатюрными компьютерами рабочие места в офисах. Монтаж одноплатного компьютера сзади на мониторе в силу лишь одной «изящности» вытеснит из под столов «динозавров» - минитауэры.

В мире же промышленной автоматики дело «за малым». Осталось уговорить производителей и потребителей. Первым надо или договариваться, или укрупняться, вторым – менять проекты. И еще неизвестно, что сложнее. Ведь и сейчас в линейке большинства производителей есть изделия не хуже. Потребители с удовольствием покупали бы только их, но важнейшее требование, которое предъявляется к компьютеру (да и к любому другому оборудованию) - соответствие проекту. Эти требования, может быть, много лет тому назад заложил в проект автоматизации конструктор, потратил годы на согласования, и теперь в этом проекте можно применять только такой компьютер, только такую процессорную плату.

Порядок утверждения технических регламентов и проектов не является темой статьи. Понятно, что нужно сразу закладывать в проект самое новое, совершенное оборудование, чтобы гарантировать его наличие и через несколько лет. Можно привести много примеров, когда клиенты готовы платить любые деньги, лишь бы получить изделия в точности такие, как и 10 лет назад.

Дальнейшая миниатюризация встраиваемых систем упирается в размеры основных разъемов (DB9, USB, PS/2, IDC). Давно назрела необходимость установки универсального и миниатюрного разъема на процессорной плате с выносом всех необходимых внешних разъемов через гибкий шлейф (в ноутбуках подобная вещица носит название «порт-бар»). Это существенно облегчит «корпусирование» «одноплатников».

И напоследок несколько замечаний по поводу 19” компьютеров. Хотя они и не относятся к классу встраиваемых, но по характеру применения близки – также решают задачи промышленной автоматизации. Если «офисные» 19” решения – это разного рода серверы, то в промышленной автоматике 19” компьютеры являются «носителями» плат расширения (ISA, PCI, реже PCI-E и PCI-X). Опять же возникает вопрос унификации. Набор из двух-трех вариантов 2,4 юнита высотой на 7/14 свободных PCI слота с процессором Intel C2D, памятью 2Гб закроют до 90% всех потребностей в «стоечных» компьютерах. Остальные 10% - это компьютеры со слотами ISA или мощные хранилища данных на основе недорогих SATA массивов. Наладить выпуск 19” платформ – посильная задача для любого производителя, осуществляющего сборку в крупных масштабах. При этом поставщику промышленных компьютеров останется лишь дооснастить платформу дисками и специальными платами расширения, потребитель получит более высокую надежность и лучшую цену. Однако производители офисной техники не торопятся осваивать новый сегмент, для них масштабы подобного производства слишком малы.

Обзор тенденций стандартизации и унификации для промышленных и встраиваемых компьютеров позволяет сделать следующие выводы:

· эти процессы идут во благо, особенно конечному потребителю и проектировщику;

· процессы идут крайне медленно в силу консерватизма потребителей и невысокой концентрации производства, в силу все еще невысоких потребностей экономики в промышленных компьютерах, малых тиражей выпуска оборудования;

· расширение производства встраиваемых и 19” систем неизбежно приведет на этот рынок крупных игроков – производителей ПК, и резко ускорит стандартизацию и унификацию;

· элементная база PC-совместимых систем позволяет создавать достаточно универсальные и компактные компьютеры;

· развитие Web-ресурсов и появление общепринятой и многокритериальной классификации оборудования упростит выбор компьютеров и периферии для пользователей и проектировщиков, послужит ускорителем для стандартизации терминологии и унификации конструкции, ускорит «естественный отбор» лучших моделей, производителей и дистрибуторов.

2.3 Общее измерительное оборудование предприятий сервиса
2.3.1 Измерение электрических параметров. Оценка погрешностей измерений
Измерение – нахождение значения физической величины экспериментальным путем с помощью специальных технических средств.

Электрическими измерениями называются измерения электрических величин: напряжения U, тока I, мощности P, частоты f и фазы φ переменного тока, заряда q, электрической энергии W, сопротивления R, индуктивности L, электрической ёмкости C, импеданса Z и др.

По способу получения результата измерения бывают прямые, косвенные и совокупные (соединение двух первых). Прямые измерения – измерения непосредственно той физической величины, которая нас интересует. Косвенные измерения – определение интересующей нас величины по прямым измерениям других величин, связанных с искомой известными функциональными зависимостями.

По методам измерения делятся на два основных класса – метод непосредственной оценки и метод сравнения.

Метод непосредственной оценки – получение значения всей измеряемой величины по показаниям прибора, шкала которого отградуирована в единицах измерения данной величины. Вторичные эталонные меры единиц при этом применяются не непосредственно для измерения интересующей нас величины, а лишь в процессе градуировки самих измерительных приборов.

Пример метода непосредственной оценки: измерение температуры с помощью термопары, подсоединенной к стрелочному прибору, шкала которого отградуирована в значениях температуры. Методы непосредственной оценки – самые быстрые и «массовые», но точность и надежность полученных результатов зависят от ряда привходящих факторов.

Метод сравнения основан на сравнении измеряемой величины с эталонной величиной той же самой физической природы, причем, как правило, оценивается лишь часть измеряемой величины. К методам сравнения относятся:

– дифференциальные методы (измеряется разность между измеряемой величиной и образцовой мерой);

– нулевые методы (разность дифференциального метода сводится к нулю);

– методы замещения (измеряемую величину заменяют в установке образцовой мерой и добиваются того же результата показаний приборов установки).
Погрешности измерения. Правила записи результатов измерений
1. Погрешности измерения. Любое экспериментальное измерение физической величины может быть произведено не «абсолютно точно», а лишь с точностью до гарантированной данным экспериментом величины погрешности.

2. Истинное значение измеряемой величины. Чаще всего в качестве истинного значения в измерениях выступает:

– либо теоретически введенная идеальная величина;

– либо справочное значение величины, определенное более точными экспериментальными средствами, чем данный эксперимент;

– либо среднее значение, вычисленное в данном эксперименте.

3. Типы (классы) погрешностей.

По «происхождению» и характеру проявления погрешности делятся на промахи, систематические и случайные.

Промахи (по другой терминологии – недостоверные измерения) совершаются чаще всего из-за неопытности экспериментатора и их нельзя учесть каким-то научно определенным способом. К счастью, промахи обычно резко выпадают из «правильных» значений измерений и поэтому сравнительно легко исключаются.

Систематические погрешности проистекают в общем случае из трех источников: 1) погрешности измерительных приборов ( приборные погрешности); 2) систематические погрешности методики измерения; 3) неполное знание о природе самой измеряемой величины.

Случайные погрешности – погрешности, обусловленные случайным изменением самой измеряемой величины, условий измерения (среды измерения) или случайными воздействиями на измерительные приборы.

По форме отображения погрешности делят на абсолютные и относительные.

Абсолютная погрешность ∆Х выражается разностью между измеренным Х' и истинным Х значением величины и вносится в результат измерения в тех же единицах, что и сама величина:

∆Х = Х' – Х,

Например: Запись результата измерения в данной точке: ∆I = 14,5 – 13,6 = 0,9 мА.
Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к истинному значению:

δХ = ∆Х/Х.

Пример: δI = 0,9/13,6 = 0,066.

Относительную погрешность более удобно выражать в процентах (процентная погрешность):

δХ % = (∆Х/Х)·100 %.

Пример: δI = 6,6 %.
Определение приборной погрешности производится по классу точности использованных приборов.
Поскольку относительная погрешность электроизмерительного прибора - переменная величина, она не может применяться в качестве характеристики точности прибора. Для характеристики точности стрелочных приборов вводят приведенную погрешность.

Приведенная погрешность Епр – отношение максимальной абсолютной погрешности измерения к пределу измерения Хmах, выраженное в процентах:



G = (∆Хmax/Хmax)·100.

Например, если абсолютная погрешность амперметра ∆X = 0,1 А, а предел измерения этого амперметра Хmах = 10 А, то Епр = (0,1/10)*100% = 1%.

По величине приведенной погрешности все электроизмерительные приборы относят к определённому классу точности. Существует восемь классов точности электроизмерительных приборов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4. Показатель класса точности определяет приведенную погрешность прибора в процентах.

Так, амперметр класса точности 1,5 с пределом измерения 5 А имеет в любом месте шкалы абсолютную погрешность ∆X = 0,015*5 = 0,075 А.

Класс точности прибора указывается на шкале. Приборы без указания класса точности имеют точность ниже 4% и называются индикаторными, а не измерительными.
Цена деления и чувствительность электроизмерительного прибора

Ценой деления электроизмерительного прибора С называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение стрелки прибора на одно деление шкалы. В общем случае цена деления зависит от используемого диапазона шкалы прибора (dХ) и числа делений в этом диапазоне (dN):

C = dX/dN, (1)

а для равномерной шкалы прибора

C = Xmax/Nш, (2)

где Хmaх - предел измерений (максимальное значение величины, измеряемое прибором); Nш - число делений шкалы.

Прежде чем приступить к каким-либо измерениям электроизмерительным прибором, нужно выбрать и установить предел измерений и рассчитать цену одного деления шкалы данного прибора.

Например, выбран и установлен на вольтметре предел измерения напряжения 3 В, максимальное количество делений на шкале 30, т.е. Х = 3 В, α = 30. Тогда С = 3 / 30 = 0,1В/дел.
Чувствительностью электроизмерительного прибора называется число делений, приходящихся на единицу измеряемой величины. Это есть величина, обратная цене целения прибора. Для неравномерной шкалы

S = dN/dX, (3)

для равномерной шкалы S = Nш / Xmax. Размерность [S] = [C-1] = дел/В.

Чем больше чувствительность, тем точнее прибор. Простейшие приборы имеют неизменную цену деления. Более удобны в работе многопредельные приборы, цена деления которых может меняться, например, ампервольтметры или тестеры, предназначенные для измерения нескольких электрических величин (тока, напряжения и сопротивления) на нескольких пределах измерения, т.е. с разной ценой деления.