CC BY
52
УДК 004.09 ББК 32.88-5-0.5
Жуков Г.П.
ПРОГРАММИРУЕМЫЙ РАСЧЕТ ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ
Zhukov G.P.
PROGRAMMABLE CALCULATING THE FAILURE RATE OF ELECTRICAL
CONNECTION LINES
Ключевые слова: вычислительные машины; персональный компьютер; программирование; среда Delphi 7; диалоговое окно; радиоэлектронные средства.
Key words: computers; a personal computer; programming; Delphi 7 environment; the dialog box; radio-electronic means.
Аннотация: в статье рассматривается программируемый расчет интенсивности отказов электрического соединения линий передачи. В частности, программирование выполнено в среде Delphi 7, с использованием строго типизированного объектно-ориентированного языка программирования.
Abstract: the article describes the programmable calculation offailure rate of electrical connection lines. In particular, programming in Delphi 7, using a strongly typed object-oriented programming language.
В последнее время резко возрос интерес к программированию. Это связано с развитием и внедрением в повседневную жизнь информационно - коммуникационных технологий. Среди пользователей персональных компьютеров в настоящее время наиболее популярно семейство операционных систем Windows и, естественно, что стремятся писать программы, которые будут работать в этих системах [1]. Разработчики систем программирования предложили пользователям методику объектно-ориентированного визуального программирования, позволяющую резко сократить сроки разработки программ. В 1996 году фирма Borland выпустила компилятор нового поколения Delphi [2]. Визуальная среда программирования стала мощным современным языком программирования, позволяющим создавать продукты практически для любой области современных компьютерных технологий. Одним из направлений использования современных компьютерных технологий является конструирование радиоэлектронных средств (РЭС).
В РЭС используются электрические соединители. Электрический соединитель (разъём) — это электромеханическое устройство, обеспечивающее электрическое и механическое соединение электроаппаратуры [3].
Известно, интенсивность отказов электрического соединителя рассчитывается из уравнения
[4]:
Л — п. + п3ЛСр , (1)
где:
k1 и k2 — коэффициенты, учитывающие соответственно влияние объекта установки и число задействованных контактных пар соединителя;
ЛКП —интенсивность отказов контактной пары; щ—число задействованных контактных пар соединителя;
ЛСР —интенсивность отказов с учетом числа выполненных сочленений-расчленений соединителя.
В зависимости от рабочего температурного диапазона соединителя его относят к одной из четырех групп А, В, С или D. Из графика (рисунок 1) оценивается интенсивность отказов
контактной пары Лк п соединителя в функции температуры внутри изделия с учетом перегрева контактной пары при протекании по ней коммутируемого тока (рисунок 2).
%М-Ю-6
Рисунок 1 - График для оценки интенсивности отказов контактной пары соединителей
А - -40... + 250° С; В -40... + 200° С; С- -55... + 125° С; D- -20... + 100° С
Коэффициенты к и к2 корректируют полученную величину ЛКП в сторону увеличения в зависимости от специфики объекта в приведенной таблице 1 и числа задействованных контактных пар:
k = ~ ехР [o,i(n -1)]05,
n (2)
где пз—число контактных пар соединителя.
Величина ЛСР вычисляется из:
Лср = 0,001ехр(0,01ncp )-10 61 /ч, где ncp — число сочленений — расчленений за 1000 ч эксплуатации.
Таблица 1 - Коэффициенты влияния объекта установки на надежность электрических соединителей
Оборудование, объект установки Коэффициент к]
Лабораторное и цеховое 1...10
Наземное возимое 5...15
Морское укрытое 8...15
Летательный аппарат 10...20
Спутник 15...30
Рассчитаем с помощью обычного математического аппарата интенсивность отказов соединителя на 10 контактных пар (все контактные пары задействованы). Рабочий температурный диапазон соединителя В, диаметр штыря 0,5 мм, ток на контакт 5 А. Соединитель устанавливается в наземную стационарную аппаратуру с температурой среды +25° С. Предполагаемое число сочленений - расчленений за 1000 часов эксплуатации 200.
Изделие отнесем к лабораторному оборудованию. В худшем случае:
к] = 10; k2 = exp [0,1(10 -1)]05 = 2,58.
Температура контактной пары +43° С и Л = 0,0013 • 10-6 1/ч.
Величина ЛСР^ = 0,001ехр (0,01nCjD )■ 10 б = 0,0074 ■10-б1/ч.
Интенсивность отказов соединителя
Л = 10 ■ 2,58 ■ 0,0013 -10 -б +10 ■ 0,0074 -10-б = 0,107 -10 -б1/^
На основе выполненного с помощью обычного математического аппарата расчета интенсивности отказов соединителя на 10 контактных пар, разработана программа и выполнен программный расчет интенсивности отказов электрического соединения линий передачи в среде Delphi 7.
Принцип использования объектно-ориентированного визуального программирования в системы Delphi - это прежде всего автоматическое создание проекта окна, которая называется формой. Для формы автоматически подготавливается стандартный текст модуля на языке Pascal. В текст модуля автоматически вносятся изменения. В системе Delphi создается программа с графическим интерфейсом.
Проект Delphi включает набор программных единиц, называемых модулями. При сохранении модуля ему присваивается определенное расширение. Основными типами файлов, имеющими расширения, являются:
.pas - текстовые файлы модулей на языке Pascal;
.dpr - файл основной программы - проекта (Delphi PRoject);
.dfm - файлы определения форм (Delphi ForM), они содержат описание параметров экранного интерфейса;
.dcu - откомпилированные модули (Delphi Compiled Unit);
.exe - исполняемый файл приложения Windows.
Один из модулей является главным, он содержит инструкции, с которых начинается выполнение программы. Главный модуль полностью формируется Delphi, представляет собой файл с расширением .dpr.
Обычно запуск Delphi 7 осуществляется из Windows: Пуск/Все Программы/Borland Delphi 7/ Delphi 7. Запускающим файлом Delphi 7 является delphi32.exe
Для просмотра структуры разработанного приложения необходимо после запуска среды программирования Delphi 7 открыть программу расчета интенсивности отказов соединителя условно названную OTKAZ. Для чего необходимо в строке меню выбрать Файл-Открыть Про-
ект (рисунок 3). Далее, используя диалоговые окна (рисунок 4 и рисунок 5), открывают главный модуль (рисунок 6).
Щ Использовать Модуль,.. А1Ь+Р11
Рисунок 3 - Диалоговое окно Delphi 7 - Project1 Файл - Открыть Проект
Рисунок 4 - Диалоговое окно «Открыть Проект»
Начинается главный модуль словом program, за которым следует имя программы OTKAZ. Uses объявляет блок подключаемых к создаваемому проекту модулей (внешних файлов). За словом uses следуют имена используемых модулей: библиотечного модуля Forms и модуля формы otkaz.pas.
Звездочка показывает, что имя файла ресурсов такое же, как и у файла проекта, но с расширением res.
Строка {$R *.RES} — это директива компилятору подключить файл ресурсов. Файл ресурсов содержит ресурсы приложения: пиктограммы, курсоры, битовые образы и др.
Файл ресурсов не является текстовым файлом, поэтому просмотреть его с помощью редактора текста нельзя. Для работы с файлами ресурсов используют специальные программы, например, Resource Workshop. Можно также применять входящую в состав Delphi утилиту Image Editor, доступ к которой можно получить выбором из меню Инструменты команды Image Editor.
Рисунок 5 - Диалоговое окно «Открыть Проект»
Ё OTKAZ.dpr EES
'*1 ffl-Q Uses OTKAZ 1 • 4 -
program OTKAZ;
uses Forms.,
otkaz_ in 1 otkaz_.pas 1 {Forsil} ;
{SR * .res}
begin
Application.Initialize;
Application.CreateForm(TForml, Forral);
Application.Run;
v
ішвіві Jl
1:1 І |Всгавка \Код/
Рисунок б - Окно с главным модулем программы OTKAZ
Исполняемая часть главного модуля находится между инструкциями begin и end. Инструкции исполняемой части обеспечивают инициализацию приложения и вывод на экран стартового окна.
Исполняемый блок программы. В простом случае — последовательный вызов методов (подпрограмм) объекта Application (=приложение, программа), который в целом определяет свойства и методы программы-приложения для Windows.
Все три метода вызываются как обязательные при запуске Delphi-программ:
- Application.Initialize выполняет подпрограммы раздела инициализации модулей приложения в случае их наличия как таковых. После этого начинает работать основная программа;
- Application.CreateForm создает окно формы, регистрирует входящие в него компоненты;
- Application.Run подключает автоматический цикл обработки сообщений Windows к приложению.
Помимо главного модуля, каждая программа включает в себя еще как минимум один модуль формы, который содержит описание стартовой формы приложения и поддерживающих ее работу процедур. В Delphi каждой форме соответствует свой модуль.
Компиляция преобразует исходную программу в исполняемую, процесс этот состоит из двух этапов: на первом этапе проверяется программа на отсутствие ошибок, а на втором генерируется исполняемая программа .ехе файл. Для выполнения компиляции разработанного приложения необходимо в строке меню выбрать Проект - Компилировать 0ТКЛ2 (рисунок 7). Результат компиляции отражается в диалоговом окне (рисунок 8).
7Г> Delphi 7 OTKAZ
Файл Правка Поиск Вид
¥3 $ т 0 Я ре £
► -
Объект Tree View S
^ ш ♦ ♦
Проект Запуск Компонент Базы Данные
Добавить в Проект... 5Ы1^+Р11 Удалить из Проекта...
^ ИмпортБиблиотекиТипов...
Добавить в Хранилище...
11 Показать Исходник Языки
£5 Добавить Новый Проект...
^ Добавить существующий Проект..
Компилировать OTKAZ
Ctrl+F9
О1 Компоновать ОТКЖ 10101
Рисунок 7 - Диалоговое окно Бе1рЫ 7 - 0ТКЛ2. Проект - Компилировать 0ТКЛ2
Рисунок 8 - Диалоговое окно «Компиляция»
Запуск программы 0ТКЛ2 можно выполнить непосредственно из Бе1рЫ 7, для этого нужно из меню выбрать Запуск или щелкнуть на кнопку панели инструментов (рисунок 9).
program OTKAZ;
Рисунок 9 - Диалоговое окно «Delphi 7 - OTKAZ». Запуск (F9)
После запуска программы 0ТКЛ2 появится диалоговое окно форма, поля которой необходимо заполнить числовыми значения. На рисунке 10 представлен расчет интенсивности отказов.
1' Расчет интенсивности отказов электрического соединителя НЕЕ
Значение коэффициентов влияния объекта установки и интенсивности отказов контактной пары, 1СГ-6 1 /ч 10,03354
Значение интенсивности отказов с учетом числа выполненных сочленений • расчленений соединителя, 1 (Г-6 1 /ч 10,0074
Число задействованых пар соединителя, шт |10
! Вычислить ; |
Интенсивность отказов составит 0,1075
10Л-6 1/ч
Рисунок 10 - Диалоговое окно Delphi 7 «Расчет интенсивности отказов электрического
соединения»
Текст модуля программы вычисления интенсивности отказов электрического соединения линий передачи представлен ниже.
unit otkaz_;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls; type
TForm1 = class(TForm)
Edit1: TEdit; //расстояние
Edit2: TEdit; // цена литра бензина
Edit3: TEdit; // True - поездка туда и обратно
Button1: TButton; //кнопка Вычислить
Label4: TLabel; //поле вывода результата расчета
Label1: TLabel;
Label2: TLabel;
Label3: TLabel;
procedure EditKeyPress(Sender: TObject; var Key: Char); procedure Button1Click(Sender: TObject); private
{ Private declarations } public
{ Public declarations } end; var
Form1: TForm1; implementation {$R *.dfm}
{Процедура EditKeyPress обрабатывает нажатие клавиш в поле Расстояние, Цена и Потребление.
Сначала надо обычным образом создать процедуру обработки события OnKeyPress для поля Edit1, затем назначить эту процедуру событию OnKeyPres полей Edit2 и Edit3. Кроме того, свойству Tag компонентов Edit1, Edit2 и Edit3 надо присвоить соответственно значения 1, 2 и 3. Свойство Tag используется в процедуре EditKeyPress для идентификации компонента. }
procedure TForm1.EditKeyPress(Sender: TObject; var Key: Char); var
Edit: TEdit; begin
Edit: = Sender as TEdit;
// в поле Edit можно ввести только дробное число
case Key of
'0'.. '9':; //цифры
#8:; // клавиша <Backspace>
’.’,’,’: begin
Key := DecimalSeparator; if Pos(DecimalSeparator,Edit.Text) <> 0 then Key := #0; end;
#13: // клавиша <Enter> case Edit. Tag of
1: // клавиша нажата в поле Edit1 Edit2.SetFocus; // фокус в поле Edit2 2: // клавиша нажата в поле Edit1 Edit3.SetFocus; // фокус в поле Edit3 3: // клавиша нажата в поле edit3 Buttonl.SetFocus; //фокус на кнопку Buttonl end; end; end;
// щелчок на кнопке Вычислить
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
rast : real; // расстояние cena : real; // цена
potr : real; // потребление на 100 км summ : real; // сумма mes: string; begin
// здесь возможно исключение типа EConvertError // в случае, если пользователь отставит // одно из полей ввода незаполненным try
rast: = StrToFloat(Edit1. Text); cena : = StrToFloat(Edit2. Text); potr := StrToFloat(Edit3.Text); except
on EConvertError do begin
ShowMessage(’Данные надо ввести во все поля!');
// попытаемся найти пустое поле
if Length(Editl.Text) = 0
then Editl.SetFocus
else if Length(Edit2.Text) = 0
then Edit2.SetFocus
else Edit3.SetFocus;
exit;
end;
end;
summ := (rast + (potr * cena)); mes := ’Интенсивность отказов’;
mes := mes + ’ составит ’ + FloatToStrF(summ,ffGeneral,4,2)
+ ’ 10Л-б 1/ч’;
Label4. Caption : = mes;
end;
end.
Разработанная в среде Delphi Т программа вычисления интенсивности отказов электрического соединения линий передачи может использоваться при проектировании радиоэлектронных средств, автоматизируя вычислительный процесс.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Культин, Н. Б. Основы программирования в Бе1рЫ 7. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. -
608 с.
2. Федотова, С. В. Создание Windows-приложений в среде Бе1рЫ. - М.: СОЛОН-Пресс, 2004. - 224 с.
3. Пивоваров, В., Сафонов, Л., Хохлов, И. Анализ мировых тенденций развития и проблем
производства электрических соединителей. Режим доступа: http://www.kit-
е .т/аііі с^/соттШ;/2007_2_94^р
4. Электрические соединения в радиоэлектронной аппаратуре. Режим доступа: http://e1ectro.far.ru/
