автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка оборудования производства электронной техники с функциями контроля безопасности рабочей зоны

ГЛАВА I. АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ (СОБ) ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ (ИЗТ), ПОСТАНОВКА ПЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. о

1.1. Производство 'изделий электронной техники и фактор опасности для обслуживающего персонала . 8

1.2. Уточнение критериев проектирования и выбора оборудования с факторами опасности .15

1.3. Введение новых функции системы автоматического управления (САУ) для современного технологического оборудования . со. „.,.,». „. с . л^ выводы л, главе х* Цело и задачи исследования .,. 23

ГЛАВА 2. о,ТАПЫ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗТ . 24

2.1. Выбор метода определения степени опасности процесса производства ИЗТ .24

2.2. Разработка Функциональной схемы и состав СОБ. 55

2.3. Анализ способов обеспечения безопасности технологического процесса- изготовления ИЗТ . 43

2.4. Разработка алгоритма работы оборудования производства ИЗТ с введёнными в САУ специальными функциями обеспечения безопасности . „,. лй

2.5. Разработка комплексной принципиальной схемы (КПС) современного технологического оборудования с СОБ. Выводы к главе . 54

Современное производство изделий электронной техники (МЫ) характеризуется большим разнообразием применяемых техпроцессов и материалов; многие из которых представляют серьёзную опасность для здоровья обслуживающего персонала и пагубно влияют на экологическую обстановку.

Например, при эксплуатации установки для вакуумно-терми-ческой обработки (ВТО) ртутных ламп, которая рассматривается в данном работе в .-качестве характерного примера оборудования производства ЙЗТ и подробно анализируется, в атмосферу производственного помещения могут прорваться пары ртути, которые поражают нервную систему, нелудочно-кишечный тракт, почки, печень, вызывает лейкоцитоз.

Принимаемые меры при эксплуатав,ии оборудования в отношении безопасности сводятся, в основном, к элементарным блокировкам, простейшим замерам, аварийным сигналам тревоги. Т.е., все эти меры елукат для ликвидации последствий аварий, катастроф.

Однако, уровень развития современной техники требует пни-j i о v 1 иэлеме безопасности оборудования, машин - нооб J5 пшчкпы возникновения ■.-акторов опасности и на ранних стадиях развития аварийных ситуаиий предотвратить их.

Таким образом, при проектировании оборудования, представляющего опасность для здоровья обслуживающего персонала и окружающей экологической обстановки, необходимо наряду с известными критериями производительности, надёжности, экономичности принимать во внимание новый критерий - критерий безопасности, который является не только технико-экономическим показателем, но и имеет социальный аспект. Естественно, что этот показатель

- б будет одним кз немногих критериев, на который ориентируется покупатель при приобретении конкретного варианта оборудования из множества предложенных.

Суть учёта критерия безопасности при проектировании оборудования - разработка системы обеспечения безопасности' (С(Б) за счёт введения в ОАУ дополнительных функций обеспечения безопасности (ФСБ). Такая система должна стать частью проектируемого оборудования» Без наличия этой системы оборудование будет морально устаревшимt т.е., не будет удовлетворять современным требованиям, предъявляемым к технологическому оборудованию, мроыыылелной установке, машине,,

Цеушо данной работы является создание методики разработки оборудования •• к . г,с изделии электронной техники о введёнными в GAJ criw : 2,iz>. л. > уныкя. н обеспечения безопасности рабочей зоны.

В работе решаются следующие задачи:

1) обоснование необходимости разработки ССБ и введения номенклатурных функций САЙ в ус'оы. ix I т ^ „« > , 1 о. г'л о лу ~ ыиваюцеп; персонала и экологической обстановки;

2) анализ влияния конструктивно-технологических параметров основных элементов GGB на об чувствительность, точность» экономичность;

5) выбор элективных вариантов элементов системы обеспечения безопасности и её региональной компоновки.

Научная новизна:

- для оборудования, эксплуатация которого представляет опасность для обслуживающего персонала и окружающей экологической обстановки, впервые предложено и обосновано применение нового критерия проектирования и выбора оборудования -критерия безопасности;

- доказана необходимость разработки и введения в оборудование впервые предложенной специальной системы оборудования -системы обеспечения безопасности;

- предложена методика реализации и конструктивного исполнения системы обеспечения безопасности и её функции -функции обеспечения безопасности;

- установлено, что для обнаружения и устранения аварийных ситуаций на ранних стадиях их развития для системы обеспечения безопасности установки ВТО ртутных ламп следует использовать специальный пьезорезонансный датчик определения концентрации вредных веществ в газовой фазе, в частности, паров ртути? работающий на третьей рабочей гармонике вместо первой, что повышает его чувствительность в 2,5 раза при сохранении приемлемой толщины резонатора;

- использование шлифованной поверхности резонатора с /?д 0,8 вместо полированной с у типовых датчиков дополнительно повышает чувствительность на 50%;

- при включении побудителя расхода блока пробоотбора системы обеспечения безопасности установки ВТО ртутных ламп за

16 - 20 секунд до начала измерений точность определения концентрации ртути возрастает на 40%,

1- 1 ВЫВОДЫ

1. При производстве ЙОГ многие применяемые технологические процессы и материалы представляют серьёзную опасноств для здоровья обслуживающего персонала и пагубно влияют на окружающую экологическую обстановку. Однако, в существующем и проектируемом оборудовании производства ИЭТ вопросам безопасности труда не уделено достаточного внимания.

2. При разработке оборудования производства ИЭТ за основной критерий выбора технических решений наряду с производительностью, надёжностью и экономичностью следует применять критерий безопасности, который влияет не только на технико-экономические показатели, но имеет и социальный аспект. Аппаратная поддержка обеспечения безопасности реализуется за счёт обязательного введения в оборудование СШ, программная поддержка С ОБ обеспечивается за счёт введения в САУ специальных Функций обеспечения безопасности о

3. Функвия обеспечения безопасности должна представлять собой упорядоченную последовательность 1 л - т , пвбого оборудования с факторами опасности! " ~л) по фа,"1 а опасности в начальной стадии его развития; б) определение с заданной точностью конкретной точки технологического оборудования, где реалвно возник фактор опасности; в) определение в выявленной точке степени опасности и динамики процесса изменения параметров опасности; г) экстраполирование значений параметров опасности на ближайший временной интервал; д) выдача информации оператору и выработка управляющих сигналов для отдельных элементов и узлов оборудования на проведение экстренных мер по предотвращению аварий или ликвидации их последствий, если аварии всё же произошли.

4. Эффективность работы СОБ определяется возможностью обнаружения и устранения аварийных ситуаций на ранних стадиях их развития. Для С® установки ВТО ртутных ламп и другого технологического оборудования, работа которого связала с выделением вредных веществ в газовом цазе, следует использовать разработанный пьезорезипапсмый датчик определения концентрации: вред™ ллл веществ, в лоолномтц, паров, ртути.

5. ^атчик следует настраивать па третью рабочую гармонику вместо первой, , чувствительность в л,5 раза при сохранении 1.:ри^ ie резонатора.

6. Использование резонатора со шлифованной поверхностью с Ra 0,8 вместо полированно;: о Да 0,4 у типовых датчиков дополнительно повышает чувствительность на 5С;б.

7. побудитель расхода блока пробоотбора следует включать на 16 - 20 секунд раньше запланированного проведения измерения концентрации вредных веществ, что повышает точность измерений на 40Д.

G. Наиболее приемлемой конструкцией датчика-резонатора СОБ установки ВТО ртутных ламп является бескорпусной вариант, повышающий точноств и экономичность за счёт применения специальной цельной камеры из фторопласта с минимальным внутренним объёмом. Побудитель расхода должен быть расположен после измерительной камеры.

1. Абрамова Г.Н. Аэродинамика местных сопротивлений. -М.: Гостехиздат, 1957. - 345 с.

2. Абрамова Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Гостехиздат, 1953. - 211 с.

3. Абрамова Г.Н. Расчёт местных сопротивлений. М.: Гостехиздат, 1954. - 316 с.

4. Александрова А.Т., Бродский С.И. Технологическое оборудование электровакуумного производства. М.: Госэнергоизда1: 1962. - 306 с.

5. Алимарин И.П. Современные проблемы анализа высокочистых веществ // Химия и индустрия (Болгария). 1966. - Т. 38, №9. - 125 с.

6. Андреенко С.Н., Ворошилов М.С., Петров Б.А. Проектирование приводов манипуляторов. Л.: Машиностроение, 1975. -405 с.

7. Антошин Е.В. Газотермическое нанесение покрытий. М. Машиностроение, 1974. - 86 с.

8. Арутюнов К.Б., Воронов В.А. Приборы для контроля и ре* гулирования производственных процессов. М.: Машиностроение, 1979. - 316 с.

9. Балицкий А.В. Технология изготовления вакуумной аппаратуры. М.: Энергия, 1966. - 246 с.

10. Бачинский А.Б. Введение в кинетическую теорию газов. -М.: Машиностроение, 1973. 263 о.

11. Бермант А.Ф., Араманович И.Г. Краткий курс математиче< кого анализа для втузов. М.: Наука, 1971. - 736 с.

12. Блох Э. Кинетическая теория газов: Пер. с франц. -М.: Наука, 1981. 189 с.

13. Бранауэр С. Адсорбция газов и паров, М.: Издательство иностранной литературы, 1948. - 784 с.

14. Бусев А.И., Бырыхо В.М. Современные проблемы и методы анализа высокочистых веществ. М.: Знание, 1972. - 170 с.

15. Бусев А.И. О некоторых методах аналитической химии, -М.: Знание, 1985. 158 с.

16. Варламов И.Б., Штехмейстер П.Х. Сборочные операции в электровакуумном производстве. М.: Высшая школа, 1975. -411 с.

17. Волкова Н.В. Технология электровакуумных материалов.-М.: Энергия, 1972. 305 с.

18. Волчкевич Л.И., Кузнецов М.М., Замчалов Ю.П. Автоматизация производственных процессов. М.: Высшая школа, 1978.431 с.

19. Волчкевич Л.И., Кузнецов М.М., Усов Б.А. Автоматы и автоматические линии. М.: Высшая школа, 1976. - Ч. I. - 230с. Ч. П. - 336 с.

20. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей /' Под ред. Н.В.Лазарева и И.Д.Га-даскиной. Л.: Химия, 1977. - 608 с.

21. Герцфелвер К. Кинетическая теория материи: Пер. с нем. М.: Мир, 1981. 311 с.

22. Гинзбург Л.Б., Глуханов И.П. Механизмы с магнитной связью. Л.: Машиностроение, 1973. - 371 с.

23. Гинсбург Е.Г. Волновые зубчатые передачи. Л.: Машиностроение, 1961. - 316 с.

24. Гокун Б.В, Теоретические основы конструирования машин. М.: Машгиз, 1957. - 411 с.

25. Гокун Б.В. Технологические основы конструирования в машиностроении. М.: Машгиз, 1957. - 352 с.

26. Григорьев М.С., Михайлов Е.З. Физические величины: Справочник. М.: Энергия, 1991. - 416 с.

27. Гурфинкель Н. Газовое дело: Пер. с нем. М.: Энергия, 1965. - 179 с.

28. Данилин Б.С. Конструирование вакуумных систем. -М.: Госэнергоиздат, 1959. 308 с.

29. Данилин Б.С., Минайчев Е.В. Основы конструирования вакуумных систем. М.: Энергия, 1971. - 392 с.

30. Дегтерев Н.В., Баркалов Б.В., Архипов Г.В. Кондиционирование воздуха. М.: Госстройиздат, 1953. - 318 с.

31. Дубинин М.Н. Физико-химические основы сорбционной техники. М.: Высшая школа, 1975. - 291 с.

32. Зевакин Е.А. Влияние компоновки блока пробоотбора н; технико-экономические показатели оборудования для газоанализа пьезорезонансным методом // Контроль. Диагностика. 2000, №4. - С. 43 - 44.

33. Зевакин Е.А. Оборудование для определения концентрации вредных веществ в газовой фазе пъезорезонансным методом // Контроль. Диагностика. 1998. - С. 14 - 17.

34. Зевакин Е.А. Требования к измерительной камере оборудования для газоанализа пъезорезонансным методом // Контроль. Диагностика. 1998. - № 6. - С. 22-25.

35. Иванов Есипов П.П. Технология микросхем. - М.: Высшая школа, 1972. - 280 с.

36. Йориш Н.В., Кацман Н.В. Основы технологии производства электровакуумных приборов. Л.: Энергия, 1971. - 216 с.

37. Кандыба II.Е., Поздняков П.Г. Пьезоэлектрические резонаторы: Справочник. М.: Радио и связв, 1992. - 416 с.

38. Коренман Н.М. Аналитическая химия малых концентраций.-М.: Химия, 1986. 211 с.

39. Красильников П.П. О зависимости между некоторыми геометрическими параметрами профиля и его аэродинамическими характеристиками // Труды ЦАГИ. 1954. - № 10. - 215 с.

40. Краснопёров Е.В. Экспериментальная аэродинамика. -М.: Энергия, 1971. 215 с.

41. Кречмер Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс: Пер. с нем. М.: Машиностроение, 1966. - 296 с.

42. Куркин В.И. Устройство и наладка оборудования электровакуумного производства» М.: Высшая школа, 1978. - 368 с.

43. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов. М.: Высшая школа, 1976. - 280 с.

44. Лащинский А.А., Точинский А.Р. Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры, М.: Машгиз, 1963. -198 с.

45. Максимов Г.А. Расчёт воздуховодов. M.i Госстрой-издат, 1952. ~ 205 с.

46. Мак-Бен Дж. Сорбция газов и паров твёрдыми телами. -М.: Мир, 1980. 280 с.

47. Малов В,В. Пьезоэлектрические датчики. М.: Энер-гоатомиздат, 1989. - 511 с.

48. Моряков О.С. Производство корпусов полупроводниковых приборов. М.: Высшая школа, 1978. - 184 с.

49. Мюллер Г., Гнаук Г. Газы высокой чистоты: Пер» с нем. М.: Мир, 1990. 250 с.

50. Николаев И.М. Оборудование и технология производства полупроводниковых приборов. М.: Высшая школа, IS97. - 269с.

51. Орлов П.И. Основы конструирования. М.: Машиностроение, 1980. - Т. I. - 544 с.

52. Пипко А.И., Плисковский В.Я., Пенчко Е.А. Конструирование и расчёт вакуумных систем. М.: Энергия, 1975. - 295 с.

53. Планский А.Ф., Теаро В.И. Пвезоэлектроника. М.: Знание, 1979. - 211 с.

54. Поликовский В.В. Вентиляторы, воздуходувки и компрессоры. М.: Судостроение, 1969. - 380 с.

55. Попов В.Ф. Нераспыляемые газопоглотители. Л.: Энергия, 1975. - 125 с.

56. Производство полупроводниковых приборов / В.В.Гарше-нин, А.Й.Курносов,В.А.Врук и др.- М.:Высшая школа,1973. 264с.

57. Раскатов В.М. Краткий справочник по машиностроительным материалам. М.: Машгиз, 1963. - 440 с.

58. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. М.: Высшая школа, 1982. - 207 с.

59. Рот А. Вакуумные уплотнения. М.: Энергия, 1971. -464 с.

60. Сажин Н.П. Вещества высокой чистоты в вакууме и технике. М.: Знание, 1969. 314 с.

61. Саткевич Л.А. Теоретические основы гидроаэродинамики.' М.: Машиностроение, 1968. 430 с.

62. Смагин А.Г. Прецизионные кварцевые резонаторы. -М.: Стандарты, 1964. 291 с.

63. Смагин А.Г., Ярославский М.И. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. М.: Энергия, 1970. - 319 с.

64. Технохимические работы в электровакуумном производстве / Е.И.Шехмейстер, В.Н.Васеерман, Л.С.Майзель и др. М.: Высшая школа, 1972. - 304 с.

65. Тимирязев А.А. Молекулярно-кинетическая теория диффузии. М.: Энергия, 1973. - 365 с.

66. Тимплес 0. Гидро- и аэродинамика. М.: Мир, 1978.341 с.

67. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983. - 538 с.

68. Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики. М.: Физматгиз, 1961. - Т. 2. - 213 с.

69. Черепнин Б.В. Вакуумные свойства материалов для электронных приборов. М.: Советское радио, 1979. - 411 с.

70. Черепнин Н.В. Основы очистки, обезгаживания и откачки в вакуумной технике. М.: Советское радио, 1967. -408 с.

71. Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов. М.: Машиностроение, 1973. - 639 с.

72. Ширман П.Н. Курс аэродинамики, Ы.: Высшая школа, 1980. - 370 с.

73. Шубников А.В. Пьезоэлектрические текстуры. М.: Издательство АН СССР, 1946. - 189 с.- 169 ~

74. Эберхардт К. Введение в теоретическую аэродинамику: Пер. с нем. М.: Мир, 1969. - 409 с.

75. Энциклопедия по безопасности и гигиене труда. М.: Профиздат, 1986. - 535 с.

76. Юрьев Б.Ф. Аэродинамические исследования. М.: Энергия, 1980. - 225 с.

77. Юрьев Б.Ф. Экспериментальная аэродинамика. М.: Энергия, 1979. - 251 с.остр.