ВВЕДЕНИЕ 6
1 Система автоматического управления судном 9
1.1 Описание системы автоматическим управлением судном 9
1.2 Подруливающие устройства 14
1.3 Асинхронный электродвигатель 18
1.4 Принцип работы преобразователя частоты 21
2 Составляющие электропривода подруливающего устройства 29
2.1 Схема управления подруливающими устройствами 29
2.2 Описание принципа работы асинхронного электродвигателя ДВА-700-
4ОМ4 32
2.3 Устройство и принцип работы преобразователя частоты АТ24
«Мультидрайв» 41
3 Разработка Блока управления электроприводом подруливающего
устройства 54
3.1 Силовая схема преобразователя частоты 54
3.2 Алгоритм работы с пультом управления 55
3.3 Реализация алгоритмов управления и программирования
преобразователем частоты АТ24 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
Список использованных источников 74
ПРИЛОЖЕНИЕ А 77
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 78
ПРИЛОЖЕНИЕ В 79
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 80
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 81
Приложение Е 83
На сегодняшний день управление множеством устройств вокруг нас автоматизировано. Развитие современных технологий подразумевает под собой частичную или полную автоматизацию систем управления. Все вокруг нас - начиная с бытовой техники и заканчивая системой управления судном, управляется с помощью заданного алгоритма управления.
Перед будущим поколением инженеров стоит множество сложных и актуальных задач. В частности такие задачи как: конструирование современных программируемых устройств управления, а также создания и актуализация современных блоков управления.
Российское судостроение на данный момент является одним из самых динамично развивающихся и передовых отраслей промышленности. Современное судно представляет собой целостный организм, связанный воедино бортовым компьютером, управляемым, программируемым и контролируемым экипажем судна. Морфлот Российской Федерации имеет в своем распоряжении самые передовые суда. Многие эти суда имеют достаточно сложное устройство и оснащены самыми современными приводами управления, в основе которых лежат технологичные и современные подруливающие устройства, на базе асинхронных электродвигателей.
Под управлением, как правило, принято считать процесс изменения одним объектом состояния другого объекта с помощью целенаправленных управляющих воздействий или команд. Командная система и объект управления взаимодействуют друг с другом, образуя систему управления.
Задача автоматизации систем управления состоит в том, чтобы частично или полностью освободить человека от непосредственного участия в процессе управления судном. Система выполняющая свои функции автоматически, без участия человека, называются системы автоматического управления (САУ).
Введение в эксплуатацию блока управления привода подруливающего устройства подводного аппарата, значительно упростит взаимодействие необитаемого подводного аппарата и человека. Разработка современного блока управления даст в развитии толчок не только обслуживающему персоналу, но и отечественной IT-сфере, сформирует вокруг себя компетентных специалистов-инженеров. Также это откроет возможность для российских конструкторов принимать участие в создании самых современных подводных аппаратов.
Под понятием автоматического управления судном скрывается множество возможностей не только для военной промышленности, но и для научной деятельности, С помощью современных необитаемых аппаратов появляется удивительно широкий спектр открытий в сферах: экологии, океанологии, физики моря.
При создании работы было изучено и использовано большое количество технической документации устройств, изучены принципы управления программируемого электропривода. В качестве составных устройств привода приняты современные разработки отечественных концернов.
Целью данного исследования является: анализ систем
автоматического управления судном, анализ и выбор соответствующего электродвигателя и преобразователя частоты, разработка блока управления преобразователя частоты электропривода, а также разработка алгоритма управления преобразователем частоты. Объектом данного исследования является система автоматического управления судном и подруливающее устройство подводного аппарата. Предметами исследования являются: трехфазный асинхронный электродвигатель, преобразователь частоты, микроконтроллер управления электроприводом.
Данное исследование особенно актуально в наши дни. По причине все большего уклона при разработки систем управления в сторону автоматизации. Разработка блока управления современным автоматическим &
оборудованием является одной из приоритетных задач. Успешная разработка не только поспособствует более эффективному управлению устройствами, но и позволит более эффективно справляться с задачей управления сложным оборудованием, например необитаемым подводным аппаратом. Открываются широкие возможности в исследовании океанического дна, изучения экологических проблем океана, а также в формировании рельефных карт дна.
На сегодняшний день актуальность решения задачи блока управления является одной из самых приоритетных. Для разработки блока управления электроприводом необходимо иметь в своем распоряжении самое современное оборудование. За основу можно брать отечественное оборудование технические характеристики и возможности которых не уступают иностранным аналогам, при этом имеют менее высокую стоимость. Актуализация блока управления откроет возможности для управления необитаемым подводным аппаратом, наиболее глубоко раскроет потенциал управляемых устройств, а также расширит навыки разработчиков, что позволит с помощью данных аппаратов более активно исследовать океаническое дно, совершив большое количество открытий в различных областях.
В ходе данной работы были исследованы и изучены характеристики и принцип работы таких устройств как: асинхронный трехфазный
электродвигатель ДВА-700-4ОМ4, а также преобразователь частоты AT24 серии «Мультидрайв».
В главе 1 проведено исследования принципа работ система автоматического управления, представлены всевозможные вариации исполнения. Исследован принцип работы подруливающего устройства, приведена классификация всевозможных вариаций исполнения и возможных видов осуществления работ. Приведен принцип работы асинхронного электродвигателя. Представлены все возможные принципы управления двигателем, а также рассмотрен состав двигателя. Исследована модель работы преобразователя частоты рассмотрены всевозможные функции устройства.
В главе 2 проведен анализ выбор необходимых составных устройств электропривода. Приведены характеристики устройств. Исследован принцип
асинхронного электродвигателя ДВА-700-4ОМ4 преобразователя частоты AT24 серии «Мультидрайв». Помимо этого была представлена схема управления электроприводом подруливающего устройства на основе использования данных устройств.
В главе 3 была представлена и проанализирована разработанная силовая схема устройства преобразователя частоты. Исследованы и разработан алгоритм задания команд пульту управления устройства электропривода. Разработан блок управления. Представлен алгоритм управления преобразователем частоты.
В процессе выполнения работы решены такие задачи как:
- Исследование систем автоматического управления судном
- Анализ характеристик и выбор составных устройств:
электродвигателя и преобразователя частоты
- Исследование и анализ возможности совокупной работы устройств
- Разработка силовой схемы устройства
- Разработка блока управления
- Разработка алгоритма управления преобразователем частоты
