|
Crow indian
Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 40
Сообщений: 29,975
Поблагодарил: 398 раз(а)
Поблагодарили 5986 раз(а)
Репутация: 126089
|
Тема: Мехатронная система обеспечения заданной скорости электровоза на различных участках пути
Мехатронная система обеспечения заданной скорости электровоза на различных участках пути
Курсовая работа
Скачать
Цитата:
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Обзор существующих систем управления электровозом
1.1 Блок автоматического управления
1.2 Микропроцессорная система управления и диагностики (МСУД) электровозом ЭП1
2 Объект модернизации
2.1 Преобразователь выпрямительно-инверторный ВИП-5600
2.2 Выпрямительная установка возбуждения ВУВ-118
2.3 Шунтирующие устройства ШУ-001, ШУ-003
2.4 Описание микропроцессорной системы управления и диагностики электровоза (МСУД)
2.5 Ячейки шкафа МСУД
2.6 БлокБИ1.2(БИ1.4)
2.7 Программное обеспечение
2.8 Использование аппаратуры по назначению, техническое обслуживание и текущий ремонт
3 Выбор микроконтроллера
3.1 Общая характеристика
3.2 Четырехступенчатый конвейер команд
3.3 Конфигурирование внешней шины
3.4 Система прерываний
3.5 Генерация системного такта
3.6 Периферия микроконтроллера 80С166
3.7 Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Мехатронная система – это неразделимая совокупность механических, электромеханических и электронных узлов, в которых осуществляется преобразование и обмен энергии, информации. В современных мехатронных системах преобразование движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел осуществляется системой тел (деталей), называемых механизмов. Механизмы входят в состав машин – технических систем и предназначены для осуществления механических движений по преобразованию потоков энергии, силовых взаимодействий, необходимых для выполнения различных рабочих процессов. Часто силовой основой МС является электропривод постоянного и переменного тока, формирующих управляемую электромеханическую систему широкого назначения. Для ЭМС управления характерна тесная взаимосвязь электромеханической части с энергетическим каналом питания и каналом управления, что обуславливает ожидаемые характеристики проектируемого устройства часто в равной степени всеми функциональными звеньями. Управляемые комплексы с электрическим приводом (система, состоящая из двигателя и связанных с ним устройств, приведения в движение одного или нескольких исполнительных механизмов, входящих в состав МС) получили название электромеханических систем (ЭМС).
Создание нового образца МС обычно сопровождается использованием в разнообразных вариантах гибких технологических решений. Разновидностью этого принципа является модульный подход. Модули могут легко соединяться, образуя сложные технические системы, разъединяться, заменяться с целью формирования ТС с другими компонентами и техническими характеристиками при необходимости модернизации и ремонта. В общем случае модуль характеризуется конструктивной и технологической завершенностью, обладает строго фиксированными параметрами (функциональными характеристиками, геометрическими размерами).
1 Обзор существующих систем управления электровозом
Под прямым цифровым управлением понимается не только непосредственное управление от микроконтроллера каждым ключом силового преобразователя (инвертора и управляемого выпрямителя), но и обеспечение возможности прямого ввода в микроконтроллер сигналов различных обратных связей (независимо от типа сигнала: дискретный, аналоговый или импульсный) с последующей программно-аппаратной обработкой внутри микроконтроллера.
Таким образом, система прямого цифрового управления ориентирована на отказ от значительного числа дополнительных интерфейсных плат и создание одноплатных контроллеров управления приводами, в том числе тяговыми электродвигателями.
Из этого становится ясно, что все существующие системы управления тяговом подвижном составе морально устарели и не обеспечивают современных требований. Необходимо переходить на специализированные одноплатные микроконтроллеры, содержащие в себе все функции обработки сигналов и выдачи управляющих воздействий.
В настоящее время во всем мире происходит обновление и модернизация подвижного состава с использованием цифровых технологий. «Цифра» на сегодняшний день является более экономичным, надежным и перспективным решением нежели обработка, и преобразование аналогового сигнала.
Разработана микропроцессорная аппаратура, предназначенная для управления электроприводом с коллекторным тяговым двигателем, которая успешно применяется в электровозах ЭП1. Она хорошо себя зарекомендовала. По данным Хабаровского и Красноярского локомотивных депо, куда поступили первые электровозы ЭП1, за первые полгода эксплуатации не было ни единой остановки в пути следования по вине микропроцессорной аппаратуры. По данным того же Красноярского локомотивного депо режим рекуперации на ЭП1 дает до 30% экономии электроэнергии. Эффект применения новых технологий виден уже через полгода эксплуатации:
Аппаратура не требует подстроек – снижение простоев и эксплуатационных расходов;
Устойчивая рекуперация во всех режимах – экономия электроэнергии
и сокращение износа тормозных колодок.
Возможность диагностирования оборудования – быстрый поиск
неисправностей. Недостатками системы являлись:
Громоздкость. Вид такой системы представлен на рисунке 1.1.
Высокая стоимость. В производстве такой системы использовались
платы фирмы Octagon Systems
Сложность ремонта из-за большого количества плат.
1.1 Блок автоматического управления
Блок автоматического управления выпрямительно-инверторными преобразователями электровозов переменного тока (БАУВИП) предназначен для управления тяговым электроприводом электровозов как в «ручном», так и в автоматическом режимах. Внешний вид блока автоматического управления представлен на рисунке 1.1
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведя анализ существующих микропроцессорных устройств управления становится ясно, что они не соответствуют современным требованиям и морально устарели. На сегодняшний день существуют технологии применение которых способно снизить затраты на производство, эксплуатацию и ремонт устройств управления. Одной из них является современный микроконтроллер, включающий в себя все необходимые для выполнения той или иной задачи периферийные модули.
В данной курсовой работе было решено использовать микроконтроллеры фирмы Siemens Semiconductors. Из этого семейства был выбран микроконтроллер 80C166. Эффективное программирование МК 80С166 достигается благодаря мощной системе команд, поддерживающей вычисления над 8-, 16- и 32-разрядными операндами, операции умножения и деления (MUL, DIV), контроль границ стека, управление периферией через регистры специальных функций Special Function Register (SFR). Следует также отметить высокую пропускную способность, мощную систему адресации и поддержку программирования на языке высокого уровня. При тактовой частоте процессора 16, 20 и 25 МГц цикл выполнения команды составляет 125,100 и 80нс соответственно, встроенная память, промышленные температурные диапазоны и др. Кроме того он содержит необходимые для устройств управления встроенные периферийные модули: 10-разрядный АЦП и таймеры.
В результате была усовершенствованна микропроцессорная система управления и диагностики МСУД.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Стрельцова В.А. Электровоз ЭП1. Руководство по эксплуатации: Техническое описание. – Ростов-на-Дону: ВЭлНИИ – К7, 1997г.
2. Ноженко Н.Я. Аппаратура МСУД. Руководство по эксплуатации: Альбом иллюстраций. – Ростов-на-Дону: ПКП «ИРИС», 2005г.
3. Кулинич Ю.М. Электронное оборудование электровозов переменного тока с плавным регулированием напряжения: Учебное пособие.– Хабаровск: ДВГУПС, 1998. – 96 с.
|
|
03.04.2011, 08:32
Похожие темы
Почта
