Санкт-Петербургский государственный
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
отчет
по лабораторной работе №2
"Электрошкаф управления автоматизированной мобильной установкой измерения коэффициента сцепления ИКС-1"
по дисциплине «ИУКАО»
| Студент гр. 2492 | ||
| Преподаватель | Друян Е.В. |
Санкт-Петербург
2017
Цель работы - освоить конструктивные особенности и назначение электрошкафа управления ЭШУ.
Программа работы
· Изучить конструкцию ЭШУ;
· Найти все перечисленные узлы ЭШУ на установке ИКС-1;
· Изучить электрическую схему ЭШУ;
· Изучить меры безопасности при работе с ЭШУ;
· Изучить схему прокладки силовых кабелей от ЭШУ к узлам БЭТ;
· Изучить и опробовать методику включения и выключения ЭШУ.
Основные сведения
Конструкция ЭШУ
ЭШУ (рис. 1) располагается в задней части БЭТ и предназначен для размещения электрических плат системы управления ИКС-1, аккумуляторной батареи с зарядным устройством и GPS-приёмника. ЭШУ связан с ПУИ, находящимся при выполнении измерений в автомобиле-буксировщике, проводной связью.
Трехфазный ток статора тормозного генератора выпрямляется с помощью трехфазного выпрямительного моста. В цепь постоянного тока включен силовой ключ, выполненный на IGBT транзисторе, который управляется сигналом, поступающем с платы драйвера IGBT. Плата драйвера IGBT соединена с платой управления. На боковой поверхности ЭШУ расположены влагозащищенные соединительные разъемы, при помощи которых осуществляется соединение со статорной обмоткой тормозного генератора, тензодатчиком, датчиками угловых скоростей ДС и ТГ, ПУИ.
| 3 |
| 2 |
| 1 |
Рис.1. Электрошкаф управления (ЭШУ): 1 – кнопка включения ЭШУ; 2 – кнопка выключения ЭШУ; 3 – GPS-приемник.
На этой же стенке ЭШУ установлены кнопки: зеленая (1) – кнопка включения и красная (2) – кнопка выключения ЭШУ. На(). красная - выключение го ЭШУ находятся две кнопки: зеленая - включения сигнала, поступающего с тензодатчика и последующНаНа верхней стенке ЭШУ расположен GPS–приемник.
Программа микроконтроллера atmega128 для обработки сигналов и управления проскальзыванием («Программа управления ИКС-1»)
Программа обработки сигналов и управления проскальзыванием записана в ПЗУ микроконтроллера atmega128 и предназначена для сбора и оцифровки всех данных с БЭТ, выдачи информации по порту RS232 в ПУИ и управления силовой частью для поддержания заданного оператором проскальзыванием. На нем реализована двухконтурная система управления проскальзывания (рис. 2), где ДС - датчик скорости измерительного колеса, ТГ - датчик скорости транспортных колес, ДТ - датчик тока якоря, Кs - интегральный коэффициент регулятора проскальзывания, Ki - интегральный коэффициент регулятора тока.
Рис. 2. Двухконтурная система управления проскальзыванием
Программный цикл длится 1/960-ую секунды, за это время получаются все сигналы с датчиков, просчитывается управление и выдается в ШИМ и выполняются команды от ПУИ (если таковые имеются). Значения с датчиков 30 раз в секунду передаются по порту RS232 на ПУИ со скоростью 9600 бод (бит в секунду). От ПУИ приходят сигналы на изменение задания по проскальзыванию, значения радиусов ИК, НК и сигналы запуска и остановки измерения. Эти сигналы контроллер обрабатывает по прерыванию.
Программа записана в энергонезависимую память контроллера и запускается автоматически при подаче питания на контроллер (при включении БЭТ).
Плата управления
Плата управления содержит в себе микроконтроллер atmega128 с периферией. Микроконтроллер atmega128 осуществляет сбор и оцифровку всех данных с ИКС-1, выдачу информации по СОМ порту в компьютерный ПУИ оператора и управление драйвером IGBT. Питание платы управления осуществляется напряжением 12В, которое подается от аккумулятора.
Драйвер IGBT
Драйвер IGBT представляет собой плату управления IGBT-транзистором, содержащую элементы, необходимые для сопряжения платы управления с силовым транзистором IGBT.
Модуль зарядного устройства
Модуль ЗУ подключен к фаркопному разъему и заряжает аккумулятор БЭТ от автомобиля-буксировщика.
Плата преобразователя сигнала тензодатчика
Плата преобразователя сигнала тензодатчика предназначена для преобразования сигнала, поступающего с тензодатчика, в цифровой вид, последующей его обработке (термокомпенсация и пересчет в массу) и передаче по последовательному каналу на плату управления.
GPS-приемник
На верхней стенке ЭШУ установлен GPS-приемник, определяющий текущие координаты БЭТ и передающий их на плату управления.
Приёмник вместе с антенной смонтирован в герметичном корпусе.
Характеристики GPS-приемника GlobalSat MR 350:
· Чипсет SiRF Star III;
· 20 параллельных каналов, All-in-View;
· Чувствительность встроенной активной антенны -159 dBm;
· Обеспечивает работу по протоколам NMEA 0183 v2.2: GGA, GSA;
· Потребляемый ток 70 мА;
Аккумулятор
В ЭШУ установлен автомобильный аккумулятор Varta Blue Dynamic. Он предназначен для питания платы управления и ПУИ.
В установке может быть использован любой другой аналогичный аккумулятор, имеющий следующие характеристики:
· напряжение питания 12В;
· емкость аккумулятора 45Ач;
· габариты ДхШхВ – 315x175x175