Каталог › Судостроение: исследование и практика › Проектирование электропривода якорно-швартовного устройства морского судна

Проектирование электропривода якорно-швартовного устройства морского судна

приводы программирование связь управление диагностика
Заказать готовую работу
📄 80 страниц страниц
📅 год
💰 4 350 руб. ₽

Содержание

  1. Перечень сокращений
  2. Введение
    1. Актуальность исследования
    2. Цель и задачи исследования
    3. Объект и предмет исследования
    4. Методологическая база и используемые методики
  3. Основная часть
    1. Обзор и анализ электроприводов "ЯШУ"
      1. Оснащение и функциональные особенности электроприводов "ЯШУ"
      2. Сравнительный анализ систем управления: контроллерная и контакторная
    2. Проектирование и проверка штатного электропривода
      1. Описание электропривода "ЯШУ" судна
      2. Проверка электропривода на соответствие требованиям РМРС
        1. Характеристика якорного снабжения
        2. Предварительный выбор ЭП "ЯШУ"
        3. Определение внешней силы
        4. Расчёт нагрузочной характеристики
        5. Формирование характеристики состояния якорной цепи
        6. Составление рабочей диаграммы якорного ЭП
        7. Определение теплового состояния ИД "ЯШУ"
    3. Модернизация и автоматизация системы управления
      1. Технические предпосылки модернизации системы управления
      2. Анализ и применение преобразователя ACS 800
        1. Инверторы
        2. Диодные выпрямители (DSU)
        3. Активный выпрямитель на IGBT-транзисторах (ISU)
        4. Тиристорный выпрямитель (TSU)
        5. Параллельно соединённые выпрямители
        6. Стандартные программы управления
        7. Стандартный ввод/вывод
        8. Специализированные прикладные программы
        9. Выбор и разработка схемы подключения ПЧ ACS 800
        10. Подключение входов/выходов преобразователя ACS 800
        11. Подключение преобразователя частоты
      3. Внедрение элементов мультидрайв
    4. Обеспечение технической безопасности и эксплуатационной надёжности
      1. Анализ вредных факторов на судне
      2. Техника безопасности при якорных операциях
      3. Особенности швартовных операций и проведение технического обслуживания брашпиля
      4. Меры пожарной безопасности
      5. Система гражданской обороны и принципы управления чрезвычайными ситуациями
    5. Технико-экономическая оценка и перспективы развития
      1. Экономическое обоснование затрат и эффективности
      2. Анализ показателей работы электросистемы судна
  4. Заключение
  5. Список использованных источников

Современные промышленные приводы обеспечивают надежное взаимодействие с контроллерами верхнего уровня посредством быстрого обмена оперативными данными (задания, командные слова) и данными поддержки (конфигурация, диагностика). Благодаря использованию как собственных протоколов (DDCS, Drivebus), так и общедоступных стандартов (PROFIBUS, InterBUSS, DeviceNet) организуется эффективная связь между приводами, контроллерами и персональными компьютерами, что позволяет учитывать как специфические инженерные решения, так и требования открытых систем.

Ключевые технологические особенности включают возможность программного переключения между режимами регулирования скорости и крутящего момента, реализацию функции снижения скорости в режиме контроля скорости, а также применение быстрого канала связи «ведущий-ведомый» при объединении двух и более приводов с компенсацией инерционных эффектов. Дополнительно, адаптивное программирование становится основополагающим элементом, позволяющим при необходимости заменить реле или даже ПЛК. В данном контексте применение 26 программируемых функциональных блоков посредством стандартной панели управления или удобной для пользователя программы DriveAP2 расширяет функциональные возможности устройств, что подтверждается примерами успешной эксплуатации в различных промышленных проектах.

Программируемый характер промышленных приводов позволяет не только задавать параметры работы, но и конфигурировать функциональные блоки в рамках стандартного набора возможностей. Это способствует внедрению адаптивных алгоритмов, которые адаптируются к условиям эксплуатации, снижая вероятность отказов и увеличивая надёжность системы. Например, в ряде экспериментов было показано, что изменение коэффициента усиления контура регулирования скорости в зависимости от выхода при низковых частотах позволяет существенно снизить пиковые значения механических вибраций.

Преимущества системного программного обеспечения заключаются в следующих характеристиках:

  1. Расширенные возможности связи – двусторонняя передача до 24 слов данных между приводом и управляющей системой.
  2. Две функции подавления крутильных колебаний, направленные на устранение механических вибраций.
  3. Возможность измерения температуры с помощью датчиков PT100 или РТС (до 2 двигателей), а также применение тепловой модели для защиты кабеля двигателя.
  4. Функционал по управлению и диагностике вентилятора электродвигателя, наряду со свободно программируемыми выходами: аналоговыми (до 4) и цифровыми (до 5).
  5. Изменение коэффициента усиления контура регулирования скорости в зависимости от характеристик выхода при низкой скорости или частоте двигателя, обеспечивающее расширенные каналы связи между силовой частью и приводом.

Особенности программного обеспечения охватывают широкий спектр возможностей, обеспечивая:

  1. Полный комплект стандартного программного обеспечения с повышенной гибкостью управления.
  2. Точное регулирование скорости и крутящего момента, включая режим управления нулевой скоростью и работу без обратной связи по скорости.
  3. Адаптивное программирование, позволяющее реализовать такие функции, как удержание постоянным током, намагничивание, диагностика, а также функции поддержки работы при отключении питания.
  4. Расширенные режимы управления, включая функцию Hand/Auto для выбора местного или дистанционного режима, торможение магнитным потоком, оптимизацию магнитного потока и компенсацию внутреннего сопротивления статора двигателя.
  5. Интеграцию систем ПИД-управления технологическим процессом, программируемые входы/выходы, скалярное управление, а также настройку регулятора скорости с пользовательскими кривыми ускорения и замедления.
  6. Возможности работы в режиме «ведущий-ведомый» с вариантами управления ведомыми устройствами, ориентированными как на регулирование крутящего момента, так и на контроль скорости вращения.

Таблица ниже обобщает основные преимущества системного программного обеспечения:

Характеристика Описание
Связь Двусторонняя передача 24 слов данных с использованием стандартных и собственных протоколов
Регулирование Программное переключение режимов, точная настройка скорости и момента, адаптивное программирование
Защита Тепловая модель для кабеля, компенсация инерции и внутренних сопротивлений
Диагностика Мониторинг температуры, управление вентиляторами и диагностика функциональных блоков

Список литературы

Кузьмин Ю.А., Владимиров В.А. и др. «Краткий англо-русский технический словарь» 2-е изд., исправленное - М: Черо,

Сюбаев М.А. « Методические указания к курсовому проектированию по расчёту судовых асинхронных двигателей» - Л: ЛВИМУ, 1989, 30с.

Князевский Б.А. «Охрана труда». - М: Высшая школа,

«Правила техники безопасности на судах морского флота»- М: Рекла-минформбюро ММФ,

-41

-352, 424с.

Чекунов К.А. «Теория судового электропривода» Учебное пособие. - Л.: Судостроение, 1982, 336с.

Золотарев И.А. «Методические указания по курсовому проектированию электроприводов якорно-швартовных устройств». Л: ГМА, 1998, 30с.

Список использованных источников

Сивере П.Л. «Судовые электроприводы» 2-е изд., перераб и доп. - М: Транспорт, 1975,456 с.

Бабаев А.М., Ягодкин В.Я. «Автоматизированные судовые электроприводы». М: Транспорт,

Головин Ю.К. « Судовые электрические приводы»: 2-е изд., переработанное и дополненное М: Транспорт,

Богословский А.П., Певзнер Е.М. и др. «Судовые электроприводы» справочник в 2-х томах-JI: Судостроение,

Мезин Е.К. «Расчёт трёхфазных асинхронных двигателей мощностью от 1 до 100кВт: учебное пособие - Л: ЛВИМУ, 1968, 90с.

Булгаков А.А. « Частотное управление асинхронными двигателями». - М: Энергоиздат, 1982,231с.

Фрейдзон И.Р. «Судовые автоматизированные электроприводы и системы». 4-е изд., переработанное и дополненное- Л: Судостроение, 1988г.

-448 с.

Ковчин С.А., Сабанин Ю.А. «Теория электропривода». Учебник для ВУЗОВ. - СПб.: Энергоатомиздат, 2000, 496с.

Виноградов Н.В., Сергеев П.С. «Проектирование электрических ма-шин» - М: Госэнергоиздат, 1950, 591с.

Архангельский Н.Л., Курнышев Б.С., Виноградов А.Б., Новые алгоритмы в управлении асинхронным приводом: «Электротехника», 1991, №10, с. 9-

Яуре А.Г., Певзнер Е М. « Крановый электропривод»: справочник - М: Энергоатомиздат 1988, 344с.

-327 с.

Вопросы и ответы

Как структурирована основная часть документа, посвящённая электроприводной системе?
Основная часть включает несколько подробно проработанных разделов, охватывающих обзор электроприводов, проверку штатного электропривода, модернизацию системы управления, обеспечение безопасности и жизнедеятельности, а также технико-экономическое обоснование. Каждый раздел дополнительно делится на подразделы, что обеспечивает систематизированное представление различных аспектов электроприводной системы судна.
Какие подразделы входят в раздел, посвящённый системам управления электроприводом?
Системы управления электроприводом подробно характеризуются через два подраздела: контроллерную систему управления и контакторную систему управления. Каждый из них включает описание принципов функционирования, структурных особенностей и функциональных характеристик, что позволяет обеспечить надёжное и эффективное управление электроприводом.
Какие этапы проверки штатного электропривода на соответствие требованиям предусмотрены в документе?
Проверка штатного электропривода осуществляется посредством последовательного анализа, включающего характеристику якорного снабжения, предварительный выбор электропривода, определение внешней силы, расчёт нагрузочной характеристики, построение характеристики состояния якорной цепи, формирование рабочей диаграммы и определение теплового состояния элементов управления. Такая последовательная структура обеспечивает всестороннюю оценку эксплуатационных параметров системы.
Что представляет собой модернизация системы управления в контексте электроприводной системы судна?
Модернизация системы управления заключается во внедрении современных технических решений, среди которых применение преобразователя ACS 800, систем привода мультидрайв и специализированных компонентов ACS–800. Этот комплекс мер способствует оптимизации процессов управления и повышению надёжности системы, что обеспечивает устойчивость и эффективность работы электроприводного комплекса.
Каким образом оцениваются вопросы безопасности и жизнедеятельности судна?
Вопросы безопасности и жизнедеятельности судна рассматриваются через комплексный анализ, включающий оценку воздействия вредных факторов, применение техники безопасности при проведении якорных и швартовных операций, организацию мероприятий технического обслуживания, обеспечение пожарной безопасности, а также меры по гражданской обороне в условиях чрезвычайных ситуаций. Такой подход обеспечивает систематизацию мер, направленных на поддержание безопасного и надёжного функционирования судна.
Какие компоненты преобразователя ACS 800 включены в современную систему управления?
Система управления включает подробное рассмотрение компонентов преобразователя ACS 800, к числу которых относятся обзор основного устройства, приводы мультидрайв, а также отдельные элементы: инверторы, диодные выпрямители (DSU), активный выпрямитель на IGBT-транзисторах (ISU), тиристорный выпрямитель (TSU) и параллельно соединённые выпрямители. Дополнительно приводятся сведения о стандартных и специализированных прикладных программах управления, что позволяет получить всеобъемлющее представление о функциональных возможностях преобразователя.
Каким образом обоснована экономическая эффективность предлагаемых технических решений?
Раздел технико-экономического обоснования представляет комплексный анализ эксплуатационной эффективности предлагаемых технических решений. В нём проводятся расчёты экономических показателей, оценивается стоимость внедрения и эксплуатационные преимущества, что позволяет утвердительно обосновать финансовую целесообразность и практическую эффективность применения данных технологий в рамках системы электроприводов.

Похожие работы